ITVI980160A1 - Metodo per la realizzazione di anime composite per getti di fonderia ed anime composite ottenute con tale metodo. - Google Patents

Description

D E S C R I Z I O N E

Campo di applicazione

Il presente trovato ha per oggetto un metodo per la realizzazione anime in sabbia dì fonderia per la fusione di getti per l'industria meccanica. L'invenzione riguarda altresì anime composite ottenibili con il suddetto metodo.

Stato della tecnica

E' noto che molti particolari meccanici per la realizzazione di macchine e motori sono realizzati mediante fusione e colata di metalli in stampi o forme di sabbia o terra refrattaria. Per realizzare componenti cavi e/o con parti in "sottosquadro" , quali ad esempio monoblocchi o complesse scatole ingranaggi di motori è necessario utilizzare, insieme agli stampi, anche anime che servono ad occupare zone nelle quali non deve essere introdotto il metallo fuso. Tali anime vengono modernamente realizzate con sabbia unita ad opportuni leganti che conferiscono alla stessa una porosità e durezza ottimale. La sabbia viene compressa in forme appropriate mediante apposite macchine di sparo che comprimono istantaneamente la terra.

Nel caso di getti di particolare complessità e con notevole sottosquadro è altresì necessario realizzare anime composite, formate da più parti o anime parziali che vengono successivamente accoppiate stabilmente in modo da formare un blocco unitario.

Il metodo di collegamento utilizzato può essere di tipo meccanico, mediante staffe e spine, ovvero chimico-fisico, mediante adesivi deposti lungo le superfici di contatto delle anime parziali da assemblare.

Il primo metodo di collegamento garantisce la stabilità dell'assieme ma comporta inevitabili variazioni nella configurazione esterna dell'anima per la presenza degli organi di collegamento meccanico. Il secondo metodo consente di mantenere la geometria dell'anima sostanzialmente invariata ma richiede forti spessori di adesivo che possono ridurre la resistenza meccanica e dare luogo a rotture delle anime qualora soggette a sbalzi di temperatura all'atto dell'introduzione nel tunnel di essiccatura.

Un terzo metodo, descritto ed illustrato nel brevetto britannico No. 2 211 122, prevede la realizzazione delle anime parziali in un primo stampo e con una prima macchina di sparo in modo che le anime ottenute presentino una configurazione corrispondente a quella finale a meno di un canale o apertura passante, il posizionamento delle anime parziali in un secondo stampo in modo da allineare tutti i canali formando un unico passaggio longitudinale, ed infine lo sparo di sabbia mista ad un legante nel passaggio longitudinale con una seconda macchina di sparo in modo da formare un blocco unitario.

Questo terzo metodo presenta notevoli vantaggi perché non altera la geometria dell'anima completa né la porosità del getto finito, tuttavia presenta alcuni riconosciuti inconvenienti quali ad esempio il fatto che i canali di colata che servono ad alimentare il metallo fuso non possono attraversare l'anima per la presenza del passaggio longitudinale che deve essere occupato dalla sabbia ed inoltre che la superficie di ancoraggio reciproco risulta notevolmente ridotta.

Presentazione dell'invenzione

Uno scopo primario della presente invenzione è quello di mettere a punto un metodo per la realizzazione di anime composite per getti di fonderia che risulti relativamente semplice, economico ed affidabile.

Uno scopo particolare è quello di concepire un procedimento che consenta di ottenere anime composite con un'adeguata resistenza meccanica, necessaria per contrastare la pressione ferrostatica e per supportare le sollecitazioni imposte dalla manipolazione e non alteri la geometria finale dell'anima composita.

Un ulteriore scopo particolare è quello di concepire un metodo che consenta di realizzare anime composite con canali di alimentazione passanti in direzione trasversale da parte a parte dell'anima stessa per realizzare un sistema di colata del tipo a sorgente.

