ITPD20010265A1

ITPD20010265A1 - PERFECTED MOLD STRUCTURE PARTICULARLY FOR ROAD VEHICLE RIMS.

Info

Publication number: ITPD20010265A1
Application number: IT2001PD000265A
Authority: IT
Inventors: Heinrich Georg Baumgartner
Original assignee: Bbs Riva Spa
Priority date: 2001-11-08
Filing date: 2001-11-08
Publication date: 2003-05-08
Also published as: WO2003039889A2; WO2003039889A3; US20050000675A1; CN1606479A; CA2465726A1; EP1441872A2; PL373742A1; AU2002346893A1

Description

“STRUTTURA PERFEZIONATA DI STAMPO PARTICOLARMENTE PER CERCHI DI VEICOLI STRADALI” "IMPROVED MOLD STRUCTURE PARTICULARLY FOR ROAD VEHICLE RIMS"

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Il presente trovato ha per oggetto una struttura perfezionata di stampo particolarmente per cerchi di veicoli stradali. The present invention relates to an improved mold structure particularly for road vehicle rims.

Attualmente, la formatura di cerchi in lega leggera in pressofusione a bassa pressione viene ottenuta per mezzo di uno stampo a conchiglia in cui l’alimentazione del materiale di riempimento avviene dal centro dello stampo, in corrispondenza del centro dell'impronta definente il disegno del cerchio. Currently, the forming of light alloy rims in low pressure die casting is obtained by means of a shell mold in which the filling material is fed from the center of the mold, in correspondence with the center of the impression defining the design of the rim. .

Lo stampo viene fissato su una pressa oleodinamica per le azioni di apertura e chiusura. The mold is fixed on a hydraulic press for the opening and closing actions.

Sotto il piano di appoggio dello stampo, si trova un forno pressurizzato contenente la lega allo stato liquido, la quale viene immessa a bassa pressione nel centro dello stampo attraverso un tubo pescante, mentre un PLC (controllore elettronico) ne controlla elettronicamente tutte le fasi di riempimento. Under the support surface of the mold, there is a pressurized furnace containing the alloy in the liquid state, which is introduced at low pressure into the center of the mold through a dip tube, while a PLC (electronic controller) electronically controls all the phases of filling.

Il ciclo macchina varia dai cinque ai sei minuti e comprende, in successione, le fasi di riempimento, alimentazione, raffreddamento, solidificazione, formatura e preparazione stampo per il cerchio successivo. The machine cycle varies from five to six minutes and includes, in succession, the phases of filling, feeding, cooling, solidifying, forming and preparing the mold for the next circle.

Dopo la fase di solidificazione, il forno sottostante allo stampo viene depressurizzato, causando l'abbassamento della colonna del materiale di riempimento allo stato fuso all'interno del tubo pescante, dal livello dello stampo al livello di materiale contenuto entro il forno. After the solidification phase, the furnace below the mold is depressurized, causing the column of molten fill material inside the dip tube to lower from the level of the mold to the level of material contained within the furnace.

L’alimentazione dal centro del cerchio conferisce una distribuzione omogenea del materiale, non ha problemi di turbolenza ed ha una buona alimentazione quando la ruota è di piccole dimensioni e di disegno molto semplice. Feeding from the center of the rim gives a homogeneous distribution of the material, has no turbulence problems and has a good feed when the wheel is small and has a very simple design.

Quando la ruota però ha un disegno particolarmente complesso nella forma e nello spessore, si possono generare delle indesiderate porosità rilevabili ai raggi X. However, when the wheel has a particularly complex design in terms of shape and thickness, unwanted porosities can be generated which can be detected by X-rays.

La maggior parte delle volte, queste porosità si formano a causa di una scarsa alimentazione, in seguito a moti turbolenti della lega e surriscaldamenti. Most of the time, these porosities are formed due to poor power supply, as a result of turbulent motions of the alloy and overheating.

