PL231436B1 - Urządzenie zaworowe do odpowietrzania form ciśnieniowych - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Wynalazek dotyczy urządzenia zaworowego do odpowietrzania form ciśnieniowych według części nieznamiennej zastrzeżenia 1.

Aby móc niezawodnie zapobiegać przy odlewaniu ciśnieniowym wtrąceniom powietrza względnie gazu w gotowym odlewie, odpowietrza się przymusowo formę odlewniczą względnie jej wnękę formy jamę - podczas procesu odlewania. Przy tym, musi móc uchodzić nie tylko powietrze, występujące we wnękach maszyny odlewniczej i formy odlewniczej, lecz trzeba ponadto również zapewnić, że mogą uchodzić również gazy, wychodzące z ciekłej masy odlewniczej.

Problematyka podczas odpowietrzania form ciśnieniowych polega na tym, że w każdym razie trzeba zapobiegać temu, że ciekła masa odlewnicza może wydostać się do otoczenia. Aby temu zapobiegać, stosuje się urządzenia zaworowe, które są zaopatrzone w kanał odpowietrzający, połączony z wnęką formy, formy ciśnieniowej, zawór odpowietrzający, umieszczony w kanale odpowietrzającym i urządzenie uruchamiające do zamykania zaworu odpowietrzającego. Oprócz uruchamianych zewnętrznie, znane są również uruchamiane materiałem odlewniczym urządzenia zaworowe. Te ostatnie dysponują urządzeniem uruchamiającym, posiadającym przetwornik siły, uruchamiany materiałem odlewniczym i element do przenoszenia siły do przenoszenia ruchu zamykającego z przetwornika siły na zawór odpowietrzający. Takie urządzenie zaworowe jest znane z opisu EP 0 612 573 A2. Mimo, iż tego rodzaju urządzenie zaworowe pracuje bardzo niezawodnie i można zrealizować dzięki niemu bardzo szybkie czasy zamykania, byłoby pożądane, gdyby urządzenie zaworowe mogło być dopasowywane do wysoko obciążonych miejsc bardziej specyficznie odnośnie wymogów.

Zadanie wynalazku polega na opracowaniu urządzenia zaworowego do odpowietrzania form ciśnieniowych według części nieznamiennej zastrzeżenia 1, które jest odporne na zużycie, jednak mimo tego jego wytwarzanie jest stosunkowo niedrogie.

Zadanie to rozwiązuje się za pomocą urządzenia zaworowego, wykonanego według części znamiennej zastrzeżenia 1.

Przez to, że przednia część obudowy jest zaopatrzona w pierwszą tuleję, otaczającą przynajmniej część przednią tłoka zaworowego i/lub w kolejną tuleję, otaczającą przynajmniej część przednią przetwornika siły, przy czym każdorazowa tuleja jest twardsza niż przednia część obudowy, wzmacnia się celowo obudowę w wysoko obciążonych miejscach.

Korzystne rozwinięcia urządzenia zaworowego są opisane w zależnych zastrzeżeniach 2 do 16.

Zatem w przypadku korzystnego rozwinięcia jest przewidziane, że każdorazowa tuleja jest umieszczona w otworze, wpuszczonym w przednią część obudowy, przy czym każdorazowy otwór ma zmniejszającą się średnicę w kierunku tylnej części obudowy i przy czym na przejściu od większej do mniejszej średnicy tworzy się stopień, na którym każdorazowa tuleja styka się z odsadzeniem, odpowiadającym stopniowi. Za pomocą takiego wykonania dokładnie pozycjonuje się każdorazową tuleję z jednej strony w kierunku osiowym. Ponadto, zapewnia się, że każdorazowa tuleja nie będzie przesuwana także przy oddziaływaniu bardzo wysokich sił, jakie występują podczas odlewania ciśnieniowego.

W kolejnym korzystnym rozwinięciu, część przednia przetwornika siły jest wykonana cylindrycznie, przy czym powierzchnia czołowa części przedniej przechodzi ostro krawędziowo w powierzchnię płaszczową. To wykonanie ma zapewniać to, że nie zakleszczają się cząstki metalu pomiędzy częścią przednią przetwornika siły a powierzchnią wewnętrzną każdorazowej tulei.

Korzystnie, również tłok zaworowy zaworu odpowietrzającego jest zaopatrzony na przednim końcu w cylindryczną część przednią, której powierzchnia czołowa przechodzi ostro krawędziowo w jej powierzchnię płaszczową. Także przez to ma być zapewnione to, że nie zakleszczają się cząstki metalu pomiędzy częścią przednią tłoka zaworowego a powierzchnią wewnętrzną przynależnej tulei.

W kolejnym korzystnym rozwinięciu, zarówno tuleja (e), jak również kanał odpowietrzający są umieszczone w przedniej części obudowy. To wykonanie daje zalety w odniesieniu do racjonalnego względnie niedrogiego wykonania.

W kolejnym korzystnym rozwinięciu, urządzenie uruchamiające posiada tarczę zabierakową, umieszczoną pomiędzy pakietem sprężyn a pierścieniem oporowym przetwornika siły. Tarcza zabierakowa jako część urządzenia uruchamiającego szczególnie sprawdziła się przy wysokich obciążeniach.

