HUT58021A - Metal mould with extended heat transfer surface - Google Patents

Description

A találmány tárgya öntőberendezés, különösen fém öntőforma, melynek külső felülete hőforrással érintkezik, belső felülete pedig olyan hőfokra van hevítve, hogy azon a beadagolt hőre lágyuló anyag vékony, szilárd héj-szerü réteget képez.

Ismeretesek eljárások hőre lágyuló porok vagy szuszpenziók öntésére, ahol a száraz vagy nedves anyagot egy vékony fémforma belső felületére öntik aminek hőmérséklete következtében a lerakódott anyag gélbevonatot képez, majd vékony, szilárd hőre lágyuló héjjá válik. A vékony fémforma • · fütött marad addig, eig a hőre lágyuló anyag lerakódva a belső felületén vékony héjat képez, ami alkalmas gépjármüvek belső elemeinek pl. kartámláinak borítására, ajtóelemek, müszerelemek és gépjármüvek külső alkatrészeinek például lökhárítóinak borítására.

Ilyen fütött öntőformákat ismertetnek a 3.680.629 és 4,389,177 US sz. szabadalmi leírások.

A fűtés egyik módja, hogy a forró gázt az öntőforma lapos oldalfelületére irányítják és innen áramlik a forma falán át a hőre lágyuló anyagba /nedves vagy száraz/ hogy azt gélesitse és kezelje. Gél állapotban a hőre lágyuló anyag összeáll vékony réteggé. Ezután az egybeolvadt anyagot megemelt hőmérsékleten kezelik, hogy kialakuljanak a végtermék kívánt fizikai jellemzői. Ilyen gáztüzelésű öntőformákat ismertetnek a 4,621,995 és 4,623,503 US sz. szabadalmi leírások.

Ismert az a tény, hogy a hőátadási fok növelhető a hőforrás és a lerakódott hőre lágyuló anyag között, ha szárny szerű uszonyokat szerelnek az öntőforma külső felületére és meleg levegőt átfúrva növelik a hőátadást a hőre lágyuló anyag felé. Az uszonyok megnövelik a hőátadó felületet a hőforrástól a műanyag felé. Az uszonyok forrasztással, keményforrasztással vagy hegesztés • · sel való beerősitése azonban helyi túlmelegedési okoz a fémforma héjában. Ez deformációkhoz, hőfeszültségekhez vezet. Az ilyen deformációk főleg a csatlakozások közvetlen környezetében alakulnak ki. A deformációk közül egyre jellemző a szemcsenövekedés az anyagszerkezetben, ami a fémet rideggé, törékennyé teszi.

A találmány célja fenti hátrányokat kiküszöbölő olyan hőátadó felületnövelő megoldás kidolgozása, mely nem okoz helyi tulmelegedést, és deformációt a héj anyagában.

A kitűzött célt olyan tárgyi kialakítással érjük el, hogy a fém héj külső felületéhez számos hőátadó csap van csatlakoztatva; a hőátadó csapok mindegyikének a hőforrás felé néző kiterjedt külső felülete valamint megnövelt átmérőjű fejrésze van; a megnövelt átmérőjű fejrész szoros érintkezésben van a külső felülettel és a fejrész valamint a fém héj közti hegesztőgyök által vannak az egyes hőátadó csapok a héjjal összekötve; végül a fém héj külső felülete a fejrészekkel való érintkezésnél fémtiszta, és a fejrészek valamint a csapok felületeivel meg van növelve a héj külső felülete, miáltal a hőforrástól a héj belső felületén lerakódott hőre lágyuló anyagba való hőbevitel megnövelt.

Célszerűnek bizonyult a találmány szerinti fém öntőforma olyan kiviteli alakja, amelynél a

hőre lágyuló műanyagot a megnövelt felületű fém öntőforma belső felületére öntik, ott hevítve gélbevonatot képeznek, majd tovább kezelve szilárd, vékony műanyag héjjá képezik.

Előnyös továbbá az olyan megoldás, amikor a megnövelt felületet számos hőátadó csappal biztosítják, melyek mindegyikének megnövelt feje szorosan van a fém héj külső felületéhez illesztve, és ott kapacitiv hegesztéssel van rögzítve.

