BR112013027599B1

BR112013027599B1 - êmbolo de fundição e unidade de fundição tendo uma válvula de desligamento

Info

Publication number: BR112013027599B1
Application number: BR112013027599A
Authority: BR
Inventors: Kuhn Erich; Erhard Norbert; Aspacher Ronny
Original assignee: Oskar Frech Gmbh Co Kg
Priority date: 2011-04-27
Filing date: 2012-02-27
Publication date: 2020-01-28
Also published as: EP2701866B1; JP5878624B2; RU2013151382A; PL2701866T3; ES2708377T3; CN103596714B; JP2014512274A; SI2701866T1; MX2013012517A; PT2701866T; DE102011017610B3; MX362093B; KR20140021660A; WO2012146408A1; HUE042185T2; RU2598069C2; KR101962342B1; TR201820511T4; BR112013027599A2; DK2701866T3

Abstract

êmbolo de fundição e unidade de fundição tendo uma válvula de desligamento 1. êmbolo de fundição e unidade de fundição tendo uma válvula de desligamento. 2.1 a invenção refere-se a um êmbolo de fundição (3) compreendendo uma válvula de desligamento integrada (57) e a uma unidade de fundição, tendo um recipiente de fundição (1), para uma máquina de fundição, em que a unidade de fundição contém um êmbolo de fundição disposto em uma forma móvel axialmente em um cilindro de fundição do recipiente de fundição e / ou uma válvula de fechamento de duto de elevação (8) em um duto de elevação (4) do recipiente de fundição. 2.2 um êmbolo de fundição de acordo com a invenção compreende uma manga de êmbolo (9), a qual é posicionável contra uma parede interior (10) de um cilindro de fundição (2) da unidade de fundição e compreende um assento de válvula (11) para a válvula de fechamento integrada, e um aríete de êmbolo (12) que contém um corpo de válvula associado (13), em que a manga de êmbolo e o aríete de êmbolo são móveis axialmente em relação um ao outro por um curso de válvula que pode ser predefinido. uma unidade de fundição de acordo om a invenção tem tal um êmbolo de fundição e / ou uma válvula de fechamento de duto de elevação (8) tendo um corpo de válvula especial (20) através do qual o material fundido é capaz de fluir. 2.3 utilização, por exemplo, para máquinas de fundição injetada de câmara quente.

Description

EMBOLO DE FUNDIÇÃO E UNIDADE DE FUNDIÇÃO TENDO UMA VÁLVULA DE DESLIGAMENTO

A invenção refere-se a um êmbolo de fundição tendo uma válvula de desligamento integrada e uma unidade de fundição, tendo um recipiente de fundição, para uma máquina de fundição, tal como uma máquina de fundição injetada de câmara quente, em que a unidade fundição contém um êmbolo de fundição arranjado de uma forma móvel axialmente em um cilindro de fundição do recipiente de fundição e/ou uma válvula de fechamento duto de elevação em um duto de elevação do recipiente de fundição. A válvula de desligamento de êmbolo de fundição serve, em uma posição aberta, para permitir um fluxo de material fundido através do êmbolo de fundição durante uma operação de aspiração de fusão e, em uma posição fechada, para bloquear referido fluxo durante uma operação de enchimento de molde. A válvula de fechamento de duto de elevação serve, em uma posição fechada, para bloquear o fluxo de material fundido durante uma operação de aspiração de fusão e, em uma posição aberta, para permitir referido fluxo durante uma operação de enchimento de molde.

A publicação patente EP 1 201 335 BI divulga uma unidade de fundição deste tipo, em que uma válvula de desligamento convencional é proposta, tanto para a válvula de desligamento de êmbolo de fundição e para a válvula de desligamento de duto de elevação. A válvula de desligamento integrada no êmbolo de fundição abre durante o movimento de retorno do êmbolo de fundição durante uma operação de aspiração de fusão e desta maneira torna possível alimentar material fundido através do êmbolo de fundição para uma

2/22 câmara de fundição que é formada pelo cilindro de fundição em si ou uma cavidade adicional no recipiente de fundição, ao mesmo tempo em que fecha durante a operação de enchimento de molde, de modo que, por meio do movimento de avanço do êmbolo de fundição, material fundido pode ser empurrado para fora da câmara de fundição e para dentro de um molde através do duto de elevação, sem fluir de volta através do êmbolo de fundição. A válvula de desligamento no duto de elevação abre durante a operação de enchimento de molde de modo que o material fundido pode passar para fora da câmara de fundição e para dentro do molde, através do duto de elevação, e fecha durante a operação de aspiração de fusão, de modo que um fluxo de retorno de material fundido a partir do duto de elevação para a câmara de fundição em consequência de uma pressão negativa resultante lá e / ou do peso morto do material fundido no duto de elevação é impedido.

