5. Post de turnare și răcire conform revendicării 4, caracterizat prin aceea că numita conductă (15) care se extinde în direcția longitudinală a lanțului de forme
155
160
165
170
175
180
185
190
ROMANIA (19) OFICIUL DE STAT
PENTRU INVENȚII Șl MĂRCI
București dU Nr. brevet: 114880 Bl (51) Int.CI.6 B 22 C S/08;
B22 D 18/08; B 22 D 27/09;
(12, BREVET DE INVENȚIE _-_-_I_
Hotărârea de acordare a brevetului de invenție poate fi revocată în termen de 6 luni de la data publicării (21) Nr. cerere: 36-01346 (22) Data de depozit: 07.06.1994 (30) Prioritate: 03.01.1994 DK 0016/94;
(41) Data publicării cererii:
BOPI nr.
(42) Data publicării hotărârii de acordare a brevetului:
30.08.1999 BOPI nr. 8/1999 (45) Data eliberării si publicării brevetului:
BOPI nr.
(61) Perfecționare la brevet:
Nr (62, Divizată din cererea:
Nr.
(86) Cerere internațională PCT:
Nr. DK 94/00221 07.06.1994 (87) Publicare internațională:
Nr. WO 95/18689 13.07.1995 (56) Documente din stadiul tehnicii:
US 2568428; 3008199; WO 93/11892 (71, Solicitant: DANSK INDUSTRI SYNDIKAT A/S, HERLEV, DK;
(73) Titular: DANSK INDUSTRI SYNDIKAT A/S, HERLEV, DK;
(72) Inventatori: HANSEN PREBEN N., ALSGARDE, DK; PEDERSEN STEEN, BALLERUP, DK;
RASMUSSEN NIELS W., KOBENHAVN, DK; MOGENSEN VAGN, GENTOFTE, DK; JESPERSEN EMIL, GLOSTRUP, DK;
(74) Mandatar: ROMINVENT S.A. (AGENȚIE PENTRU BREVETE, DESENE, MĂRCI Șl TRANSFER
TEHNOLOGIE) BUCUREȘTI (54) FORMA DE TURNARE Șl POST DE TURNARE Șl RĂCIRE A UNEI INSTALAȚII DE FORMARE ÎN LANȚ i a
RO 114880 Bl (57) Rezumat: Invenția se referă la o formă de turnare și la un post de turnare și răcire a unei instalații de formare în lanț. Forma de turnare, conform invenției, este încorporată într-o instalație de formare în lanț și este constituită din două forme (7), având suprafețe sau pereți separatori verticali. Forma este prevăzută cu un rezervor de alimentare ulterioară (9) amplasat sub cavitatea [a] formei (7) și în partea inferioară a peretelui lateral al acesteia, fiind pus în legătură cu piciorul (10] pâlniei de turnare și adaptat la bază pentru a fi legat la o sursă de gaz sub presiune prin intermediul unui canal (b) care se deschide într-o suprafață exterioară a formei. între rezervorul de alimentare ulterioară O] și canalul (b] prin care rezervorul (9] poate fi pus în legătură cu sursa de gaz, este plasat un element (14] impermeabil la metalul lichid dar permeabil la gaze.
Revendicări: 5 Figuri: 2
RO 114880 Bl
Invenția se referă la o formă de turnare și la un post de turnare și răcire al unei instalații de formare în lanț, destinate în special turnării metalelor ușoare.
