ES2928758T3 - Sistema de alimentación de canal térmico para un molde de fundición a presión - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un sistema de alimentación de colada caliente para un molde de fundición a presión, en el que el sistema de alimentación comprende una construcción de bloque de colector y alimentación con una abertura de entrada de alimentación del lado de entrada (1), al menos una primera y una segunda alimentación del lado de salida. abertura de salida (2, 3), que desembocan en un plano de separación del molde entre una mitad de molde fijo y una mitad de molde móvil del molde de fundición a presión, y comprende una estructura de canal de ramificación (5), que se extiende desde la abertura de entrada de alimentación hasta la alimentación aberturas de salida. De acuerdo con la invención, al menos en una región del bloque del lado de salida que comprende las dos aberturas de salida de alimentación, la construcción del bloque distribuidor y de alimentación se produce acortada en una dirección transversal paralela al plano de separación del molde con respecto a un funcionamiento deseado predeterminado. en una cantidad (Bb) que está predeterminada como dilatación transversal térmica de esta zona del bloque cuando se calienta desde un intervalo de temperatura ambiente hasta un intervalo de temperatura de funcionamiento prescrito comparativamente aumentado. Úselo, por ejemplo, para la fundición a presión de aleaciones no ferrosas y sales fundidas. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema de alimentación de canal térmico para un molde de fundición a presión

[0001] La invención se refiere a un conjunto de sistema de alimentación de canal térmico y molde de fundición a presión, donde el sistema de alimentación incluye una estructura de bloque de alimentación y de distribución de la materia fundida, con una abertura de bebedero en el lado de la entrada, de al menos una primera y una segunda boca de bebedero de salida que se abren en un plano de separación del molde entre una mitad del molde fija y una mitad del molde móvil del molde de fundición a presión, y una estructura de canal de colada que se extiende de forma ramificada desde la abertura de entrada al bebedero hasta las salidas del bebedero.

[0002] El solicitante tiene en el mercado un sistema de alimentación de canal térmico con la denominación sistema de colada Frech o sistema de compuerta Frech (FGS) para moldes de fundición a presión, como también se describe, por ejemplo, en el artículo de la revista L.H. Kallien und C. Bohnlein, Die Casting, Foundry 96, 07/2009, páginas 18 a 26. Los sistemas de alimentación de canal térmico tienen, por lo general, la ventaja, frente a otros sistemas de alimentación convencionales, de que se puede reducir considerablemente la cantidad de material fundido, que se destina a la llamada compuerta o a la zona de la compuerta situada antes de la cavidad del molde y que debe separarse del producto fundido.

[0003] En las memorias de patentes EP 1201 335 B1 y EP 1997 571 B1 del solicitante, se dan a conocer sistemas de alimentación de canal térmico que son, por ejemplo, de tipo peine o abanico o que tienen unidades de bloque de alimentación que pueden insertarse independientemente en un molde de fundición respectivo y que tienen integrado el calentamiento del canal de fundición. Otros sistemas convencionales de sistemas de alimentación de canal térmico de varios canales se describen en los documentos de divulgación JP 2002-263790 A, JP 2003-039158 A y JP 2001-030055 A.

[0004] Más recientemente, se ha incrementado la necesidad de moldes de fundición a presión y sistemas de alimentación asociados que operan en un rango de temperatura relativamente alto de hasta unos 750 °C. Esta elevada temperatura también aumenta el riesgo de formación de óxidos no deseados y el peligro de incendio asociado a materiales fundidos muy reactivos y altamente oxidantes, como el magnesio, especialmente en las zonas de orificio de salida del sistema de alimentación. Una de las vías para superar estos problemas es pasar de los sistemas de apertura en peine y en abanico a sistemas con un menor número de salidas de bebederos de mayores dimensiones.

[0005] El diseño del sistema de alimentación de canal térmico para dicho rango de temperatura elevada amplía las dificultades asociadas a la expansión térmica de los diversos componentes del sistema de alimentación y de los componentes que los rodean, particularmente las partes adyacentes de la mitad del molde fijo y de la mitad del molde móvil. En particular, también hay que tener en cuenta las diferencias de dilatación térmica debidas al uso de distintos materiales para los componentes en cuestión. Al mismo tiempo, hay que tener cuidado de garantizar un sellado fiable del sistema de alimentación para evitar la fuga de la masa fundida debido a deficiencias en el sellado del sistema. Las juntas convencionales utilizadas en los sistemas de canal térmico para la fabricación de moldes para el moldeo por inyección de plásticos, diseñadas para un rango de temperatura de funcionamiento más bajo, no son adecuadas para el mencionado rango de temperatura de funcionamiento más elevado, especialmente porque las juntas no sólo tienen que sellar de forma fiable en el rango de temperatura de funcionamiento cuando los canales que contienen la masa fundida están a la temperatura del líquido, sino que también tienen que sobrevivir al proceso de refrigeración de la operación de colada cuando el sistema todavía está lleno de masa fundida y ésta se solidifica en el canal durante la refrigeración.