Questi scopi nonché altri che meglio verranno meglio compresi nel seguito sono raggiunti da un metodo per la realizzazione di anime composite per getti di fonderia, in accordo con la rivendicazione 1 , comprendente la formatura di anime parziali, la disposizione ed il collegamento di dette anime parziali in posizioni reciprocamente affiancate lungo una direzione longitudinale, caratterizzato dal fatto che dette anime parziali sono realizzate con un primo stampo in modo da presentare almeno un'asportazione superficiale trasversale in corrispondenza delle superfici di accoppiamento con le altre anime parziali adiacenti, dette asportazioni superficiali essendo affacciate all'atto dell'assemblaggio delle anime parziali in un secondo stampo per formare rispettive cavità di forma predeterminata, in dette cavità essendo successivamente sparata sabbia amalgamata con un opportuno legante in modo da formare inserti di collegamento in sabbia atti ad ancorare reciprocamente ogni singola anima parziale con quella adiacente in modo da formare un blocco unitario.

Le cavità sono sostanzialmente allungate e si estendono in direzione sostanzialmente trasversale rispetto alla suddetta direzione longitudinale.

Opportunamente, tutti gli assi degli inserti di collegamento sono sostanzialmente paralleli tra loro in modo da consentirne il riempimento simultaneo mediante una opportuna macchina di sparo .

Preferibilmente, gli inserti di collegamento presentano una sezione trasversale variabile con dimensioni minori in corrispondenza delle estremità longitudinali.

Inoltre, gli inserti di collegamento presentano una porzione centrale di ancoraggio di forma sostanzialmente prismatica e porzioni di estremità sostanzialmente cilindriche.

Gli inserti possono presentare, in corrispondenza della loro porzione centrale, irregolarità superficiali costituite da rientranze, sporgenze o dentature di forma varia, atte ad aumentare la superficie di collegamento con le anime parziali adiacenti,

Vantaggiosamente, almeno alcuni di tali inserti di collegamento presentano un passaggio assiale definente un canale di colata per il metallo fuso con il sistema di colata a sorgente.

In un secondo aspetto dell'invenzione, è prevista un'anima composita per getti di fonderia, ottenibile con il metodo di realizzazione sopra indicato, comprendente una pluralità di anime parziali in sabbia, reciprocamente affiancate lungo una direzione longitudinale e reciprocamente collegate da inserti in sabbia amalgamata con un opportuno legante, in cui detti inserti sono posti in corrispondenza delle superfici di accoppiamento di anime parziali adiacenti per ancorarle a due a due formando un blocco unitario.

Grazie al particolare metodo ed anima sopra indicati, è possibile realizzare getti di notevole complessità in modo affidabile, semplice ed economico, realizzando canali di colata passanti in senso trasversale rispetto alla direzione di affiancamento delle anime parziali.

Breve descrizione dei disegni

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno dalla descrizione dettagliata di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva di anime composite e del loro metodo di realizzazione secondo il trovato, illustrati a titolo di esempio non limitativo con l'ausilio degli allegate tavole di disegni in cui:

la FIG. 1 rappresenta una vista prospettica di un'anima composita secondo il trovato;

la FIG. 2 rappresenta una vista prospettica esplosa di parte dell'anima composita della Fig. 1.

Descrizione dettagliata di un esempio di realizzazione preferito Con riferimento alla figure citata, è illustrata un'anima composita secondo il trovato, indicata globalmente con il numero di riferimento 1 , la quale può essere destinata alla fusione di un getto per il monoblocco di un motore a cilindri contrapposti, ad esempio per uso automobilistico.

L'anima composita 1 è formata da una pluralità di anime parziali 2 sostanzialmente identiche, o anche differenti, accoppiate reciprocamente in modo da formare un blocco unitario.

Nell'esempio illustrato nelle figure, ogni anima parziale 2 comprende un blocco centrale 3 di forma essenzialmente prismatica con dimensioni maggiori nel senso degli assi X ed Y e con spessore massimo S nel senso dell'asse Z. Da ogni blocco centrale 3, provvisto di facce sostanzialmente piane e parallele 4, 5 si estendono porzioni cilindriche contrapposte 6, 7 che si estendono parallelamente ad un asse trasversale X.