A találmánytaz alábbiakban célszerű példaképpen! kiviteli alakok kapcsán, a csatolt rajzra való hivatkozással ismertetjük részletesebben, ahol az

1. ábra egy meleg levegővel fütött öntő- formára hőre lágyuló műanyagot öntő öntőberendezés vázlatos képe, a

2. ábra Az öntőforma kitört részlete a raj_ ta lerakódott összeolvadt műanyaggal, a

3. ábra a 2. ábra szerinti öntőforma alsó oldala, feltüntetve a rajta elhelyezett hőáűtadó csapokat, s végül a

4. ábra kinagyított kitört metszete a kapa- citiv hegesztő csatlakozásnak az egyes hőátadó csapok és a 2. ábra szerinti öntőforma külső felszíne között

Az 1. ábra egy 10 öntőbe rendezést ismertet. A 10 öntőberendezés tartalmaz egy 12 alapot, melynek két térben elhatárolt 14, 16 forgócsap karja elforgathatóan támasztja meg a 18 öntőforma tartót. A 14, 16 forgócsap karok egy olyan tengelyt határoznak meg, amely körül egy vékony 20 öntőforma héj elforgatható ami hőre lágyuló műanyagot önt egy vele szemben elhelyezkedő 22 portartályból.

A 18 öntőforma tartó meghatároz egy öntőformát fütő vagy hütő 24 üreget mely fütött vagy hütött levegőt irányit egy 26 fütőberendezésből vagy 28 hűtőberendezésből.

A műanyag a 22 portartályból száraz alakban van szétszórva. Szükség esetén folyékony műanyag is alkalmazható jelen találmány szerint. Ilyen megoldás található a 4.623.503 US sz. szabadalmi leírásban, ahol mind száraz, mind folyékony műanyag alkalmazható, és ahol részletes ismertetésre kerül a 10 öntőbe rendezés, a hőre lágyuló műanyag és a 20 öntőforma héj.

□elen találmány szerinti megoldásnál a öntőforma héjnak van egy 20a belső felülete, amelyre a műanyag ráöntésre kerül. Ez az anyag előnyösen hőre lágyuló gyanta tartalmú anyag, úgymint szemcsés polivinilklorid, melynek van egy megfelelő plasztifikálóval ellátott gyanta magja és egy színező anyaggal ellátott külső felülete, melyet részletesen ismertet a 4.784.911 US sz. szabadalmi leírás.

·· • · · ·

Az ilyen anyag gélesitése és kezelése céljából szükséges megfelelő hőmennyiséget juttatni a gázáramból a 24 üregen át a 20 öntőforma héjba, vagyis a fémlemez vastagságán át be a 20 öntőforma héjba, majd a 20a belső felületen levő hőre lágyuló anyagba. A hőátadás növelése céljából / a fütő vagy a hütő gáztól/ a 20 öntőforma héj 20b külső felülete össze van kötve számos hőátadást növelő 30 csappal.

A hőátadó 30 csapok mindegyike nagy átmérőjű 30a fejrésszel van ellátva, melyek a 20b külső felülettel érintkeznek. A 30 csapoknak nagy külső 30b hengeres felületük van, melyhez még tartozik a 30c végfelület, ami szintén növeli a 24 üregben levő légárammal való érintkező felületet.

A jelen találmány szerinti megoldásnál a 30 csapok 30a fejrészei a 20b külső felülethez egy 32 hegesztőgyökkel vannak rögzítve,ami kapacitiv töltőhegesztéssel van létrehozva. Ez a hegesztés csupán a 30 csap 30a fejrésze és a 20 öntőforma héj közti érintkező 34 felületre vonatkozik. Következésképp a 30 csapok közti 20c szakaszok mentesek hegesztő anyagtól mind a 32 hegesztőgyök képzése alatt, mind azután.