[0006] La geometría y el perfil de temperatura del sistema de canal caliente se eligen para superar estos problemas, de forma que las salidas de la masa fundida se dispongan preferentemente de forma ascendente y se establezca un gradiente de temperatura desde una zona ascendente más caliente, formada, por ejemplo, por una zona de colectores de masa fundida y que se mantiene a una temperatura de funcionamiento de, por ejemplo, 380 °C a 700 °C, dependiendo del material de la masa fundida utilizado, hasta una zona descendente menos caliente, que está adyacente a una parte de formación del contorno del molde formada por la mitad fija y la mitad móvil del molde con un rango de temperatura de funcionamiento de aproximadamente 120 °C a 300 °C. Las condiciones de temperatura descritas agravan el problema de la dilatación térmica de los diferentes componentes del sistema que son adyacentes entre sí.

[0007] La especificación de la patente DE 102005054616 B3 divulga un molde de fundición permanente con un cuerpo de molde que rodea al menos parcialmente una cavidad de molde y un inserto de molde que tiene un lado superior asociado a la cavidad de molde, un cuerpo de base asentado con holgura en un receptáculo del cuerpo de molde cuando el molde está frío, y un collar de soporte que se asienta de forma ajustada en un hombro del receptáculo que se funde con la cavidad de molde. Una altura total del collarín de soporte y del cuerpo de la base es menor que una profundidad del receptáculo en una dimensión inferior al menos igual a una dimensión de altura en la que el cuerpo de la base se expande en la dirección de la altura durante la fundición.

[0008] La especificación de la patente DE 840905 da a conocer un molde de fundición en el que una parte de la cavidad del molde está dispuesta en un inserto que es desplazable en la dirección del paso del molde, de modo que puede centrarse automáticamente con respecto a un molde expulsor, para lo cual este último tiene una escotadura en la que encaja un extremo del inserto.

[0009] La invención se basa en el problema técnico de proporcionar un conjunto de sistema de alimentación de canal térmico y molde de fundición a presión del tipo mencionado anteriormente, que también es adecuado para temperaturas de fundición a presión relativamente altas de una manera ventajosa y segura para el proceso.

[0010] La invención resuelve este problema proporcionando un conjunto de sistema de alimentación de canal térmico y molde de fundición a presión con las características de la reivindicación 1.

[0011] De acuerdo con la invención, en esta disposición el conjunto de bloque de alimentación y distribución de masa fundida se acorta en un grado de dilatación en una dirección transversal paralela al plano de separación del molde con respecto a una extensión operativa nominal predeterminada al menos en una zona del bloque del lado de salida que contiene las dos o más salidas de los bebederos, donde el conjunto de sistema de alimentación de canal térmico y molde de fundición a presión incluye un bloque distribuidor de masa fundida con una primera boquilla de salida asociada a la primera salida del bebedero y una segunda boquilla de salida asociada a la segunda salida del bebedero, así como una placa intermedia con piezas de fijación de boquillas para centrar las boquillas de salida. En este caso, la placa intermedia está fabricada con una distancia entre sus boquillas de ajuste que corresponde a una distancia de temperatura de funcionamiento entre las boquillas de salida, mientras que el bloque de distribución de la masa fundida está fabricado con una distancia entre sus boquillas de salida que corresponde a una distancia de temperatura ambiente que es menor que la distancia de temperatura de funcionamiento.

[0012] Esto representa una realización constructivamente ventajosa en particular también para sistemas con dimensiones comparativamente mayores y temperaturas de funcionamiento más altas y una alternativa a la realización con insertos de compuerta desplazables y fijables. La placa intermedia con sus piezas de fijación de boquillas representa la posición liberada del sistema en la llamada posición de cierre del molde de fundición a presión. Una vez que se ha calentado hasta la temperatura de funcionamiento, la placa intermedia se puede desplazar sobre un paquete de calefacción existente y sobre las boquillas de salida del bloque de distribución de la masa fundida, tensando y sellando así las boquillas de salida. A continuación, la placa intermedia puede bloquearse en su lugar, tras lo cual la herramienta funciona en esta configuración hasta que abandona de nuevo el rango de temperatura de funcionamiento.

[0013] Preferentemente, el grado de dilatación se predice como la expansión térmica transversal de la zona del bloque del lado de salida que contiene las dos boquillas de entrada en relación con la dilatación térmica transversal de una zona circundante de la mitad sólida del molde cuando se calienta desde un rango de temperatura ambiente hasta uno elevado, y es igual a la diferencia entre la distancia entre las boquillas de la placa intermedia y la distancia a temperatura ambiente entre las boquillas de salida del bloque de distribución de masa fundida de dicha zona de bloques cuando se calienta desde un rango de temperatura ambiente hasta un rango de temperatura de funcionamiento predeterminado que es elevado con respecto a la misma. En este caso, la expansión térmica transversal se entiende como una cantidad relativa, es decir, relativa a cualquier dilatación térmica transversal inferior de los componentes adyacentes del sistema, como, por ejemplo, en particular, una zona adyacente de la mitad sólida del molde.