Se cunoaște faptul că metalele, atât în stare lichidă, cât și în stare solidă, atunci când sunt răcite suferă o micșorare a volumului, o așa-numită contracție termică. în formele de turnare, la care, după turnare, există o distribuție neuniformă a cantității de căldură în cavitatea formei și la care, din această cauză, nu toate părțile piesei turnate se solidifică în același timp, acest fapt determină ca acele regiuni ale piesei turnate, care rămân cel mai mult timp în stare lichidă, să cedeze metal lichid,pentru a compensa contracția din acele regiuni ale piesei turnate care s-au solidificat mai devreme, acest fapt conducând la defecte de turnare (sufluri) în piesa turnată, care apar fie ca adâncituri la suprafața piesei turnate, fie ca goluri (cavități sau microcontracții) în interiorul piesei turnate. Pentru evitarea acestor defecte, este cunoscută folosirea rezervoarelor remanente (secundare), acestea fiind niște cavități din forma de turnare care se umplu cu metal în timpul operației de turnare și au astfel de dimensiuni încât metalul din ele rămâne în stare lichidă mai mult în acele regiuni care se solidifică ultimele, ale piesei turnate care se leagă cu aceste regiuni prin niște canale, cu arie relativ mare a ariei secțiunii transversale, astfel încât să le dea posibilitatea să alimenteze ulterior (suplimentar), cu metal lichid, aceste regiuni, în timpul solidificării lor.
Astfel de rezervoare de alimentare ulterioară (suplimentară) se cunosc a fi, în principal, de două tipuri,și anume alimentatoare deschise sau pâlnii de turnare deschise, adică niște cavități, efectiv cilindrice, care se extind din canalele menționate și se leagă cu piesa turnată până la suprafața superioară a formei de turnare, și cavități interne sau închise în forma de turnare, așa-numitele “alimentatoare curbe” plasate în imediata apropiere a regiunii piesei turnate ce trebuie să fie alimentate. La prima formă, comparativ cu cea de-a doua, presiunea statică mai înaltă a “capului” sau coloanei de metal situată deasupra conține într-un grad înalt alimentarea ulterioară (remanentă) presând metalul de alimentare prin canalul de legătură în piesa turnată, pe când la cea de-a doua formă presiunea se reduce în timpul procesului de alimentare ulterioară (remanentă). Pe de altă parte, cea de-a doua asigură, în mod normal, un câștig mai mare de metal în procesul de turnare, adică o cantitate mai mică de metal ce trebuie să fie separată de piesele turnate pentru topire ulterioară (reciclare), prin aceasta reducându-se și energia consumată pentru topire.
Față de formele de turnare cu suprafață orizontală de separare, suprafața superioară a formelor de turnare cu separare verticală prezintă o arie relativ mică a suprafeței și din această cauză, tipul al doilea de forme de turnare permite numai în mică măsură să se folosească alimentatoare deschise sau pâlnii deschise în scopul alimentării ulterioare (remanente) și în acest scop trebuie, în general, să se folosească alimentatoarele oarbe menționate mai înainte, cu dezavantajele arătate, adică presiunea mai scăzută a metalului pentru presarea metalului de alimentare ulterioară, în canal, către piesa turnată. Acest dezavantaj se observă mai bine la alimentarea ulterioară a pieselor turnate dintr-un metal ușor, adică a pieselor turnate din aluminiu și aliajele lui, sau din magneziu și aliajele lui, din cauza greutății specifice relativ reduse a acestor metale.
Pentru depășirea problemelor anterior menționate, în descrierea de brevet de invenție US A-2568428 sunt prezentate alimentatoare oarbe situate pe o parte sau pe ambele părți ale unei cavități de formă de turnare și care la partea superioară pot fi puse în legătură cu o sursă de gaz sub presiune, gaz a cărui presiune se adaugă presiunii statice de la baza pâlniilor de alimentare și face astfel alimentarea ulterioară
RO 114880 Bl (remanentă) mai eficientă. 50
Este cunoscută de asemenea o formă de turnare prezentată în cererea internațională de brevet de invenție WO 93/11892 la care datorită presiunii insuficiente la alimentare, piciorul pâlniei de turnare se poate bloca, determinând în acest fel necesitatea unei alimentări suplimentare.
