ES2205643T3 - Maquina de colada a presion de camara caliente. - Google Patents

Abstract

Máquina de colada a presión de cámara caliente provista de un depósito (26) de colada dispuesto en un baño metálico contenido en un crisol (11) móvil con un tubo de ascensión con una embocadura y un inyector (29) colocado sobre la anterior así como con dos dispositivos (14) de accionamiento orientados con sus ejes paralelos al inyector, que están unidos por un lado con un travesaño de un soporte de la máquina destinado al crisol (11) y por el otro con la placa (8) fija del molde de una unidad de cierre, en la que se encuentra fija un semimolde (31), cuya boquilla (30) de inyección puede ser comprimida contra la punta (29a) del inyector durante el proceso de inyección, caracterizada porque los dispositivos (14) de accionamiento están configurados por accionamientos lineales accionados por servomotores (17), cuya velocidad de avance puede ser regulada.

Description

Máquina de colada a presión de cámara caliente.

La invención se refiere a una máquina de colada a presión de cámara caliente, provista de un depósito de colada dispuesto en un baño metálico contenido en un crisol móvil con un tubo de ascensión con una embocadura y un inyector colocado sobre la anterior así como con dos dispositivos de accionamiento orientados con sus ejes paralelos al inyector, que están unidos por un lado con un travesaño de un soporte de la máquina destinado al crisol y por el otro con la placa fija del molde de una unidad de cierre, en la que se encuentra fija un semimolde, cuya boquilla de inyección puede ser comprimida contra la punta del inyector durante el proceso de inyección.

En las máquinas de colada a presión de cámara caliente conocidas y que se pueden encontrar en el mercado, como por ejemplo las fabricadas y comercializadas por la empresa solicitante (Frech máquina automática de colada a presión DAW 805 etiqueta de impresión 06.94 KK), para lograr la aproximación y el apriete de la boquilla de inyección contra el inyector, presentan un accionamiento hidráulico en forma de dos cilindros hidráulicos dispuestos paralelos entre sí, que respectivamente actúan a ambos lados del molde sobre sus placas, que por el lado opuesto a la placa del molde están unidos con un travesaño del soporte de la máquina que cubre el horno y el crisol. Esta configuración está prevista de este modo para permitir aproximar y posicionar la boquilla de inyección del molde contra el inyector con una velocidad de avance definida a través de los accionamientos hidráulicos. Gracias a accionamientos de este tipo, durante el proceso de inyección también puede mantenerse la elevada fuerza de compresión requerida. Una cierta desventaja reside en que los cilindros hidráulicos que por lo general se extienden en dirección horizontal por encima del horno se recalientan, por lo tanto debe asumirse que la regulabilidad queda afectada debido a la viscosidad cambiante del aceite utilizado en los cilindros.

Para el cierre de los moldes en máquinas de colada a presión también ya se ha dado a conocer el utilizar un accionamiento eléctrico para un husillo (véase el documento AT-PS 292 222). Puesto que los moldes de máquinas de colada a presión de plástico y también aquellos de las máquinas de colada a presión de cámara fría no están dispuestos directamente en la zona del crisol o del horno, que contiene la colada de metal caliente, existen menos problemas para la utilización de motores eléctricos que para el caso de los de dispositivos de accionamiento de aproximación y separación de la boquilla de inyección en máquinas de colada a presión de cámara caliente, en las que estos accionamientos deben estar dispuestos forzosamente directamente en la zona de la colada caliente.

La invención se plantea el problema de proponer los dispositivos de accionamiento para la aproximación del molde al inyector de modo que se consiga una regulación del avance lo más optimizada posible en tiempo y sensibilidad.

El problema es resuelto por medio de una máquina de colada a presión de cámara caliente del tipo descrito al inicio en la que los dispositivos de accionamiento están configurados por accionamientos lineales accionados por servomotores, cuya velocidad de avance puede ser regulada. Esta configuración abre la posibilidad de un posicionamiento muy sensible de la boquilla de inyección al inyector del molde y en concreto a velocidades distintas y sin influencia de la viscosidad variante de un aceite. Al mismo tiempo en gran parte se puede alcanzar una elevada velocidad de posicionamiento unida con una aproximación precisa, consiguiendo una mejora considerable respecto a los sistemas hidráulicos conocidos.