[0014] Con esta medida según la invención, se tiene en cuenta de forma controlada la expansión lineal de la estructura del bloque de alimentación y distribución de masa fundida en la zona especialmente relevante del lado de salida, lo que incluye una predeterminación de la expansión térmica asociada. La predeterminación puede llevarse a cabo experimentalmente y/o mediante simulación computacional, como es sabido por el experto en la materia, donde los respectivos parámetros de influencia representan variables de entrada de esta predeterminación y representan el respectivo molde de fundición a presión considerado con sus partes relevantes.

[0015] Cuando el conjunto de distribuidor de masa fundida y bloque de bebedero se calienta desde la temperatura ambiente hasta la temperatura de funcionamiento, se expande exactamente por la cantidad de expansión por la que se ha acortado, de modo que se ajusta a los componentes adyacentes del sistema, por ejemplo, la mitad del molde fijo, de manera libre de huecos y sellada, en particular también con su área de bloque del lado de salida que contiene las salidas del bebedero. La suficiente estanqueidad en los puntos de contacto/unión se consigue preferentemente mediante emparejamientos de materiales adecuados de forma que el coeficiente de dilatación térmicamente diferente selle el sistema con más fuerza al aumentar la temperatura. Para ello, en función de la aplicación, se pueden calcular y aplicar previamente precargas adecuadas en función de la temperatura y/o utilizar superficies de sellado cónicas en el recorrido de la temperatura de la herramienta. De este modo, la invención permite establecer una conexión estanca a la fundición a presión, es decir, una conexión suficientemente estanca con respecto a la de la estructura del bloque de alimentación y distribución de masa fundida, por un lado, y de las mitades sólidas del molde, por otro, sin tener que utilizar necesariamente elementos de sellado independientes para este fin.

[0016] En otro desarrollo de la invención, una cara frontal de las boquillas de salida, por un lado, y una superficie lateral de entrada de las boquillas de fijación de las boquillas, por otro, están diseñadas como superficies inclinadas cónicas correspondientes. Esta medida ayuda a poder recibir las boquillas de salida en las boquillas de fijación de la placa intermedia de forma segura y arriostrada y con la formación de un efecto de sellado plano o al menos lineal de forma de sellado sin huecos.

[0017] En las siguientes figuras se representan y describen formas de realización ventajosas de la invención, así como formas de realización que sirven para una mejor comprensión y no son según la invención, es decir no entran dentro de la formulación de las reivindicaciones anexas. A este respecto se muestran:

Fig. 1

una representación en perspectiva de un bloque de alimentación y distribución de un sistema de alimentación de canal térmico no según la invención,

Fig. 2

una vista desde arriba esquemática de forma recortada sobre una mitad de forma firme de un molde de fundición a presión con un sistema de alimentación de canal térmico con el bloque de distribución y entrada de la Fig. 1 en un estado de temperatura ambiente,

Fig. 3

una vista en sección a lo largo de una línea III- III de la Fig. 2,

Fig. 4

la vista de Fig. 2 en un estado de temperatura de funcionamiento,

Fig. 5

una vista en sección a lo largo de una línea V-V de la Fig. 4,

Fig. 6

una vista desde arriba esquemática sobre una mitad del molde fija con un sistema de alimentación de canal térmico, presenta los insertos de alimentación desplazables del lado de salida, en un estado de temperatura ambiente para una realización no según la invención,

Fig. 7

la vista de la Fig. 6 en un estado de temperatura de funcionamiento,

Fig. 8

una vista en sección esquemática a lo largo de una línea VI-VI de Fig. 7,

Fig. 9

vista en sección en perspectiva esquemática de una estructura de bloque de alimentación y distribución de masa fundida con placa intermedia del lado de salida delante de una mitad de molde móvil según la invención en un estado de temperatura ambiente y

Fig. 10

la vista de la Fig. 9 en un estado de temperatura de funcionamiento.

[0018] Las Fig. 1 hasta 5 muestran esquemáticamente en parte un sistema de alimentación de canal térmico para un molde de fundición a presión de una máquina de fundición a presión en una disposición no según la invención solamente con sus componentes relevantes actualmente. Por lo demás el sistema de alimentación y el molde de fundición a presión tienen cualquiera de las configuraciones conocidas a tal objeto por al experto, lo que aquí no requiere de aclaraciones adicionales. El sistema de alimentación de canal térmico comprende una estructura de bloque de alimentación y distribución de masa fundida con una boca del bebedero 1 del lado de la entrada, una primera y una segunda boca final del bebedero del lado de salida 2, 3, que desembocan en un plano de división del molde entre una mitad de molde sólida 4 y una mitad de molde móvil 20 del molde de fundición a presión, y una estructura de canal de colada 5 que se extiende de forma ramificada desde la boca del bebedero 1 a los finales del bebedero 2, 3. En el ejemplo mostrado la estructura de canal de colada 5 comprende dos canales de flujo 5a, 5b paralelos en flujo, que salen juntos de la boca del bebedero 1 y de los cuales uno conduce a la boca del final del bebedero 2 y el otro conduce a la otra boca final del bebedero 3. Sobre la boca del bebedero 1 se puede colocar de manera usual una tobera de una parte situada delante del sistema de alimentación, como una cámara de fundición o una tubería de subida.

