ITMI20090913A1 - Attrezzatura per la realizzazione di anime da fonderia - Google Patents

Description

Titolo: "Attrezzatura per la realizzazione di anime da fonderia"

DESCRIZIONE

[0001] Forma oggetto della presente invenzione un’attrezzatura per la formazione di anime da fonderia.

[0002] Le anime da fonderia vengono utilizzate per la realizzazione di oggetti di particolari forme in processi di fusione. Ad esempio, le anime da fonderia possono essere adottate nei processi di fusione per la realizzazione di oggetti metallici forati.

[0003] Le anime da fonderia sono usualmente realizzate con particolari sabbie per anime, ad esempio sabbie cosiddette “prerivestite†, ossia sabbie che vengono immerse in apposite resine liquide in modo tale che, quando la resina si secca, questa ricopra i granelli della sabbia di partenza. Al fine di realizzare l’anima, le sabbie prerivestite vengono opportunamente lavorate mediante trattamenti specifici così da conferire all’anima finita la forma desiderata e una compattezza adeguata.

[0004] Un tipico procedimento di formazione di anime da fonderia prevede la loro formazione in stampi. Tali stampi, solitamente comprendenti un primo ed un secondo semi-stampo, vengono predisposti con una o più forme d’anima, ossia cavità formate negli stampi aventi una forma corrispondente alla forma finale che dovrà avere l’anima. Le forme d’anima sono tra loro collegate da canali di convogliamento tramite i quali la sabbia viene immessa all’interno dello stampo preriscaldato e convogliata in modo tale da riempire tutte le forme d’anima. Il contatto tra le pareti dello stampo preriscaldato e la sabbia fa sì che la resina di cui quest’ultima à ̈ rivestita raggiunga una temperatura di cottura, così da solidificare, compattando la sabbia. Le anime vengono quindi estratte dagli stampi e sottoposte a lavorazioni di precisione, in particolare lavorazioni di sbavatura.

[0005] Tale attrezzatura di formazione di anime secondo la tecnica nota non à ̈ tuttavia esente da inconvenienti.

[0006] Naturalmente, la solidificazione della sabbia nello stampo non coinvolge solo la zona delle forme d’anima, ma anche le zone dei canali di convogliamento. Pertanto, ciò che viene estratto dallo stampo al termine del processo di formatura non sono anime separate, bensì grappoli di anime tra loro collegate da ulteriori parti solide, corrispondenti ai canali di convogliamento, nel caso nello stampo siano previste più forme d’anima, oppure un’unica anima cui à ̈ collegata una parte solida corrispondente al canale di iniezione nel caso nello stampo sia prevista un’unica forma d’anima. Tali parti solide vengono comunemente dette “spari†. Prima di procedere con la lavorazione di precisione di ciascuna delle anime, occorre quindi rimuovere gli spari tramite apposite operazioni, tipicamente di taglio. Tali operazioni di rimozione degli spari comportano un allungamento complessivo del ciclo di lavorazione dell’anima.

[0007] Un ulteriore inconveniente dell’attrezzatura descritta à ̈ lo spreco della sabbia per anime che forma gli spari, che comporta un aggravio dei costi complessivi di lavorazione delle anime.

[0008] Scopo della presente invenzione à ̈ pertanto quello di rendere disponibile un’attrezzatura che consenta una riduzione dei tempi e dei costi complessivi del ciclo di formazione delle anime da fonderia.

[0009] Questi ed altri scopi vengono raggiunti mediante un’attrezzatura per la realizzazione di anime da fonderia secondo la rivendicazione 1.