Problema pe care o rezolvă invenția constă în realizarea unei forme de turnare 55 din amestec de formare cu suprafețe separatoare verticale, la care cavitatea, piciorul pâlniei de turnare și rezervorul de alimentare sunt astfel construite încât să permită ca în timpul solidificării metalului în cavitatea formei, presiunea în rezervorul de alimentare să se mențină la o valoare aproximativ egală cu presiunea statică a metalului din rezervor, oferind posibilitatea reducerii cantității de metal folosit pentru 60 turnare în formele individuale de lucru.
Problema este rezolvată cu o formă de turnare cu suprafețe sau cu pereți separatori verticali încorporată într-o instalație de formare în lanț și alcătuită din două forme din amestec crud care se sprijină reciproc, la care rezervorul de alimentare ulterioară este plasat sub cavitatea formei și în partea inferioară a peretelui lateral al 65 acesteia și este pus în legătură cu piciorul de turnare, fiind adaptat de asemenea pentru a fi legat la o sursă de gaz sub presiune prin intermediul unui canal, între acest canal și rezervorul de alimentare ulterioară fiind plasat un element impermeabil la metalul lichid dar permeabil la gaz, în instalația de formare în lanț fiind inclus un post de turnare și răcire cuprinzând forme de turnare prevăzute cu un dispozitiv pentru 70 umplerea secvențială a formelor și o conductă legată la cel puțin o sursă de gaz sub presiune.
Forma de turnare și postul de turnare și răcire,conform invenției, prezintă următoarele avantaje:
- permit reducerea cantității de metal folosit la turnare; 75
- asigură obținerea unor piese turnate de calitate superioară, în condițiile unui consum energetic redus.
în continuare, se prezintă un exemplu de realizare a invenției, în legătură și cu fig. 1 și 2, care reprezintă:
- fig.1, vedere în plan vertical, cu secțiune parțială,a unei instalații pentru con- 80 fecționarea în lanț a formelor de turnare, cuprinzând o mașină de confecționat forme, un lanț de forme produse de mașină și o parte a postului de turnare și răcire al instalației;
- fig.2, secțiune transversală printr-o formă de turnare dublă, constituită din două forme în instalație, conform fig.1. 85
Forma de turnare, conform invenției, este realizată cu ajutorul unei instalații pentru confecționarea în lanț a formelor de turnare. Instalația cuprinde o mașină de confecționat forme A al cărui principiu de construcție și funcționare se consideră că este bine cunoscut de către persoanele care posedă cunoștințe de specialitate în acest domeniu, mașina fiind descrisă în publicația de brevet de invenție US 3008199 90 și, din acest motiv, în descriere se va face numai o prezentare succintă a acesteia.
Nisipul de formare, în stare de vrac, legat cu un liant și având un conținut de umiditate convenabil pentru formare, este debitat dintr-un buncăr de alimentare 1 , la o cameră de formare constituită între o placă de presare 2, care poartă un model 3 și este fixată pe un piston hidraulic 4, și o contraplacă 5 ce poate fi rotită în sus, în 95 fig.1 fiind arătată în poziția ei de rabatere în sus, și având de asemenea un model 6 fixat pe ea, care aici este prezentat ca o placă plană. Când placa de presare 2 se deplasează în camera de turnare sub acțiunea pistonului 4,amestecul de formare va
RO 114880 Bl
100
105
1 ip
115
120
125
130
135
140 fi comprimat între această placă de presare 2 și contraplaca 5, rotită în jos, sau mai degrabă între modelele 3 și 6 purtate de acestea, astfel încât se obține o formă de turnare din amestec de formare crud. Apoi, contraplaca 5 se deplasează spre dreapta, slăbind astfel modelul 6 din formă și este rotită în sus, luând poziția arătată în fig.1. După această mișcare, o formă de turnare 7 astfel confecționată folosind modelele 3 și 7 este deplasată de către pistonul 4 spre dreapta, astfel încât să se reazeme de forma de turnare 4, produsă anterior, după care pistonul 4 se retrage scoțând modelul 3 din forma de turnare 7. în acest fel, șirul sau lanțul de forme de turnare 7 avansează treptat spre dreapta, fig.1, pe un suport convenabil 8 în direcția săgeții orizontale de la partea superioară a formelor, suprafața modelată orientată spre aval, de pe forma de turnare 7, cooperând cu suprafața modelată, orientată spre amonte, de pe forma de turnare produsă anterior, formând în fiecare caz o cavitate de turnare a, cu cavități asociate care vor fi descrise în continuare.