De un modo especialmente ventajoso, para evitar la influencia del calor del crisol y del horno está previsto que los ejes de rotación de los servomotores colocados por encima del crisol y del horno estén montados con el accionamiento lineal a través de un reductor de engranajes cónicos y estén orientados aproximadamente en posición vertical. Concretamente, gracias a esta medida los servomotores están dispuestos lo más alejados posible del horno y están colocados en una posición, en la que la su sección transversal expuesta al flujo de calor del horno o del crisol es lo más reducida posible. Al mismo tiempo el reductor de engranajes cónicos situado más cerca del horno ofrece un cierto aislamiento térmico y adicionalmente también puede estar dotado de una capa de aislante. Al mismo tiempo el accionamiento lineal puede estar configurado a modo de accionamiento de husillo y adicionalmente también estar recubierto de un revestimiento refrigerante en toda su longitud. También los servomotores se pueden dotar de una refrigeración por agua. A modo de accionamiento lineal también es concebible el utilizar un accionamiento por cremallera, a pesar de que el accionamiento por husillo se ha constatado como más ventajoso.

Para conseguir un buen funcionamiento del accionamiento por husillo, puede estar previsto un husillo de rodillos o de bolas circulantes conocidos de por sí, cuyo paso finalmente también puede estar configurado autobloqueante, de modo que se evite un avance o retroceso no deseados del accionamiento y que durante el proceso de inyección pueda mantenerse también la presión de cierre necesaria. Naturalmente también pueden preverse dispositivos de bloqueo adecuados. Adicionalmente los pares de carga de los motores están regulados de tal modo que quede garantizado un cierre eficaz entre la boquilla de inyección y la punta del inyector.

En una variante de la invención los servomotores pueden ser accionados a distintas velocidades, configurándose la disposición de tal modo que la velocidad de avance del accionamiento se reduzca de forma considerable respecto a la velocidad de alimentación poco antes de la entrada en contacto con la punta del inyector. De este modo es posible el acercar el cuello de la colada finamente regulado sobre la punta del inyector. De este modo puede evitarse de forma considerable un desgaste en este punto. La punta del inyector está templada de un modo conocido y entra en contacto con la boquilla de inyección en un área muy reducida. En caso de un golpe demasiado fuerte puede dañarse la punta del inyector lo cual se evita gracias a la configuración según la invención.

A continuación se explica más detalladamente la invención sobre la base de un ejemplo de realización representada en los dibujos. Las figuras muestran:

La Fig. 1, una vista esquemática por encima de una máquina de colada a presión de cámara caliente según la invención,

La Fig. 2, una representación ampliada, parcialmente interrumpida, de la zona del horno móvil con los dispositivos de accionamiento y las placas de molde fijas,

La Fig. 3, un corte a través del dispositivo de la Fig. 2 a lo largo de la línea III-III,

La Fig. 4, una vista del dispositivo de la Fig. 2 en el sentido de la flecha IV.

En la Fig. 1 se muestra una máquina de colada a presión de cámara caliente en la que en un bastidor 1 configurado a modo de soporte de la máquina y por encima de una base 2 de la máquina en la parte izquierda está dispuesta la parte 3 de cierre de la máquina con las columnas 4 de guiado para una placa 5 móvil de sujeción del molde con un accionamiento 6 de desplazamiento y un mecanismo 7 de palanca articulada conocido en sí mismo y una placa 8 de sujeción del molde fija. Esta placa 8 de sujeción del molde fija está subordinada a un horno 10 con un crisol 11 desplazable sobre guías 9 (véase la Fig. 4) que está recubierto por una travesaño 12. En el travesaño (véanse Figs. 2 y 3) se encuentra fijada la carcasa 13 cilíndrica exterior de dos accionamientos 14 por husillo dispuestos paralelos entre sí. Además, un reductor 15 de engranajes cónicos está unido fijo con la carcasa 13 que presenta un husillo 16 configurado a modo de husillo de rodillos o bolas circulantes que se introduce en la carcasa por el centro de la misma. Este husillo 16 es accionado por un servomotor 17 eléctrico, cuyo eje 18 de giro está orientado aproximadamente perpendicular a la superficie 10a del horno 10 (véase Fig. 4) y con ello está orientado aproximadamente vertical a la superficie 19 de apoyo de la máquina de colada a presión de cámara caliente. Al mismo tiempo los dos servomotores 17 están regulados de forma sincronizada entre sí, de modo que la placa 5 del molde puede ser desplazada exactamente paralela. Un impulso de fuerza diferenciado por parte de los dos accionamientos por husillo queda descartado.

