SI24339A - Bat z optimalno hladilno efektivnostjo za hladno-komorne tlačno-livne sisteme - Google Patents

Abstract

Predstavljen je bat za tlačno litje zasnovan na telesu bata, ki je enodelni element, in sistemu za toplotno regulacijo, ki je vgrajen v telo bata oziroma je njen integralni del. Sistem toplotne regulacije vsebuje prehod, ki omogoča pretok tekočine za regulacijo temperature bata. Prostorska postavitev prehoda je povsem brez omejitev v okviru fizične meje telesa bata. Predstavljen izum omogoča popolno optimizacijo hladilne učinkovitosti bata skozi celoten cikel litja. Predstavljen bat z integriranim hladilnih sistemom je v splošnem izdelan kot enodelni element z uporabo inovativnih tehnoloških postopkov. Zaradi enostavne konstrukcijske izvedbe bata je izum razumeti tudi v smislu zagotavljanja stroškovno učinkovite proizvodnje.

Description

BAT Z OPTIMALNO HLADILNO EFEKTIVNOSTJO ZA HLADNO-KOMORNE TLAČNO-LIVNE SISTEME

Izumitelji:

Boštjan Taljat, Matjaž Meglic, Gregor Mali, Aleš Brili

Upravičenec:

HTS IC d.o.o., Litostrojska cesta 60, SI-1000 Ljubljana (Sl)

OPIS IZUMA

Stanje tehnike in opis izuma

Predstavljeni bat za tlačno litje je uporaben pri hladno komornem tlačnem litju aluminijevih in magnezijevih zlitin, kakor tudi pri drugih industrijskih aplikacijah. Bat, ki je predmet tega izuma je uporaben za številne aplikacije, vendar ta predstavitev obravnava predvsem uporabo v procesu hladno komornega tlačnega litja.

Pri hladno komornem litju se komora napolni z raztaljeno kovino, ki jo bat, nameščen na batnici, potisne v orodje. Talina se v orodju strdi in oblikuje ulitek z zahtevano geometrijo. V tem primeru gre predvsem za raztaljeni aluminij in magnezij, ki se predelujeta pri razmeroma visokih temperaturah. V tem delu ni podajanih podrobnejših opisov procesa tlačnega litja ali specifičnih tehničnih značilnosti komponent livarskega sistema, ki jih je mogoče najti drugje.

Komponente livarskega sistema, ki so v neposrednem stiku z raztaljeno kovino so izpostavljene velikim toplotnim obremenitvam. Bat mora talino potisniti v orodje in vzpostaviti dovolj visok tlak, da talina napolni orodje in se strdi brez poroznosti. Bat, še posebno njegova čelna površina, je izpostavljen velikim toplotnim in mehanskim obremenitvam. Toplotne obremenitve nastanejo zaradi neposrednega stika bata z raztaljeno kovino, mehanske obremenitve pa so posledica velikega tlaka na čelni površini bata v končnih fazah cikla litja. Optimalno hlajenje bata je zato ključnega pomena za zagotavljanje najboljše kakovosti ulitkov in izboljševanje učinkovitosti proizvodnje.

Za optimalno hlajenje bata je treba določiti intenzivnost hlajenja posameznih delov bata v odvisnosti od časa cikla, s ciljem doseganja maksimalne kakovosti ulitka in najkrajšega možnega časa proizvodnega cikla. Moč hlajenja je odvisna od vrste neodvisnih spremenljivk, ki jih je mogoče upravljati. Določi se enostavno kot produkt masnega pretoka, specifične toplote in razlike temperatur hladilne tekočine (HT) na dovodu in odvodu. Specifična toplota je odvisna od izbora HT, medtem ko masni pretok in dovodno temperaturo določa nastavitev enote za pripravo HT. Na odvodno temperaturo HT neposredno vpliva učinkovitost hlajenja bata, ki je parameter zasnove in materiala bata. Hladilna moč bata je torej odvisna od učinkovitosti hlajenja bata, specifične toplote in masnega pretoka HT ter dovodne temperature HT. Ta hladilna moč je enaka toplotni energiji, ki se v časovni enoti prenese iz taline (TA) na HT.