A especificação revelada DE 10 2009 012 636 Al revela uma unidade de fundição tendo um recipiente de fundição para uma máquina de fundição injetada de câmara quente, que contém um tipo especial de válvula de desligamento sob a forma de uma válvula de esfera, a qual está disposta na região inferior de um duto de elevação do recipiente de fundição. A esfera de válvula contém, como o corpo de válvula móvel, uma esfera de válvula que interage com um assento de correspondente de válvula e é feita de um material que tem um peso específico mais elevado do que um material fundido que é utilizado, em particular de um material de carboneto. Ascendentemente, o movimento da esfera de válvula é limitado por um pino de restrição

3/22 introduzido no duto de elevação. Na porção da válvula, o diâmetro interior de duto de elevação é selecionado para ser muito maior do que o diâmetro da esfera de válvula de modo que o material fundido pode ser alimentado no sentido ascendente em torno da esfera de válvula no duto de elevação quando a esfera de válvula está na sua posição aberta, na qual a esfera de válvula eleva a partir de seu assento de válvula em virtude da pressão de alimentação do material fundido. Além disso, o referido documento propõe configurar anéis de êmbolo, que são introduzidos nas ranhuras de anel de êmbolo no êmbolo de fundição, de tal modo que eles fornecem uma vedação axial completa apenas na direção da força de pressão, enquanto, durante a operação de aspiração de fusão, eles não fornecem vedação completa em relação ao acúmulo de pressão negativa na câmara de fundição, e são, portanto, destinados a permitir que qualquer material fundido residual escape entre o êmbolo de fundição e o cilindro de fundição.

A invenção baseia-se no problema técnico de fornecer um êmbolo de fundição e uma unidade de fundição do tipo mencionado no início, que são estruturalmente e/ou funcionalmente melhorados em comparação com os referidos êmbolos de fundição e unidades de fundição convencionais, em particular no que diz respeito para à válvula de desligamento de êmbolo de fundição e / ou a válvula de desligamento de duto de elevação.

A invenção resolve este problema fornecendo um êmbolo de fundição com as características da reivindicação 1 e uma unidade de fundição tendo as características da reivindicação 8 ou 9.

4/22

O êmbolo de fundição como reivindicado na reivindicação 1 tem uma manga de êmbolo, que se apoia contra uma parede interior de um cilindro de fundição da unidade de fundição e compreende um assento de válvula da válvula de desligamento de êmbolo de fundição, e um aríete de êmbolo que contem um corpo de válvula interagindo com o assento de válvula, em que a manga de êmbolo e o aríete de êmbolo são móveis axialmente em relação um ao outro por um curso de válvula que pode ser predefinido. Esta realização de característica da válvula de desligamento de êmbolo de fundição permite esta válvula ser aberta e fechada de uma forma definida pelo curso de válvula que pode ser predefinido, usando o movimento, necessário para as operações de aspiração de fusão e as operações de enchimento de molde, do êmbolo de fundição. Neste caso, a manga de êmbolo pode ser realizada juntamente com o movimento do aríete de êmbolo, que para este fim é impulsionado no movimento frente e trás axial correspondente em uma maneira convencional, por exemplo, por meio de uma haste de êmbolo, deixando o espaço de válvula definido.

Em um desenvolvimento deste êmbolo de fundição, o curso de válvula para a válvula de desliqamento integrada é ajustável de maneira variável. Assim, dependendo dos requisitos e aplicação, podem ser levadas em conta circunstâncias diferentes, por exemplo, a fim de assegurar que, dependendo do material fundido que é usado e dependendo do desenho estrutural e dimensionamento ou geometria que são utilizados do cilindro de fundição e êmbolo de fundição, material fundido suficiente pode sempre

5/22 passar pelo êmbolo de fundição.

Em um desenvolvimento do êmbolo de moldação, o aríete de êmbolo tem uma primeira parte de aríete que contém o corpo de válvula, e uma segunda parte de aríete, disposta sobre a primeira parte de aríete, que contém um batente de acionador de manga de êmbolo. Por meio do batente de acionador de manga de êmbolo, a manga de êmbolo é levada ao longo por um movimento axial da segunda parte de aríete em pelo menos uma das duas direções axiais opostas. Em uma outra configuração da invenção, a segunda parte de aríete pode ser presa à primeira parte de aríete com o batente de acionador de manga de êmbolo em uma distância axial variavelmente ajustável a partir do corpo de válvula, com o resultado que o curso de válvula é variavelmente ajustável de uma maneira correspondente.

Em uma outra configuração da invenção, a segunda parte de aríete contém um corpo de disco ou corpo de cilindro que é fornecido com uma pluralidade de aberturas de passagem de material fundido axiais e em que o batente de acionador de manga de êmbolo pode também ser formado.

Unidade de fundição, de acordo com a reivindicação 8 está equipada com um êmbolo de fundição de acordo com a invenção.

Unidade de fundição, de acordo com a reivindicação 9 tem especialmente uma válvula de fechamento de duto de elevação tendo um corpo de válvula que é introduzido de uma forma móvel axialmente dentro do duto de elevação e é suportado neste caso contra uma parede interior de duto de elevação, em que referido corpo de válvula contém uma estrutura de duto, estendendo entre lados de extremidade

6/22 axiais opostos, para passar axialmente através do material fundido, e um dos dois lados de extremidade axiais do corpo de válvula interage com um assento de válvula da válvula de fechamento. A válvula de desligamento de duto de elevação realizada desta maneira torna possível o material fundido fluir através do próprio corpo de válvula, evitando assim quaisquer inconvenientes que podem ocorrer no caso de fluindo forçado em torno de um corpo de válvula através do que fluxo não pode acontecer, por exemplo, uma esfera de válvula sólida. Além disso, em virtude desta realização da válvula de fechamento de duto de elevação, as condições de pressão desta válvula e, como resultado, a funcionalidade pretendida da mesma podem ser significativamente melhoradas em particular mesmo no caso de um desenho de válvula passiva.

