ES2256755T3 - Aparato para fabricar elementos de aleaciones de aluminio o aleaciones ligeras. - Google Patents
Aparato para fabricar elementos de aleaciones de aluminio o aleaciones ligeras.Info
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Abstract
Un aparato para fabricar elementos hechos de aluminio, aleaciones de aluminio, aleaciones ligeras y similares, comprendiendo, sobre una placa (1), un molde inferior (2) y por lo menos un molde superior (3), un conducto (10) para introducir metal líquido que está conectado a un horno (11), llegando dicho conducto de entrada de metal líquido (10) desde debajo a través de la placa (1) y conduciendo al interior de dicho molde inferior (2), de manera que dicho molde inferior (2) forma por lo menos una huella inferior (20), que tiene por lo menos una porción cóncava (23) para introducir una cantidad de metal líquida, existiendo por lo menos un tapón macho (8) asociado con el citado molde superior (3), de modo que dicho por lo menos un tapón superior (8) está adaptado para moverse con respecto a dicho molde superior (3) y formando una impresión superior (25) que puede acoplarse a dicha por lo menos una huella inferior (20) a fin de determinar la forma del elemento (21) que está siendo fundido, pudiéndose cerrar sobre dicho molde inferior (2) y estando adaptado dicho por lo menos un tapón macho (8) para cerrar dicha forma y actuar como un elemento de control de flujo para la abertura (24) que proporciona una conexión a dicho conducto de entrada (10), caracterizado por el hecho de que además comprende por lo menos una abertura de rebosamiento (22) que conecta dicho conducto de entrada (10) a dicha por lo menos una porción cóncava (23) para introducir en la misma una cantidad de metal líquido que se dosifica para que rebose y que es una función directa de la geometría de dicha porción cóncava (23).
Description
Aparato para fabricar elementos de aleaciones de
aluminio o aleaciones ligeras.
El presente invento hace referencia a un aparato
para fabricar elementos hechos de aluminio, aleaciones de aluminio,
aleaciones ligeras y similares.
Se sabe que para la fundición moldeada de
elementos hechos de aluminio, aleaciones de aluminio, aleaciones
ligeras y similares, se utiliza una técnica de fundición conocida
como fundición a baja presión, en la cual el metal líquido se vierte
desde el horno a través de un conducto para introducir el metal
líquido que sale hacia arriba del molde formado por dos o más
piezas.
Una vez completado el llenado del molde, el metal
líquido debe solidificarse, lo cual sucede normalmente en un tiempo
relativamente largo, además de formarse un bebedero relativamente
grande en el canal de entrada del metal líquido.
Este tipo de fundición tiene el inconveniente de
requerir largos periodos de fundido, además de un derroche de
material determinado por el bebedero y al hecho de que el elemento
fundido tiene una estructura que apenas está compactada, debido a
que la fundición se produce a baja presión.
De acuerdo con lo descrito en el documento
WO-02/089625 del mismo solicitante, supuestamente
aquí incorporado como referencia, y que es importante como indicador
del estado de la técnica en virtud del Art. 54(3) EPC, se
describe una técnica de fundición que permite producir elementos, en
particular punteras de zapato, con una estructura particularmente
compacta que surge por el hecho de que las dos partes del molde que
forman el modelo del elemento fundido están cerradas entre sí
mediante una acción de apriete, con lo cual se consigue una
compactación del material y una considerable uniformidad
estructural, al tiempo que se evita la formación de bebedero, con
los consiguiente ventajas en lo que respecta al tiempo de
fundición.
En esta solución era necesario proporcionar una
dosificación relativamente precisa del metal líquido y por
consiguiente era necesario disponer de un dispositivo dosificador
que permitiese introducir cantidades dosificadas de material.
Aun cuando esta solución es válida en muchos
aspectos, resultaba relativamente compleja desde un punto de vista
constructivo.
Se conoce un aparato con las características que
figuran en el preámbulo de la reivindicación 1, a través de la
patente WO-00/45979.