Con el husillo 16 se encuentra engranada una tuerca 21 para el husillo equipada con una rosca adaptada al husillo 16 - véase Fig. 3 - que con un vástago 22 de la rosca penetra en la placa 8 fija de sujeción del molde a través de una abertura 23 de una brida 24 lateral y se encuentra fijada en este punto por medio de una tuerca 25. Por ello, cuando el husillo 16 gira se produce un movimiento relativo entre el horno y su crisol 11 equipados con el travesaño 12 y la placa 8 fija de sujeción del molde.

Tal como se puede observar en la Fig. 2, un depósito 26 de colada que se sumerge de un modo conocido en el crisol 11, es impulsado con un accionamiento 27 de pistón para un pistón no mostrado en detalle que se hunde dentro del depósito 26 de colada desde arriba pasando a través del travesaño 12. Este depósito 26 de colada presenta un tubo de ascensión en la parte que se encuentra dentro de la colada contenida en el crisol 11, que desde el final del depósito de colada conduce hacia arriba aproximadamente paralelo al depósito 26 de colada y en su desembocadura presenta un inyector 29 sobrepuesto. Este inyector 29 en la posición de la máquina de colada a presión según las Figs. 2 y 3 se encuentra unido por su punta 29a con la boquilla 30 de inyección del molde 31 representado sólo de forma esquemática y es mantenido en esta posición durante todo el tiempo que el metal líquido sea comprimido dentro del molde partiendo del depósito 26 de colada a través del tubo de ascensión y a través del inyector 29. Luego el molde 31 es apartado hacia la izquierda desde el inyector 29 y no es nuevamente llevado a la posición según la Fig. 2 hasta que se realice un nuevo proceso de inyección a presión. Con este fin el husillo 16 es girado por medio de los servomotores 17, de modo que la tuerca 21 para el husillo sale de la carcasa 13 hacia la izquierda, de modo que la distancia entre la boquilla 30 de inyección refrigerada y la punta 29a caliente de la boquilla es lo suficientemente grande para conseguir un puente de aire aislante entre los dos elementos constructivos. Gracias a esta medida puede ser regulada la posición de la zona de colada del metal que está solidificando. La carrera y la velocidad de posicionamiento están dimensionados de tal modo que no existan perdidas de tiempo de ciclo.

La carrera total del movimiento de separación se utiliza para equipar y reparar el inyector 29, el depósito 26 de colada y la punta 29a del inyector y para los conjuntos necesarios en esta zona para el proceso.

Tal como muestran las figuras y como se ha descrito, los ejes 18 de les servomotores 17 están dispuestos aproximadamente en posición vertical, y los servomotores están montados con el husillo 16 a través de un reductor 15 de engranajes cónicos. Así esta configuración permite que los servomotores 17 eléctricos se encuentren lo más alejados posible de la superficie 10a del horno 10 y del crisol. Por ello se puede descartar en gran parte la influencia del calor del horno, pudiéndose utilizar de este modo servomotores eléctricos que pueden ser regulados de manera muy precisa a distintos niveles de velocidad, como accionamiento para el cierre y la abertura de la boquilla, también para los extremos modos de funcionamiento de una máquina de colada a presión de cámara caliente. Por medio de servomotores 17 refrigerados por agua y chapas 35 conductoras del calor adicionales y una camisa 36 refrigerante integrada se reduce de tal modo la radiación de calor del horno que ésta no representa desventaja alguna para el funcionamiento de los accionamientos.

Además también es posible acondicionar el reductor 15 de engranajes cónicos de forma aislante del calor, por ejemplo proveyéndolo de un aislante térmico por la parte exterior, de modo que además los reductores 15 de engranajes cónicos que se encuentran por delante de los servomotores 17 en la dirección del flujo de calor puedan actuar como una protección para los servomotores 17 y de sus conexiones 32 eléctricas, las cuales están dispuestas en el extremo superior más externo de los servomotores 17 y con ello también se encuentran lo más alejadas posible de la fuente de calor.