Em um desenvolvimento vantajoso da presente unidade de fundição, o corpo de válvula da válvula de desligamento de duto de elevação é cilíndrico e este lado de extremidade axial do corpo de válvula que é afastado das extremidades de assento de válvula com um anel de batente de lado de extremidade que define uma abertura de boca axial da estrutura de duto e interage, de um modo limitando o curso de válvula, com um ressalto anelar correspondente da parede interior de duto de elevação. Este desenho de corpo de válvula característico permite em particular uma melhoria significativa no comportamento de válvula em virtude da pressão de retorno minimizada do material fundido localizado acima da válvula no duto de elevação. Em contraste, por exemplo, para uma válvula de desligamento convencional tendo um corpo de esfera de válvula, em que,

7/22 como um resultado de equalização de pressão das forças agindo a partir de baixo e de cima sobre a esfera de válvula, a esfera de válvula cai sobre seu assento de válvula e fecha a válvula quando, em direção à extremidade de uma operação de enchimento de molde, um volume relativamente grande de material fundido já não flui através da válvula, a presente válvula pode também ser mantida aberta nesta situação pela força de pressão do material fundido, de modo a fornecer um pequeno volume de material fundido como pode ser desejado para compactação de material no molde durante a fase de solidificação no final da operação de enchimento de molde. Apenas quando a pressão é aliviada a válvula de desligamento de duto de elevação realizou desta maneira fechamento.

Em uma outra configuração, um diâmetro da abertura de boca axial é pelo menos aproximadamente tão grande como um diâmetro de duto de elevação reduzido pelo ressalto anelar. Esta medida favorece a funcionalidade acima referida, de manter a válvula de fechamento de duto de elevação aberta por meio da pressão de fusão, mesmo quando nenhum ou apenas um pequeno volume de material fundido está fluindo.

Em um desenvolvimento da invenção, a estrutura de duto do corpo de válvula da válvula de desligamento de duto de elevação tem uma pluralidade de ranhuras de duto axiais dispostas de forma distribuída em torno da circunferência exterior do corpo de válvula, referidas ranhuras de duto estendendo a partir daquele lado de extremidade axial do corpo de válvula que está virado para o assento de válvula e terminando em uma distância a partir do anel de batente de lado de extremidade e sendo conectado lá para a abertura

8/22 de boca axial através de uma respectiva abertura de passagem radial. Esta estrutura de duto pode ser realizada com relativamente pouca complexidade estrutural e favorece o comportamento de fluxo através do corpo de válvula com um material fundido e também o comportamento de válvula referida acima em relação à abertura sob pressão, mesmo em caso contrário, com pouco fluxo de material fundido.

Em um desenvolvimento da invenção, a válvula de desligamento de embolo de fundição e / ou a válvula de desligamento de duto de elevação é concebida como uma válvula de desligamento operando passivamente ou, alternativamente, como uma válvula controlável ativamente, em que a válvula pode ser, em particular, uma válvula controlável pneumática, hidráulica, eletromecânica ou eletromagnética.

Modalidades vantajosas da invenção encontram-se ilustradas nos desenhos e descritas no texto que segue. Nos desenhos:

A Figura 1 mostra uma vista em corte longitudinal através de uma unidade de fundição para uma máquina de fundição injetada de câmara quente com em cada caso uma válvula de desligamento de um êmbolo de fundição e um duto de elevação em uma posição de aspiração de fusão,

A Figura 2 mostra uma vista em corte correspondente à Figura 1 em uma posição de enchimento de molde das válvulas,

A Figura 3 mostra uma vista em corte do êmbolo de fundição na posição de válvula de fechamento na Figura 1 ao longo de uma linha III-III na Figura 5,

A Figura 4 mostra uma vista do êmbolo de fundição

9/22

correspondente à Figura	3 na	posição	de	válvula	de
fechamento da Figura 2,
A Figura 5 mostra uma	vista a	partir de	baixo do êmbolo
de fundição nas Figuras 3	e 4,
A Figura 6 mostra uma vista	lateral	de	um corpo	de

válvula da válvula de fechamento de duto de elevação,

A Figura 7 mostra uma vista a partir de baixo do corpo de válvula da válvula de desligamento de duto de elevação,

A Figura 8 mostra uma vista em corte longitudinal ao longo da linha VIII-VIII na Figura 6,

A Figura 9 mostra uma vista em corte longitudinal de uma unidade de fundição correspondente à Figura 1 para uma variante tendo válvulas de fechamento ativamente acionáveis, e

A Figura 10 mostra uma vista em corte longitudinal da unidade de fundição a partir da Figura 9 com as posições de válvula correspondentes à Figura 2.

A unidade de fundição mostrada nas Figuras 1 e 2 tem uma estrutura convencional para utilização em uma máquina de fundição injetada de câmara quente, tendo um recipiente de fundição 1, em que um cilindro de fundição 2 é localizado. Um êmbolo de fundição 3 é disposto de modo a ser móvel axialmente para trás e para a frente no cilindro de fundição 2. Próximo ao cilindro de fundição 2, o recipiente de fundição 1 tem um duto de elevação 4 que estende para cima a partir de uma boca lateral 5, perto do fundo, do cilindro de fundição 2 na medida em que uma boca de duto de elevação 6 que é unida de um modo convencional (não mostrada) através de uma embocadura que conduz a um molde ou um bocal de embocadura correspondente. Além desta

10/22 estrutura convencional, o êmbolo de fundição 3 tem uma válvula desligamento de êmbolo de fundição especial 7 integrada nele, e uma válvula de desligamento de duto de elevação especial 8 é introduzida no duto de elevação 4.