De hecho, el propósito del invento es resolver
los anteriores problemas, proporcionando un aparato y un método para
fabricar elementos de aluminio, aleaciones de aluminio, aleaciones
ligeras y similares, que permite fundir elementos que tengan una
estructura muy compacta sin, no obstante, tener que usar un
dispositivo dosificador para introducir el metal líquido, que por
contra en la práctica es dosificado automáticamente por el
aparato.
Con este propósito, un objeto del invento es
proporcionar un aparato y un método que permita producir elementos
sin bebedero y con tiempos considerablemente más cortos para obtener
la fase de
solidificación.
solidificación.
Otro objeto del presente invento es proporcionar
un aparato que proporcione, en una simple operación de fundición,
una serie de piezas que opcionalmente puedan ser distintas entre sí,
obteniendo la dosificación correcta para cada pieza fundida.
Otro objeto del presente invento es proporcionar
un aparato y un método que en virtud de sus especiales
características constructivas sea capaz de dar las máximas garantías
de fiabilidad y seguridad en el empleo.
Otro objeto del presente invento es proporcionar
un aparato y un método que puede ser obtenido fácilmente empezando
por elementos y materiales usualmente disponibles en el mercado y
que también sea competitivo desde un punto de vista puramente
económico.
Dicho propósito, así como estos y otros objetos
que resultarán más evidentes a continuación, se conseguirán mediante
un aparato para fabricar elementos hechos de aluminio, aleaciones de
aluminio, aleaciones ligeras y similares de acuerdo con el invento,
tal como aparece en las reivindicaciones 1 y 9 adjuntas.
Otras características y ventajas se pondrán de
manifiesto a partir de la descripción detallada de un aparato para
fabricar elementos hechos de aluminio, aleaciones de aluminio,
aleaciones ligeras y similares, presentados únicamente a modo de
ejemplo no limitativo en los dibujos adjuntos, en los cuales:
La figura 1 es una vista esquemática en sección
del aparato, tomada a lo largo de un plano vertical, durante la fase
inicial de la fundición;
La figura 2 es una vista ilustrativa de la fase
de introducción de metal líquido en el molde inferior;
La figura 3 es una vista ilustrativa de la fase
para dosificar el metal líquido;
La figura 4 es una vista ilustrativa de la fase
para cerrar el molde superior del molde sobre el molde inferior;
La figura 5 es una vista en planta esquemática de
un molde con tres huellas; y
La figura 6 es una vista esquemática de una
puntera de zapato que puede obtenerse con el aparato de acuerdo con
el invento.
Con referencia a las figuras, el aparato para
fabricar elementos hechos de aluminio, aleaciones de aluminio,
aleaciones ligeras y similares, de acuerdo con el invento, comprende
una placa, indicada generalmente con el número de referencia 1,
sobre la cual hay un molde inferior 2 con el que coopera un molde
superior 3; dicho molde superior puede realizar un movimiento de
traslación hacia y desde el molde inferior.
También existe un conducto 10 para introducir
metal líquido, el cual llega desde abajo a partir de un horno 11 de
metal líquido que, preferiblemente, es de tipo presurizado; el
conducto 10 pasa a través de la placa, donde se encuentran medios
habituales de calefacción 12, hasta que sale por las huellas 20
existente en el molde inferior.
En el ejemplo específico representado, existen
tres huellas inferiores uniformemente distribuidas en la periferia
alrededor del conducto de entrada 10 y están conectadas al mismo a
modo de aberturas 22 que forman en la practica, tal como se explica
a continuación, aberturas para que rebose el metal líquido.
La huella inferior 20 tiene por lo menos una
porción cóncava 23 que permite introducir en la misma una cantidad
de metal líquido que es una función directa de la geometría de la
porción cóncava; por consiguiente, introduciendo metal líquido y
haciendo que suba a través del conducto, en virtud de una acción de
presión aplicada por el horno, es posible llenar las regiones o
porciones cóncavas 23 con una cantidad de metal líquido que
prácticamente está dosificada.
