IT201800007483A1 - EXPANDABLE CAVITY DEVICE SUITABLE FOR THE EXPULSION OF DIE-CAST SUB-PANELS - Google Patents

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

del BREVETTO PER INVENZIONE INDUSTRIALE of the PATENT FOR INDUSTRIAL INVENTION

avente per titolo: having as title:

“DISPOSITIVO A CAVITA’ ESPANDIBILE ADATTO ALL’ESPULSIONE DEI "EXPANDABLE CAVITY DEVICE SUITABLE FOR EXPULSION OF

SOTTOSQUADRI IN PRESSOFUSIONE” DIE-CASTING SUB-PANELS "

Riassunto Summary

La presente invenzione consiste in un dispositivo a cavità espandibile, adatto all’espulsione dei sottosquadri nel processo di pressofusione con un perfezionato dispositivo a cavità espandibile tramite guida centrale conica. The present invention consists of an expandable cavity device, suitable for the expulsion of undercuts in the die casting process with an improved expandable cavity device via a central conical guide.

Descrizione Description

Prima di entrare nel merito della descrizione, è opportuno premettere che il dispositivo è generalmente impiegabile in tutti i processi di pressofusione (per esempio in camera calda o in camera fredda, di materiali plastici e non), in particolar modo al fine estrarre dallo stampo getti pressofusi con aree in sottosquadro. Before entering into the merits of the description, it should be premised that the device can generally be used in all die casting processes (for example in a hot chamber or in a cold chamber, of plastic and non-plastic materials), especially in order to extract castings from the mold. die-cast with undercut areas.

La pressofusione in camera fredda è un procedimento noto da tempo e pertanto in seguito non verrà descritto maggiormente nei suoi dettagli, se non per quanto necessario a comprendere l’invenzione, rimandando per ulteriori informazioni alle numerose pubblicazioni tecniche e scientifiche esistenti sull’argomento. In questo procedimento il metallo fuso viene iniettato in pressione (con una pressione specifica sul metallo che può arrivare anche a più di 1000bar) in una o più cavità nello stampo, all’interno del quale il metallo si solidifica e prede la forma desiderata . Cold chamber die casting is a process known for some time and therefore will not be described in more detail below, except as necessary to understand the invention, referring for further information to the numerous technical and scientific publications on the subject. In this process, the molten metal is injected under pressure (with a specific pressure on the metal that can even reach more than 1000bar) into one or more cavities in the mold, inside which the metal solidifies and takes the desired shape.

Lo stampo di pressofusione è generalmente composto da un lato mobile e uno fisso; nella condizione di stampo chiuso, la parte mobile e la fissa sono a contatto lungo la linea di divisione e formano la cavità dove verrà poi iniettato il materiale fuso. Dopo la solidificazione del materiale nella cavità stampo, la parte mobile e la fissa si separano lungo la linea di divisione; l'estrazione è generalmente ottenuta tramite il solo movimento del tavolino di estrazione, a cui sono collegati gli estrattori che agiscono direttamente sul pezzo e il tavolino è movimentato dalla pressa. The die casting mold is generally composed of a movable and a fixed side; in the closed mold condition, the movable and fixed parts are in contact along the dividing line and form the cavity where the molten material will then be injected. After solidification of the material in the mold cavity, the movable and fixed part separate along the parting line; the extraction is generally obtained through the movement of the extraction table alone, to which the extractors that act directly on the piece are connected and the table is moved by the press.

Questo tipo di procedimento è utilizzato soprattutto per la lavorazione di pezzi in leghe leggere a base di alluminio, ma il suo campo di applicazione si è esteso anche al magnesio; le temperature delle superfici nello stampo a contatto con il metallo fuso possono raggiungere quindi valori piuttosto elevati (superiori a 300 °C). This type of process is used above all for the machining of pieces in light alloys based on aluminum, but its field of application has also extended to magnesium; the temperatures of the surfaces in the mold in contact with the molten metal can therefore reach quite high values (higher than 300 ° C).