[0019] En el ejemplo de realización de la Fig. 1 hasta 5 la estructura de bloque de alimentación y distribución de masa fundida presenta un bloque de alimentación y distribución de una pieza 6 que contiene la estructura de canal de colada 5 desde la boca de apertura del bebedero 1 hasta los finales del bebedero 2, 3. Una zona de bloque 6a del lado de salida del bloque de alimentación y distribución 6 se forma como un óvalo extendido, donde los dos finales del bebedero 2, 3 se encuentran como se muestra en los extremos enfrentados del óvalo. El bloque de distribución y alimentación 6 está dispuesto de tal manera en la mitad fija del molde 4, que está con su óvalo 6a del lado de salida en un alojamiento de recepción 7 alargado, oval de la misma forma de la mitad fija del molde 4. Con cada uno de los finales del bebedero 2, 3 se corresponde una zona de la entrada respectiva 25, 26 de la mitad móvil del molde 20 o de la cavidad del molde formada por las dos mitades del molde 4, 20.

[0020] Característicamente, el bloque de alimentación y distribución 6 se fabrica acortando la dilatación en un grado de dilatación Ab a una dilatación b=B-Ab con su área de bloque ovalada del lado de salida 6a en una dirección transversal perpendicular al plano de separación del molde con respecto a una extensión operativa nominal predeterminada B. El grado de dilatación Ab se predetermina característicamente de forma controlada como la dilatación transversal térmica de esta zona de bloque ovalada 6a cuando se calienta desde un rango de temperatura ambiente hasta un rango de temperatura de funcionamiento predeterminado que se incrementa en comparación. Las Figs. 2 y 3 muestran la zona del bloque oval instalado 6a en su expansión fabricada y acortada b tal como existe a temperatura ambiente. El grado de dilatación Ab se determina experimentalmente, como en los ensayos o series de ensayos correspondientes, y/o por simulación informática, como es conocido por el experto en otros problemas, en función del material fundido que se va a colar y de los demás parámetros que influyen en el comportamiento de expansión térmica de los componentes del sistema relevantes aquí. Como materiales de fusión, pueden mencionarse las fusiones metálicas de aleaciones no ferrosas, como las basadas en el magnesio, el aluminio, el zinc, el estaño, el plomo y el latón, pero también las fusiones salinas. En particular, el sistema de alimentación de canal térmico también puede diseñarse para temperaturas de funcionamiento comparativamente altas, de más de 600 °C y, en las aplicaciones correspondientes, también de hasta 700 °C o 750 °C. Con el grado de extensión se corresponde un grado de desviación por el que, a temperatura ambiente, la posición de las salidas del bebedero 2, 3 paralela al plano de separación del molde se desvía de la posición de las zonas de entrada 25, 26.

[0021] La predeterminación del grado de dilatación Ab del bloque de alimentación y distribución 6 y, en particular, de su zona de bloque ovalado del lado de salida 6a, permite lograr un ajuste apretado entre las piezas contiguas sin riesgo de fugas de masa fundida, por lo que se puede prescindir de las juntas convencionales por completo o al menos parcialmente. Cuando el bloque de alimentación y distribución 6 se lleva de la temperatura ambiente a la temperatura de funcionamiento especificada, se expande más en la dirección transversal que el área circundante de la mitad del molde fijo 4 de acuerdo con grado de dilatación predeterminado Ab. Apropiadamente, el receptáculo correspondiente 7 en la mitad del molde fija 4 se fabrica más grande que el área del bloque ovalado alojado 6a por la dimensión de expansión Ab, es decir, en el ejemplo de la Fig. 2, el área del bloque ovalado 6a es mayor. es decir, en el ejemplo de la figura 2, el receptáculo 7 tiene una anchura B en la dirección transversal a lo largo de una línea de unión 8 de las dos salidas del bebedero 2, 3, que es mayor por el grado de dilatación Ab que la expansión b de la zona del bloque oval 6a en esta dirección. En la mayoría de los casos, el cambio de dilatación térmica de la mitad fija del molde 4 y especialmente de su escotadura 7 es prácticamente insignificante comparado con el de la zona ovalada del bebedero 6a. Por lo demás, se entiende que el grado de dilatación Ab predeterminado es siempre la diferencia de los cambios de dilatación térmica de las piezas o partes enfrentadas del sistema.