Es posible proporcionar sensores de nivel 30 para
detener la subida de metal líquido o bien es opcionalmente posible
predeterminar el tiempo y la presión aplicada al metal líquido a fin
de conseguir un rebosamiento dosificado de dicho metal líquido.
Una vez han sido llenadas las regiones cóncavas,
el nivel de metal líquido vuelve a bajar (figura 3), a fin de
proporcionar una precisa dosificación del metal en función de la
posición de las aberturas de rebosamiento 22 que forman la región
para que rebose el metal líquido dentro de las regiones cóncavas
23.
Hay por lo menos un tapón macho 8 conectado al
molde superior 3, pudiéndose mover con respecto al molde superior 3,
y que forma huellas superiores 25, que en cooperación con las
correspondientes huellas inferiores 20 dan la forma del elemento que
está siendo fundido. El ejemplo específico ilustra una puntera 21
para zapatos de seguridad.
Una importante particularidad del invento
consiste en que una vez cerrado el molde superior 3 sobre el molde
inferior 2, y después de haber dosificado el metal líquido, el
pistón 8, que se mueve con respecto al molde superior 3, cierra la
abertura 24 para conectar al conducto de entrada de metal líquido
10, consiguiendo así una clara separación con respecto a la columna
de metal líquido, lo cual además, para conseguir la dosificación, ha
sido hecha para bajar en el canal 10, a fin de colocar la superficie
líquida del líquido preferiblemente en la región calentada.
El movimiento del tapón macho 8 con respecto al
molde superior 3 aplica presión al metal líquido, produciendo una
especial compactación de dicho metal y obteniéndose así piezas que
tienen una considerable uniformidad estructural y resistencia
mecánica mejorada.
También se ha observado que la especial solución
adoptada, en que la dosificación del metal se produce
sustancialmente por la forma de la huella inferior y más
particularmente por la porción cóncava de la porción inferior,
permite disponer alrededor del mismo canal de entrada huellas que
sean diferentes entre sí y en las que el metal líquido siempre es
dosificado correctamente, pudiendo ser diferente dicha dosificación
en cada huella.
Debe observarse que con esta forma de realización
antes descrita, es posible introducir una cantidad dosificada de
metal líquido en las varias huellas, sin tener que recurrir a
operaciones especiales, sino simplemente dejando que rebose el metal
líquido que llega por el conducto de entrada y llevando dicho metal
líquido a un límite predeterminable que puede establecerse
directamente mediante un sensor de nivel 30, tal como se ha
representado, o bien opcionalmente utilizan el tiempo en que se
aplica presión al metal líquido, dado que dicha presión hace que
suba y por tanto se introduzca en los diversos huecos.
De lo que se ha descrito antes, es evidente que
el invento consigue el propósito y los objetos previstos, y se pone
especialmente de manifiesto el hecho de que el tapón macho forma, en
la práctica, un elemento de control de flujo que cierra la abertura
en conexión con el conducto de entrada de metal líquido, evitando la
formación de bebedero y también generado presión sobre el metal
líquido que está solidificándose, lo cual ayuda a conseguir un
producto con características estructurales y mecánicas de alto
nivel.
El invento así concebido es susceptible de
numerosas modificaciones y variaciones, todas las cuales se hallan
dentro del ámbito de las reivindicaciones adjuntas.
Todos los detalles pueden además ser sustituidos
por otros elementos técnicamente equivalentes.
En la práctica, los materiales empleados, así
como las formas y dimensiones respectivas pueden ser cualesquiera en
función de las necesidades.