Aceste forme de turnare se deplasează înainte, treptat, pe lângă un post de turnare B în care cavitatea formei este umplută cu metal cu ajutorul unui dispozitiv corespunzător de turnare 8 așa cum se arată, în secțiunea transversală din fig.2, după care ele continuă să avanseze în mod treptat printr-o zonă de răcire C până la un grătar de dezbatere a pieselor (nereprezentat].
Fiecare din formele de turnare astfel realizate din amestec crud de formare cuprinde o cavitate a, a cărei parte inferioară este pusă în legătură, printr-un canal lat și scurt, cu un rezervor de alimentare 9 care, la rândul lui, este legat la un piston de admisie alcătuit dintr-un picior 10 al pâlniei de turnare și dintr-o coloană 11a pâlniei de turnare, aceasta din urmă deschizându-se, la.partea superioară a formei,într-o cupă de turnare 12. în varianta constructivă prezentată, forma de turnare mai cuprinde un alimentator deschis 13 care constituie o legătură centrală între partea superioară a cavității a și partea superioară a formei. Un canal b pune în legătură rezervorul de alimentare 9 din forma de turnare cu latura inferioară a acesteia din urmă, acest canal b din fiecare formă de turnare fiind astupat cu ajutorul unui separator 14 care este un element sub forma unei plăci. Separatorul este impermeabil la metal topit și poate să cedeze, în mod elastic, sub presiunea unui gaz, fiind permeabil la gaze.
O conductă 15 se extinde dintr-un loc situat imediat în aval față de postul de turnare și în lungul cel puțin a unei părți a zonei de răcire C din suportul 8 și mai jos decât canalul b din formele de turnare 7. Canalul 15 este alimentat cu aer comprimat, valoarea presiunii aerului nedepășind presiunea statică exercitată de metalul topit asupra separatorului 14, când forma de turnare este complet umplută. Această presiune a aerului contribuie la alimentarea cavității a a formei de turnare din rezervorul de alimentare 9 prin exercitarea unei forțe, orientate în sus, pe suprafața inferioară a metalului topit din rezervorul 9 menționat. Presiunea aerului este aplicată în așa fel încât bulele.de aer nu se vor ridica, prin rezervorul 9 și canalul menționat, în cavitatea formei de turnare și nu va provoca scoaterea piesei turnate.
întrucât, la formele de turnare prezentate, alimentatorul deschis 13 servește la alimentarea ulterioară (remanentă] a unei regiuni din partea de sus a cavității a a formei, acest alimentator 13 poate servi, în cazul folosirii unui dispozitiv automat de turnare 16, și într-un alt scop, suplimentar, deoarece prezența metalului în alimentatorul 13 care indică umplerea completă a formei de turnare, poate fi înregistrată de către un senzor optic sau termic convenabil, nereprezentat, adaptat să producă
145
RO 114880 Bl
150 un semnal pentru oprirea turnării.
în descriere, invenția a fost explicată pe baza unui exemplu de realizare, însă trebuie să se înțeleagă faptul că, în limitele conceptului inventiv și ale revendicărilor, invenția poate fi modificată în mai multe variante. De exemplu, în loc de a debita un gaz sub presiune dintr-o sursă exterioară, gazul ar putea fi produs opțional, în rezervorul de alimentare, introducând în rezervor un agent capabil să elibereze sau să dezvolte un gaz, sau plasând în el niște reactivi care produc gaz printr-o reacție chimică. în mod asemănător, umplerea formelor de turnare s-ar putea efectua și altfel decât gravitațional, de exemplu prin pomparea metalului de jos în forma de turnare și apoi blocarea admisiei așa cum se arată în descrierea aferentă Cererii internaționale de brevet de invenție WO 93/11892.