[0010] Per meglio comprendere l’invenzione ed apprezzarne i vantaggi verranno di seguito descritte alcune sue forme di realizzazione esemplificative non limitative, facendo riferimento alle figure annesse, in cui:

[0011] La figura 1 à ̈ una vista schematica in prospettiva, esplosa, di parte di un’attrezzatura per la formazione di anime da fonderia secondo l’invenzione;

[0012] La figura 2 Ã ̈ una vista schematica in prospettiva, in condizioni assemblate, della parte di attrezzatura in figura 1;

[0013] La figura 3 Ã ̈ una vista schematica in pianta della parte di attrezzatura in figura 2;

[0014] Le figure 4, 5 e 6 sono viste schematiche in sezione, rispettivamente secondo le tracce IV, V e VI, della parte di attrezzatura in figura 3;

[0015] Le figure 7a-7d sono viste schematiche laterali di un inserto appartenente all’attrezzatura per la formazione di anime secondo una possibile forma di realizzazione dell’invenzione;

[0016] La figura 7e à ̈ una vista schematica in sezione, secondo la traccia VIIe, dell’inserto in figura 7b;

[0017] La figura 7f à ̈ una vista schematica in prospettiva dell’inserto nelle figure 7a-7e;

[0018] Le figure 8a-8d sono viste schematiche laterali di un inserto appartenente all’attrezzatura per la formazione di anime secondo una possibile ulteriore forma di realizzazione dell’invenzione;

[0019] La figura 8e à ̈ una vista schematica in sezione, secondo la traccia VIIIe, dell’inserto in figura 8b;

[0020] La figura 8f à ̈ una vista schematica in prospettiva dell’inserto nelle figure 8a-8e;

[0021] Le figure 9a-9d sono viste schematiche laterali di un inserto appartenente all’attrezzatura per la formazione di anime secondo una possibile ulteriore forma di realizzazione dell’invenzione;

[0022] La figura 9e à ̈ una vista schematica in sezione, secondo la traccia IXe, dell’inserto in figura 9b;

[0023] La figura 9f à ̈ una vista schematica in prospettiva dell’inserto nelle figure 9a-9e;

[0024] Le figure 10a-10d sono viste schematiche laterali di un inserto appartenente all’attrezzatura per la formazione di anime secondo una possibile ulteriore forma di realizzazione dell’invenzione;

[0025] La figura 10e à ̈ una vista schematica in sezione, secondo la traccia Xe, dell’inserto in figura 10b;

[0026] La figura 10f à ̈ una vista schematica in prospettiva dell’inserto nelle figure 10a-10e.

[0027] Con riferimento alle figure 1-6, un’attrezzatura per la realizzazione di anime da fonderia à ̈ indicata con il riferimento 1. Le anime da fonderia (non mostrate nelle figure) vengono utilizzate per la realizzazione in processi di fusione di componenti aventi forme specifiche, ad esempio componenti aventi fori ciechi o passanti.

[0028] Le anime sono realizzate tramite appositi materiali per la formazione di anime, in particolare sabbie per anime, preferibilmente sabbie prerivestite, aventi una temperatura di cottura al di sopra della quale solidificano e diventano adeguatamente compatte.

[0029] L’attrezzatura 1 per realizzare le anime secondo la presente invenzione comprende uno stampo 2, preferibilmente a sua volta comprendente un primo semi-stampo 2’ ed un secondo semi-stampo (non mostrato nelle figure) tra loro collegabili. La presenza di due distinti semi-stampi consente una loro più facile lavorazione e rende possibile l’estrazione delle anime una volta che il processo di formazione à ̈ terminato.

[0030] Lo stampo 2 include una o più forme d’anima 3. Con l’espressione “forme d’anima†si intendono cavità realizzate nello stampo aventi forme sostanzialmente uguali alle forme che dovranno avere le anime. Le forme d’anima rappresentano dunque il negativo dell’anima che verrà realizzata. La sabbia per anime viene infatti convogliata in tali forme d’anima, le cui pareti di delimitazione sono state preventivamente portate ad una adeguata temperatura, e a contatto con queste ultime si innesca il processo di solidificazione.

[0031] Preferibilmente, ciascuna delle forme d’anima 3 à ̈ formata in parte nel primo semi-stampo 2’ ed in parte nel secondo semi-stampo, in posizioni corrispondenti.

[0032] Al fine di convogliare il materiale di formazione di anime, in particolare la sabbia per anime, nelle forme d’anima 3, lo stampo 2 comprende appositi condotti di convogliamento 4, attraverso i quali la sabbia raggiunge le forme d’anima 3, riempiendole. I condotti di convogliamento 4 sono preferibilmente formati parzialmente nel primo semistampo e parzialmente nel secondo, ma possono eventualmente essere formati in uno solo di essi.