[0022] Las Figs. 4 y 5 muestran el sistema tal y como se ve en las Figs. 2 y 3, respectivamente, después de que el bloque de alimentación y distribución 6 hayan terminado de calentarse hasta el rango de temperatura de funcionamiento predeterminado deseado. La zona del bloque ovalado 6a se ha dilatado en el grado de dilatación predeterminado Ab como resultado del calentamiento y, por lo tanto, llena su receptáculo asociado 7 en la mitad fija del molde 4 de forma precisa y sellada, es decir, como resultado de su expansión térmica presiona contra el borde de su receptáculo correspondiente 7 en todos los lados paralelos a la línea de separación del molde de forma libre de huecos y sellada. En particular, la dimensión del hueco Ab existente en el estado frío se reduce a cero, es decir, el bloque de alimentación y distribución 6 se apoya en la zona adyacente de la mitad fija del molde 4 en la zona de sus salidas de bebederos 2, 3 con una conexión estanca a la presión 27. En este contexto, se entiende que una conexión estanca a la presión es una conexión suficientemente libre de huecos y estanca para la aplicación de fundición a presión, que impide que el material líquido y caliente penetre entre los componentes en cuestión, en el ejemplo de realización de las Figs. 1 a 5 de forma análoga a un ajuste de interferencia. Esto proporciona el necesario y deseado sellado del sistema para las posteriores operaciones de fundición.

[0023] Al mismo tiempo, la diferente dilatación térmica de dichos componentes durante el calentamiento hasta la temperatura de funcionamiento reduce la desviación Ad de la posición de las salidas del bebedero 2, 3 con respecto a la posición de las zonas de entrada 25, 26, preferiblemente también a cero o cercana a cero, de modo que cada salida del bebedero 2, 3 está suficientemente alineada frente a la zona de entrada asociada 25, 26 de la manera deseada. De este modo se garantiza que la compuerta de la masa fundida en el bloque de alimentación y distribución 6, que funciona a una temperatura de la masa fundida de, por ejemplo, 380 °C a 700 °C, se encuentre exactamente en la posición deseada y requerida con respecto al flujo de la masa fundida procedente de las dos mitades del molde 4, 20, y que este emplazamiento sea suficientemente estanco con respecto a la masa fundida de metal líquido utilizada, teniendo en cuenta su viscosidad y la presión de fusión utilizada de, por ejemplo, unos 300bar y más, por ejemplo hasta unos 450bar, a pesar de la diferente dilatación térmica del molde templado a, por ejemplo, 120 °C a 300 °C por una parte y de la estructura de canal de colada 5 templada a, por ejemplo, 380 °C a 700 °C por otra parte.

[0024] Dado que el bloque de alimentación y distribución 6 se fabrica en una sola pieza, en el sistema de alimentación de canal térmico de las Figs. 1 a 5 no hay puntos de separación que deban ser sellados entre una zona de distribución transversal de masa fundida y una zona de boquillas de salida de masa fundida. La masa fundida se transfiere desde la boca del bebedero 1 como entrada central y punto de alimentación de una boquilla de un sistema de colada anterior de la máquina a través de los canales de colada 5a, 5b, que preferentemente discurren oblicuamente hacia fuera y hacia arriba, directamente a la geometría de salida de la zona de salida ovalada 6a.

[0025] Las Figs. 6 a 8 ilustran otra disposición de molde de fundición a presión y sistema de alimentación de canal térmico que no se ajusta a la invención. En esta disposición, el sistema de alimentación incluye una estructura de distribución de masa fundida y bloque de alimentación que puede ser igual o similar en su configuración al sistema de alimentación de las Figs. 1 a 5, excepto como se indica a continuación. Esto se aplica, en particular, a la abertura de la boca del bebedero en el lado de entrada, a las dos salidas del bebedero 2, 3 en el lado de salida y a la estructura del canal que se ramifica desde la abertura de la boca del bebedero hasta las salidas del mismo. Para facilitar la comprensión, aquí se utilizan los mismos signos de referencia no sólo para elementos idénticos, sino también funcionalmente equivalentes. A diferencia del bloque de distribución y alimentación de una sola pieza 6 del sistema de las Figs. 1 a 5, la estructura de distribución de masa fundida y bloque de alimentación del sistema de las Figs. 6 a 8 incluye un diseño de varias partes con un bloque de distribución de masa fundida 21 que contiene la abertura de la boca de canalización, que se conoce per se y es sólo parcialmente visible en la Fig. 8, y con dos bloques de bebederos o insertos de bebederos 9, 10 conectados a él en paralelo en términos de flujo, uno de los cuales tiene la primera salida del bebedero 2 en el lado de salida y el otro la segunda salida del bebedero 3 en el lado de salida.

