ES2284630T3 - Procedimiento y aparato de compresion para arena de fundicion. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para moldear arena en un espacio de moldeo a fin de moldear un molde de arena, en donde el espacio de moldeo está definido por una placa portamodelos ajustada horizontalmente (10a, 10b) que tiene un modelo, un marco auxiliar inferior verticalmente desplazable (16a, 16b) para rodear dicha placa portamodelos, una caja de moldeo verticalmente desplazable (18) colocada sobre dicho marco auxiliar inferior para rodear el modelo, un marco de relleno verticalmente desplazable (20) colocado sobre dicha caja de moldeo, y un mecanismo compactador verticalmente desplazable (22) colocado sobre dicho marco de relleno de manera que una parte inferior de dicho mecanismo compactador se puede insertar en dicho marco de relleno, comprendiendo dicho procedimiento las fases de: introducir la arena de moldeo en el espacio de moldeo; hacer descender dicho mecanismo compactador (22) para compactar la arena de moldeo que está en el espacio de moldeo a fin de realizar una primera prensadura en una condición en la que al menos dicho marco auxiliar inferior (16a, 16b) no puede descender; continuar haciendo descender más dicho mecanismo compactador (22) para seguir compactando la arena de moldeo que está en el espacio de moldeo a fin de realizar una segunda prensadura en una condición en la que dicho marco auxiliar inferior (16a, 16b) y dicha caja de moldeo (18) pueden descender; separar dicha caja de moldeo (18) con el molde de arena moldeado dentro de dicha placa portamodelos (10a, 10b); y retirar dicha caja de moldeo separada (18).

Description

Procedimiento y aparato de compresión para arena de fundición.

Campo y antecedentes de la invención

La presente invención se refiere en general a un procedimiento y a un aparato para moldear arena en un espacio de moldeo a fin de moldear un molde de arena, y en concreto se refiere a un procedimiento y a un aparato para compactar arena de moldeo que se introduce en un espacio de moldeo y retirar el molde de arena moldeado del espacio de moldeo.

Se conoce un procedimiento tradicional para moldear un molde de arena compactando o prensando arena de moldeo que se introduce en un espacio de moldeo definido por una placa portamodelos, una caja de moldeo y pisones. En este procedimiento, la arena de moldeo se compacta mientras que la placa portamodelos y los pisones se ponen en contacto mutuo. Como tal procedimiento necesita cilindros grandes para mover verticalmente la placa portamodelos, se debe aumentar en proporción la altura de la máquina de moldeo que los usa. Por tanto, se necesita un medio para permitir la instalación de la máquina más grande resultante. Por ejemplo, se debe proporcionar un foso en el suelo.

También está disponible otro proceso de moldeo a presión con un marco auxiliar inferior. En este proceso, se introduce arena de moldeo en un espacio de moldeo definido por una caja de moldeo, una placa portamodelos y un marco auxiliar inferior. Después, un cabezal situado en la posición superior (cabezal superior) y un cabezal situado en la posición inferior (cabezal inferior), accionados mediante unos cilindros correspondientes, compactan la arena de moldeo que está en el espacio de moldeo. Este proceso de moldeo incluye un procedimiento para retirar un molde de arena del espacio de moldeo. En este proceso, se hace descender el cabezal inferior para retirar el modelo del molde de arena, y después se eleva el cabezal superior. La caja de moldeo se retira después de su condición fija con un mecanismo de sujeción-suelta. La caja de moldeo, que se ha usado para moldear el molde de arena, se mueve a la siguiente estación mediante un transportador. La retirada del molde de arena se realiza cuando los cilindros del cabezal inferior están completamente extendidos.

Sin embargo, cuando se retira el modelo del molde de arena surge un problema. A saber, la retirada del molde de arena es poco precisa. Esto hace que la superficie del molde se hunda y por tanto se produce un molde defectuoso.