Ogni anima parziale 2 viene realizzata utilizzando preferibilmente una macchina di soffiatura di tipo in sé noto che provvede a comprimere istantaneamente una massa dosata di sabbia e leganti in un primo stampo, non illustrato nei disegni. Successivamente, le singole anime 2 vengono disposte una accanto all'altra lungo un asse longitudinale Z, ponendo a contatto le superfici laterali piane 4, 5.

Secondo il trovato, ogni anima parziale 2 è realizzata con un primo stampo in modo da presentare almeno un'asportazione superficiale trasversale indicata genericamente 8 formata su ognuna delle facce di contatto 4, 5.

Le asportazioni superficiali 8 sono tra loro indipendenti e risultando affacciate all'atto dell'assemblaggio delle anime parziali in un secondo stampo, anch'esso non illustrato nei disegni, formando rispettive cavità 9 di forma predeterminata e con pareti interne sostanzialmente continue ed aperte alle estremità. In ognuna di tali cavità 9 sarà successivamente sparata sabbia amalgamata con un opportuno legante in modo da formare inserti di collegamento in sabbia 10 atti ad ancorare reciprocamente ogni singola anima 2 con quella adiacente in modo da formare un blocco unitario.

Opportunamente, le cavità 9 sono allungate e si estendono secondo la direzione dell'asse Y, cioè in direzioni sostanzialmente perpendicolari rispetto alla direzione longitudinale dell'asse Z e parallele tra loro. Così, sarà possibile riempire tutte le cavità 9 simultaneamente realizzando tutti gli inserti 10 di un'anima composita con un'unica macchina di sparo avente più ugelli affiancati.

Preferibilmente, gli inserti di collegamento 10 presentano una sezione trasversale variabile con dimensioni minori in corrispondenza delle estremità longitudinali.

In particolare, ogni inserto 10 presenta una porzione centrale di ancoraggio 1 1 di forma sostanzialmente prismatica unite a porzioni di estremità 12, 13 sostanzialmente cilindriche.

Inoltre, ogni inserto 10 presenta, in prossimità della sua porzione centrale 11 , irregolarità superficiali atte ad aumentare la superficie dì contatto con le anime parziali adiacenti e migliorare le condizioni di ancoraggio reciproco.

Ad esempio, le irregolarità superficiali potranno essere costituite da rientranze, sporgenze e/o dentature di forma varia, destinate a cooperare con corrispondenti sporgenze, rientranze e/o contro-dentature formate nelle cavità 9 delle anime parziali assemblate.

Nell'esempio illustrato, ogni inserto 10 presenta una vaschettatura 14 in una o più facce laterali della porzione centrale prismatica 11. Tale vaschettatura 14 sarà realizzata a partire da una corrispondente sporgenza 15 formata nella cavità 9.

Secondo il trovato, uno o più inserti di collegamento 10 presentano un passaggio assiale 16 definente un canale di colata per il metallo fuso.

Opportunamente, le porzioni di estremità 12, 13 degli inserti 10 presentano estremità sostanzialmente complanari con le superfici esterne delle anime parziali adiacenti.

Così si otterrà un'anima composita 1 formata da una pluralità di anime parziali 2 reciprocamente affiancate lungo una direzione longitudinale Z e reciprocamente collegate da inserti 10 in sabbia amalgamata con un opportuno legante. Gli inserti 10 sono posti in corrispondenza delle superfici di contatto 4, 5 di anime parziali adiacenti per ancorare a due a due tali anime parziali formando un blocco unitario.

Si osserva che almeno alcuni di tali inserti 10 presentano passaggi assiali 16 definenti canali di colata per il metallo fuso, in modo da favorire il flusso di metallo fuso e migliorare le condizioni di realizzazione della colata.