Przez to, że urządzenie uruchamiające jest zaopatrzone w ruchomą płytę naciskową, na której jest oparty pakiet sprężyn do cofania urządzenia uruchamiającego i/lub do wypierania nadlewu, można dopasowywać również tę część specyficznie do wysokich wymagań odnośnie zużycia.

PL 231 436 B1

W kolejnym korzystnym rozwinięciu, urządzenie uruchamiające posiada pneumatyczny element zamykający z osadzonym w otworze obudowy tłokiem roboczym i dyszą wlotową, przy czym dysza wlotowa posiada centralny wylot powietrza i otaczający wylot powietrza element uszczelniający, do którego przylega w położeniu zamkniętym tłok roboczy swoją stroną czołową. Przez to, jest zapewnione to, że tłok roboczy w przednim położeniu zamkniętym przylega szczelnie do dyszy wlotowej, a mianowicie także wtedy, gdyby był osadzony przykładowo nieco skośnie w otworze.

W kolejnym korzystnym rozwinięciu, przetwornik siły posiada obok cylindrycznej części przedniej przynajmniej dwa kolejne cylindryczne odcinki, które to obydwa odcinki są prowadzone w tulei. Takie wykonanie ma tę zaletę, że przetwornik siły jest prowadzony swoją częścią przednią bardzo dokładnie w tulei.

Ponadto, te wysoko obciążone odcinki prowadzące mogą być dokładnie dostosowywane do tulei.

Korzystnie, strona czołowa tłoka zaworowego i/lub przetwornika siły wystaje w przesuniętym w tył stanie o 0,01 do 1 mm poza skierowaną do powierzchni frontalnej obudowy stronę czołową przynależnej tulei. Takie wykonanie sprawdziło się zwłaszcza w odniesieniu do wypierania nadlewu przez przetwornik siły względnie tłok zaworowy, zwłaszcza że materiał odlewniczy nie może wchodzić w tym wykonaniu do tulei, przyporządkowanej do przetwornika siły względnie tłoka zaworowego.

Kolejne korzystne wykonanie urządzenia zaworowego przewiduje, że tuleja, służąca do prowadzenia tłoka zaworowego, jest zaopatrzona w promieniowy otwór, przez który przestrzeń wewnętrzna tulei jest połączona z kanałem wylotowym i że tłok zaworowy posiada dwa odcinki prowadzące, przy czym jeden odcinek prowadzący jest umieszczony przed promieniowym otworem, a drugi odcinek prowadzący za promieniowym otworem i przy czym odcinek prowadzący, umieszczony przed promieniowym potworem, jest zaopatrzony w osiowe przerwania. To wykonanie umożliwia w szczególnie korzystny sposób odsysanie gazów poprzez tłok zaworowy.

Korzystnie, skok roboczy przetwornika siły jest ograniczony do mniej niż 2 mm. Przez to, można utrzymywać we wstępnie określonych granicach energię kinetyczną, przenoszoną przez ciekły materiał odlewniczy na przetwornik siły względnie całe urządzenie uruchamiające.

W kolejnym korzystnym rozwinięciu urządzenia zaworowego jest przewidziane, że skok roboczy tłoka zaworowego odpowiada przynajmniej 3-krotnemu skokowi roboczemu przetwornika siły, przy czym korpus zaworu jest ruchomy poza skok roboczy przetwornika siły w biegu wolnym. To wykonanie umożliwia ukształtowanie większej drogi roboczej korpusu zaworu i niezależnie od skoku roboczego przetwornika siły.

W alternatywnym rozwinięciu, urządzenie uruchamiające posiada jako element do przenoszenia siły tarczę zabierakową, wykonaną razem z przetwornikiem siły jako jedna całość. Stanowi to szczególnie niedrogo realizowaną alternatywę urządzenia zaworowego, która nadaje się zwłaszcza wtedy, gdy materiał odlewniczy nie trafia z bardzo wysoką energią kinetyczną na przetwornik siły.

W kolejnym, korzystnym rozwinięciu, zarówno tłok zaworowy, jak również tłok roboczy są obciążone za pomocą każdorazowo jednej sprężyny naciskowej w kierunku wysuniętego położenia otwartego. Można przez to osiągnąć bardziej równomierne oddziaływanie sił na tarczę zabierakową w kierunku wysuniętego położenia otwartego.

Wreszcie, w szczególnie korzystnym rozwinięciu urządzenia zaworowego jest przewidziany przynajmniej jeden uruchamiany zewnętrznie tłok zamykający, za pomocą którego jest przesuwny do położenia zamkniętego element do przenoszenia siły i przynajmniej sprzężony z nim tłok zaworowy. Takie wykonanie ma tę zaletę, że zamykanie zaworu odpowietrzającego może następować również w sposób uruchamiany zewnętrznie w dowolnie określanym momencie. Zamykanie uruchamiane zewnętrznie zaworu odpowietrzającego nadaje się przykładowo do celów testowych, a zwłaszcza na początku procesu odlewania, mianowicie aż ustabilizują się temperatury różnych części wewnątrz urządzenia zaworowego.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój przez pierwszy przykład wykonania urządzenia zaworowego, fig. 2 - przekrój przez drugi przykład wykonania urządzenia zaworowego, a fig. 3 - przekrój przez trzeci przykład wykonania urządzenia zaworowego.