Como mais claramente se vê em conjunção com as Figuras 3 e 4, a fim de realizar a válvula de fechamento integrada 7, o êmbolo de fundição 3 tem uma estrutura especial com uma manga de êmbolo 9 que se apoia de forma vedante contra uma parede interior 10 do cilindro de fundição 2 e contém um assento de válvula 11, e com um aríete de êmbolo 12 que contém um corpo de válvula 13. As designações: assento de válvula 11 e corpo de válvula 13 são neste caso arbitrárias e destinam-se apenas uma designação distinguível destes dois elementos de válvula que forma a válvula de desligamento real 7 e para este fim são móveis axialmente em relação uma à outra entre uma posição aberta e a posição fechada. De preferência, contacto de toque linear na posição fechada, tipicamente ao longo de uma linha circular, é fornecido para os dois elementos de válvula 11, 13, por formação correspondente do último. Alternativamente, desenhos com contacto de toque plano dos dois elementos de válvula interagindo 11, 13 na sua posição fechada podem ser usados. 0 aríete de êmbolo 12 tem uma primeira parte de aríete 12a, que forma o corpo de válvula 13, na sua face de extremidade axial, e uma sequnda parte de aríete 12b, presa à primeira parte de aríete 12a, por exemplo, por meio de uma conexão de parafuso, um batente de acionamento de manga de êmbolo 14 sendo formado na referida segunda parte de aríete 12b. A primeira parte de aríete 12a pode ser formada em uma só peça com uma haste de êmbolo

11/22 associada 14, ou, como mostrado nas Figuras 3 e 4, ser fixada a esta última, por exemplo, por meio de uma rosca de parafuso. 0 batente de acionamento de manga de êmbolo 14 interage com um contrabatente correspondente 15, que é formado na manga de êmbolo 9 de tal forma que, durante o movimento de retorno, a manga de êmbolo 9 é levada ao longo pela segunda parte de aríete 12b. No movimento de avanço inverso, a manga de êmbolo 9 é levada ao longo da primeira parte de aríete 12a, através do contato de fechamento de válvula do assento de válvula 11 e o corpo de válvula 13.

A estrutura acima explicada, assim, realiza uma válvula de desligamento operando de forma passiva para, opcionalmente, permitir e impedir um fluxo de material fundido através do êmbolo de fundição. Para este efeito, a segunda parte de aríete 12b tem uma pluralidade de aberturas de passagem de material fundido axiais 16 através das quais material fundido, que passou o espaço de válvula entre o assento de válvula 11 e o corpo de válvula 13 com a válvula 7 aberta, é passado no seguinte espaço livre, atuando como uma câmara de fundição 17, do cilindro de fundição 2. No exemplo mostrado, tal como pode ser visto a partir da Figura 5, a titulo de exemplo, oito dessas aberturas de passagem de material fundido 16 são fornecidas de uma forma distribuída de forma equidistante no sentido circunferencial na sequnda parte de aríete 12b, especificamente por meio de um corpo de disco ou o corpo de cilindro 18 formado por este último.

A funcionalidade da válvula de fechamento de êmbolo de fundição 7 pode ser vista a partir das duas posições de extremidade de válvula como ilustrado nas Figuras 1 a 4. As

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Figuras 1 e 3 mostram a válvula 7 durante uma operação de aspiração de fusão, em que o êmbolo de fundição 3 é recuado pela haste de êmbolo 14 a fim de aspirar material fundido para fora de um cadinho de fusão convencional ou banho de fusão (não mostrado) para o cilindro de fundição 2 atrás do êmbolo de fundição 3 através do êmbolo de fundição 3 para a câmara de fundição 17. 0 movimento de retorno da haste de êmbolo 14 faz, inicialmente, a válvula de fechamento 7 ser aberta, se ela foi previamente fechada, em que a haste de êmbolo 14 recua no aríete de êmbolo 12 e, assim, o corpo de válvula 13, enquanto a manga de êmbolo 9 permanece estacionária devido a se apoiar em uma maneira de pressionar e selar contra a parede interior de cilindro de fundição 10. Somente quando o batente de acionador de manga de êmbolo 14 do aríete de êmbolo 12 entra em encosto contra o correspondente contrabatente 15 da manga de êmbolo 9, devido a este movimento relativo do aríete de êmbolo 12 através de um curdo de válvula que pode ser predefinido H em relação à manga de êmbolo 9, é a manga de êmbolo 9 levada ao longo pelo movimento de retorno do aríete de êmbolo 12. A válvula de desligamento 7 está então na sua posição de abertura, e assim material fundido pode fluir através do êmbolo de fundição 3, especificamente através do espaço anelar entre a primeira parte de aríete 12a e manga de êmbolo 9, através do espaço de válvula entre o assento de válvula 11 e corpo de válvula 13 e através das aberturas de passagem 16 na segunda parte de aríete 12b.

As Figuras 2 e 4 mostram a válvula de desligamento 7 na sua posição fechada, como é o caso durante uma operação de enchimento de molde, em que, em virtude do movimento de

13/22 avanço da haste de êmbolo 14 e do êmbolo de fundição 3, material fundido é pressionado para fora da câmara de fundição 17 e para dentro de um molde através do duto de elevação 4. Durante este movimento de avanço da haste de êmbolo 14, inicialmente a manga de êmbolo 9 suportada estreitamente contra a parede interior de cilindro de fundição 10 novamente permanece em repouso até o corpo de válvula 13 formado pela face de extremidade axial da primeira parte de aríete 12a ter avançado tanto como o assento de válvula 11 na manga de êmbolo 9 e, como resultado, a válvula de desligamento 7 assume sua posição fechada em que impede um fluxo adicional de material fundido através do êmbolo de fundição 3 para dentro da câmara de fundição 17. Por meio do contacto de rolamento da primeira parte de aríete 12a contra o assento de válvula 11 da manga de êmbolo 9, o aríete de êmbolo 12 leva então a manga de êmbolo 9 ao longo do seu movimento de avanço.

