valvula compuesta ceramica para motores de combustion interna y ...

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La práctica de la invención será más evidente
a partir de los siguientes ejemplos, que no pretenden
limitarla.
Ejemplo I
Se fabricó una preforma parcial de prototipo
de válvula (pero sin las fibras de refuerzo
cerámicas unidireccionales axialmente alineadas,
dentro del manguito), a partir de un manguito
cerámico trenzado flexible de aproximadamente
32 mm (1/8 de pulgada) de diámetro interior.
El manguito empleado en este ejemplo fue una
porción de manguito de fibra de borosilicato de
aluminio trenzada (“Nextel” de 3M Corporation)
aproximadamente de 152 mm (6 pulgadas) de longitud.
Las trenzas empleadas fueron hebras de
una pluralidad de fibras muy finas, típicamente
alrededor de 10-12 micras de diámetros.
Dicha porción de manguito se saturó con
Al2O3 coloidal y una parte del manguito próxima
a un extremo se melló para ilustrar la adaptación
del vástago para recibir un anillo retenedor de
la válvula de un motor y este extremo del manguito
se calentó a sequedad utilizando un secador
manual de aire caliente. El otro extremo del
manguito se atrompetó utilizando el extremo redondeado
de un mango de mortero como mandril
de desbastar. Esto supuso el ensachamiento de
la trenza en el extremo redondeado del mango de
mortero para tomar la forma atrompetada. El
extremo atrompetado y la parte previamente no
tratada del manguito se saturaron con Al2O3 yse
calentaron a sequedad como se había hecho antes
con la otra sección. A continuación se recortó el
extremo atrompetado del manguito y la parte de
la trompeta se moldeó en las superficies interior
y exterior del extremo atrompetado y se le dió
forma para obtener la forma final apropiada empleando
un material cerámico fibroso tipo fieltro
de una consistencia plástica flexible (un material
cerámicodefieltroenhúmedo de la firma Refractory
Products Co., Elgin Illinois, a base de fibras
de silicato de aluminio discontínuas orientadas al
azar con un aglomerante presumiblemente un silicato).
El conjunto total se secó enestufaa65 ◦ Cya
continuación se le dió forma para su configuración
final mediante operaciones de arenado y con limaduras
para suavizar las superficies y conseguir una
forma más regular. El total fue aproximadamente
de 114 mm (4,5 pulgadas) de longitud, el disco de
la campana fue aproximadamente de 16,79 mm
(1-5/16 pulgadas) de diámetro y la longitud visible
del manguito prolongándose a partir del ma-
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terial de la campana moldeada fue de 95,32 mm
(3-1/8 pulgadas) de longitud y aproximadamente
48 mm (3/16 pulgadas) de diámetro exterior. A
continuación se reimpregnó el conjunto completo
con Al2O3 coloidad al vacío para asegurar una
completa penetración y se secó en estufa a 75-125
◦ C. A continuación se calentó el conjunto con aire
a 500 ◦ C durante una (1) hora para la unión en
calientedelaalúmina coloidal para dar rigidez a
la preforma y para que el agua no moleste en los
procesos siguientes.
Seguidamente se impregnó la preforma rigidizada
con una resina de furano como una resina
precursora de carbón. El propósitodelaimpregnación
con resina fue el de llenar todos los huecos
internos restantes en la preforma de válvula
compuesta con resina, la cual es finalmente pirolizada
para que se carbonice, con lo que se obtiene
un compuesto cerámico reforzado con fibras de
carbón (pero sin las fibras unidireccionales). La
resina se trató con calor para que penetrara la
resina dentro de la preforma rigidizada. En este
ejemplo la resina no se pirolizó comosería el caso
al completar una válvula acabada.
En este ejemplo, no habían fibras unidireccionales
contenidas dentro de la camisa trenzada.
Esto evitó cualquier dificultad en mantener su alineamiento
ya que el montaje del compuesto se
efectuó a mano y las fibras no eran evidentes en
el prototipo parcial completado. En la práctica
actual, pueden colocarse fibras unidireccionales
dentro del trenzado insertándolas en el manguito
o sobretrenzando el manguito sobre las fibras.
La preforma de válvula prototipo parcial del
ejemplo, tuvo una forma generalizada y no la
forma adecuada para emplear con un motor en
particular. En la práctica real, la válvula acabada
sería dimensionada cuidadosamente para ser
empleada en un motor particular.
Tampoco se aplicó en el ejemplo en cuestión el
revestimiento del tipo CVD empleado en la fabricación
de las válvulas acabadas de esta invención
y no se efectuó por lo tanto ningún acabado de
superficie de un revestimiento de esta naturaleza.
Estos pasos se consideran convencionales y no fueron
considerados necesarios para demostrar los
nuevos aspectos de esta invención.
Además, el procedimiento de la invención tal
como se ha descrito produce una válvula de
sección transversal circular en todas partes; sin
embargo pueden obtenerse válvulas de otra clase
de sección transversal.