[0033] Le forme d’anima 3 ed i canali di convogliamento 4 possono essere variamente disposti e conformati. In accordo con la forma di realizzazione illustrata nelle figure, le forme d’anima 3 ed i canali di convogliamento sono disposti secondo una pluralità di gruppi 5. Ciascun gruppo 5 include una pluralità di forme d’anima 3 disposte in serie e tra loro collegate tramite canali di collegamento 6. Un canale di alimentazione 7 alimenta il gruppo e consente l’alimentazione del materiale di formazione delle anime dall’esterno dello stampo. In particolare, la sabbia per anime entra nello stampo tramite il canale di alimentazione 7 di ciascun gruppo 5 e riempie progressivamente tutte le forme d’anima 3 del gruppo stesso.

[0034] Si noti che l’organizzazione dei canali di convogliamento 4 e delle forme d’anima 3 appena descritta à ̈ da intendersi come puramente esemplificativa. Ad esempio, à ̈ possibile che in uno stampo sia presente un solo gruppo di forme d’anima. E’ inoltre possibile che siano presenti uno o più gruppi 5 che includono una sola forma d’anima 3 e in tal caso à ̈ presente solo il canale di alimentazione 7, ma non i canali di collegamento 6. Alternativamente, in caso di gruppi dotati di più forme d’anima, queste possono essere poste non in serie ma secondo differenti collocazioni. Ulteriori possibili organizzazioni delle forme d’anima e dei canali di convogliamento risulteranno in maniera evidente alla persona esperta.

[0035] Vantaggiosamente, l’attrezzatura 1 comprende uno o più inserti 10 che sono alloggiati o alloggiabili nei canali di convogliamento 4, in particolare in prossimità delle forme d’anima 3. Gli inserti 10 possono essere disposti nei canali di alimentazione 7. In alternativa o in aggiunta, essi possono essere disposti in uno o più dei canali di collegamento 6.

[0036] La predisposizione degli inserti 10, le cui caratteristiche saranno descritte nel seguito, nei canali di convogliamento 4 fa sì che in loro corrispondenza, e dunque nei canali di convogliamento 4 in prossimità delle forme d’anima 3, il processo di solidificazione del materiale per la realizzazione di anime, in particolare la cottura della sabbia, venga alterato. Questo comporta che, in presenza degli inserti, la sabbia non solidifica o non solidifica completamente, rimanendo almeno parzialmente friabile. Grazie alla presenza degli inserti, dunque, à ̈ possibile eliminare del tutto o almeno ridurre drasticamente la formazione degli spari.

[0037] Poiché grazie all’attrezzatura secondo la presente invenzione la formazione degli spari risulta del tutto annullata o limitata, nel ciclo complessivo di formazione delle anime risultano altresì annullate o limitate le operazioni necessarie per la loro rimozione. Inoltre, nel caso in cui siano previste più forme d’anima, le anime formate risultano già separate e non sono dunque richieste operazioni di taglio per la loro separazione. Il tempo complessivo del ciclo risulta pertanto ridotto.

[0038] Un ulteriore vantaggio legato all’attrezzatura secondo la presente invenzione à ̈ la riduzione dei costi complessivi di lavorazione delle anime. Infatti, la mancanza di formazione degli spari fa sì che la sabbia non solidificata possa essere riutilizzata in cicli di formazione di anime successivi. Questo comporta un risparmio legato proprio al mancato spreco della sabbia. Il costo aggiuntivo legato alla predisposizione degli inserti viene ammortizzato con l’uso delle attrezzature nella produzione di anime.