O curso de válvula H é ajustável de forma variável em que a segunda parte de aríete 12b é fixável à primeira parte de aríete com seu batente de acionador de manga de êmbolo 14 em uma distância variavelmente ajustável a partir da primeira parte de aríete 12a ou o corpo de válvula 13 da mesma, por exemplo, em que a segunda parte de aríete 12b é aparafusada a um maior ou menor grau para a primeira parte de aríete 12a. Ao selecionar um anel de espaçador correspondente 19, que é inserido entre os duas partes de aríete 12a, 12b, é possível determinar o quão longe a segunda parte de aríete 12b pode ser enroscada na primeira parte de aríete 12a. Além disso, o anel de espaçador 19 contribui para firmemente segurar a segunda parte de aríete

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12b na primeira parte de aríete 12a. O dimensionamento do curso de válvula H pode ser selecionado, tal como o desenho e dimensionamento do assento de válvula 11 e o corpo de válvula correspondente 13, de modo que um comportamento de fluxo ótimo de material fundido fluindo através é conseguido, em particular um fluxo fundido é tão livre de turbulência quanto possível.

A válvula de fechamento de duto de elevação 8 compreende um corpo de válvula 20, o qual é introduzido de uma forma móvel axialmente no duto de elevação 4 e é suportado de encontro a uma parede interior 21 do duto de elevação 4. O corpo de válvula 20 tem uma estrutura de duto, estendendo entre lados de extremidade axiais opostos, para passar axialmente através do material fundido, em que um lado de extremidade axial inferior 22 nas Figuras 1 e 2 é formado de uma maneira frustrocônica e interage com um assento de válvula 23 da válvula de fechamento de duto de elevação 8, referido assento de válvula 23 sendo formado por uma abertura de boca de uma porção de duto de elevação inferior 24 a qual é configurada de preferência de uma forma arqueada de modo a otimizar o perfil de fluxo. Esta porção de duto de elevação arqueada 24 é realizada no exemplo mostrado por um plugue de girar 25 fornecido com um orifício arqueado correspondente, referido plugue de girar 25 sendo montado em um orifício de recepção associado 26 no recipiente de fundição 1 de tal modo que a porção de duto de elevação arqueada 24 está alinhada no lado de entrada com a abertura de saída de câmara de fundição 5. No outro lado de extremidade axial, remoto a partir do assento de válvula 23, o corpo de válvula 20 termina com um anel de

15/22 batente de lado de extremidade 27 que interaqe de uma forma limitando o curso de válvula com um ressalto anelar correspondente 28 da parede interior de duto de elevação 21, ou seja, no caso de uma força de pressão de fusão agindo a partir de baixo, o corpo de válvula 20 move para cima até entrar em encosto por meio do seu anel de batente 27 com o ressalto anelar 28 do duto de elevação 4.

anel de batente 27 define, ou seja, circunda, uma abertura de boca axial central 29 que forma uma parte de lado de saída superior da estrutura de duto do corpo de válvula 20. Além disso, como pode ser visto em maior detalhe em conjunto com as ilustrações individuais das Figuras 6 a 8, esta estrutura de duto contém uma pluralidade de ranhuras de duto axiais 30 dispostas de uma maneira distribuída em torno da circunferência exterior do corpo de válvula, havendo quatro ranhuras 30 no exemplo mostrado, que estendem a partir de lado de extremidade axial de lado de assento de válvula do corpo de válvula 20 tão longe quanto o anel de batente de lado de extremidade 27. Lá, elas abrem por meio de uma abertura de passagem radial respectiva 31 da estrutura de duto na abertura de boca axial central 29.

O diâmetro da abertura de boca 29 é selecionado para ser o mesmo tamanho ou maior que o diâmetro do duto de elevação 4 na sua porção para cima adjacente ao ressalto anelar 28. Isto tem a vantagem que o anel de batente 27 não projeta radialmente no duto de elevação 4 e, por conseguinte, com a válvula de desligamento de duto de elevação completamente aberta, ver a Figura 2, nenhuma contrapressão pode ser exercida sobre o anel de batente 27

16/22 através da corpo de válvula 20 por material fundido no duto de elevação 4. Em vez disso, tal contrapressão é largamente dirigida para baixo através da conexão remanescente da abertura de boca 29 através das aberturas de passagem 31 e as ranhuras axiais 30 e é absorvida pelo assento de válvula 23 lá ou é redirecionada em uma força de elevação de válvula agindo para cima no corpo de válvula 20. Tudo que resta como contrapressão é uma força comparativamente pequena aqindo descendentemente na superfície de corpo de válvula na região entre as aberturas de passagem radiais 31. Em outras palavras, a contrapressão efetivamente age substancialmente apenas com a secção transversal reduzida da abertura de boca 29, enquanto a secção transversal efetiva interira do corpo de válvula 20, incluindo seu anel de batente 27, está disponível para a pressão ascendente. Comparado com o uso de uma válvula de esfera convencional, isto permite um comportamento consideravelmente melhorado da válvula.

Para este fim, a Figura 1 mostra por sua vez a posição da válvula de fechamento de duto de elevação 8 durante uma operação de aspiração de fusão. Em virtude da formação de pressão negativa na câmara de fundição 17, a válvula de fechamento de duto de elevação 8 permanece na posição fechada mostrada na qual ela também cai devido à força da gravidade logo que o material fundido na câmara de fundição 17 e no duto de elevação 4 é aliviado da pressão após o final da operação de enchimento de molde.