Claims (9)
1. Un aparato para fabricar elementos hechos de
aluminio, aleaciones de aluminio, aleaciones ligeras y similares,
comprendiendo, sobre una placa (1), un molde inferior (2) y por lo
menos un molde superior (3), un conducto (10) para introducir metal
líquido que está conectado a un horno (11), llegando dicho conducto
de entrada de metal líquido (10) desde debajo a través de la placa
(1) y conduciendo al interior de dicho molde inferior (2), de manera
que dicho molde inferior (2) forma por lo menos una huella inferior
(20), que tiene por lo menos una porción cóncava (23) para
introducir una cantidad de metal líquida, existiendo por lo menos un
tapón macho (8) asociado con el citado molde superior (3), de modo
que dicho por lo menos un tapón superior (8) está adaptado para
moverse con respecto a dicho molde superior (3) y formando una
impresión superior (25) que puede acoplarse a dicha por lo menos una
huella inferior (20) a fin de determinar la forma del elemento (21)
que está siendo fundido, pudiéndose cerrar sobre dicho molde
inferior (2) y estando adaptado dicho por lo menos un tapón macho
(8) para cerrar dicha forma y actuar como un elemento de control de
flujo para la abertura (24) que proporciona una conexión a dicho
conducto de entrada (10), caracterizado por el hecho de que
además comprende por lo menos una abertura de rebosamiento (22) que
conecta dicho conducto de entrada (10) a dicha por lo menos una
porción cóncava (23) para introducir en la misma una cantidad de
metal líquido que se dosifica para que rebose y que es una función
directa de la geometría de dicha porción cóncava (23).
2. El aparato de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que comprende, en dicho molde
inferior (2), múltiples huellas inferiores (20) que están conectadas
individualmente a dicho conducto de entrada de metal líquido
(10).
3. El aparato de acuerdo con las reivindicaciones
anteriores, caracterizado por el hecho de que comprende
sensores de nivel (30) para controlar la subida de metal líquido en
dicho conducto de entrada (10) a un nivel que es superior al nivel
de dicha abertura de conexión (24) para controlar el rebosamiento de
metal líquido.
4. El aparato de acuerdo con una o más de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de
que está adaptado para dosificar dicho metal líquido mediante el
rebosamiento con respecto a dicha abertura de conexión (24).
5. El aparato de acuerdo con una o más de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de
que el nivel de metal líquido en dicho conducto de entrada de metal
líquido (10) puede controlarse ajustado los valores de tiempo y
presión dentro de dicho horno.
6. El aparato de acuerdo con una o más de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de
que el cierre de dicho tapón macho (8) sobre la correspondiente
huella inferior (20) de dicho molde inferior (2) sirve para aplicar
presión al metal líquido introducido en dicha porción cóncava.
7. El aparato de acuerdo con una o más de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de
que las citadas huellas inferiores (20) formadas en dicho molde
inferior (2) están adaptadas para proporcionar dosificaciones de
metal líquido independientemente una de otra.
8. Un método para fabricar elementos hechos de
aluminio, aleaciones de aluminio, aleaciones ligeras y similares de
acuerdo con la reivindicación 1, comprendiendo dicho método las
fases de:
- -
- cerrar dicho por lo menos un molde superior (3) sobre dicho molde inferior (2);
- -
- dosificar una cantidad de metal líquido al introducirlo en dicha por lo menos una porción cóncava (23) a modo de rebosamiento de metal líquido con respecto a por lo menos una abertura de rebose (22) que conecta la porción cóncava (23) a dicho conducto de entrada (10), siendo la cantidad de rebosamiento dosificada una función directa de la geometría de dicha porción cóncava (23); y
- -
- mover dicho por lo menos un tapón macho (8) para cerrar la citada forma y para actual como un elemento de control de flujo para la abertura (24) que proporciona una conexión al mencionado conducto de entrada (10).
9. El método de acuerdo con la reivindicación 8,
en que la dosificación comprende las fases de:
- -
- controlar la subida y el nivel de metal líquido presurizado en el conducto de entrada (10); y
- -
- una vez se ha llenado por lo menos una porción cóncava (23) con la cantidad dosificada de rebose de metal líquido, bajar el nivel de líquido dentro del conducto de entrada (10).
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