[0039] In accordo con una forma di realizzazione preferita, gli inserti 10 hanno una conducibilità termica tale da limitare localmente la trasmissione del calore proveniente dallo stampo verso i canali di convogliamento 4 dove gli inserti 10 sono alloggiati. Come detto precedentemente, infatti, la sabbia per anime viene cotta mediante suo inserimento nello stampo riscaldato e solidifica progressivamente a partire dalle porzioni a contatto con le pareti riscaldate dello stampo in seguito al raggiungimento di una predeterminata temperatura di cottura. Il riscaldamento dello stampo può avvenire ad esempio mediante passaggio di corrente in resistenze elettriche (non mostrate nelle figure) associate allo stampo 2. Al fine di agevolare la trasmissione del calore dalle resistenze alle forme d’anima 3, lo stampo 2 à ̈ preferibilmente realizzato in materiale ad elevata conducibilità termica. Gli inserti 10 inseriti nei canali di convogliamento 4 rappresentano dunque delle barriere termiche tra lo stampo riscaldato e la sabbia per anime contenuta nello stampo in corrispondenza degli inserti stessi. Conseguentemente, la temperatura delle superfici di contatto con la sabbia degli inserti à ̈ minore della temperatura delle superfici di contatto dello stampo dove invece gli inserti non sono previsti. Pertanto, in corrispondenza degli inserti 10 la sabbia per anime non raggiunge la temperatura di cottura (o al limite la raggiunge in limitate porzioni direttamente a contatto con le pareti dell’inserto), mentre nelle altre zone dello stampo, dove gli inserti non sono previsti, la sabbia raggiunge tale temperatura di cottura, solidificando e compattandosi.

[0040] Il suddetto vantaggioso effetto tecnico può essere ulteriormente migliorato tramite opportuna configurazione degli inserti.

[0041] Preferibilmente, gli inserti 10 e lo stampo 2 sono realizzati in materiali tra loro differenti. Infatti, lo stampo 2 deve garantire un elevato flusso di calore dalle resistenze alla sabbia per anime, mentre gli inserti 10 dovrebbero limitarlo il più possibile. A tal fine, gli inserti 10 sono vantaggiosamente realizzati con materiali aventi una conducibilità termica inferiore alla conducibilità termica dello stampo 2. Questa caratteristica garantisce un differente comportamento termico dell’attrezzatura 1 tra zone di alloggiamento degli inserti e le forme d’anima. Secondo una possibile forma di realizzazione, gli inserti 10 sono realizzati in titanato di alluminio. Lo stampo può essere ad esempio realizzato in acciaio.

[0042] Gli inserti 10 sono preferibilmente inseribili in maniera amovibile nello stampo 10, in modo tale da poter essere sostituiti ed eventualmente riutilizzati in abbinamento con stampi ulteriori. Secondo una possibile forma di realizzazione, i canali di convogliamento 4 comprendono delle apposite sedi inserto 11 per l’inserimento degli inserti 10. Ad esempio, i canali di convogliamento 4 possono comprendere delle porzioni allargate 12 aventi preferibilmente una forma sostanzialmente complementare alla forma degli inserti 10, adatte ad accogliere questi ultimi. Le porzioni allargate 12 possono essere previste nei canali di alimentazione 7, e/o nei canali di collegamento 6.

[0043] Al fine di bloccare gli inserti nelle sedi inserto 11 dello stampo, l’attrezzatura 1 può comprendere appositi mezzi di collegamento. Ad esempio, gli inserti 10 possono essere fissati allo stampo 2 mediante organi di collegamento filettati (non mostrati nelle figure).

[0044] Gli inserti 10 possono avere svariate conformazioni (figure 7-10).

[0045] In accordo con una possibile forma di realizzazione, gli inserti 10 comprendono una porzione 13 di forma anulare che delimita un’apertura 14 per il passaggio del materiale di formazione delle anime.

[0046] L’apertura di passaggio 14 presenta preferibilmente un’estensione inferiore rispetto all’estensione del corrispondente canale di convogliamento 4 nel quale l’inserto 10 à ̈ inserito. In questo modo, in corrispondenza degli inserti, non solo si ottiene il comportamento termico precedentemente descritto, ma si realizza una zona strutturalmente debole nel materiale per la formazione di anime, zona che risulta quindi poco resistente poiché presenta una sezione resistente bassa, e dunque facilmente rimuovibile nell’eventualità in cui in cui si verifichi una parziale solidificazione del materiale.