Fig. 1 rysunku pokazuje przekrój przez urządzenie zaworowe 1, służące do odpowietrzania form ciśnieniowych. Ponieważ podstawowa zasada tego rodzaju urządzenia zaworowego jest znana z opisu EP 0 612 573 A1, zatem poniżej zostaną omówione zwłaszcza tylko jego istotne elementy względnie części ukształtowane zgodnie z wynalazkiem.

PL 231 436 B1

Urządzenie zaworowe 1 posiada obudowę 2 zaworu, posiadającą przednią część 2a obudowy i tylną część 2b obudowy. Obydwie części 2a, 2b obudowy są połączone ze sobą poprzez bliżej nieprzedstawione środki mocujące, takie jak przykładowo śruby. Obudowa 2 zaworu jest zaopatrzona w kanał odpowietrzający, składający się z kanału wlotowego 3, mającego ujście na stronie dolnej do przedniej części 2a obudowy i kanału wylotowego 5, prowadzącego do góry z przedniej części 2a obudowy. Kanał wlotowy 3 jest łączony z odpowietrzaną wnęką formy, formy ciśnieniowej, podczas gdy kanał wylotowy 5 jest zazwyczaj przyłączany do urządzenia odsysającego. W obudowie 2 zaworu jest umieszczony zawór odpowietrzający 7, za pomocą którego można zamykać kanał wylotowy 5 względem kanału wlotowego 3. W kierunku powierzchni frontalnej 4 obudowy 2, kanał wlotowy 3 jest otwarty, przy czym na powierzchni frontalnej 4 jest umieszczany tak zwany kompensator, uszczelniający obudowę 2 ku przodowi jednak nie jest bliżej przedstawiony.

Zawór odpowietrzający 7 posiada tłok zaworowy 8, który może być przesuwany poprzez urządzenie uruchamiające 14 pomiędzy przednim położeniem otwartym i tylnym położeniem zamkniętym. Urządzenie uruchamiające 14 obejmuje zasadniczo przetwornik siły 15, element do przenoszenia siły w postaci tarczy zabierakowej 20, nieruchomą płytę naciskową 22, ruchomą płytę naciskową 24, pakiet sprężyn 23, umieszczony pomiędzy obydwiema płytami naciskowymi 22, 24 oraz pneumatyczny element zamykający 36. Przez tarczę zabierakową 20 przechodzą dwa popychacze, służące do naprężania pakietu sprężyn 23, które jednak nie są przedstawione. Popychacze wystają w położeniu podstawowym poza powierzchnię frontalnej 4 obudowy 2. Przy umieszczaniu kompensatora, popychacze są naciskane do tyłu i naprężają przy tym pakiet sprężyn 23.

Ponadto, urządzenie uruchamiające 14 może obejmować jeszcze jeden lub kilka uruchamianych zewnętrznie tłoków zamykających 21, zwanych Vacustop, który względnie które pracują pneumatycznie, przy czym nie będzie to w tym miejscu szczegółowo omówione. Pojedynczy tłok zamykający 21 jest widoczny w tym widoku tylko w sposób wzmiankowany. Wspomniany tłok zmykający 21 jest uruchamiany zewnętrznie, korzystnie pneumatycznie i służy do zamykania we właściwym czasie na początku cyklu odlewania tłoka zaworowego 8. Rozpoczęcie procesu zamykania następuje za pomocą sygnału zewnętrznego.

Obydwie części 2a, 2b obudowy składają się z materiału odpornego na zmiany temperatury, korzystnie stali.

Szczególnie korzystnie, części 2a, 2b obudowy są wykonane ze stali na narzędzia do pracy na gorąco, jak przykładowo 1.2343 ESU. W celu dopasowania obudowy 2 w miejscach wysoko obciążanych, mianowicie w obszarze tłoka zaworowego 8 zaworu odpowietrzającego 7, jak również przetwornika siły 15 urządzenia uruchamiającego 14, do specyficznych wymogów, w przedniej części 2a obudowy są umieszczone dwie tuleje 26, 31, które każdorazowo otaczają część frontową - część przednią 9, 16 - tłoka zaworowego 8 względnie przetwornika siły 15. Zarówno pierwsza tuleja 26, jak również kolejna tuleja 31, są wykonane korzystnie z odpornej na zużycie stali narzędziowej, takiej jak przykładowo stali na narzędzia do pracy na zimno K340. W każdym razie, obydwie tuleje 26, 31 są wykonane z materiału, który jest znacznie twardszy oraz bardziej odporny na ścieranie i zużycie, niż obydwie części 2a, 2b obudowy.