Normalmente, otros procedimientos tradicionales para retirar un molde de arena también usan cilindros. La retirada se realiza cuando los cilindros están extendidos. Como a los pernos de guía, asociados con los cilindros, les puede faltar rigidez, ocurre a menudo que falla la retirada del molde de arena. Lamentablemente, un perno de guía con suficiente rigidez tiene un diámetro más grande y por tanto aumenta su coste.

En una máquina de moldeo convencional, para formar un molde de arena en una caja de moldeo, se introduce arena de moldeo en un espacio definido por una placa portamodelos, una caja de moldeo y un marco de relleno, en donde la caja de moldeo y el marco de relleno se solapan con la parte superior de la placa portamodelos y entonces la arena de moldeo que se ha introducido se alisa raspándola. Una placa prensadora plana o pies de prensadura plurisegmentados compactan la arena de moldeo alisada.

Sin embargo, el alisamiento de la arena de moldeo hace que se derrame una cantidad relativamente grande de arena de moldeo. Además, con la placa prensadora plana, la compactación no es uniforme entre la parte superior del modelo de la placa portamodelos y su parte inferior. En concreto, la compactación de la parte inferior del modelo puede ser insuficiente. Con los pies de prensadura plurisegmentados, como la superficie superior del molde de arena, según se ha hecho, no es plana, se debe pulir su superficie rugosa una vez completado el proceso de moldeo. Esto puede hacer que se desperdicie arena de moldeo.

En la GB 2 031 767 A se describe un procedimiento y una máquina de moldeo para moldear un molde de arena en un espacio de moldeo definido por una placa portamodelos fija que tiene un modelo que se apoya en un soporte de placa portamodelos de una plataforma prensadora inferior que puede elevarse con un cilindro hidráulico, una caja de moldeo que rodea el modelo, un marco de relleno colocado por encima de la caja de moldeo y una plataforma prensadora superior que puede hacerse que descienda con unos segundos cilindros hidráulicos. La placa portamodelos y la placa prensadora plana superior pueden insertarse en la caja de moldeo o en el marco de relleno, respectivamente, ejerciendo una fuerza a presión. Después de llenar el espacio de moldeo, definido por la placa portamodelos, la caja de moldeo, el marco de relleno y la placa prensadora superior, la plataforma prensadora somete la arena de moldeo a una prensadura preliminar desde abajo mientras que la placa prensadora superior se mantiene parada, insertando así la placa portamodelos en la caja de moldeo, y después haciendo descender la placa prensadora superior hasta el marco de relleno. En la fase siguiente, la caja de moldeo y el marco de relleno se elevan mediante un movimiento de accionamiento sincrónico de los pistones de los cilindros superior e inferior hasta que el borde inferior de la caja de moldeo se pone al mismo nivel que el lado superior de la placa portamodelos. En una fase final, los pistones superior e inferior se controlan de manera que siguen de manera sincrónica el movimiento de prensado adicional del soporte de la placa portamodelos. La arena de moldeo puede someterse a una oscilación armónica o superpuesta durante la prensadura desde abajo. Por tanto, se realiza una primera fase o fase de precompactación (prensadura primaria) desde abajo y una fase de compactación posterior (prensadura secundaria) desde arriba para obtener contornos pronunciados del modelo que está en el molde de arena.

Por la GB-A-1 179 118 se conoce una máquina de moldeo con una caja de moldeo que tiene dos extremos abiertos opuestos, junto con dos marcos de relleno, y es libre para moverse axialmente en correspondencia con una placa de base fija y una placa prensadora o de suplemento, siendo guiada por un pasador central. Antes de llenar la caja de moldeo de arena, ésta se eleva, junto con los dos marcos de relleno, hasta una posición superior mediante una varilla de empuje, y se retiene en esta posición mediante un pasador posicionador y un muelle de control. No se proporciona ningún control de la elevación del marco de relleno inferior a una velocidad predeterminada.

El aparato de moldeo de la patente US 5.348.070 tiene un medio para fluidizar arena de moldeo dentro de un espacio de moldeo una vez introducida la arena de moldeo en dicho espacio de moldeo.