[0026] Los insertos del bebedero 9, 10 están dispuestos en la mitad fija del molde 4 de forma que puedan desplazarse en una dirección transversal paralela al plano de separación del molde y fijarse a él, siendo la dirección transversal también paralela a la línea de unión 8 entre las dos salidas del bebedero 2, 3. Los dos insertos de bebederos 9, 10, con los que termina el conjunto de distribución de masa fundida y bloque de alimentación en el lado del molde y que contienen las salidas de los bebederos 2, 3, tienen en el ejemplo mostrado una forma rectangular alargada en vista en planta y son desplazables a lo largo de una zona de recepción en forma de tira 7' en la mitad fija del molde 4. En esta realización, se puede compensar la dilatación lineal térmica correspondiente. Esto se representa en las Figs. 6 y 7 por la distancia de las dos salidas del bebedero 2, 3 entre sí, que aumenta desde un valor de distancia a a temperatura ambiente cuando el sistema se calienta a la temperatura de funcionamiento hasta un valor de distancia A a temperatura de funcionamiento, que es mayor que el valor de distancia a a temperatura ambiente por el grado de dilatación Aa=A-a correspondiente.

[0027] Cuando el sistema se calienta a la temperatura de funcionamiento, los insertos del bebedero 9, 10 se dejan en un estado no fijo y suelto para que puedan expandirse térmicamente, haciendo que las salidas del bebedero 2, 3 se alejen entre sí en consecuencia. Cuando se alcanza el rango de temperatura de funcionamiento, los insertos del bebedero 9, 10 se habrán dilatado en la dirección transversal paralela a la línea de unión 8 hasta tal punto que las salidas del bebedero 2, 3 habrán asumido su valor de distancia de temperatura de funcionamiento aumentado A entre sí. A continuación, los insertos del bebedero 9, 10 se fijan a la mitad fija del molde 4 en su estado de temperatura de funcionamiento mostrado en la Fig. 7. El hueco 22 existente entre los insertos del bebedero 9, 10 puede cubrirse con una tapa o placa de fijación 23 opcional y, por tanto, discontinua, mostrada en las figuras 6 y 7, que puede fijarse a la mitad fija del molde 4, por ejemplo, a través de cuatro puntos de fijación 24 mostrados por líneas discontinuas. La placa de cubierta 23 puede utilizarse, si es necesario, para evitar la penetración no deseada de material fundido y cualquier otra partícula que interfiera en el espacio intermedio 22.

[0028] Para la fijación de los insertos del bebedero 9, 10, se han previsto en el ejemplo mostrado dos placas de cuña 11, 12, que están provistas de superficies de contacto en forma de cuña, como puede verse en la Fig. 8, y que pueden insertarse entre una cara inferior del respectivo inserto del bebedero 9, 10 y una sección subyacente de la mitad de molde fija 4 y fijarse a la mitad de molde fija 4, en el ejemplo mostrado mediante una conexión de tornillo 13. La fijación de la respectiva placa de cuña 11, 12 debido a una correspondiente fuerza de fijación de la placa de cuña F1 conduce, debido a las superficies de contacto en forma de cuña de las placas de cuña 11, 12, a una fuerza de sujeción F2 sobre el inserto de bebedero adyacente 9, 10 dirigida perpendicularmente a la dirección de desplazamiento de los insertos de bebedero 9, 10 paralela al plano de separación del molde. De este modo, los insertos de bebedero 9, 10 quedan fijados a la mitad fija del molde 4 de forma segura, sin huecos y sellados por el emparejamiento de materiales.

[0029] Preferiblemente, aunque no necesariamente, también en el ejemplo de realización de las Figs. 6 a 8, el grado de dilatación por el que se produce el acortamiento de la región del bloque del lado de salida de la estructura de distribución de la masa fundida y del bloque de alimentación con los insertos de canalización 9, 10 en una dirección transversal paralela al plano de separación del molde en relación con una extensión nominal de funcionamiento predeterminada se predice como expansión transversal térmica de esta zona del bloque del lado de salida cuando se calienta desde el rango de temperatura ambiente hasta el rango de temperatura de funcionamiento predeterminado experimentalmente por medio de pruebas y/o matemáticamente por medio de simulación por ordenador. La predeterminación puede realizarse, por ejemplo, de forma que los insertos de bebederos 9, 10 se apoyen con sus lados exteriores orientados en sentido contrario contra una sección adyacente de un marco de molde 4a de la mitad fija del molde 4, como se muestra en la Fig. 7. Por cierto, los efectos ventajosos y los efectos mencionados anteriormente para el ejemplo de realización de las Figs. 1 a 5 se aplican de la misma manera al ejemplo de realización de las Figs. 6 a 8, al que se puede hacer referencia. Esto también se aplica, en particular, a la consecución de una conexión estanca a la presión entre el conjunto de bloque de alimentación y distribución de masa fundida 9, 10, 21, por un lado, y la zona circundante de la mitad fija del molde 4, por otro, lo que se consigue aquí fijando firmemente los insertos de bebederos 9, 10 a la mitad fija del molde 4 a temperatura de funcionamiento.