La geometria del pezzo da stampare è solitamente affinata nel processo di ingegnerizzazione con degli sformi, ovvero l’apposizione di inclinazione e conicità alle superfici altrimenti perpendicolari alla linea di divisione, al fine di rendere ciascuna delle due parti del getto pressofuso estraibili. Nonostante quanto suddetto, non sempre è possibile applicare delle modifiche al pezzo per facilitarne l’estrazione, ma persistono delle aree in cui senza l’ausilio di soluzioni che permettano di movimentare le parti dello stampo che ostacolerebbero l'estrazione del pezzo in presenza di sottosquadri, il pezzo andrebbe ad interferire con lo stampo e l’estrazione ne risulterebbe impossibile. The geometry of the piece to be printed is usually refined in the engineering process with drafts, or the apposition of inclination and taper to surfaces otherwise perpendicular to the dividing line, in order to make each of the two parts of the die-cast casting extractable. Despite the foregoing, it is not always possible to apply changes to the piece to facilitate its extraction, but there are still areas in which, without the aid of solutions that allow the parts of the mold to be moved, which would hinder the extraction of the piece in the presence of undercuts , the piece would interfere with the mold and extraction would be impossible.

Dispositivi convenzionali a cavità espandibile adatti all’espulsione dei sottosquadri che sfruttano l’elasticità del metallo di cui sono costruiti , sono noti e sono affidabili in quanto ormai collaudati da tempo; un esempio di cavità espandibile con questa modalità è descritto nella domanda di brevetto US8038433B2 ma le temperature più elevate che interessano oggi la pressofusione ed alle quali si faceva riferimento sopra, fanno sentire l’esigenza di non poter utilizzare questi tipi di soluzione, infatti, i tipi di acciai utilizzati per le parti stampanti non hanno buone proprietà elastiche alle temperature di esercizio (superiori a 300 °C) e pertanto sono esclusi da questi utilizzi. Conventional expandable cavity devices suitable for the expulsion of undercuts that exploit the elasticity of the metal of which they are built, are known and reliable as they have been tested for some time; an example of a cavity expandable in this way is described in patent application US8038433B2 but the higher temperatures that affect die casting today and to which reference was made above, make one feel the need not to be able to use these types of solution, in fact, the types of steels used for printing parts do not have good elastic properties at operating temperatures (above 300 ° C) and are therefore excluded from these uses.

L’idea di soluzione del problema tecnico sopra menzionato consiste nel far espandere i dispositivi convenzionali a cavità espandibile tramite guida centrale conica e non tramite l’elasticità del metallo di cui sono costruiti: in questo modo si possono aprire nuovi scenari anche in ambito di progettazione degli articoli stampati in alluminio. The solution idea of the aforementioned technical problem consists in making the conventional devices with expandable cavity expand through a central conical guide and not through the elasticity of the metal of which they are built: in this way new scenarios can also be opened in the design field. of aluminum molded items.

Il problema tecnico sopra richiamato è risolto da un dispositivo a cavità espandibile tramite guida centrale conica, le cui caratteristiche sono enunciate nelle rivendicazioni annesse a questa descrizione. The aforementioned technical problem is solved by a device with a cavity expandable by means of a central conical guide, the characteristics of which are set out in the claims annexed to this description.

Tali caratteristiche ed i vantaggi che ne derivano risulteranno meglio da un esempio di realizzazione del dispositivo a cavità espandibile illustrato in seguito, con riferimento ai disegni allegati in cui: These characteristics and the advantages deriving from them will become clearer from an example of embodiment of the expandable cavity device illustrated below, with reference to the attached drawings in which:

- FIGURA 1 mostra dispositivo a cavità espandibile in condizione assemblata; - FIGURE 1 shows an expandable cavity device in assembled condition;

- FIGURA 2 è una vista prospettica esplosa del dispositivo; - FIGURE 2 is an exploded perspective view of the device;

- FIGURA 3 mostra una vista prospettica ruotata sottosopra del tassello antirotazione; - FIGURA 4 mostra una sezione longitudinale della cavità espansibile, nella quale è visibile l’angolazione centrale che permette al perno guida di allontanare in fase di estrazione le due cavità espansibili ; - FIGURE 3 shows an upside-down perspective view of the anti-rotation block; - FIGURE 4 shows a longitudinal section of the expandable cavity, in which the central angle is visible that allows the guide pin to move the two expandable cavities away during the extraction phase;