Breve descripción de la invención

Un propósito de la presente invención según se define con sus novedades y mejoras en las reivindicaciones en anexo, es proporcionar un procedimiento de moldeo y un aparato para moldear arena en un espacio de moldeo a fin de moldear un molde de arena en el que la arena de moldeo que se ha introducido en un espacio de moldeo definido por una placa portamodelos, una caja de moldeo y un medio compactador, puede compactarse normalmente hasta obtener una dureza predeterminada sin cilindros grandes (que necesitan, cada uno de ellos un foso para poder instalar la máquina de moldeo) y en el que la arena de moldeo puede retirarse con una gran precisión.

La cantidad de arena de moldeo derramada se reduce de manera significativa y toda la arena de moldeo de un molde de arena se compacta uniformemente, se obtiene una rigidez suficiente y se reducen los costes. Un aspecto de la invención se centra también en introducir la arena de moldeo en el espacio de moldeo.

Breve descripción de los dibujos

Los dibujos que se acompañan, que se incorporan y constituyen una parte de la memoria, ilustran esquemáticamente realizaciones preferidas de la presente invención y junto con la descripción general dada y la descripción detallada de la realización preferida que se da a continuación sirven para explicar los principios de la invención.

La figura 1 es un alzado en corte esquemático del aparato de la primera realización de la presente invención.

Las figuras 1 a 6 son alzados en corte esquemáticos del aparato de la figura 1 para explicar su funcionamiento.

La figura 2 muestra una fase en la que se define un espacio de moldeo para moldear un molde de arena.

La figura 3 muestra la fase en la que se introduce arena de moldeo en el espacio de moldeo.

La figura 4 muestra la fase en la que la arena de moldeo que está en el espacio de moldeo se somete a la prensadura primaria.

La figura 5 muestra la fase en la que la arena de moldeo que está en el espacio de moldeo se somete a la prensadura.

La figura 6 muestra la fase en la que el molde de arena se retira de una placa portamodelos.

La figura 7 es un alzado en corte esquemático del aparato de la segunda realización de la presente invención.

La figura 8 es un alzado en corte esquemático del aparato de la figura 7 para explicar su funcionamiento, donde se define un espacio de moldeo para moldear un molde de arena.

La figura 9 muestra una vista en corte similar a la de la figura 8, pero en la fase en la que la arena de moldeo se introduce mediante aireación.

La figura 10 muestra una vista en corte similar a la de la figura 8, pero en la fase en la que la arena de moldeo que está en el espacio de moldeo se somete a la prensadura primaria.

La figura 11 muestra una vista en corte similar a la de la figura 8, pero en la fase en la que la arena de moldeo que está en el espacio de moldeo se somete a la prensadura secundaria.

La figura 12 muestra una vista en corte similar a la de la figura 8, pero en la fase en la que se retira el molde de arena y se suministra la arena de moldeo.

La figura 13 muestra una vista en corte similar a la de la figura 8, pero en la fase en la que se intercambian dos modelos entre sí.

La figura 14 es un alzado en corte esquemático del portamodelos.

La figura 15 es un alzado en corte esquemático del aparato de la tercera realización de la presente invención.

La figura 16 es un alzado en corte esquemático del aparato de la figura 15 para explicar su funcionamiento, donde se define un espacio de moldeo para moldear un molde de arena.

La figura 17 muestra una vista en corte similar a la de la figura 16, pero en la fase en la que la arena de moldeo se introduce mediante aireación.

La figura 18 muestra una vista en corte similar a la de la figura 16, pero en la fase en la que la arena de moldeo que está en el espacio de moldeo se somete a la prensadura primaria.

La figura 19 muestra una vista en corte similar a la de la figura 16, pero en la fase en la que la arena de moldeo que está en el espacio de moldeo se somete a la prensadura secundaria.

La figura 20 muestra una vista en corte similar a la de la figura 16, pero en la fase en la que se retira el molde de arena y se suministra la arena de moldeo.

La figura 21 muestra una vista en corte similar a la de la figura 16, pero en la fase en la que se intercambian dos modelos entre sí.