Učinkovitost hlajenja bata je torej njegova sposobnost, da prenaša toplotno energijo iz TA na HT, in je neposredno odvisna od konstrukcije bata in uporabljenih materialov. Izraziti jo je mogoče kot razmerje med dejanskim in največjim možnim prenosom toplote iz TA na HT pri dani dovodni temperaturi pretoku HT.

Prenos toplote iz TA na HT je v splošnem določen s: (i) temperaturno razliko med čelno površino bata in TA, površino čela bata in pripadajočim koeficientom prestopa toplote, (ii) temperaturno razliko med čelno površino bata in površino hladilnih kanalov, pripadajočo razdaljo in koeficientom toplotne prevodnosti (KTP) materiala bata, ter (iii) temperaturno razliko med steno hladilnega kanala in HT, površino hladilnih kanalov in pripadajočim koeficientom prestopa toplote (KPT).

Učinkovitost hlajenja bata je mogoče izboljšati z iskanjem nove konstrukcije bata, ki jo opredeljujejo naslednji neodvisni parametri: (i) površina hladilnih kanalov, (ii) razdalja med čelom bata in površino hladilnih kanalov, (iii) KTP in (iv) KPT. KTP je neposredno odvisen od izbire materiala na čelnem delu bata, KPT pa je določen s kakovostjo površine hladilnih kanalov. Površina hladilnih kanalov in razdalja med čelom bata ter površino hladilnih kanalov izhajata iz konstrukcije bata.

Intenzivno hlajenje bata doseženo z visoko učinkovitostjo hlajenja je ugodno za doseganje krajših proizvodnih ciklov in izboljšanje produktivnosti. Povzroči pa lahko tudi prezgodnje strjevanje taline pred vstopom v orodje kar negativno vpliva na zmogljivost litja in kakovost ulitkov. Hlajenje bata je zato potrebno optimirati preko celotnega cikla litja. Zahteve za doseganje optimalnega hlajenje so: (i) minimalno hlajenje v fazi polnjenja livarske komore s talino in s tem kontrola optimalne temperature kovinske taline brez efekta predčasnega strjevanja; (ii) maksimalno intenzivno hlajenje v fazi stiskanja taline iz komore, ki omogoča: (i) strjevanje TA v najkrajšem možnem času za povečanje produktivnosti, in (ii) višjo trdnost stene čelnega dela bata doseženo z znižanjem njegove temperature.

Livarska industrija uporablja pretežno standardne izvedbe enodelnih batov narejenih iz bakrovih zlitin z enostavnim notranjim hlajenjem (glej Sliko 6). Pomemben prispevek k sposobnosti ohlajevanja batov je dosegel Allper (US 8.136.574 B2) s povečevanjem notranje površine v kontaktu s hladilno tekočino (HT) za tako imenovani večdelni bat. Nadaljnjo izboljšavo je predstavil Brondolin (US 2012/0031580 Al), praktično z enakim večdelnim batom. Izboljšano hlajenje stranskega dela bata je bilo doseženo s povečevanjem površine bata v neposrednem kontaktu s HT. Na ta način je povečana hladilna učinkovitost bata. Splošna rešitev hlajenja z uporabo hladilnega tokokroga vgrajenega v del telesa bata je predstavljena v US2012/199305.

Obstajajo različne tehnične rešitve za učinkovito zatesnitev vrzeli med batom in komoro. Allper je predstavil nov način tesnenja z uporabo tesnilnega obroča in predstavil njegove prednosti. Konstrukcijska izvedba omogoča pretok TA v vrzel med batom in tesnilnim obročem. Strditev taline v tem delu izboljša učinkovitost tesnenja (glej US 5.233.913). Obstaja več tehničnih rešitev za izdelavo zvez med tesnilnim obročem in telesom bata, nekatere med njimi onemogočajo tudi vrtenje tesnilnega obroča. Predstavljene so tudi različne konstrukcijske izvedbe utorov za prehod TA v vrzel med batom in tesnilnim obročem (glej US 7.900.552 B2 in US 2012/0024149 Al).