- FIGURA 5 mostra la vista frontale e la corrispondente sezione longitudinale ; - FIGURE 5 shows the front view and the corresponding longitudinal section;

- FIGURA 6 mostra una vista frontale e la corrispondente sezione longitudinale ; - FIGURE 6 shows a front view and the corresponding longitudinal section;

- FIGURA 7 è una vista in sezione avente un dispositivo a cavità espandibile montato allintero di un sistema di stampaggio a iniezione, in una posizione di stampaggio; FIGURE 7 is a sectional view having an expandable cavity device mounted within an injection molding system, in a molding position;

- FIGURA 8 è una vista parziale in sezione del sistema di stampaggio ad iniezione come mostrato in figura 7 ma in una posizione in cui due sezioni di stampaggio sono separate l'una dall'altra lungo una linea di divisione; FIGURE 8 is a partial sectional view of the injection molding system as shown in Figure 7 but in a position where two molding sections are separated from each other along a parting line;

- FIGURA 9 è una vista parziale in sezione del sistema di stampaggio a iniezione illustrato in figura 8 ma con la parte della cavità espandibile in posizione di estrazione pezzo; - FIGURE 9 is a partial sectional view of the injection molding system illustrated in Figure 8 but with the part of the expandable cavity in the piece extraction position;

- FIGURA 10 è una vista parziale in sezione del sistema di stampaggio ad iniezione come mostrato in figura 8 ma viene mostrato come smontare il dispositivo ad espansione in moda da poterlo sostituire in caso di usura o guasto. - FIGURE 10 is a partial sectional view of the injection molding system as shown in figure 8 but it is shown how to disassemble the expansion device so that it can be replaced in case of wear or failure.

Con riferimento ai disegni sopra elencati, in essi con (100) è complessivamente indicato il gruppo del dispositivo a cavità espandibile tramite guida centrale conica per pressofusione, realizzato in accordo con l’invenzione. With reference to the drawings listed above, in them with (100) the group of the expandable cavity device through a central conical guide for die casting is indicated, made in accordance with the invention.

Le FIGURE da 1 a 6 mostrano, in varie viste, il gruppo (100) che comprende le cavità espandibili (1), la guida centrale conica (2) che permette l’espansione delle cavità, il fermo antirotazione (3) separabile per lo smontaggio, il fermo battuta (4) separabile per lo smontaggio. Figures 1 to 6 show, in various views, the unit (100) which includes the expandable cavities (1), the central conical guide (2) which allows the expansion of the cavities, the anti-rotation stop (3) which can be separated for the disassembly, the stop stop (4) can be separated for disassembly.

Le FIGURE da 7 a 10 mostrano diverse posizioni operative dello stampo per pressofusione (90) secondo la presente invenzione. FIGURA 7 mostra una prima posizione, una posizione chiusa, detta posizione di stampaggio in cui la superficie (36) della cavità espandibile (1) costituisce il sottosquadro del pezzo da stampare. Figures 7 to 10 show different operating positions of the die casting mold (90) according to the present invention. FIGURE 7 shows a first position, a closed position, called molding position in which the surface (36) of the expandable cavity (1) constitutes the undercut of the piece to be molded.

Quando lo stampo di pressofusione (90) e quindi la parte (36) di cavità espandibile si trovano nella posizione di stampaggio, la cavità (35) viene riempita con un materiale di stampaggio iniettabile, ad esempio alluminio, infatti la cavità (35) è in comunicazione con alimentazione di materiale iniettabile (25) . When the die casting mold (90) and therefore the expandable cavity part (36) are in the molding position, the cavity (35) is filled with an injectable molding material, for example aluminum, in fact the cavity (35) is in communication with feeding of injectable material (25).