Durante a operação de enchimento de molde, em virtude da pressão de material fundido na câmara de fundição 17 e a seguinte porção de duto de elevação 24, o corpo de válvula

17/22 da válvula de desligamento de duto de elevação 8 eleva para sua posição aberta de acordo com a Figura 2, na qual o corpo de válvula 20 assenta por meio de seu anel de batente superior 27 contra o ressalto anelar de duto de elevação 28. Nesta posição, material fundido pode fluir para cima no duto de elevação 4, através da estrutura de duto acima mencionada, ou seja, as ranhuras axiais 30, as aberturas de passagem radiais 31 e a abertura de boca axial central 29, através do corpo de válvula 20, e pode ser pressionado a partir daí de uma maneira convencional em um molde. Uma vez que o anel de batente 27 assenta completamente contra o ressalto anelar de duto de elevação 28, a força de pressão de fusão atua sobre o corpo de válvula 20, como explicado acima, ao longo de uma secção transversal eficaz menor a partir do topo para o fundo do que a partir do fundo para o topo, e, portanto, ainda atua de forma abrindo mesmo quando nenhum ou apenas um pequeno volume de material fundido está fluindo. Como resultado, esta válvula de fechamento de duto de elevação 8 também permite um pequeno fluxo de fusão durante a fase de solidificação em direção à extremidade da operação de enchimento de molde, tal como é desejado, por exemplo, na fundição injetada de metal para compactar o material fundido de metal no molde. Neste período da operação de enchimento de molde, apenas muito pequenos volumes de material fundido são entregues, o que já não produz quaisquer forças de fluxo significativas. Uma válvula de esfera convencional já iria fechar aqui, isto sendo evitado pelo presente válvula de desligamento de duto de elevação. Apenas quando a pressão é aliviada depois do fim da operação de enchimento de molde faz o corpo de

18/22 válvula 20 cair sob a força da gravidade sobre o assento de válvula 23, com o resultado que a válvula de fechamento duto de elevação 8 fecha e evita material fundido de fluir de volta no sentido descendente no duto de elevação 4 na câmara de fundição 17.

No exemplo mostrado, o corpo de válvula 20 tem uma forma cilíndrica. Como resultado, pode ser suportado contra a parede interior de duto de elevação 21 ao longo de um comprimento axial relativamente longo, assim confiavelmente evitando movimentos oscilantes indesejados ou prejudicando operação ou inclinação do corpo de válvula 20. A estrutura de duto 29, 30, 31 fornece um fluxo através definido do corpo de válvula 20, com o resultado que o comportamento de fluxo do material fundido no duto de elevação 4 pode ser otimizado ou pode ser mantido em grande parte desimpedido pelo arranjo da válvula de fechamento. Naturalmente, outras configurações alternativas do corpo de válvula para a válvula de fechamento de duto de elevação podem ser usadas, desde que o corpo de válvula preencha as funcionalidades descritas de acordo com a invenção. Isto também se aplica para as configurações alternativas da estrutura de duto para o fluxo através deste corpo de válvula com o material fundido a ser entregue.

Como também é evidente a partir da descrição acima, a válvula de desligamento de duto de elevação mostrada nas Figuras 1, 2 e 6 a 8 é realizada como uma válvula de desligamento operando passivamente. Realizações de acordo com a invenção como válvulas ativamente acionáveis são alternativamente possíveis tanto para esta válvula 8 e para a válvula de desligamento 7 integradas no êmbolo de

19/22 fundição. As Figuras 9 e 10 para esse efeito mostram uma concretização exemplar em que ambas as válvulas são realizadas como válvulas controláveis ativamente, aqui a título de exemplo, como uma válvula acionável eletromotiva ou pneumática ou hidraulicamente. Em alternativa, a invenção também compreende naturalmente modalidades em que uma das duas válvulas é concebida como uma válvula de desligamento operando passivamente e a outra é concebida como uma válvula acionável ativamente. Por razões de mais fácil compreensão, os mesmos sinais de referência são utilizados para componentes equivalentes funcionalmente ou idênticos, na modalidade exemplificativa das Figuras 9 e 10, que correspondem às Figuras 1 e 2, respectivamente, no que diz respeito às posições da válvula, e referência pode ser a este respeito às explicações acima no que diz respeito aos referidos componentes.

Como pode ser visto das Figuras 9 e 10, a unidade de fundição mostrada tem um atuador hidráulico ou pneumático para a válvula de desligamento de êmbolo de fundição 7 e um atuador electromotriz para a válvula de fechamento de duto de elevação 8. Para este fim, para a válvula de desligamento de duto de elevação 8, o corpo de válvula 20 é acoplado no seu anel de batente superior 27, que é alargado para este efeito, a um servomotor linear 41 através de uma haste de controle 40. A haste de controle 40 é guiada através de um orifício de passagem correspondente no recipiente de fundição 1 próximo ao orifício de duto de elevação 4 e é móvel axialmente para trás e para frente pelo servomotor 41. Como resultado, a posição do corpo de válvula 20 no duto de elevação 4 pode ser definida

20/22 ativamente, independentemente dos efeitos da gravitação e forças de pressão de material fundido acima mencionados para o caso do desenho de válvula passiva. O que foi referido acima para o desenho de válvula passiva se aplica analogamente para as posições de válvula desejadas respectivamente.