[0030] Las Figs. 9 y 10 muestran de forma esquemática la disposición de sistema de alimentación de canal térmico y molde de fundición a presión según la invención con sus componentes de interés aquí. En este sistema de alimentación, la estructura del bloque de alimentación y distribución de masa fundida comprende un bloque de distribución de masa fundida 14, al que se asignan en el lado de salida una primera boquilla de salida 15 y una segunda boquilla de salida 16, y una placa intermedia 17 con aberturas de fijación de boquillas 18, 19 para centrar las boquillas de salida 15, 16. La primera boquilla de salida 15 se asigna a la primera salida del bebedero 2, que continúa a través de la boquilla de fijación de boquillas 18 y la placa intermedia 17. Del mismo modo, la segunda boquilla de salida 16 está asociada a la segunda salida del bebedero 3, que continúa a través de la abertura de fijación de la boquilla 19 y la placa intermedia 17. La placa intermedia 17 se fabrica con una distancia M de las aberturas de fijación de boquillas 18, 19 entre sí correspondiente a una distancia de temperatura de funcionamiento de las boquillas de salida 15, 16 entre sí, mientras que el bloque de distribución de masa fundida 14 se fabrica con una distancia m de las boquillas de salida 15, 16 correspondiente a una distancia de temperatura ambiente m menor que la distancia de temperatura de funcionamiento M, como se ilustra en la Fig. 9.

[0031] Por consiguiente, la diferencia Am=M-m representa de nuevo el grado de dilatación por el que la zona del bloque del lado de salida de la estructura del bloque de alimentación y distribución de masa fundida, en este caso el bloque de distribución 14 con sus boquillas de salida del lado de salida 15, 16, se acorta en la fabricación en una dirección transversal paralela al plano de separación del molde en comparación con una extensión nominal de funcionamiento predeterminada. También en este caso, el grado de dilatación Am se predice mediante pruebas y/o simulación por ordenador como la dilatación térmica transversal de esta zona de bloques cuando se calienta desde el rango de temperatura ambiente hasta el rango de temperatura de funcionamiento deseado.

[0032] Antes de la operación de colada, el bloque de distribución de masa fundida 14 con sus boquillas de salida 15, 16 se lleva en primer lugar al rango de temperatura de funcionamiento deseado. Al hacerlo, se dilata térmicamente, por lo que la distancia de las boquillas de salida 15, 16 aumenta desde el valor de distancia a temperatura ambiente m hasta el valor de distancia a temperatura de funcionamiento M. Ahora, la placa intermedia 17 con sus aberturas de fijación de boquillas 18, 19 se coloca contra el bloque de distribución de masa fundida 14 que se ha llevado a la temperatura de funcionamiento, por lo que las aberturas 18, 19 tienen entonces la misma distancia entre sí que las dos boquillas de salida 15, 16, de modo que las boquillas de salida 15, 16 pueden entrar fácilmente en las zonas de inserción cónicas de las aberturas de fijación de boquillas 18, 19.

[0033] Mediante el correspondiente diseño de la superficie cónica inclinada del lado frontal de las boquillas de salida 15, 16, por un lado, y de las superficies del lado de entrada de las boquillas 18, 19, por otro, las boquillas de salida 15, 16 se reciben de forma segura y hermética en las aberturas de fijación de las boquillas 18, 19 de la placa intermedia 17, formando un efecto de sellado plano o, al menos, lineal, sin hueco. La placa intermedia 17 se fija ahora a la mitad fija del molde y, durante la colada subsiguiente, forma una superficie de contacto en la zona correspondiente con una mitad móvil del molde opuesta 20. La Fig. 10 muestra la disposición en este estado de montaje llevada a la temperatura de funcionamiento y lista para el funcionamiento.

[0034] Como los ejemplos de realización mostrados y explicados anteriormente ponen de manifiesto, la invención proporciona un sistema muy ventajoso de alimentación de canal térmico con compensación de dilatación característica. Se entiende que la invención abarca numerosas posibilidades de realización, por ejemplo, sistemas de alimentación con más de dos, por ejemplo tres o cuatro, salidas de bebedero en el lado de salida y/o una estructura de colada ramificada de forma diferente. El sistema de alimentación con canal térmico según la invención es particularmente adecuado para la fundición de una variedad de aleaciones no ferrosas en los rangos de temperatura correspondientes, típicamente entre 300 °C y 700 °C, por ejemplo, para la fundición de magnesio, zinc, aluminio, estaño, plomo y latón, pero también de sales fundidas, por ejemplo, a temperaturas superiores a 700 °C. Las dilataciones lineales del sistema durante el calentamiento elevado se compensan, en particular de forma controlada, mediante la predeterminación de una dimensión de dilatación correspondiente y su consideración como acortamiento durante la producción. Las piezas del sistema calentado pueden introducirse estructuralmente en el molde de forma que absorban con seguridad las fuerzas de cierre del molde y la presión de la masa fundida. La estanqueidad se consigue preferentemente en los puntos de contacto/unión mediante emparejamientos de materiales adecuados en comparación con el acero, a lo que puede contribuir el diferente coeficiente de dilatación térmica. Para ello, se pueden calcular previamente las tensiones previas adecuadas en función de la temperatura. Además, se pueden utilizar superficies de sellado cónicas en el recorrido de la temperatura de la herramienta. En las aplicaciones apropiadas, también se pueden utilizar pares de materiales de acero de diferentes aleaciones de acero.