Večdelni livarski bat predstavlja napredek k optimizaciji hladilne učinkovitosti v primerjavi s standardnimi izvedbami batov. Kljub vsemu so še vedno možne in potrebne izboljšave za povečevanje učinkovitosti batov. Nove napredne konstrukcijske in tehnične rešitve so potrebne za dosego optimalnih toplotnih in ostalih funkcionalnih lastnosti. V nadaljevanju so navedene prednostne tehnične zahteve za izdelavo bata optimalne učinkovitosti:

(i) izvedba konstrukcije bata z optimalno hladilno učinkovitostjo kot funkcijo prostora in časa, oziroma izbor primerne kombinacije materialov in konstrukcijske izvedbe za dosego optimalne hladilne učinkovitosti posameznih površin bata kot funkcije livnega časa;

(ii) izdelava tehnologije za izdelavo batov s hladilnim sistemom največje možne površine na minimalni razdalji od čelne površine bata in/ali stranskih površin bata, vse v povezavi z zahtevanimi geometrijskimi parametri in mehanskimi lastnostmi. Tako je dosežen maksimalni prenos toplote iz TA na HT, oziroma izdelan je bat z maksimalno hladilno učinkovitostjo; to je design maksimalne hladilne učinkovitosti (MCD);

(iii) razviti tehnologijo za izdelavo batov z optimalno hladilno učinkovitostjo; to pomeni, da imamo na voljo tehnologijo za izdelavo bata s hladilno učinkovitostjo kjerkoli med dvema mejnima vrednostima: minimalna hladilna učinkovitost standardnega tipa bata na eni strani in MDC bata na drugi;

(iv) razviti tehnologijo za izdelavo batov enostavnih geometrij, ki pa omogoča zgoraj opredeljene zahteve (optimizacija toplotnih lastnosti bata) in zagotavlja stroškovno učinkovitost izdelave (izogibanje vpliva razlik v konstrukciji na stroške izdelave).

Izum temelji na enodelnem livarskem batu z integriranim ohlajevalnim sistemom. Enodelnost v tem izumu predstavlja telo bata. Bat lahko vsebuje enega ali več tesnilnih obročev, ki so trajno povezani s telesom bata ali pa so izvedeni kot zamenljivi deli. Izum opisan v nadaljevanju predstavlja rešitve zgoraj navedenih prednostnih tehničnih zahtev. Inovacija in izvedba novega bata za tlačno litje je predstavljena tudi s slikami od 1 do 7.

Opis slik

Slika 1: Risba novega bata za tlačno litje z integriranim hladilnim sistemom.

Slika 2: Risba integrirane izvedbe hlajenja na čelnem delu bata: (a) spirala, (b) koncentrični povezani krogi, (c) radialne linije, (d) naključna izvedba.

Slika 3: Risba integrirane izvedbe hlajenja stranskih cilindričnih površin bata: (a) vijačnica, (b) serija povezanih krogov, (c) linijska izvedba, (d) naključna izvedba.

Slika 4: Presek hladilnega kanala, ki prikazuje možnost določanja površine hladilnega sistema.

Slika 5: Primer predhodno izdelanih sestavnih delov bata pripravljenih za končno izdelavo: (a) izdelava hladilnega sistema na notranjem delu, in (b) izdelava hladilnega sistema na zunanjem delu.

Slika 6: Risba dveh ohlajevalnih ekstremov: (a) bat z IHS in maksimalno hladilno učinkovitostjo, (b) standardni tip bata.

Slika 7: Prikaz rezultatov optimizacije ohlajevanja: (a) standardna izvedba bata iz Cu zlitine, (b) standardna izvedba bata iz orodnega jekla, (c) IHS bat z zmerno Ac in čelom bata iz Cu zlitine, (d) IHS bat z zmerno Ac in čelom narejenim iz orodnega jekla.

Podroben opis izuma

Slika 1 predstavlja sestav bata za tlačno litje in batnice ter nakazuje integriran sistem hladilnih kanalov ter smer pretoka hladilne tekočine (HT). Bat (1) je enodelno cilindrično telo s čelno površino (2), ki je v kontaktu s talino (TA), stransko površino cilindra (3), ki je v kontaktu z tlačno komoro (4), in središčno odprtino za pritrditev bata na batnico (5). Bat ima določen dovod HT (6), integriran hladilni sistem (7), ter odvod HT (8). Bat lahko vsebuje tesnilni obroč (9), ki omogoča drsenje oziroma vodenje bata v komori ter preprečuje TA vstop v vrzel med komoro in batom. Bat je pritrjen na batnico s pomočjo navojne zveze ali z zvezo drugačne vrste (10) (primer je lahko bajonetna zveza). Izvedba sestava bata in batnice prikazana na Sliki 1 je običajna in splošno znana v industriji tlačnega liva.