A capacidade de acionamento ativo da válvula de desligamento de duto de elevação 8 pode ser utilizada, inter alia, para permitir material fundido fluir de volta para fora do duto de elevação 4 para a câmara de fundição 17, se necessário, na medida em que a válvula 8 é aberta, e pelo menos parcialmente esvaziar o duto de elevação 4, por exemplo, para trabalho de manutenção ou troca da seguinte embocadura. No caso de desenhos passivos de válvula de fechamento de duto de elevação 8, esta funcionalidade sob demanda pode ser realizada, por exemplo, em que uma configuração correspondente desta válvula 8 no que diz respeito à sua vedação na posição fechada garante que o material fundido pode fluir de volta para a câmara de fundição 17 em um baixa taxa de refluxo que pode ser predefinida através de um caminho de refluxo definido a partir do duto de elevação 4 através da válvula 8 na sua posição fechada.

Mostrado na válvula de fechamento de êmbolo de fundição 7 é um atuador hidráulico ou pneumático que está integrado na haste de êmbolo 14 e o êmbolo de fundição 3. Um espaço de pressão 42 é especialmente introduzido na haste de êmbolo 14 para este efeito, referido espaço de pressão 42 sendo dividido por um êmbolo de pressão 43, em que um duto de meio de pressão associado 44, 45 para cada metade de

21/22 espaço de pressão conduz transversalmente para fora da haste de embolo 14. O êmbolo de pressão 43 é acoplado a uma haste de controle 46 que estende axialmente centralmente através da haste de êmbolo 14 e o aríete de êmbolo 12 tão longe quanto um fundo de êmbolo de fundição 46, que nesta modalidade exemplar, termina a manga de êmbolo 9 modificada para esta extensão. A haste de controle 46 é fixada, por exemplo, por uma conexão de parafuso para a superfície de fundo de manga de êmbolo 47, de modo que a manga de êmbolo 9 é ativamente móvel por um correspondente movimento para trás e para a frente axial da haste de controlo 46 em relação ao aríete de êmbolo 12. Para este fim, as duas metades da câmara de pressão 42 são adequadamente submetidas de uma maneira convencional a uma pressão positiva ou negativa do meio de pressão associado, tal como ar, ou qualquer outro gás ou um fluido. Desta forma, a válvula de fechamento de êmbolo de fundição 7 pode ser movida ativamente entre sua posição aberta e sua posição fechada, adicionalmente ou alternativamente às forças de acionamento de válvula que ocorrem no caso do desenho de válvula passivo explicado acima.

É evidente que, como alternativa às modalidades exemplares mostradas e descritas acima, a invenção compreende também modalidades em que a válvula de desligamento de êmbolo de fundição de acordo com a invenção e a válvula de desligamento de duto de elevação de acordo com a invenção não são ambas fornecidas, mas sim apenas uma válvula de desligamento de êmbolo de fundição de acordo com a invenção ou uma válvula de desligamento de duto de elevação de acordo com a invenção é fornecida, enquanto em

22/22 cada caso a outra válvula é totalmente ausente ou é substituída por uma válvula convencional conhecida com esta finalidade. Assim, por exemplo, o êmbolo de fundição de acordo com a invenção possuindo uma válvula de fechamento integrada pode também ser utilizado em vez de um êmbolo de fundição convencional em uma unidade de fundição que não tem nenhuma ou apenas uma válvula de fechamento convencional na linha de elevação e não necessitar de tal válvula de desligamento em consequência de uma estrutura diferente. Do mesmo modo, em modalidades correspondentes da invenção, somente a válvula de desligamento de duto de elevação de acordo com a invenção pode ser fornecida para utilização simultânea de um êmbolo de fundição convencional, por exemplo, para aplicações nas quais o fluxo de material fundido dentro da câmara de fundição não acontece através do êmbolo de fundição, mas de alguma outra maneira.

É também evidente que o êmbolo de fundição de acordo com a invenção e a unidade de fundição de acordo com a invenção podem ser usadas não só em máquinas de fundição injetada de câmara quente, mas também em outros tipos de máquinas de fundição que são destinadas a serem equipadas com um êmbolo de fundição ou uma unidade de fundição que tenha uma tal funcionalidade.

Claims

1. Êmbolo de fundição para uma unidade de fundição de uma máquina de fundição, compreendendo

- uma válvula de fechamento de êmbolo de fundição (7) integrada no êmbolo de fundição, tendo um assento de válvula (11) e um corpo de válvula (13) interagindo com a mesma, em que a válvula de fechamento, em uma posição aberta, permite um fluxo de material fundido através do êmbolo de fundição durante uma operação de aspiração de fusão e, em uma posição fechada, bloqueia o referido fluxo durante uma operação de enchimento de molde, caracterizado pelo fato de que o êmbolo de fundição inclui uma manga de êmbolo (9), a qual é posicionável contra uma parede interior (10) de um cilindro de fundição (2) da unidade de fundição e compreende o assento de válvula (11), e um aríete de êmbolo (12) que contém o corpo de válvula (13), em que a manga de êmbolo e o aríete de êmbolo são móveis axialmente em relação um ao outro por um curso de válvula predefinido,

- o aríete de êmbolo compreende uma primeira parte de aríete (12a) tendo o corpo de válvula, e uma segunda parte de aríete (12b), disposta sobre a primeira parte de aríete, tendo um batente de acionador de manga de êmbolo (14), a segunda parte de aríete sendo presa à primeira parte de aríete, e

- a segunda parte de aríete compreende um corpo de disco ou corpo de cilindro tendo uma pluralidade de aberturas de passagem de material fundido axiais, e as aberturas de passagem de material fundido axiais se estendem através do corpo de disco ou corpo de cilindro.