[0047] In accordo con una possibile forma di realizzazione, gli inserti 10 sono realizzati in due pezzi distinti (figure 7a-7f; 8a-8f). In particolare, un primo pezzo 10’ à ̈ destinato ad essere alloggiato nel primo semi-stampo 2’, ed un secondo pezzo (non mostrato nelle figure) à ̈ destinato ad essere alloggiato nel secondo semi-stampo. Le sedi inserto 11, lo stampo 2 e gli inserti 10 stessi sono vantaggiosamente conformati in modo tale che, quando lo stampo à ̈ chiuso, il primo pezzo di inserto ed il secondo pezzo di inserto siano posti adiacenti e realizzino un corpo sostanzialmente continuo, come se fosse realizzato in un unico pezzo. Ciascuno dei due pezzi di inserto comprende sostanzialmente un corpo a forma di C. In tale corpo à ̈ preferibilmente previsto un foro passante 15 attraverso il quale può essere fatto passare un organo filettato (non mostrato nelle figure) adatto ad impegnare una corrispondente sede filettata 16 nello stampo, in particolare nelle porzioni allargate 12 delle sedi inserto 11 (a tal proposito, si vedano ad esempio le figure 4-6).

[0048] Inserti siffatti possono essere realizzati in differenti dimensioni e proporzioni, in funzione del tipo di stampo al quale andranno associati. A tal proposito, si vedano ad esempio la forma di realizzazione nelle figure 7a-7f e la forma di realizzazione nelle figure 8a-8f, che illustrano rispettivamente inserti aventi forme simili ma proporzioni differenti.

[0049] Secondo ulteriori possibili forme di realizzazione, gli inserti 10 sono realizzati in un unico pezzo (figure 9a-9f, 10a-10f). In questo caso, ciascun inserto, a stampi chiusi, risulta preferibilmente alloggiato parzialmente nel primo semi-stampo 2’ e parzialmente nel secondo semistampo. Al fine di realizzare il collegamento con uno dei due semi-stampi, tale inserto 10 presenta preferibilmente un primo 15’ e/o un secondo 15’’ foro passante per il passaggio di altrettanti organi filettati atti ad impegnare corrispondenti fori filettati formati nel primo o nel secondo semistampo.

[0050] In accordo con un’ulteriore possibile forma di realizzazione, gli inserti comprendono una prima 17’ ed una seconda 17’’ flangia laterale (figure 10a-10f). Tali flangie laterali 17’ e 17’’ sono adatte ad essere accolte in corrispondenti sedi flangia (non mostrate nelle figure) associate alle porzioni allargate 12 dei canali di convogliamento 4 dello stampo 2. Ciascuna di tali flangie laterali 17’ e 17’’ include preferibilmente un primo 15’ ed un secondo 15’’ foro passante per il collegamento dell’inserto 10 allo stampo 2, in particolare tramite organi filettati adatti ad impegnare corrispondenti sedi filettate. Naturalmente, sebbene quest’ultima forma di realizzazione dell’inserto sia stata descritta come realizzata in un unico pezzo, à ̈ altresì possibile prevedere un inserto con la medesima conformazione, ma realizzato in due distinti pezzi.

[0051] Dalla descrizione sopra fornita la persona esperta potrà apprezzare come l’attrezzatura per la realizzazione di anime da fonderia secondo la presente invenzione consenta un risparmio in termini temporali ed economici nel ciclo di produzione di anime da fonderia.

[0052] Infatti, la presenza degli inserti fa sì che localmente il materiale per la realizzazione delle anime non solidifichi, del tutto o parzialmente, e dunque che gli spari non si formino del tutto o almeno parzialmente. Inoltre, nel caso in cui siano previste più forme d’anima, le anime formate risultano già separate e non sono dunque richieste operazioni di taglio per la loro separazione.

[0053] La sabbia che non concorre alla formazione degli spari può esser riutilizzata in ulteriori cicli, senza essere sprecata.

[0054] Il costo aggiuntivo legato alla predisposizione degli inserti viene ammortizzato con l’uso delle attrezzature nella produzione di anime.