Batnica ima notranji prehod ali središčno odprtino (11), skozi katero se bat oskrbuje s HT. Pretok HT je lahko izveden na različne načine. V središčno odprtino batnice je mogoče namestiti dve ločeni cevi, eno za dovod HT do bata in drugo za odvod HT. Na Sliki 1 je razviden uveljavljen sistem z eno cevjo (12), ki je vgrajena v središčno odprtino. Cev manjšega premera od središčne odprtine je povezana z dovodno odprtino HT v batu (6), in se uporablja za dovod hladilne tekočine (13). Prehod med središčno odprtino in cevjo je povezan z odvodno odprtino HT v batu (8) in služi za odvod hladilne tekočine (14). .

Izum temelji predvsem na hladilnem sistemu, ki je integriran v telo bata (7). Dovod HT iz batnice v integriran hladilni sistem (IHS) je lahko nameščen kot je prikazano na Sliki 1. Lokacija dovoda HT v IHS ni posebej opredeljena v tem izumu. IHS je lahko izdelan v različnih izvedljivih geometrijah. Nekateri primeri so prikazani na Sliki 2: (a) spiralni, (b) serija povezanih koncentričnih krogov, (c) radialni, ali (d) druge geometrije ohlajevalnega sistema do povsem naključno izbrane geometrije hladilnih kanalov. Ohlajanje stranske površine bata se lahko nadaljuje s podobnim geometrijskim vzorcem izbranim za ohlajanje čelne površine. Na Sliki 3 so prikazani nekateri primeri hladilnih sistemov vgrajenih na stranske površine: (a) vijačna, (b) serija med seboj povezanih krogov, (c) linearni kanali razporejeni po celotnem obsegu, ali (d) druge izvedbe vse do naključno izbrane geometrije hladilnih kanalov. Položaj odvodne odprtine v batu je določen z geometrijo IHS in povezan z odvodno odprtino v batnici. IHS omogoča izdelavo hladilnih kanalov različnih prerezov, ki direktno vplivajo na velikost površine hladilnega sistema. Na Sliki 4 je prikazanih nekaj možnih izvedb, od (a) kroga, (b) kvadrata, (c) pravokotnika, in (d) primer posebne geometrije prereza. Posebna geometrija (d) ima v primerjavi z izvedbo (c) za 35% večjo površino.

Livarski bat predstavljen v tem izumu je izdelan z uporabo posebne tehnologije, v našem primeru s tehnologijo vakuumskega spajanja. Na Sliki 5 sta prikazana dva dela s pred-obdelanim hladilnim sistemom. Hladilni sistem je tako izdelan z klasično strojno obdelavo na notranjem delu bata (15), zunanjem delu bata (16), ali delno na obeh delih bata. Ta dva sestavna dela sta s posebno tehnologijo spajanja združena v enoviti bat z IHS. Del oziroma površina v katero so pred-obdelani hladilni kanali je izbran izključno na osnovi prednosti za mehansko obdelavo, saj sicer ta izbira nima vpliva na toplotne lastnosti bata, seveda ob pogoju, da imata pred-obdelana dela bata enake toplotne lastnosti. Predstavljen izum ni na kakršenkoli način omejen na tehnologijo izdelave. Za izdelavo IHS bata lahko uporabimo kakršno koli tehnologijo izdelave, kot npr. tehnologijo litja, printanja, različnih tehnologij varjenja ali druge tehnologije, ki omogočajo doseganje rezultatov tega izuma.

Hladilni sistem, ki je predmet tega izuma je lahko izdelan v poljubni razporeditvi hladilnih kanalov, poljubne geometrije njihovih prečnih presekov, kot tudi izbranih razdalj med hladilnimi kanali in zunanjimi površinami bata, vse dokler je zadoščeno pogoju integritete celotne komponente ob upoštevanju toplotnih in mehanskih obremenitev.