Da quanto precede, si può facilmente dedurre che il metodo e l'anima composita raggiungono tutti gli scopi dell'invenzione ed in particolare si sottolinea la semplicità ed economicità del processo che consente di ottenere blocchi unitari senza alterare la geometria esterna delle singole anime parziali, ed inoltre consente di realizzare canali di colata trasversali che attraversano l'anima in più punti.

Anche se l'anima composita ed il metodo di realizzazione secondo il trovato sono stati descritti con particolare riferimento alle figure allegate, è evidente che essi sono suscettibili di modifiche e varianti tutte rientranti nel concetto inventivo definito nelle rivendicazioni allegate. Tutti i particolari potranno essere sostituiti con altri equivalenti senza per questo uscire dall 'ambito del trovato.

Claims (12)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1 . Metodo per la realizzazione di anime composite per getti di fonderia, comprendente la formatura di anime parziali (2), la disposizione ed il collegamento di dette anime parziali in posizioni reciprocamente affiancate rispetto ad una direzione longitudinale (Z), caratterizzato dal fatto che dette anime parziali sono realizzate con un primo stampo in modo da presentare almeno una asportazione superficiale trasversale (8) in corrispondenza delle superfici di accoppiamento (4, 5) con le altre anime parziali adiacenti, dette asportazioni superficiali (8) essendo indipendenti tra loro e risultando affacciate all'atto dell'assemblaggio delle anime parziali in un secondo stampo per formare corrispondenti cavità (9) di forma predeterminata, in dette cavità (9) essendo successivamente sparata sabbia amalgamata con un opportuno legante in modo da formare inserti di collegamento (10) in sabbia atti ad ancorare reciprocamente ogni singola anima con quella adiacente in modo da formare un blocco unitario.
2. 2. Metodo secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che dette cavità (9) sono sostanzialmente allungate e si estendono in direzione sostanzialmente trasversale (X) rispetto a detta direzione longitudinale (Z).
3. 3. Metodo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che tutti gli assi di detti inserti di collegamento (10) sono sostanzialmente paralleli tra loro.
4. 4. Metodo secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detti inserti di collegamento (10) presentano una sezione trasversale variabile.
5. 5. Metodo secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che ognuno di detti inserti (10) presenta una porzione centrale (11) di ancoraggio unite a porzioni di estremità (12, 13).
6. 6. Metodo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che ognuno di detti inserti (10) presenta, in prossimità della sua porzione centrale (11), irregolarità superficiali (14) atte ad aumentare la superficie di contatto con le anime parziali adiacenti.
7. 7. Metodo secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che dette irregolarità superficiali (14) sono costituite da rientranze, sporgenze e/o dentature di forma varia.
8. 8. Metodo secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che almeno alcuni di detti inserti di collegamento presentano un passaggio assiale (16) definente un canale di colata per il metallo fuso con sistema a sorgente.
9. 9. Metodo secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che le porzioni di estremità (12, 13) di detti inserti presentano estremità sostanzialmente complanari con le superfici esterne di dette anime parziali adiacenti.
10. 10. Anima composita per getti di fonderia, ottenibile con il metodo di formatura secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere una pluralità di anime parziali (2) in sabbia reciprocamente affiancate lungo una direzione longitudinale (Z), reciprocamente collegate da inserti (10) in sabbia amalgamata con un opportuno legante, detti inserti (10) essendo posti in corrispondenza delle superfici di contatto (4, 5) di anime parziali adiacenti per ancorare le stesse a due a due formando un blocco unitario.
11. 11. Anima composita secondo la rivendicazione 10, caratterizzata dal fatto che tutti detti inserti (10) presentano assi (X) sostanzialmente paralleli e trasversali rispetto alla direzione longitudinale (Z) di affiancamento di dette anime parziali (2).
12. 12. Anima composita secondo la rivendicazione 10, caratterizzata dal fatto che almeno alcuni di detti inserti (10) presentano passaggi assiali (16) definenti canali di colata per il metallo fuso con sistema a sorgente.