Mai mult, agentul menționat poate cuprinde aditivi care, parțial, dezvoltă căldură, prin reacție exotermică, având, parțial, și proprietăți convenabile de izolare termică.
155
160
Revendicări
1. Formă de turnare cu supafețe sau cu pereți separatori, verticali, în special pentru turnarea în sifon a metalelor ușoare, alcătuită din două forme de turnare, care se sprijină reciproc, din amestec crud de formare, încorporată într-o instalație de formare în lanț, numita formă de turnare cuprinzând cel puțin o cavitate și un picior al pâlniei de turnare, pus în legătură cu cavitatea, și un rezervor interior de alimentare ulterioară, care poate fi pus în legătură cu o sursă de gaz sub presiune și este legat la cavitatea menționată printr-un canal având o arie a secțiunii transversale mai mare decât cea a piciorului pâlniei de turnare, caracterizată prin aceea că, rezervorul de alimentare ulterioară O) este plasat sub cavitatea (a) formei de turnare și în partea inferioară a peretelui lateral al acesteia este pus în legătură cu piciorul (10) de turnare, fiind adaptat la bază pentru a fi legat la o sursă de gaz sub presiune printr-un canal (b) care se deschide într-o suprafață exterioară a formei de turnare.
2. Formă de turnare conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că are în componență un element (14), impermeabil la metalul lichid, plasat între rezervorul de alimetntare ulterioară (9) și canalul (b), prin care rezervorul poate fi pus în legătură cu sursa de aer comprimat.
3. Formă de turnare conform revendicării 2, caracterizată prin aceea că numitul element (14) este capabil să cedeze când asupra lui acționează presiunea unui gaz, fiind permeabil la gaze.
4. Post de turnare și răcire inclus într-o instalație de formare în lanț cuprinzând forme de turnare (7),conform revendicărilor 1 ...3,și având un dispozitiv pentru umplerea secvențială a formelor individuale de turnare în timp ce acestea se deplasează, treptat, pe lângă dispozitivul de turnare, și pentru răcirea pieselor care au fost turnate, caracterizat prin aceea că are în componență o conductă (15) legată la cel puțin o sursă de gaz sub presiune și care se extinde în direcția longitudinală a lanțului de forme de turnare dintr-un loc situat imediat în aval de dispozitivul de turnare (16), respectiva conductă aflându-se în contact cu formele de turnare, astfel încât să comunice cu canalele (b) care se deschid în suprafața exterioară a formelor de turnare.
5. Post de turnare și răcire conform revendicării 4, caracterizat prin aceea că numita conductă (15) care se extinde în direcția longitudinală a lanțului de forme
165
170
175
180
185
190
RO 114880 Bl de turnare este împărțită în cel puțin două secțiuni, din care prin prima secțiune,
195 situată cel mai aproape de dispozitivul de turnare (16), este legată la o sursă de gaz sub presiune, gazul sub presiune nedepășind valoarea presiunii statice exercitată de metalul lichid la baza rezervorului de alimentare ulterioară (9), din formele de turnare care tocmai au fost umplute, pe când secțiunea sau secțiunile situate în aval de numita primă secțiune este/sunt adaptată(te) pentru a fi legată(e) la surse de gaz sub
2OO presiune, cu presiune mai înaltă a gazului, secțiunea conductei (15) care se extinde în direcția longitudinală a lanțului de forme de turnare având o asemenea lungime în respectiva direcție încât să existe certitudinea că metalul din picioarele (10) și alimentatoarele (13) ale formelor de turnare se solidifică atunci când formele de turnare au trecut prin această secțiune.