Predlagana izvedba IHS ima naslednje prednosti:

(i) hladilni sistem je lahko izdelan s poljubno razporeditvijo hladilnih kanalov, (glej primer na Sliki 2 in 3), kot tudi s poljubnimi geometrijami njihovih prečnih presekov (Slika 4) za doseganje primerne velikosti površine in primernega toplotnega odziva, (ii) celoten hladilni sistem je zaradi inovativne izvedbe v neposrednem kontaktu s telesom bata in tako prenaša toploto iz TA preko materiala bata neposredno na HT, (iii) hladilni kanali so lahko pozicionirani na kakršni koli razdalji od čelne ali stranske površine bata;

(iv) material bata za čelni ali stranski del izbiramo lahko tudi iz stališča karakteristike toplotne prevodnosti za doseganje želene učinkovitosti hlajenja;

(v) IHS je lahko konstrukcijsko izveden za doseganje prostorsko spremenljive intenzitete ohlajanja ali za različno intenziteto ohlajanja v različnih segmentih cikla tlačnega litja.

IHS lahko opredelimo s tremi glavnimi parametri (glej Sliko 1): Ac predstavlja površino hladilnega sistema, h razdaljo med čelom bata in/ali stransko površino bata in hladilnimi kanali, parameter λ pa predstavlja koeficient toplotne prevodnosti čelnega in/ali stranskega dela bata.

Parameter A_f predstavlja čelno površino bata, ki je v kontaktu z TA, torej ogrevano površino bata, ki je predmet ohlajanja. Bat lahko del toplote prejema tudi preko stranske površine, ki je v stiku z livno komoro. V tem primeru je prenos toplote odvisen od temperature notranje površine komore.

Na Sliki 6 je prikazan primer dveh batov z mejnima toplotnima karakteristikama. Bat z najvišjo hladilno učinkovitostjo (MCD) lahko izdelamo s hladilnimi kanali, ki so v neposredni bližini čelne površine bata, hi, iz materiala z najvišjo možno vrednostjo koeficienta toplotne prevodnosti λι, in z izvedbo hladilnih kanalov z največjo možno površino A_cl » A_fl (glej Sliko 6(a)). Drugi mejni primer pa je bat brez hlajenja ali za lažjo primerjavo standardni tip bata z nizko hladilno učinkovitostjo, določeno z h₂, A_c2 in λ₂. V tem primeru je h₂ > h_lz λ₂ = λ₁₍ in A_c2 « Aci (glej Sliko 6(b)). Oba mejna primera: (i) novi bat z IHS in visoko hladilno učinkovitostjo, in (ii) standardni tip bata, imata izrazito različno toplotno karakteristiko in s tem pomemben vpliv na obratovanje livarskega sistema.

Za predstavitev prednosti IHS v primerjavi s standardnimi izvedbami batov so bile izvedene numerične simulacije hladno-komornega tlačnega livnega sistema za litje aluminija. Na Sliki 7 je prikazan rezultat hladilne učinkovitosti. Temperatura bata, T, je izračunana na sredini čelne ploskve tik pod njeno površino, normirana s temperaturo taline, T_TA, ter predstavljena v odvisnosti od časa, t, preko celotnega časa trajanja enega cikla t_c. Simulacije so bile narejene za: (a) standardno izvedbo bata iz materiala z visoko toplotno prevodnostjo, kot na primer baker; (b) standardno izvedba bata iz materiala z nizko toplotno prevodnostjo; kot na primer orodno jeklo; (c) IHS bat z zmerno velikostjo površine hladilnega sistema, Ac, s čelom narejenim iz bakra, ter (d) IHS bat enake izvedbe vendar s čelom iz orodnega jekla. V primeru (a, je beležena temperatura v začetku cikla enaka T_s. Nadalje temperatura raste in ob koncu faze stiskanja aluminija v orodje doseže T_max. Ob zaključku faze strjevanja, to je pred pričetkom novega cikla, se bat ohladi na najnižjo temperaturo v ciklu, T_min = T_s. Primerjava med (a) in (b), to sta bata v standardni izvedbi, pokaže izrazito višjo temperaturo skozi celoten cikel za bat izdelan iz orodnega jekla. Primera (c) in (d), to sta IHS bata, imata temperaturo T_min na bistveno nižji vrednosti, T_max pa na višji vrednosti v primerjavi z izvedbo (a). Najvišja temperatura v ciklu, T_max, je v obeh primerih (c) in (d) zamaknjena v levo glede na primer (a), kar nakazuje na hitreje doseženo maksimalno temperaturo v fazi polnjenja. Predstavljeni rezultati nam podajajo tri pomembne zaključke:

(i) temperatura T_max v primeru IHS bata, (d), je izrazito višja in se nastopi hitreje v ciklu polnjenja v primerjavi z batom standardnega tipa (a). Razlog za visoko doseženo temperaturo je v nizki toplotni kapaciteti čelnega dela bata, ki se nahaja med IHS in TA (glej 2a na Sliki 1). Opažen pojav preprečuje prezgodnje strjevanje taline in je zaradi tega uporaben za optimizacijo livnega sistema ter izdelavo ulitkov visoke kvalitete;

(ii) padec temperature v primeru IHS bata, (d), je zelo intenziven v fazi strjevanja, dosežena T_min pa bistveno nižja v primerjavi z batom standardnega tipa (a). Razlog je predvsem v visoki hladilni učinkovitosti IHS bata, kar je posebej pomembno za povečevanje produktivnosti;

(iii) temperaturni odziv IHS določamo z izbiro A_c, h in λ, kar omogoča vpliv na krivuljo T-t predstavljeno na Sliki 7 in njene premike k višjim ali nižjim vrednostim.

Posebnost tega izuma je direktna določitev toplotnega odziva bata kot funkcije prostora in/ali časa na osnovi izbire treh parametrov, kar nadalje omogoča izvedbo toplotne optimizacije bata. Tri parametri so neodvisni, imajo pa določen vpliv na temperaturni odziv: A_c direktno vpliva na intenziteto hlajenja, medtem ko h in λ vplivata tako na intenziteto hlajenja kot na časovno odvisnost temperature bata. Slednja je odvisna od toplotne kapacitete (masa in specifična toplota) materiala bata v prostoru med IHS in TA. h in λ lahko torej uporabimo za optimizacijo hladilne učinkovitosti v odvisnosti od časa. Prostorsko optimizacijo hladilne učinkovitosti pa na drugi strani zagotavljamo z ustrezno konstrukcijsko izvedbo hladilnih kanalov.

Posebnost tega izuma je tudi v visoki fleksibilnosti IHS sistema ter zmožnosti za optimizacijo hladilnega sistema kakršnega koli livarske aplikacije z minimalnim vplivom ali brez vpliva na proizvodne stroške bata. IHS bat je projektiran in izdelan na osnovi principa optimalne toplotne regulacije. Projektiranje optimalne IHS rešitve vedno temelji na računalniški simulaciji ustreznega livarskega procesa.

V splošnem se bat smatra kot izmenjevalec toplote, ki odvaja toploto iz TA na HT. Terminologija »hlajenje« v tem prikazu predstavlja ohlajanje TA s pomočjo HT. V optimalnih primerih litja je mogoča tudi potreba po segrevanju bata preko HT. Smiselno posplošitev tega izuma dobimo z menjavo izrazov »hlajenje« in »hladilna tekočina« z izrazoma »toplotna regulacija« in »tekočina«.

Claims (7)

1. (1) Bat, ki s premočrtnim gibanjem po centralni izvrtini livarske komore tlačno-livnega stroja potiska talino iz livarske komore v orodje ali kokilo in vključuje:

   telo bata (1), z zunanjo cilindrično površino (3) obrnjeno proti notranji površini livarske komore (4), s čelno površino (A_f) v kontaktu z kovinsko talino (TA), in odprtino ali drugo geometrijsko obliko na zadnjem delu bata za njegovo pritrditev;

   in je značilen po tem:

   da je tako imenovano telo bata enodelni element in kot tako ni sestav dveh ali več kot dveh različnih elementov;

   daje sistem toplotne regulacije integriran oziroma izveden v tako imenovanem telesu bata;

   da tako imenovani sistem toplotne regulacije vsebuje prehod, ki omogoča pretok tekočine in s tem regulacijo temperature bata;

   da je tako imenovani prehod izveden kot posamezen kanal, kot dva kanala ali kot množina kanalov, brez omejitev na njihovo prostorsko postavitev v okviru fizičnih mej tako imenovanega telesa bata, ter brez omejitev na izbor geometrije prečnega preseka kanalov;

   da tako imenovani prehod vključuje in med seboj povezuje dovod hladilne tekočine v bat in odvod hladilne tekočine iz bata;