Nella domanda di brevetto italiano per invenzione industriale N° PD2001A208 depositata il 28/08/2001, a nome del medesimo richiedente, viene descritta una struttura di stampo in cui i punti di riempimento della impronta che definisce la sagoma del cerchio, generata tra la matrice inferiore e la matrice superiore dello stampo, sono disposti in corrispondenza delle finestre del disegno del cerchio, ove matrice inferiore superiore sono a contatto con stampo in assetto chiuso. In the Italian patent application for industrial invention N ° PD2001A208 filed on 28/08/2001, in the name of the same applicant, a mold structure is described in which the filling points of the impression that defines the shape of the circle, generated between the matrix the lower and upper die of the mold are arranged in correspondence with the windows of the design of the circle, where the lower upper die are in contact with the mold in a closed position.

Questa struttura di stampo risolve i problemi sopra lamentati, migliorando notevolmente la qualità del cerchio ottenuto dal processo di stampaggio, anche se in alcuni casi di formatura di cerchi di disegno particolarmente complesso, ha rivelato alcuni inconvenienti, soprattutto riferiti ad una non uniforme distribuzione del calore dello stampo e ad una fase di alimentazione non ottimale, che causano porosità e caratteristiche meccaniche del cerchio non del tutto soddisfacenti. This mold structure solves the aforementioned problems, considerably improving the quality of the rim obtained from the molding process, even if in some cases of forming particularly complex design rims, it has revealed some drawbacks, especially referred to an uneven heat distribution. of the mold and to a non-optimal feeding phase, which cause porosity and mechanical characteristics of the rim that are not entirely satisfactory.

Compito principale del presente trovato è quello di mettere a punto una struttura perfezionata di stampo che risolva o sostanzialmente riduca i problemi dei tipi noti di stampi per la formatura di cerchi di disegno sia particolarmente complesso che semplice. The aim of the present invention is to provide an improved mold structure which solves or substantially reduces the problems of known types of molds for forming both particularly complex and simple design circles.

Nell 'ambito del compito principale, un importante scopo è quello di mettere a punto una struttura di stampo grazie alla quale si abbia una distribuzione uniforme del calore nello stampo. In the context of the main task, an important object is to provide a mold structure thanks to which there is a uniform distribution of heat in the mold.

Un altro scopo è quello di mettere a punto una struttura di stampo grazie alla quale si abbia un miglioramento della fase di alimentazione. Another object is to provide a mold structure thanks to which there is an improvement in the feeding phase.

Un altro scopo ancora è quello di mettere a punto una struttura di stampo che permetta di realizzare cerchi con pochi difetti di porosità. Yet another object is to provide a mold structure which allows rims to be made with few porosity defects.

Ancora uno scopo è quello di mettere a punto una struttura di stampo che permetta di ottenere una distribuzione omogenea della lega entro l'impronta. Another object is to provide a mold structure which allows to obtain a homogeneous distribution of the alloy within the impression.

Ancora uno scopo è quello di mettere a punto una struttura di stampo che permetta di realizzare un cerchio di migliori caratteristiche meccaniche. Another object is to provide a mold structure which allows to produce a rim with better mechanical characteristics.

Un altro scopo ancora è quello di mettere a punto una struttura di stampo per mezzo della quale si abbia una riduzione del tempo di ciclo produzione. Yet another object is to provide a mold structure by means of which there is a reduction in the production cycle time.

Non ultimo scopo è quello di mettere a punto uno stampo di struttura semplice, e producibile con impianti e tecnologie del tipo noto. Not least object is to provide a mold with a simple structure, which can be manufactured with known systems and technologies.