Come mostrato in FIGURA 7, per esempio, il materiale iniettabile può fluire dall’alimentazione di materiale (25) attraverso il canale di colata (33) e quindi nella cavità (35) . Dopo il riempimento della cavità (35) nello stampo di pressofusione (90) si è formata la stampata, quindi lo stampo apre da una posizione di stampaggio in una seconda posizione in cui il lato mobile (40) è separato dal lato fisso (30). Come mostrato nelle FIGURE da 8 a 10, il lato mobile (40) si separa dal lato fisso (30) dalla linea di divisione (28) che è una superficie che forma una tenuta a pressione per trattenere all’interno il materiale fuso pressurizzato. FIGURE 7 e 8 mostrano le cavità espandibili (1) in una condizione chiusa, trattenendo il pezzo formato (44), tramite il sottosquadro (36), allinteno della cavità (35) . As shown in FIGURE 7, for example, the injectable material can flow from the material feed (25) through the sprue (33) and then into the cavity (35). After filling the cavity (35) in the die casting mold (90) the mold is formed, then the mold opens from a molding position to a second position where the moving side (40) is separated from the fixed side (30) . As shown in FIGURES 8 to 10, the mobile side (40) separates from the fixed side (30) from the dividing line (28) which is a surface that forms a pressure seal to hold the pressurized molten material inside. FIGURES 7 and 8 show the expandable cavities (1) in a closed condition, holding the formed piece (44), through the undercut (36), inside the cavity (35).

Poiché le cavità espandibili (1) si spostano da una condizione chiusa, come mostrato in FIGURA 8, a una condizione espansa, come mostrato in FIGURA 9, la parte 36 della cavità espandibile si apre e rilascia l'articolo (44) per la rimozione, ad esempio da un raccoglitore robotico. Nella condizione espansa, i sottosquadri (36) della cavità espandibile hanno forme e dimensioni che consentono alla stampata di liberarsi ed essere prelevata dalla cavità espandibile (1). Inoltre la testa (55) e la parte (36) della cavità espandibile possono avere qualsiasi forma e / o dimensione adatta, a seconda del risultato desiderato, di una dimensione e forma corrispondente dell'articolo (44). Nel caso l'articolo (44) abbia un foro (25) , verrà posizionata una spina (24). As the expandable cavities (1) move from a closed condition, as shown in FIGURE 8, to an expanded condition, as shown in FIGURE 9, the part 36 of the expandable cavity opens and releases the article (44) for removal. , for example from a robotic binder. In the expanded condition, the undercuts (36) of the expandable cavity have shapes and dimensions that allow the molded part to free itself and be withdrawn from the expandable cavity (1). Further, the head (55) and part (36) of the expandable cavity can have any suitable shape and / or size, depending on the desired result, of a corresponding size and shape of the article (44). In case the article (44) has a hole (25), a pin (24) will be positioned.

Pertanto, poiché lo stampo di pressofusione (90) si sposta dalla posizione aperta mostrata in FIGURA 8 alla posizione in estrazione mostrata in FIGURA 9, è il perno centrale (2) , fissato alla piastra di fondo(70), che fa aprire le la due cavità espandibili (1) tramite il movimento della piastra estrazione (60) e la conicità (21) del perno che agisce sul piano inclinato (6) delle cavità espandibile (1) . Questo movimento ad espansione è permesso grazie anche al piano inclinato (9) che si trova sotto il dente di tenuta (7), infatti lascia compiere la rotazione delle due cavità espandibili (1). Therefore, since the die casting mold (90) moves from the open position shown in FIGURE 8 to the extracted position shown in FIGURE 9, it is the central pin (2), fixed to the bottom plate (70), which opens the two expandable cavities (1) through the movement of the extraction plate (60) and the taper (21) of the pin which acts on the inclined plane (6) of the expandable cavities (1). This expanding movement is also allowed thanks to the inclined plane (9) which is located under the sealing tooth (7), in fact it allows the rotation of the two expandable cavities (1).