Każdorazowa tuleja 26, 31 jest umieszczona w każdorazowo jednym otworze 28, 33, wpuszczonym w przednią część 2a obudowy. Aby móc dokładnie pozycjonować tuleje 26, 31 w kierunku osiowym, obydwa otwory 28, 33, jak również obydwie tuleje 26, 31 są zaopatrzone w każdorazowo jedno odsadzenie 27, 32 względnie stopień 29, 34. Przez stopień 29, 34 każdorazowego otworu 28, 33 powiększa się średnica przynależnego otworu 28, 33 w kierunku powierzchni frontalnej 4. Inaczej mówiąc, zmniejsza się każdorazowy otwór 28, 33 w kierunku tylnej części 2b obudowy pod względem średnicy, przy czym na przejściu od większej do mniejszej średnicy, zostaje utworzony wspomniany stopień 29, 34, na którym każdorazowa tuleja 26, 31 styka się z odsadzeniem 27, 32, odpowiadającym stopniowi 29, 34. W przypadku takiego wykonania, każdorazowa tuleja 26, 31 musi być wtłaczana od strony powierzchni frontalnej 4 do przynależnego otworu 28, 33. Przy wtłaczaniu, odsadzenie 27, 32 każdorazowej tulei 26, 31 styka się następnie ze stopniem 29, 34 przynależnego otworu 28, 33, przez co każdorazowa tuleja 26, 31 jest dokładnie pozycjonowana w kierunku osiowym. Równocześnie zapewnia się to, że każdorazowa tuleja 26, 31 również przy oddziaływaniu sił na przednią stronę czołową, zwróconą do powierzchni frontalnej 4, nie może być przesuwana dalej do wewnątrz w kierunku tylnej powierzchni tylnej połowy 2b obudowy do obudowy 2. Jest to ważne dlatego, ponieważ przy odlewaniu ciśnieniowym materiał odlewniczy - metal - natrafia z wysoką energią kinetyczną z kanału wlotowego 3 na przednią stronę czołową każdorazowej tulei 26, 31.

PL 231 436 B1

Tuleja 26, służąca do prowadzenia tłoka zaworowego 8, jest zaopatrzona w promieniowy otwór 30, przez który powierzchnia wewnętrzna tulei 26 jest połączona z kanałem wylotowym 5. Przetwornik siły 15 jest zaopatrzony w pierścień oporowy 19, do którego przylega z zamknięciem siłowym tarcza zabierakowa 20 przy ruchu skierowanym do przodu. W stronę tylną przedniej części 2a obudowy jest wpuszczone okrągłe wgłębienie do przyjmowania pierścienia oporowego 19 przetwornika siły 15 w pokazanym tutaj, wysuniętym położeniu. Strona tylna tulei 31 sięga w kierunku osiowym aż do wspomnianego wgłębienia w przedniej części 2a obudowy.

Przednia część tłoka zaworowego 8 jest zaopatrzona w celu prowadzenia w tulei 26 w przedni odcinek prowadzący 11 i tylny odcinek prowadzący 12. Przedni odcinek prowadzący 11 jest zaopatrzony w osiowe przerwania 11a. Poprzez te przerwania 11 a mogą płynąć przy otwartym zaworze odpowietrzającym 7 gazy z kanału wlotowego 3 do kanału wylotowego 5.

Tłok zaworowy 8 zaworu odpowietrzającego 7, przedstawiony w otwartym stanie, posiada część przednią 9 z wykonaną cylindrycznie powierzchnią płaszczową 10. Średnica zewnętrzna części przedniej 9 jest dokładnie dostosowana do średnicy wewnętrznej przynależnej tulei 26. Powierzchnia czołowa tej części przedniej 9 przechodzi ostro krawędziowo w jej powierzchnię płaszczową 10, jak zostanie to jeszcze bliżej objaśnione poniżej.

Przetwornik siły 15 urządzenia uruchamiającego 14 posiada trzy cylindryczne odcinki 16, 18, za pomocą których jest on prowadzony w tulei 31. Przedni odcinek 16, skierowany do kanału odpowietrzającego 3, tworzy część przednią przetwornika siły 15, zaopatrzonego w wykonaną cylindrycznie powierzchnię płaszczową 17. Średnica zewnętrzna przedniego odcinka 16 jest natomiast dokładnie dostosowana do średnicy wewnętrznej przynależnej tulei 31. Powierzchnia czołowa tej części przedniej przechodzi również ostro krawędziowo w powierzchnię płaszczową 17 przedniego odcinka 16.

Pod pojęciem „ostro krawędziowo” rozumiane jest w niniejszym przykładzie, że pomiędzy powierzchnią czołową a powierzchnią osłonową 10, 17 części frontowej tłoka zaworowego 8 względnie przetwornika siły 15 nie jest przewidziane istotne ścięcie albo zaokrąglenie. Zrozumiałe jest, że ostro krawędziowo nie oznacza dokładnie ostrej krawędzi, lecz że aż do pewnego stopnia możliwe są małe ścięcia albo mały promień wynoszący przykładowo kilka dziesiątych milimetra. Różnica pomiędzy ostro krawędziowym przejściem a ścięciem polega na tym, że w zamkniętym stanie tłoka zaworowego 8 względnie przetwornika siły 15 ciekły materiał odlewniczy nie może utworzyć pierścieniowego, stożkowego płaszcza wokół strony przedniej tłoka zaworowego 8 względnie przetwornika siły 15 i strony wewnętrznej każdorazowej tulei 26, 31. Taki pierścieniowy płaszcz ma przez małą objętość tendencję do bardzo szybkiego krzepnięcia. Ponadto, przy ścinaniu istnieje niebezpieczeństwo, że utworzony pierścieniowy płaszcz względnie jego części albo cząstki, zwłaszcza przy skierowanym do przodu ruchu przesuwania tłoka zaworowego 8 względnie przetwornika siły 15, mogą zakleszczyć się pomiędzy każdorazową częścią przednią 9, 16 a powierzchnią wewnętrzną każdorazowej tulei 26, 31, co jest oczywiście niekorzystne i powoduje wzmożone zużycie. Przez ostro krawędziowe wykonanie można tego uniknąć. Ostro krawędziowe wykonanie każdorazowej części przedniej 9, 16 można zrealizować zwłaszcza w związku z utwardzoną tuleją 26, 31, otaczającą część przednią 9, 16, zwłaszcza, że przynależne części 9, 26; 16, 31 mogą być bardzo dokładnie zwymiarowane i dostosowane do siebie.