[0035] Preferiblemente, se utilizan sensores para el control de la temperatura en puntos adecuados de la herramienta, de modo que los dispositivos de calentamiento utilizados puedan ser controlados o regulados en consecuencia, como es conocido per se por el experto. En particular, es posible establecer y mantener un perfil de temperatura predeterminado a lo largo de la trayectoria del flujo de la masa fundida de la estructura del canal de colada, si es necesario. Este perfil de temperatura puede incluir, por ejemplo, una zona del lado de la entrada comparativamente caliente en la sección de distribución de la masa fundida y, por el contrario, una zona del lado de la salida no calentada o menos calentada que puede actuar como zona transitoria desde la sección de distribución de la masa fundida calentada, por ejemplo, a más de 600 °C hasta la parte de contorno del molde, que puede ser, por ejemplo, de unos 80 °C a unos 380 °C, preferiblemente de 100 °C a 300 °C. La menor temperatura en el rango transitorio reduce la reactividad de las masas fundidas fuertemente oxidantes y, por ejemplo, en el caso del magnesio, también el riesgo de incendio, de modo que la masa fundida en el molde no tiene que estar necesariamente expuesta a un gas inerte durante el ciclo de fundición.

Claims (3)

REIVINDICACIONES

1. Disposición de sistema de alimentación de canal térmico y molde de fundición a presión que comprende:

- Un molde de fundición a presión que comprende una mitad de molde fija (4) y una mitad de molde móvil (2) y - un sistema de alimentación de canal térmico con un conjunto de distribución de masa fundida y bloque de alimentación con una abertura de alimentación (1) en el lado de la entrada, al menos una primera y segunda abertura de salida del bebedero (2, 3) en el lado de la salida, que se abren hacia un plano de separación del molde entre la mitad del molde fija y la móvil (4, 20), y una estructura de canal de colada (5), que se extiende de forma ramificada desde la abertura de alimentación (1) hacia las salidas del bebedero,

caracterizada por el hecho de que

-el conjunto de distribución de masa fundida y bloque de alimentación se fabrica acortando el grado de dilatación (Am) al menos en una zona del bloque del lado de la salida que contiene las dos salidas del bebedero (2, 3) en una dirección transversal paralela al plano de separación del molde frente a una extensión nominal predeterminada de funcionamiento y

- el conjunto de distribución de masa fundida y bloque de alimentación comprende un bloque de distribución de masa fundida (14) con una primera boquilla de salida (15) asignada a la primera salida del bebedero (2) y una segunda boquilla de salida (16) asignada a la segunda salida del bebedero (3) y una placa intermedia (17) con una primera y segunda pieza de colocación de boquilla (18, 19) para la colocación centrada de las boquillas de salida (15, 16), donde la primera salida del bebedero (2) se extiende a través de la primera pieza de colocación de boquilla (18) y la placa intermedia (17) y la segunda salida del bebedero (3) se extiende a través de la segunda pieza de colocación de boquilla (19) y la placa intermedia (17) y donde la placa intermedia (17) se fabrica a una distancia de las piezas de colocación de boquillas (18, 19) entre sí, que se corresponde con una distancia de las boquillas de salida (18, 19) a la temperatura de funcionamiento, y el bloque de distribución de masa fundida (14) se fabrica a una distancia de las boquillas de salida (18, 19) que se corresponde con una distancia de temperatura ambiente (m) menor frente a las distancia de temperatura de funcionamiento.

2. Disposición de sistema de alimentación de canal térmico y molde de fundición a presión según la reivindicación 1, caracterizada además por el hecho de que el grado de dilatación (Am) se predetermina como la dilatación térmica transversal de la zona del bloque lateral de salida que contiene las dos salidas del bebedero en relación con la dilatación térmica transversal de una zona circundante de la mitad fija del molde (4) cuando se calienta desde un rango de temperatura ambiente hasta un rango de temperatura de funcionamiento predeterminado elevado en relación con la misma, y que es igual a la diferencia (M-m) de la distancia (M) de las piezas de colocación de las boquillas (18, 19) entre sí y la distancia a temperatura ambiente (m) de las boquillas de salida (15, 16) del bloque de distribución de masa fundida (14).

3. Disposición de sistema de alimentación de canal térmico y molde de fundición a presión según la reivindicación 1, caracterizada además por el hecho de que una cara frontal de las boquillas de salida (15, 16), por un lado, y una superficie del lado de entrada de las piezas de inserción de boquillas (18, 19), por otro lado, están diseñadas como superficies inclinadas cónicas de forma correspondiente.