Per evitare che le due cavità espandibili (1) possano ruotare sono predisposte delle superfici antirotazione (11) che si accoppiano alle superfici (16) che si trovano sui fermi antirotazione (3) , quest’ultimi hanno a loro volta delle superfici antirotazione (15) che si accoppiano alle superfici antirotazione (61) del tavolino di estrazione (60). To prevent the two expandable cavities (1) from rotating, anti-rotation surfaces (11) are provided which couple to the surfaces (16) located on the anti-rotation stops (3), the latter in turn have anti-rotation surfaces (15 ) which couple to the anti-rotation surfaces (61) of the extraction stage (60).

I fermi antirotazione (3) sono fissati alla piastra di estrazione (60) tramite la piastra battuta (4) che viene impacchettata con delle viti (12) e le due cavità espandibili (1) sono trattenute in posizione tramite i denti di tenuta(7). The anti-rotation stops (3) are fixed to the extraction plate (60) by means of the stop plate (4) which is packed with screws (12) and the two expandable cavities (1) are held in position by the sealing teeth (7 ).

Come mostrato in FIGURA 10 , questo sistema permette di poter smontare facilmente le due cavità espandibili (1) svitando le viti (12) e (28), così facendo i due fermi battuta (4) e le viti (12) sono fatte passare dal passaggio 63 e di conseguenza i due fermi antirotazione (3) si potranno svincolare dal dente di tenuta (7) sfilandoli lungo la superficie (61) del tavolino di estrazione (60) facendoli poi passare anche loro dal passaggio (63) senza dover smontare lo stampo. As shown in FIGURE 10, this system makes it possible to easily disassemble the two expandable cavities (1) by unscrewing the screws (12) and (28), in this way the two stop stops (4) and the screws (12) are made to pass by passage 63 and consequently the two anti-rotation stops (3) can be released from the sealing tooth (7) by sliding them along the surface (61) of the extraction stage (60) and then making them also pass through the passage (63) without having to disassemble the die.

Come mostrato in FIGURA 1 e 2, la cavità espandibili (1) sono costituite da due metà simmetriche, ma possono essere più di due, in questo caso dovrà essere modificato l’orientamento del piano inclinato (9) che si trova sotto il dente di tenuta (7) e la forma del perno centrale (2) che da cilindrica-conica avrà sezione poligonale con numero di facce inclinate corrispondente al numero di cavità espandibili (1) . As shown in FIGURE 1 and 2, the expandable cavities (1) consist of two symmetrical halves, but they can be more than two, in this case the orientation of the inclined plane (9) which is under the tooth of seal (7) and the shape of the central pin (2) which from cylindrical-conical will have a polygonal section with a number of inclined faces corresponding to the number of expandable cavities (1).

Questa invenzione è stata descritta in relazione a certe forme di realizzazione preferite di essa, e molti dettagli sono stati esposti allo scopo di illustrazione, sarà evidente agli esperti nella tecnica che l'invenzione è suscettibile di ulteriori forme di realizzazione e che alcuni dei dettagli qui descritti possono essere variati considerevolmente senza allontanarsi dai principi di base della presente invenzione. This invention has been described in connection with certain preferred embodiments thereof, and many details have been set forth for the purpose of illustration, it will be apparent to those skilled in the art that the invention is amenable to further embodiments and that some of the details herein described can be varied considerably without departing from the basic principles of the present invention.

Claims (11)