Pneumatyczny element zamykający 36 urządzenia uruchamiającego 14 posiada tłok roboczy 37, osadzony w otworze 35 obudowy 2 i obciążony za pomocą sprężyny naciskowej 38 w kierunku przedniej części 2a obudowy. Za pomocą sprężyny naciskowej 38 utrzymuje się zatem urządzenie uruchamiające 14 w przednim położeniu otwartym. Ponadto, element zamykający 36 obejmuje dyszę wlotową 39, zaopatrzoną w centralny wylot powietrza (niewidoczny). Na stronie czołowej dyszy wlotowej 39 jest umieszczony element uszczelniający 40, otaczający wylot powietrza, do którego przylega tłok roboczy 37 swoją stroną czołową w położeniu zamkniętym. Ten element uszczelniający 40 ma zapewniać, że tłok roboczy 37 w przednim położeniu przylega szczelnie do dyszy wlotowej 39, a mianowicie również wtedy, gdy przykładowo otwór 35 nie jest symetrycznie zużywany, a strona czołowa tłoka roboczego 37 jest przez to nieznacznie skośnie ustawiona.

Pneumatyczny element zamykający 36 służy zwłaszcza do utrzymywania tłoka zaworowego 8 w położeniu zamkniętym, osiągniętym przez impuls siły przetwornika siły 15.

Ponieważ funkcja urządzenia zaworowego jest znana ze wspomnianego na wstępie opisu EP 0 612 573 A1, zatem poniżej zostanie omówiony tylko krótko jego sposób działania. Przy otwartym zaworze odpowietrzającym 7, poprzez kanał wylotowy 5 urządzenia zaworowego mogą być odsysane gazy z wnęki formy, formy ciśnieniowej. Gazy płyną przy tym poprzez kanał wlotowy 3 i otwarty zawór odpowietrzający 7 do tulei 26, gdzie dostają się poprzez jej promieniowy otwór 30 do kanału wylotowego 5,

PL 231 436 B1 połączonego z bliżej nieprzedstawionym urządzeniem odsysającym. Gdy tylko wnęka formy, formy ciśnieniowej jest napełniona materiałem odlewniczym, ciekły materiał odlewniczy uchodzi poprzez kanał odpowietrzający i dostaje się poprzez kanał wlotowy 3 do urządzenia zaworowego aż do przetwornika siły 15. Przez energię kinetyczną materiału odlewniczego, poruszającego się do przodu z wysoką prędkością, przesuwa się skokowo przetwornik siły 15 przez materiał odlewniczy, trafiający na jego stronę czołową do tyłu w kierunku tylnej części 2b obudowy. Przez pierścień oporowy 19 przetwornika siły 15, przylegający do tarczy zabierakowej 20, przesuwa się również do tyłu tarczę zabierakową 20. Tarcza zabierakowa 20 pociąga przy tym razem równocześnie tłok zaworowy 8 zaworu odpowietrzającego 7, jak również tłok roboczy 37 pneumatycznego zaworu 36. Przez to, zawór odpowietrzający 7 jest zamknięty i nie może dostawać się materiał odlewniczy do kanału wylotowego 5 względnie nie może wychodzić z urządzenia zaworowego 1.

Skok roboczy przetwornika siły 15 jest ograniczony do ułamka drogi roboczej tłoka zaworowego 8 zaworu odpowietrzającego 7 względnie urządzenia uruchamiającego 14. Korzystnie, skok roboczy przetwornika siły 15 jest ograniczony do najwyżej jednej trzeciej drogi roboczej tłoka zaworowego 8. Na odwrót, oznacza to, że droga robocza tłoka zaworowego 8 odpowiada przynajmniej 3-krotnemu skokowi roboczemu przetwornika siły 15. Po tym, jak przetwornik siły 15 przylgnie swoją stroną tylną do tylnej części 2b obudowy, porusza się urządzenie uruchamiające 14 w biegu wolnym dalej do tyłu, aż od powiednie elementy będą przylegać do każdorazowego ogranicznika. Energia kinetyczna, przenoszona przez przetwornik siły 15 na elementy urządzenia uruchamiającego 14, wystarcza w każdym przypadku aby poruszać jego elementy, mianowicie tarczę zabierakową 20 razem z tłokiem zaworowym 8 i tłokiem roboczym 37 aż do ich tylnych ograniczników, przy czym przenoszona energia wystarcza oczywiście również do przezwyciężenia siły sprężyny naciskowej 38. Jednakże, ruch urządzenia uruchamiającego 14, skierowany do tyłu, jest wspomagany przez to, że tłok roboczy 37 podniósł się z dyszy wlotowej 39, a sprężone powietrze, wpływające z dyszy wlotowej 39 do otworu 41 naciska tłok roboczy do tyłu. Jednakże, pneumatyczny element zamykający 36 służy przede wszystkim do tego, aby utrzymywać urządzenie uruchamiające 14 w tylnym położeniu zamkniętym. Pneumatyczny element zamykający 36 jest w tym celu zwymiarowany w taki sposób, że nacisk działający na stronę czołową tłoka roboczego 37 wystarcza, aby utrzymywać tłok roboczy 37, a przez to całe urządzenie uruchamiające 14, wbrew sile sprężyny naciskowej 38 w tylnym położeniu zamkniętym.