Con el tipo de accionamiento elegido también es posible empezar acercando la boquilla 30 de inyección al inyector 29 de forma muy rápida, pero luego realizar la aproximación a la punta 29a del inyector de forma muy lenta y sensible por medio de una reducción oportuna de la velocidad de avance, para evitar cualquier daño en la punta de la boquilla o en el molde. Esto se puede lograr gracias a una regulación de los dos accionamientos de los husillos, que al aproximarse (y también al separarse) utilizan la llamada frenada puntual sobre el punto de contacto. Para ello el punto de contacto es determinado en un movimiento de búsqueda. Luego se genera la fuerza de apriete regulable por medio de una regulación del par motor de los motores. Así este dispositivo permitiría ajustar la fuerza de apriete (entre el inyector y la boquilla de inyección) a la fuerza necesaria de inyección para la colada en el molde y realizar este ajuste a través de una fórmula matemática.

La rosca del husillo 16 y la contrarosca 20 de la tuerca 21 para el husillo pueden estar diseñadas autobloqueantes. Por ello, tras el posicionamiento de la boquilla 31 de inyección sobre la punta 29a del inyector y la desconexión de un accionamiento, el inyector 29 puede ser mantenido quieto de forma estable en su posición de trabajo, debiendo naturalmente estar la rosca de accionamiento diseñada para las elevadas fuerzas que son de esperar durante el proceso de inyección. Los pares de carga de los motores se regulan adicionalmente de tal forma que se garantice un cierre seguro entre la boquilla de inyección y la punta del inyector.

Claims (11)

1. Máquina de colada a presión de cámara caliente provista de un depósito (26) de colada dispuesto en un baño metálico contenido en un crisol (11) móvil con un tubo de ascensión con una embocadura y un inyector (29) colocado sobre la anterior así como con dos dispositivos (14) de accionamiento orientados con sus ejes paralelos al inyector, que están unidos por un lado con un travesaño de un soporte de la máquina destinado al crisol (11) y por el otro con la placa (8) fija del molde de una unidad de cierre, en la que se encuentra fija un semimolde (31), cuya boquilla (30) de inyección puede ser comprimida contra la punta (29a) del inyector durante el proceso de inyección, caracterizada porque los dispositivos (14) de accionamiento están configurados por accionamientos lineales accionados por servomotores (17), cuya velocidad de avance puede ser regulada.

2. Máquina de colada a presión de cámara caliente según la reivindicación 1, caracterizada porque los dos dispositivos (14) de accionamiento están regulados de forma sincronizada.

3. Máquina de colada a presión de cámara caliente según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque como accionamientos lineales están previstos husillos de accionamiento.

4. Máquina de colada a presión de cámara caliente según la reivindicación 1, provista de dispositivos de accionamiento que están dispuestos por encima del horno (10) que contiene al crisol (11), caracterizada porque los ejes (18) de rotación de los servomotores (17) están montados con el accionamiento (16, 20) lineal a través de un reductor (15) de engranajes cónicos y están orientados aproximadamente en dirección vertical.

5. Máquina de colada a presión de cámara caliente según la reivindicación 4, caracterizada porque el reductor (15) de engranajes cónicos está dotado de un aislamiento térmico.

6. Máquina de colada a presión de cámara caliente según la reivindicación 5, caracterizada porque para el aislamiento térmico están previstas unas chapas (35) conductoras del calor que envuelven los dispositivos (14) de accionamiento y los reductores (15) de engranajes cónicos.

7. Máquina de colada a presión de cámara caliente según la reivindicación 5, caracterizada porque los dispositivos (14) de accionamiento están provistos con una camisa (36) refrigeradora integrada.

8. Máquina de colada a presión de cámara caliente según la reivindicación 3, caracterizada porque el accionamiento (14) por husillo está provisto de un husillo (16) de rodillos o de bolas circulantes.

9. Máquina de colada a presión de cámara caliente según la reivindicación 8, caracterizada porque el paso de la rosca del husillo (16) de rodillos o de bolas circulantes y la contrarosca (20) están configurados autobloqueantes.

10. Máquina de colada a presión de cámara caliente según la reivindicación 1, caracterizada porque los servomotores están diseñados y se pueden regular de tal modo que la velocidad de avance de la boquilla (31) de inyección se reduzca respecto a la velocidad de aproximación poco antes de la entrada en contacto con la punta (29a) del inyector y porque a continuación sólo actúen los pares motor regulados al máximo a modo de fuerza de apriete sobre el cierre de los inyectores.

11. Máquina de colada a presión de cámara caliente según la reivindicación 10, caracterizada porque para la regulación de la velocidad de avance de la boquilla (31) de inyección durante la aproximación y la separación, está prevista la denominada frenada puntual en el punto de entrada en contacto, que se determina mediante un movimiento de búsqueda.