[0055] Dalla descrizione sopra fornita dell’attrezzatura per la realizzazione di anime da fonderia secondo l’invenzione la persona esperta, allo scopo di soddisfare esigenze contingenti specifiche, potrà apportare numerose modifiche, aggiunte o sostituzioni di elementi con altri funzionalmente equivalenti, senza tuttavia uscire dall’ambito delle annesse rivendicazioni. Ognuna delle caratteristiche descritte come appartenenti ad una possibile forma di realizzazione può essere realizzata indipendentemente dalle altre forme di realizzazione descritte.

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Claims (16)

1. Rivendicazioni 1. Attrezzatura (1) per la realizzazione di anime da fonderia, comprendente uno stampo (2) predisposto con una o più forme d’anima (3) ed uno o più canali (4,6,7) per il convogliamento di materiale di formazione di anime a dette una o più forme d’anima (3), caratterizzata dal fatto di comprendere inoltre uno o più inserti (10) alloggiati o alloggiabili in detti canali di convogliamento (4,6,7) in prossimità delle forme d’anima (3).
2. 2. Attrezzatura (1) secondo la rivendicazione 1, in cui detti inserti (10) hanno una conducibilità termica tale da limitare localmente nei canali di convogliamento (4,6,7) dove sono alloggiati la trasmissione del calore proveniente dallo stampo (2).
3. 3. Attrezzatura (1) secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detti inserti (10) hanno una conducibilità termica inferiore alla conducibilità termica dello stampo (2).
4. 4. Attrezzatura (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti inserti (10) e detto stampo (2) sono realizzati in materiali differenti.
5. 5. Attrezzatura (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti inserti (10) sono realizzati in titanato di alluminio.
6. 6. Attrezzatura (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui dette forme d’anima (3) e detti canali di convogliamento (4,6,7) sono disposti secondo uno o più gruppi di canali di convogliamento (5), ciascuno di detti gruppi di canali di convogliamento (5) comprendendo una o più di dette forme d’anima (3) collegate tra loro da uno o più canali di collegamento (6) di detti canali di convogliamento (4,6,7) ed un canale di alimentazione (7) di detti canali di convogliamento (4,6,7) per l’alimentazione dall’esterno all’interno dello stampo (2) del materiale di formazione di anime.
7. 7. Attrezzatura (1) secondo la rivendicazione precedente, in cui detti uno o più inserti (10) sono disposti in uno o più di detti canali di alimentazione (7) e/o in uno o più di detti canali di collegamento (6).
8. 8. Attrezzatura (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti canali di convogliamento (4,6,7) comprendono sedi inserto (11) aventi porzioni allargate (12) atte ad alloggiare detti inserti (10).
9. 9. Attrezzatura (1) secondo la rivendicazione precedente, in cui dette porzioni allargate (12) sono sostanzialmente complementari a detti inserti (10).
10. 10. Attrezzatura (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti inserti (10) comprendono porzioni (13) di forma sostanzialmente anulare, in modo tale da delimitare un’apertura di passaggio (14) atta a consentire il passaggio del materiale di formazione delle anime.
11. 11. Attrezzatura (1) secondo la rivendicazione precedente, in cui dette aperture di passaggio (14) degli inserti (10) presentano un’estensione inferiore all’estensione trasversale dei canali di convogliamento (4,6,7) in corrispondenza dei quali sono alloggiati gli inserti (10).
12. 12. Attrezzatura (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti inserti (10) includono delle flangie laterali (17’,17’’) atte ad essere accolte in corrispondenti sedi flangia dello stampo (2).
13. 13. Attrezzatura (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 12, in cui detti inserti (10) sono realizzati in un unico pezzo.
14. 14. Attrezzatura (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 12, in cui detti inserti (10) sono realizzati in due pezzi distinti.
15. 15. Attrezzatura (1) secondo la rivendicazione precedente, in cui detti due pezzi distinti di inserto sono tra loro sostanzialmente uguali.
16. 16. Attrezzatura (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto stampo (2) include un primo semi-stampo (2’) ed un secondo semistampo collegabili amovibilmente, detti inserti (10) essendo accolti parzialmente in detto primo semistampo (2’) e parzialmente in detto secondo semistampo quando questi sono collegati per formare detto stampo (2).