Na końcu procesu odlewania, usuwa się kompensator (nie przedstawiono) z powierzchni frontalnej 4. Przy tym, zwalniane są popychacze (nie przedstawiono), przez co pakiet sprężyn 23 może się rozprężyć. Pakiet sprężyn 23 naciska następnie ruchomą płytę naciskową 24 do tarczy zabierakowej 20, która ze swej strony naciska tłok zaworowy 8, przetwornik siły 15 i tłok roboczy 37 do przodu w kierunku powierzchni frontalnej 4. Tłok zaworowy 8 i przetwornik siły 15 naciskają przy tym na zakrzepniętą wewnątrz obudowy 2 zaworu w kanale wlotowym 3 masę odlewniczą - nadlew - i wypierają ją do przodu z obudowy 2 zaworu. Pakiet sprężyn 23 służy przez to do cofania urządzenia uruchamiającego 14, jak i do wypierania zakrzepniętej masy odlewniczej.

Wypieranie zakrzepniętej masy odlewniczej jest wspomagane przez „ostro krawędziowe” wykonanie tłoka zaworowego 8 i przetwornika siły 15, przy czym przy skierowanym do przodu ruchu przesuwania tłoka zaworowego 8 względnie przetwornika siły 15 zakrzepnięty i znajdujący się ewentualnie w każdorazowej tulei materiał odlewniczy jest całkowicie usuwany. Ponieważ zarówno tłok zaworowy 8, jak również tuleja 26 są wykonane z bardzo twardego materiału, a średnica zewnętrzna części przedniej 9 tłoka zaworowego 8 jest dostosowana dokładnie do średnicy wewnętrznej przynależnej tulei 26, mianowicie jest mniejsza tylko o kilka setnych milimetra, a poza tym również powierzchnia czołowa części przedniej 9 przechodzi ostro krawędziowo w powierzchnię płaszczową 10, można usuwać zwłaszcza również małe i najmniejsze cząstki metalu z tulei 26. To samo dotyczy przetwornika siły 15 z przynależną tuleją 31.

Alternatywnie albo dodatkowo, przetwornik siły 15 może być zwymiarowany w taki sposób i dostosowany do tulei 31, że strona czołowa przetwornika siły 15 w cofniętym stanie wystaje o 0,01 do 1 mm poza stronę czołową przynależnej tulei 31, zwróconą do powierzchni frontalnej 4 obudowy 2. Przez to, można w ogóle zapobiegać wnikaniu materiału odlewniczego do tulei 31. To samo dotyczy tłoka zaworowego 8, przy czym jest on zwymiarowany w taki sposób i dostosowany do tulei 26, że jego część przednia 9 przesuniętym w tył stanie wystaje o około 0,01 do 1 mm poza stronę czołową przynależnej tulei 26, skierowaną do powierzchni frontalnej 4 obudowy 2.

Fig. 2 pokazuje przekrój przez drugi przykład wykonania urządzenia zaworowego, przy czym poniżej zostaną omówione zwłaszcza tylko różnice, występujące w porównaniu z poprzednim przykładem wykonania. Zatem, istotna różnica względem poprzedniego przykładu wykonania polega na tym, że

PL 231 436 B1 przetwornik siły 15a i tarcza zabierakowa 20a nie tworzą oddzielnych części konstrukcyjnych, lecz składają się z jednej części. Tarcza zabierakowa 20a nie posiada również tylnego występu, lecz na stronie tylnej tarczy zabierakowej 20a jest oparta sprężyna naciskowa 43 służąca jako sprężyna cofająca, która służy do zawracania urządzenia uruchamiającego 14 do wysuniętego położenia otwartego. Ponadto, jest widoczny tłok zamykający 21a, za pomocą którego tarcza zabierakowa 20a może być przesuwana do tyłu. Przesuwanie w tył tarczy zabierakowej 20a powoduje również zamykanie sprzężonego z nią zaworu odpowietrzającego 7. Korzystnie, przewidziane są dwa tłoki zamykające 21 a, które przykładowo są umieszczone poziomo obok siebie albo przekątnie - skośnie - jeden pod drugim, przy czym na tym widoku widoczny jest tylko tłok zamykający 21a. Tłok zamykający 21a jest uruchamiany zewnętrznie korzystnie pneumatycznie i służy do zamykania we właściwym czasie na początku cyklu odlewania tłoka zaworowego 8, tak że nie może dostawać się materiał odlewniczy do kanału wylotowego 5. Pneumatyczne przewody względnie kanały, poprzez które powierzchnia czołowa tłoka zamykającego 21 a, zwrócona do powierzchni frontalnej 4, może być zasilana pneumatycznie, nie są widoczne na tym widoku. Jak już wspomniano na wstępie, tłok zamykający względnie tłoki zamykające 21a służy (służą) do zamykania we właściwym czasie na początku cyklu odlewania tłoka zaworowego 8. W każdym razie, tłok zaworowy 8 powinien być zamknięty, zanim materiał odlewniczy wniknie do kanału wlotowego 3. Gdy tylko po kilku procesach odlewania ustabilizują się temperatury wewnątrz urządzenia zaworowego, może nastąpić zamknięcie tłoka zaworowego 8 zaworu odpowietrzającego 7 poprzez materiał odlewniczy, oddziałujący na przetwornik siły 15a. Zgodnie z doświadczeniem, po około 10 do 50 procesach odlewania, może nastąpić zamknięcie zaworu odpowietrzającego 7 w sposób uruchamiany materiałem odlewniczym. W końcu, widoczna jest jeszcze śruba 42, za pomocą której są utrzymywane obydwie części 2a, 2b obudowy. Zrozumiałe jest, że jest przewidzianych kilka takich śrub 42.