Il compito principale, gli scopi preposti ed altri scopi ancora, che più chiaramente appariranno in seguito, vengono raggiunti da una struttura perfezionata di stampo particolarmente per cerchi di veicoli stradali, del tipo comprendente matrici inferiore, superiore e perimetrali definenti una impronta da riempire con materiale allo stato fuso, caratterizzata dal fatto di comprendere, disposto inferiormente a detta matrice inferiore, un distributore, da collegare ad almeno un tubo pescante, sagomato a definire una o più fessure, a sviluppo ad arco di cerchio, per l'iniezione all'interno di detta impronta del materiale allo stato fuso, disposte, con stampo chiuso, in corrispondenza del bordo esterno dell'impronta stessa, dette una o più fessure essendo distribuite circonferenzialmente a permettere una iniezione equilibrata rispetto al centro dell'impronta. The main aim, the intended aims and still other aims, which will appear more clearly in the following, are achieved by an improved mold structure particularly for road vehicle rims, of the type comprising lower, upper and perimeter matrices defining an imprint to be filled with material. in the molten state, characterized by the fact of comprising, arranged below said lower matrix, a distributor, to be connected to at least one dip tube, shaped to define one or more slots, with an arc of a circle, for injection inside of said impression of the material in the molten state, arranged, with the mold closed, at the outer edge of the impression itself, said one or more slits being circumferentially distributed to allow a balanced injection with respect to the center of the impression.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato, risulteranno maggiormente dalla descrizione di una sua forma realizzativa preferita, ma non esclusiva, indicata a titolo indicativo e non limitativo, nelle allegate tavole di disegni, in cui: Further characteristics and advantages of the invention will become clearer from the description of a preferred but not exclusive embodiment thereof, indicated by way of non-limiting example, in the attached drawings, in which:

- la fig. 1 illustra, in sezione trasversale, uno stampo particolarmente per la realizzazione di cerchi di veicoli stradali, con struttura secondo il trovato; - fig. 1 shows, in cross section, a mold particularly for making rims of road vehicles, with a structure according to the invention;

- la fig. 2 illustra, in sezione trasversale, una parte dello stampo di figura - fig. 2 shows, in cross section, a part of the mold of the figure

i ; i;

- le figg. 3 e 4 illustrano in pianta due componenti che costituiscono la parte dello stampo illustrata in figura 2. - figs. 3 and 4 show in plan two components that make up the part of the mold illustrated in figure 2.

Con particolare riferimento alla figura 1, uno stampo particolarmente per cerchi di veicoli stradali, con struttura secondo il trovato, viene complessivamente indicato con il numero 10. With particular reference to Figure 1, a mold particularly for road vehicle rims, with a structure according to the invention, is generally indicated with the number 10.

Lo stampo 10 comprende una matrice inferiore (fondo) 11, da disporre superiormente ad un forno pressurizzato, complessivamente indicato con il numero 12, una matrice superiore (maschio) 13 e matrici perimetrali 14 a sviluppo complessivamente anulare, che, quando in assetto chiuso, generano una impronta 15 entro la quale è da iniettare la lega allo stato fuso per la realizzazione di un cerchio. The mold 10 comprises a lower die (bottom) 11, to be placed above a pressurized furnace, indicated as a whole with the number 12, an upper die (male) 13 and perimeter dies 14 with an overall annular development, which, when closed, they generate an imprint 15 into which the alloy in the molten state is to be injected to make a rim.

La matrice superiore 13, che comprende un corpo centrale 13a da fissare ad un corpo anulare 13b, è inferiormente sagomata a realizzare la figura posteriore del cerchio. The upper matrix 13, which comprises a central body 13a to be fixed to an annular body 13b, is shaped at the bottom to form the rear figure of the rim.

La matrice inferiore 11, costituita invece da un corpo unico, è superiormente sagomata a realizzare la figura anteriore del cerchio. The lower die 11, on the other hand constituted by a single body, is shaped at the top to form the front figure of the rim.

Lo stampo 10 comprende, disposto inferiormente alla matrice inferiore 1 1, un distributore 16 da collegare ad un tubo pescante 17, a sua volta collegato al forno 12 contenente il materiale allo stato fuso, per esempio alluminio. The mold 10 comprises, arranged below the lower die 11, a distributor 16 to be connected to a dip tube 17, in turn connected to the furnace 12 containing the material in the molten state, for example aluminum.

Il distributore 16 è sostanzialmente un corpo cavo, costituito da due elementi sagomati, disposti sovrapposti, di cui quello superiore 16a è a contatto con la matrice inferiore 11, mentre quello inferiore 16b va a contatto con il tubo pescante 17. The distributor 16 is substantially a hollow body, consisting of two shaped elements, arranged superimposed, of which the upper one 16a is in contact with the lower die 11, while the lower one 16b comes into contact with the dip tube 17.