Részletesebben, a 30 csapok egy ismert kapacitiv töltő 40 hegesztőtérben helyezkednek el, melynek van 40a töltőáramköre, 40b áramköre mely kis áramöt vezet a 30 csapokon át kis 32a hegesz• · · tett csapot képezve a 34 felületen, amit a 4. ábrán szaggatott vonal jelöl. Amint a kis hegesztett csepp kialakult, egy / nem jelölt/ rugó a 30a fejrészt nekiszoritja a 20b külső felületnek és egy sor 40c kondenzátor nagy áramot irányit a 32a hegesztett cseppen át a 34 felületre, miáltal hegesztő iv keletkezik, amely pillanatnyilag megolvasztja a fémet a 34 felületen. A kisülés minden hegesztési pontnál kevesebb mint egy másodpercig tart. Mihelyt a kondenzátor kisült, a hegesztett csepp összehül a 32 hegesztőgyökkel. Az eredményezett 32 hegesztőgyököt kapacitiv hegesztett csatlakozásnak nevezzük. A pillanatnyi megolvadás és azt követő környező fém okozta gyors lehűlés nem okoz szemcsenövekedést a hegesztő zónában. Az ilyen csat lakozásnak az a jellemzője, hogy mivel a 20 öntőforma héj csak egy kis szakaszára vonatkozik, a héj nem csavarodik el, kívánt fizikai jellemzői megmaradnak és nincs szükség utólagos forgácsoló megmunkálás ra.

A rákapcsolt 30 csapok nagyon jó hőátadó pályát biztosítanak a 24 üregtől a fém 20 héjon át annak 20a belső felületére rárakódott hőre lágyuló anyaghoz. A 30 csapok és a kapacitiv hegesztési csatlakozások kombinációja megnöveli az öntőforma 20 héj gázoldali felületét, ezáltal növeli a hőátadási utat s igy csökkenti az öntési ciklust.

····

-ΘΑ kapacitiv hegesztés csak kis helyen melegíti fel az anyagot a kapcsolat képzésekor. Következésképp, a héj anyaga nem deformálódik olyan mértékben, mintha forrasztással, keményf orrasztással vagy lánghegesztéssel képződne a kapcsola t.

Egy lehetséges példa vékony fém héjak esetében 30 csapok hozzáerösitésére, amikor az öntőforma nikkelből van. A nikkel olyan rétegvastagságban készül, hogy elegendő szerkezeti szilárdságú legyen megtartani részeit az öntés alatt; biztonságosan lehessen hozzákapcsolni ill. szétkapcsolni az öntőberendezéstől; és a forgó forma biztonságosan legyen képes elosztani a műanyagot felületén. A kapacitiv hegesztő csatlakozás merev fizikai kapcsolatot képez a 30 csapok és a 20 héj között. A 32 hegesztőgyök ugyanakkor jó hővezetést biztosit a 30 csap külső 30b felületétől.

A találmány nem korlátozódik a vázolt kiviteli alakra, az oltalmi körön belül változat és módosítás is kialakítható.

számos

Claims (3)

1. Szabadalmi igénypontok

   1. Fém öntőforma hőre lágyuló anyagok öntéséhez, melynek fém héja üreggel és külső felülettel van ellátva, a külső felület hőforrással van érintkeztetve, továbbá belső felületén vékony hőre lágyuló müanyagréteg van képezve azzal jellemezve, hogy a fém héj /20 / külső felületéhez /20b/ számos hőátadó csap /30/ van csatlakoztatva; a hőátadó csapok /30/ mindegyikének a hőforrás felé néző kiterjedt külső felülete /30b, 30c/ valamint megnövelt átmérőjű fejrésze /30a/ van; a megnövelt átmérőjű fejrész /30a/ szoros érintkezésben van a külső felülettel /20b/ és a fejrész /30a/ valamint a fém héj /20/ közti hegesztőgyök /32/ által vannak az egyes hőátadó csapok /30/ a héjjal /20/ összekötve; végül a fém héj /20/ külső felülete a fejrészekkel /30a/ való érintkezésnél fémtiszta, és a fejrészek /30a/ valamint a csapok /30/ felületeivel /30b, 30c/ meg van növelve a héj /20/ külső felülete /20b/, miáltal a hőforrástól a héj /20/ belső felületén /20a/ lerakódott hőre lágyuló anyagba való hőbevitel megnövelt .
2. 2. Az 1. igénypont szerinti öntőformán képzett hegesztőgyök azzal jellemezve, hogy a he- • · ·· * · • * · · * · ···· *·· * ·<

   gesztő energia csupán a hőátadó csapon /30/ keresztül van bevive.
3. 3. Az 1. igénypont szerinti öntőformán alkalmazott hegesztőenergia azzal jellemezve, hogy kondenzátorokon /40c/ felhalmozott energia a nagy átmérőjű fejrész /30a/ és a fém héj /20/ külső felülete /20b/ közti alacsony feszültségű áramkörön /40a, 40b/ van kisütve.