Fig. 3 pokazuje przekrój przez trzeci przykład wykonania urządzenia zaworowego, przy czym również tutaj zostaną omówione zwłaszcza tylko różnice, występujące w porównaniu z pierwszym przykładem wykonania. Istotna różnica względem przykładu wykonania, pokazanego na fig. 1, polega na tym, że zarówno tłok zaworowy 8b, jak również tłok roboczy 37b są obciążone za pomocą każdorazowo jednej sprężyny naciskowej 44, 45 w kierunku wysuniętego położenia otwartego. Ponadto, jest przewidziany również tutaj przynajmniej jeden uruchamiany zewnętrznie tłok zamykający 21 b, za pomocą którego tarcza zabierakowa 20b może być przesuwana do tyłu. Tylna część tarczy zabierakowej 20a jest utworzona przez stożkowy występ. Nieruchoma płyta naciskowa 22a jest zaopatrzona w okrągłe wybranie, w którym jest prowadzony przetwornik siły 15a jego tylnym końcem. Obciążając tłok zaworowy 8b i tłok roboczy 37b za pomocą każdorazowo jednej sprężyny naciskowej 44, 45 w kierunku, osiąga się bardziej równomierne oddziaływanie sił na tarczę zabierakową 20a ku przodowi.

Zrozumiałe jest, że poszczególne cechy przykładów wykonania, pokazanych na fig. 1 do 3, mogą być ewentualnie łączone. Odnośnie tego wspomina się, że przykładowo również w przykładzie wykonania według fig. 1 tłok zaworowy 8b i tłok roboczy 37b mogą być obciążane za pomocą każdorazowo jednej sprężyny naciskowej w kierunku wysuniętego położenia otwartego.

Istotne zalety pokazanego urządzenia zaworowego można podsumować w następujący sposób:

- przez zastosowanie utwardzonych tulei, urządzenie zaworowe może być wykonane w wysoko obciążanych miejscach w sposób szczególnie odporny na zużycie, przy czym mimo tego jego wytwarzanie jest stosunkowo niedrogie;

- urządzenie zaworowe umożliwia niezawodne i pewne odpowietrzanie aż do całkowitego napełnienia wnęki formy;

- urządzenie zaworowe jest prosto zbudowane i posiada wysoką trwałość;

- części zużywalne, takie jak przykładowo obydwie tuleje, obydwie płyty naciskowe jak również tłok zaworowy i przetwornik siły mogą być w razie potrzeby szybko i prosto wymieniane;

- przez przewidywanie jednego albo kilku tłoków zamykających uruchamialnych zewnętrznie można zapewnić, że tłok zaworowy będzie zamykany we właściwym czasie również na początku cyklu odlewania, tak że materiał odlewniczy nie może dostać się do kanału wylotowego.