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2. Êmbolo de fundição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado ainda pelo fato de que o curso de válvula é ajustado de forma variável.

3. Êmbolo de fundição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado ainda pelo fato de que uma distância axial do batente de acionador de manga de êmbolo a partir do corpo de válvula é ajustável de forma variável pela preensão da segunda parte de aríete à primeira parte de aríete.

4. Êmbolo de fundição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado ainda pelo fato de que a válvula de fechamento de embolo de fundição é uma válvula de desligamento operando passivamente ou válvula ativamente controlável.

5. Êmbolo de fundição, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado ainda pelo fato de que a válvula de desligamento de êmbolo de fundição é uma válvula controlável hidraulicamente, pneumaticamente eletromecanicamente ou eletromagneticamente.

6. Unidade de fundição para uma máquina de fundição, compreendendo

- um recipiente de fundição com um cilindro de fundição, e

- um êmbolo de fundição o qual é disposto de uma forma móvel axialmente no cilindro de fundição, caracterizada pelo fato de que compreende:

- uma válvula de fechamento de êmbolo de fundição (7) integrada no êmbolo de fundição, tendo um assento de válvula (11) e um corpo de válvula (13) interagindo com a mesma, em que a válvula de fechamento, em uma posição

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3/6 aberta, permite um fluxo de material fundido através do êmbolo de fundição durante uma operação de aspiração de fusão e, em uma posição fechada, bloqueia o referido fluxo durante uma operação de enchimento de molde, e

- uma manga de êmbolo (9), a qual é posicionável contra uma parede interior (10) de um cilindro de fundição (2) da unidade de fundição e compreende o assento de válvula (11), e um aríete de êmbolo (12) que contém o corpo de válvula (13), em que a manga de êmbolo e o aríete de êmbolo são móveis axialmente em relação um ao outro por um curso de válvula predefinido,

7. Unidade de fundição para uma máquina de fundição, compreendendo:

- um recipiente de fundição (1) com um cilindro de fundição, e

- um êmbolo de fundição que é disposto de maneira móvel axialmente no cilindro de fundição, o dito êmbolo de fundição compreendendo:

- uma válvula de fechamento de êmbolo de fundição (7)

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4/6 integrada no êmbolo de fundição, tendo um assento de válvula (11) e um corpo de válvula (13) interagindo com a mesma, em que a válvula de fechamento, em uma posição aberta, permite um fluxo de material fundido através do êmbolo de fundição durante uma operação de aspiração de fusão e, em uma posição fechada, bloqueia o referido fluxo durante uma operação de enchimento de molde, e

- uma manga de êmbolo (9), a qual é posicionável contra uma parede interior (10) de um cilindro de fundição (2) da unidade de fundição e compreende o assento de válvula (11), e um aríete de êmbolo (12) que contém o corpo de válvula (13), em que a manga de êmbolo e o aríete de êmbolo são móveis axialmente em relação um ao outro por um curso de válvula predefinido, caracterizada pelo fato de que o recipiente de fundição compreende um duto de elevação (4),

- uma válvula de fechamento de duto de elevação (8) é fornecida no duto de elevação, referida válvula de fechamento de duto de elevação (8), em uma posição fechada, bloqueando o fluxo de material fundido através do duto de elevação durante a operação de aspiração de fusão e, em uma posição aberta, permitindo o referido fluxo durante uma operação de enchimento de molde, e

- a válvula de fechamento de duto de elevação (8) tem um corpo de válvula (20) que é introduzido de forma móvel axialmente para dentro do duto de elevação e é suportado contra uma parede interior de duto de elevação (21) e contém uma estrutura de duto (29, 30, 31), estendendo entre os lados de extremidade axiais opostos, para passar axialmente através do material fundido, em que um (22) dos

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5/6 dois lados de extremidade axiais do corpo de válvula interage com um assento de válvula (23) da válvula de fechamento.

8. Unidade de fundição, de acordo com a reivindicação

7, caracterizada ainda pelo fato de que o corpo de válvula é cilíndrico e que o lado de extremidade axial do corpo de válvula que é afastado das extremidades de assento de válvula com um anel de batente de lado de extremidade (27) que define uma abertura de boca axial (29) da estrutura de duto e interage, de um modo limitando o curso de válvula, com um ressalto anelar correspondente (28) da parede interior de duto de elevação.

9. Unidade de fundição, de acordo com a reivindicação

8, caracterizada ainda pelo fato de que um diâmetro da abertura de boca axial é pelo menos tão grande como um diâmetro de duto de elevação reduzido pelo ressalto anelar.

10. Unidade de fundição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 ou 9, caracterizada ainda pelo fato de que a estrutura de duto compreende uma pluralidade de ranhuras de duto axiais (30) dispostas de uma maneira distribuída ao redor da circunferência exterior do corpo de válvula, referidas ranhuras de duto (30) estendendo a partir deste lado de extremidade axial do corpo de válvula que está virado para o assento de válvula tão longe quanto o anel de batente de lado de extremidade e sendo conectadas lá com a abertura de boca axial através de uma respectiva abertura de passagem radial (31).

11. Unidade de fundição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 10, caracterizada ainda pelo fato de que a válvula de desligamento de duto de elevação é uma válvula

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6/6 de desligamento operando passivamente ou uma válvula controlável ativamente.

12. Unidade de fundição, de acordo com a reivindicação

11, caracterizada ainda pelo fato de que a válvula de

5 desligamento de duto de elevação é uma válvula controlável hidraulicamente, pneumaticamente, eletromecanicamente ou eletromagneticamente.