Gli elementi superiore e inferiore 16a e 16b sono sagomati a realizzare un canale di raccordo 18 centrale, a sviluppo sostanzialmente verticale, da collegare al tubo pescante 17, dal quale si sviluppano in direzione radiale canali trasversali 19, equi di stanziati angolarmente. The upper and lower elements 16a and 16b are shaped to form a central connection channel 18, with a substantially vertical development, to be connected to the dip tube 17, from which transverse channels 19, equally spaced angularly spaced, extend in a radial direction.

I canali trasversali 19 sboccano in un serbatoio 20 a sviluppo anulare, definito da una cavità tubolare interna del distributore 16. The transverse channels 19 open into a tank 20 with an annular development, defined by an internal tubular cavity of the distributor 16.

Superiormente al serbatoio 20 è praticata una fessura 21, per l'iniezione entro l'impronta 15 del materiale allo stato fuso, che si sviluppa continua circonferenzialmente per 360° sessagesimali in corrispondenza, con stampo chiuso, del bordo frontale esterno dell'impronta 15 stessa. Above the tank 20 there is a slot 21, for the injection into the impression 15 of the material in the molten state, which develops circumferentially for 360 ° sexagesimal in correspondence, with the mold closed, of the external front edge of the impression 15 itself. .

Dai bordi di definizione della apertura 21, si sviluppano labbri perimetrali 22 di raccordo con l'impronta 15. From the edges defining the opening 21, perimeter lips 22 develop to connect with the impression 15.

II canale di raccordo 18 è sagomato superiormente a realizzare un deviatore 23 per distribuire il materiale allo stato fuso proveniente dal tubo pescante 17 verso i corrispondenti canali trasversali 19. The connection channel 18 is shaped at the top to form a diverter 23 for distributing the material in the molten state coming from the dip tube 17 towards the corresponding transversal channels 19.

Il distributore 16 è inoltre provvisto di sedi di alloggio 24 per misuratori di temperatura e/o di livello 25 per il materiale allo stato fuso presente al suo interno. The distributor 16 is also provided with housing seats 24 for temperature and / or level meters 25 for the molten material present inside it.

Gli elementi superiore ed inferiore 16a e 16b, che costituiscono il distributore 16, sono fissati reciprocamente, in modo reversibile, tramite prime viti 26, e fissati alla matrice inferiore 11 tramite seconde viti 27. The upper and lower elements 16a and 16b, which constitute the distributor 16, are fixed reciprocally, in a reversible way, by means of first screws 26, and fixed to the lower matrix 11 by means of second screws 27.

Per quanto riguarda il funzionamento, si vede quindi come il distributore 16 divida il flusso del materiale allo stato fuso, per esempio alluminio, in più canali trasversali 19 convogliandolo nel serbatoio 20 che, attraverso la fessura 21, crea un punto di iniezione aperto di 360° sessagesimali, in corrispondenza del bordo esterno frontale dell'impronta 15. As regards the operation, it can therefore be seen how the distributor 16 divides the flow of material in the molten state, for example aluminum, into several transverse channels 19 conveying it into the tank 20 which, through the slot 21, creates an open injection point of 360 ° sexagesimal, in correspondence with the external front edge of the imprint 15.

In alternativa, il distributore 16 può essere provvisto di una pluralità di fessure distinte, a sviluppo ad arco di cerchio, equidistanziate angolarmente, disposte in corrispondenza del bordo frontale esterno della impronta, collegate inferiormente a corrispondenti serbatoi, di medesimo sviluppo, a loro volta collegati ad uno o più tubi pescanti tramite corrispondenti canali trasversali. Alternatively, the distributor 16 can be provided with a plurality of distinct slots, in the form of an arc of a circle, equidistant angularly, arranged in correspondence with the external front edge of the footprint, connected at the bottom to corresponding tanks, of the same length, connected in turn. to one or more suction pipes through corresponding transversal channels.

Si è in pratica constato come il presente trovato abbia portato a compimento gli scopi ad esso preposti. In practice it has been found that the present invention has accomplished the intended aim and objects.

La distribuzione del calore nello stampo è più uniforme. The heat distribution in the mold is more uniform.