Claims (16)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie zaworowe (1) do odpowietrzania form ciśnieniowych, z obudową (2) zaworu, obejmującą przednią część (2a) obudowy i tylną część (2b) obudowy, przy czym w przedniej części (2a) obudowy jest wpuszczony kanał odpowietrzający (3, 5), zamykalny za pomocą zaworu odpowietrzającego (7) i z urządzeniem uruchamiającym (14) do uruchamiania tłoka zaworowego (8) zaworu odpowietrzającego (7), przy czym urządzenie uruchamiające (14) posiada przetwornik siły (15), uruchamialny materiałem odlewniczym i element do przenoszenia siły (20) dla przenoszenia ruchu zamykającego przetwornika siły (15) na tłok zaworowy (8) zaworu odpowietrzającego (7) i z pakietem sprężyn (23) dla zawracania urządzenia uruchamiającego (14) i/lub dla wypierania nadlewu, znamienne tym, że przednia część (2a) obudowy jest zaopatrzona w pierwszą tuleję (26), otaczającą przynajmniej część przednią (9) tłoka zaworowego (8) i/lub w kolejną tuleję (31), otaczającą przynajmniej część przednią (16) przetwornika siły (15), przy czym każdorazowa tuleja (26, 31) jest twardsza niż przednia część (2a) obudowy.
2. 2. Urządzenie zaworowe (1) według zastrzeżenia 1, znamienne tym, że każdorazowa tuleja (26, 31) jest umieszczona w otworze (28, 33), wpuszczonym w przednią część (2a) obudowy, przy czym każdorazowy otwór (28, 33) ma zmniejszającą się średnicę w kierunku tylnej części (2b) obudowy i przy czym na przejściu od większej do mniejszej średnicy tworzy się stopień (29, 34), na którym każdorazowa tuleja (26, 31) styka się z odsadzeniem (27, 32), odpowiadającym stopniowi (29, 34).
3. 3. Urządzenie zaworowe (1) według zastrzeżenia 1 albo 2, znamienne tym, że część przednia (16) przetwornika siły (15) jest wykonana cylindrycznie, przy czym powierzchnia czołowa części przedniej (16) przechodzi ostro krawędziowo w powierzchnię płaszczową (17).
4. 4. Urządzenie zaworowe (1) według jednego z poprzednich zastrzeżeń, znamienne tym, że tłok zaworowy (8) zaworu odpowietrzającego (7) posiada na przednim końcu cylindryczną część przednią (9), której powierzchnia czołowa przechodzi ostro krawędziowo w jej powierzchnię płaszczową (10).
5. 5. Urządzenie zaworowe (1) według jednego z poprzednich zastrzeżeń, znamienne tym, że każdorazowa tuleja (26, 31), jak i kanał odpowietrzający (3, 5) są umieszczone w przedniej części (2) obudowy.
6. 6. Urządzenie zaworowe (1) według jednego z poprzednich zastrzeżeń, znamienne tym, że urządzenie uruchamiające (14) posiada jako element do przenoszenia siły (20) tarczę zabierakową, umieszczoną pomiędzy pakietem sprężyn (23) a pierścieniem oporowym (19) przetwornika siły (15).
7. 7. Urządzenie zaworowe (1) według jednego z poprzednich zastrzeżeń, znamienne tym, że urządzenie uruchamiające (14) posiada ruchomą płytę naciskową (24), na której jest oparty pakiet sprężyn (23) dla zawracania urządzenia uruchamiającego (14) i/lub dla wypierania nadlewu.
8. 8. Urządzenie zaworowe (1) według jednego z poprzednich zastrzeżeń, znamienne tym, że urządzenie uruchamiające (14) posiada pneumatyczny element zamykający (36) z osadzonym w otworze (35) obudowy (2) tłokiem roboczym (37) i dyszą wlotową (39), przy czym dysza wlotowa (39) posiada centralny wylot powietrza i otaczający wylot powietrza element uszczelniający (40), do którego przylega w położeniu zamkniętym swoją stroną czołową tłok roboczy (37).
9. 9. Urządzenie zaworowe (1) według jednego z poprzednich zastrzeżeń, znamienne tym, że przetwornik siły (15) posiada obok cylindrycznej części przedniej (16) przynajmniej dwa kolejne cylindryczne odcinki (18), które to obydwa odcinki (18) są prowadzone w tulei (31).
10. 10. Urządzenie zaworowe (1) według jednego z poprzednich zastrzeżeń, znamienne tym, że strona czołowa tłoka zaworowego (8) i/lub przetwornika siły (15), w przesuniętym w tył stanie wystaje o 0,01 do 1 mm poza stronę czołową przynależnej tulei (26, 31), skierowaną do powierzchni frontalnej (4) obudowy (2).
11. 11. Urządzenie zaworowe (1) według jednego z poprzednich zastrzeżeń, znamienne tym, że tuleja (26), służąca do prowadzenia tłoka zaworowego (8), jest zaopatrzona w promieniowy otwór (30), przez który jest połączona przestrzeń wewnętrzna tulei (26) z kanałem wylotowym (5) i że tłok zaworowy (8) posiada dwa odcinki prowadzące (11, 12), przy czym jeden odcinek

    PL 231 436 B1 prowadzący (11) jest umieszczony przed promieniowym otworem (30), a drugi odcinek prowadzący (12) za promieniowym otworem (30) i przy czym odcinek prowadzący (11), umieszczony przed promieniowym otworem (30), jest zaopatrzony w osiowe przerwania (11a).
12. 12. Urządzenie zaworowe (1) według jednego z poprzednich zastrzeżeń, znamienne tym, że skok roboczy przetwornika siły (15) jest ograniczony do mniej niż 2 mm.
13. 13. Urządzenie zaworowe (1) według zastrzeżenia 12, znamienne tym, że skok roboczy tłoka zaworowego (8) odpowiada przynajmniej 3-krotnemu skokowi roboczemu przetwornika siły (15).
14. 14. Urządzenie zaworowe (1) według zastrzeżenia 1, znamienne tym, że urządzenie uruchamiające (14) posiada jako element do przenoszenia siły tarczę zabierakową (20a), wykonaną jako jedna całość z przetwornikiem siły (15a).
15. 15. Urządzenie zaworowe (1) według jednego z poprzednich zastrzeżeń, znamienne tym, że zarówno tłok zaworowy (8b), jak i tłok roboczy (37b), są obciążone za pomocą każdorazowo jednej sprężyny naciskowej (44, 45) w kierunku wysuniętego położenia otwartego.
16. 16. Urządzenie zaworowe (1) według jednego z poprzednich zastrzeżeń, znamienne tym, że jest przewidziany przynajmniej jeden uruchamiany zewnętrznie tłok zamykający (21), za pomocą którego element do przenoszenia siły (20) i przynajmniej sprzężony z nim tłok zaworowy (8), są przesuwne do położenia zamkniętego.