   da je tako imenovani dovod izveden iz ene odprtine ali več kot ene odprtine ter tako imenovani odvod izveden iz ene odprtine ali več kot ene odprtine;
2. (2) Bat po zahtevku 1 značilen po tem:

   da je tako imenovano telo bata enodelni element spojen iz dveh ali več kot dveh predhodno izdelanih sestavnih delov z uporabo tehnologije, ki vključuje, vendar ni izključno omejena na tehnologijo vakuumskega spajanja;

   da je tako imenovani sistem toplotne regulacije izdelan v celoti na enem od tako imenovanih predhodno izdelanih delov, ki se spaja v tako imenovano enodelno telo bata, oziroma je tako imenovani sistem toplotne regulacije izdelan delno na nekaterih, ali na vsakem, od tako imenovanih predhodno izdelanih delov;

   da sta/so tako imenovani predhodno izdelani deli izdelani iz enega materiala, oziroma dveh ali več kot dveh različnih materialov.
3. (3) Bat po katerem koli predhodnem zahtevku značilen po tem, da je pritrjen na batnico (5);

   da je tako imenovani dovod hladilne tekočine v bat v direktni ali indirektni povezavi z dovodnim kanalom hladilne tekočine v batnici, ter tako, da je tako imenovani odvod hladilne tekočine iz bata povezan direktno ali indirektno z odvodnim kanalom hladilne tekočine v batnici.
4. (4) Bat po katerem koli predhodnem zahtevku značilen po tem, da je tako imenovani prehod delno ali v celoti zapolnjen z materialom z enako ali drugačno toplotno prevodnostjo kot jo ima tako imenovano telo bata.
5. (5) Bat po katerem koli predhodnem zahtevku značilen po tem, da tako imenovano telo bata ni omejeno na enodelni element, ampak je lahko sestavljeno iz dveh ali več kot dveh elementov.
6. (6) Bat po katerem koli predhodnem zahtevku značilen po tem, da je tesnenje med batom in livno komoro izvedeno z uporabo enega ali več kot enega tesnilnega obroča nameščenega na tako imenovano telo bata.
7. (7) Bat po zahtevku 6 značilen po tem, da ima en ali več kot en tesnilni obroč trajno pritrditev na tako imenovano telo bata z uporabo tehnologije varjenja, vendar brez izključne omejitve na tehnologijo varjenja, ali je en oziroma več kot en tesnilni obroč v celoti izdelan z varjenjem na tako imenovano telo bata.

   1/7

   Slika 1: Risba novega bata za tlačno litje z integriranim hladilnim sistemom.

   Slika 2: Risba integrirane izvedbe hlajenja na čelnem delu bata: (a) spirala, (b) koncentrični povezani krogi, (c) radialne linije, (d) naključna izvedba.

   (d)

   Slika 3: Risba integrirane izvedbe hlajenja stranskih cilindričnih površin bata: (a) vijačnica, (b) serija povezanih krogov, (c) linijska izvedba, (d) naključna izvedba.

   4/7 σ

   O ° α •««Sl·-- b o i

   (α) (b) (c) b

   C1 H_n_r LrLrd O₍ (d)

   b = 2a b = 2a

   A_c = A_c(3,14a)

   Ac = A_c(4a)

   A_c = A_c(6a)

   A = A_c(8a>

   Slika 4: Presek hladilnega kanala, ki prikazuje možnost določanja površine hladilnega sistema.

   5/7 • · * ·

   Slika 5:

   Primer predhodno izdelanih sestavnih delov bata pripravljenih za končno izdelavo: (a) izdelava hladilnega sistema na notranjem delu, in (b) izdelava hladilnega sistema na zunanjem delu.

   6/7

   Acl ία)

   Slika 6:

   Risba dveh ohlajevalnih ekstremov: (a) bat z standardni tip bata.

   in maksimalno hladilno učinkovitostjo, (b)

   7/7

   Slika 7: Prikaz rezultatov optimizacije ohlajevanja: (a) standardna izvedba bata iz Cu zlitine, (b) standardna izvedba bata iz orodnega jekla, (c) IHS bat z zmerno Ac in čelom bata iz Cu zlitine, (d) IHS bat z zmerno Ac in čelom narejenim iz orodnega jekla.