Il materiale viene distribuito in modo molto uniforme, evitando problemi di turbolenza, e ottenendo una buona distribuzione e una buona alimentazione del materiale stesso, con conseguenti pochi difetti di porosità ai raggi X, omogeneità della lega e buone caratteristiche meccaniche del prodotto finito. The material is distributed in a very uniform way, avoiding turbulence problems, and obtaining a good distribution and a good feeding of the material itself, with consequent few defects in porosity under X-rays, homogeneity of the alloy and good mechanical characteristics of the finished product.

I tempi di ciclo macchina e di preparazione stampo, inoltre, vengono notevolmente ridotti. In addition, machine cycle and mold preparation times are significantly reduced.

II presente trovato è suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo. The present invention is susceptible of numerous modifications and variations, all of which are within the scope of the inventive concept.

I dettagli tecnici sono sostituibili da altri elementi tecnicamente equivalenti. The technical details can be replaced by other technically equivalent elements.

I materiali, purché compatibili con l’utilizzo contingente, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze. The materials, as long as they are compatible with the contingent use, as well as the dimensions, may be any according to the needs.

Claims

CLAIMS 1) Improved mold structure particularly for road vehicle rims, of the type comprising lower, upper and perimeter dies defining an impression to be filled with material in the molten state, characterized in that it comprises, positioned below said lower die, a distributor, to be connect to at least one dip tube, shaped to define one or more slots, with an arc of a circle, for injection into said impression of the material in the molten state, arranged, with the mold closed, in correspondence with the external front edge of the impression itself, said one or more slots being circumferentially distributed to allow a balanced injection with respect to the center of the impression.

2) Structure, as in the claim, characterized by the fact of comprising a plurality of distinct arc-shaped slots, angularly spaced apart, arranged, with the mold closed, in correspondence with the external front edge of said impression.

3) Structure, as in claim 1, characterized in that it comprises a slot which extends circumferentially for 360 ° sexagesimal, arranged, with the mold closed, in correspondence with said external front edge of said impression.

4) Structure, as in one or more of the preceding claims, characterized in that said distributor is substantially a hollow body shaped to form, at the bottom, at least one connecting channel with a corresponding suction pipe, internally, transverse channels for the passage of the material to the been melted by said at least one connecting channel towards said at least one opening, and, above, said one or more slits.

5) Structure, as in the previous claim, characterized by the fact that said transversal channels extend from a corresponding connecting channel up to at least one tank, defined by a tubular cavity inside said distributor, with an arc of a circle, above which a corresponding slot is made, said reservoir having a longitudinal development equal to the corresponding slot.

6) Structure, as in one or more of the preceding claims, characterized in that perimeter lips for connecting said impression develop from the defining edges of said one or more slits.

7) Structure, as in one or more of the preceding claims, characterized in that said distributor comprises two shaped elements arranged superimposed to form said channels, of which the upper one in contact with said lower matrix and the lower one in contact with the dip tube.

8) Structure, as in one or more of the preceding claims, characterized by the fact that said distributor is provided with a central connecting channel, to be connected to a corresponding dip tube, from which transversal channels develop radially, equally spaced angularly, which open into a tank with an annular development above which said continuous circumferential slot is made, around which said connecting lips develop.

9) Structure, as in one or more of the preceding claims, characterized by the fact that said at least one connecting channel has a substantially vertical development, and is shaped at the top to form a diverter for distributing the molten material coming from said suction tube towards the corresponding transverse canals.

10) Structure, as per one or more of the preceding claims, characterized in that said distributor is provided with housing seats for temperature and / or level gauges for the molten material present inside it.

11) Structure, as claimed in one or more of the preceding claims, characterized in that said shaped elements are mutually associated by means of reversible fixings.

12) Structure, as in one or more of the preceding claims, characterized in that said shaped elements are fixed to said lower matrix by means of reversible fixings.

13. Structure, as per claims 11 and 12, characterized in that said reversible fixings are screws.

14) Improved mold structure particularly for road vehicle rims, as per one or more of the preceding claims, which is characterized by what is illustrated in the attached drawings.