Rivendicazioni 1. Cavità espandibili(1), comprendenti l’inclinazione di accoppiamento esterna (5) e i denti di tenuta(7), caratterizzate dal fatto di comprendere l’inclinazione di espansione interna (6) così da permettere l’apertura delle cavità espandibili durante la fase di estrazione pezzo. Claims 1. Expandable cavities (1), comprising the external coupling inclination (5) and the sealing teeth (7), characterized in that they include the internal expansion inclination (6) so as to allow the opening of the expandable cavities during the piece extraction phase. 2. Cavità espandibili 1) secondo la rivendicazione 1, in cui l’inclinazione di accoppiamento esterna (5) comprende un piano di battuta (8) . 2. Expandable cavities 1) according to claim 1, in which the external coupling inclination (5) includes a stop plane (8). 3. Cavità espandibili 1) secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui l’inclinazione di espansione interna (6) abbia un angolo di inclinazione uguale o inferiore dell’inclinazione di accoppiamento esterna (5). 3. Expandable cavities 1) according to any of the preceding claims, in which the internal expansion inclination (6) has an inclination angle equal to or less than the external coupling inclination (5). 4. Cavità espandibili 1) secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui i denti di tenuta(7), comprendono un piano inclinato (9)che durante la fase di estrazione permette il movimento di espansione delle cavità espandibili (1). 4. Expandable cavities 1) according to any one of the preceding claims, wherein the sealing teeth (7) comprise an inclined plane (9) which during the extraction step allows the expansion movement of the expandable cavities (1). 5. Cavità espandibili 1) secondo la rivendicazione 4, in cui i denti di tenuta(7), hanno dimensioni di ingombro inferiori al foro di passaggio (29) così da poter sfilare le cavità espandibili 1 )per lo smontaggio. 5. Expandable cavities 1) according to claim 4, in which the sealing teeth (7) have smaller overall dimensions than the passage hole (29) so as to be able to extract the expandable cavities 1) for disassembly. 6. Cavità espandibili 1) secondo la rivendicazione 4 e 5, in cui denti di tenuta(7) comprendono almeno un piano di riferimento (11) per l’accoppiamento di mezzi antirotazione (3,4, 12) delle cavità espandibili 1). 6. Expandable cavities 1) according to claims 4 and 5, in which sealing teeth (7) comprise at least a reference plane (11) for the coupling of anti-rotation means (3,4, 12) of the expandable cavities 1). 7. Cavità espandibili 1) secondo la rivendicazione 6, in cui i mezzi antirotazione(3,4, 12) delle cavità espandibili (1) comprendono almeno due fermi antirotazione (3) orientati tramite la superficie (61) e fissabili in modo rimovibile dal tavolino di estrazione (60) . Expandable cavities 1) according to claim 6, wherein the anti-rotation means (3,4, 12) of the expandable cavities (1) comprise at least two anti-rotation stops (3) oriented through the surface (61) and removably fastenable from the extraction stage (60). 8. fermi antirotazione(3) per cavità espandibili (1), comprendenti le superfici antirotazione (15) per il montaggio sul tavolino(60) e le superfici antirotazione (16) per evitare la rotazione delle cavità espandibili (1)caratterizzati dal fatto di comprendere dei trattenimenti (20) per i denti di tenuta(7) . 8. anti-rotation stops (3) for expandable cavities (1), including anti-rotation surfaces (15) for mounting on the stage (60) and anti-rotation surfaces (16) to prevent rotation of the expandable cavities (1) characterized by the fact of comprise retainers (20) for the sealing teeth (7). 9. Guida centrale conica(2) per cavità espandibili (1), comprendente una base (13) con un filetto maschi o femmina (19) per il montaggio sulla piastra di fondo (70) ed un corpo (14) che si estende da tale base, caratterizzato dal fatto di comprendere in prossimità della estremità del corpo (17) una conicità (21) che permette l’apertura delle cavità espandibili (l)durante la fase di estrazione . 9. Conical central guide (2) for expandable cavities (1), comprising a base (13) with a male or female thread (19) for mounting on the bottom plate (70) and a body (14) extending from this base, characterized in that it comprises a taper (21) near the end of the body (17) which allows the expandable cavities (1) to open during the extraction step. 10. Guida centrale conica(2) per cavità espandibili (1) secondo la rivendicazione 9, in cui il corpo (14) ha un diametro inferiore al diametro della estremità del corpo (17) 10. Conical central guide (2) for expandable cavities (1) according to claim 9, wherein the body (14) has a diameter smaller than the diameter of the body end (17) 11. Guida centrale conica(2) per cavità espandibili ( 1 ) secondo la rivendicazione 9 e 10, in cui il corpo (14) e l' estremità del corpo (17) sono di sezione circolare ma possono essere anche di altra forma, ed esempio di sezione esagonale o quadra. 11. Conical central guide (2) for expandable cavities (1) according to claims 9 and 10, in which the body (14) and the end of the body (17) are of circular section but can also be of other shape, and for example of hexagonal or square section.