La figura 22 muestra una vista ampliada tomada por las flechas A-A de la figura 15.

La figura 23 muestra una vista en corte de una modificación del aparato de la tercera realización, en la que cuatro cilindros están dispuestos para formar un cuadrado.

La figura 24 muestra una vista en corte de otra modificación del aparato de la tercera realización, en la que cuatro cilindros están dispuestos para formar un triángulo.

La figura 25 es un alzado en corte esquemático del aparato de la cuarta realización de la presente invención.

La figura 26 es un alzado en corte esquemático del aparato de la figura 25 para explicar su funcionamiento, donde se define un espacio de moldeo para moldear un molde de arena.

Descripción de las realizaciones preferidas

Con referencia a los dibujos, los mismos elementos o elementos funcionales similares se designan con los mismos números de referencia. En primer lugar, y principalmente con referencia a la figura 1, a continuación se explican los elementos sustancialmente en común y las funciones de los aparatos de las realizaciones de la invención. Como se muestra en la figura 1, una base 2 está fija en un suelo. Una pluralidad de cilindros principales que se extienden hacia arriba (cilindros hidráulicos) 4 están colocados sobre la base 2. Normalmente, se pueden usar dos o cuatro cilindros 4, aunque en la figura 1 se usan dos cilindros opuestos. El par de cilindros principales 4 están provistos de vástagos de pistón 4a, cada uno de los cuales se puede extender hacia arriba. Los extremos distales de los vástagos de pistón 4a están montados en un marco de soporte rígido 6 de manera que las acciones de expansión y repliegue de los cilindros 4 hacen que se mueva verticalmente.

El número 8 cerca de la base 2 designa un cambiador de modelos para cambiar modelos. En la realización de la figura 1, el cambiador de modelos es una plataforma giratoria 8, que se extiende hacia el lado derecho y el izquierdo desde un cilindro principal 4 (el izquierdo en la figura 1) situado en el centro de la plataforma giratoria 8. En la base del cilindro izquierdo, está montado giratoriamente el centro de la plataforma giratoria 8 de manera que puede girar horizontalmente de manera intermitente. Por otro lado, la plataforma giratoria 8, que actúa como cambiador de modelos, puede sustituirse por una plataforma lineal que se mueva linealmente, es decir, que se mueva hacia delante y hacia atrás con respecto a la máquina.

En los dos lados correspondientes de la plataforma giratoria 8, los portamodelos 12a y 12b, que sostienen las placas portamodelos (la placa portamodelos superior y la inferior) 10a y 10b en posiciones sustancialmente horizontales, respectivamente, se apoyan en una pluralidad de muelles, por ejemplo soportes de muelles (no se muestran) de manera que los portamodelos se elevan aproximadamente 5 mm de la base. De este modo, en la base 2 hay un hueco de unos 5 mm entre cada portamodelos y la base 2.

La plataforma giratoria 8 cambia de manera alterna las placas portamodelos 10a, 10b de manera que una se mueve hacia la zona central de la base 2 y la otra se retira. Una pluralidad de tapones de ventilación (no se muestran) están fijados en las superficies superiores de las placas portamodelos 10a, 10b.

Una pluralidad de cilindros levadizos que se extienden hacia arriba 14a, 14b están embebidos en los portamodelos 12a y 12b que están en las periferias de las cuatro esquinas de las placas portamodelos 10a y 10b. Unos marcos complementarios o auxiliares inferiores (resumido: marcos inferiores) 16a y 16b, cada uno de los cuales encierra la periferia de la placa portamodelos correspondiente 10a ó 10b de manera que el marco inferior puede moverse verticalmente o de manera deslizable, están unidos a los extremos distales de los cilindros levadizos 14a, 14b. Las partes superiores de los marcos inferiores 16a y 16b sobresalen ligeramente de las superficies superiores de las periferias de las placas portamodelos 10a y 10b cuando el cilindro correspondiente 14a ó 14b está en su posición extendida, y están sustancialmente al mismo nivel que las superficies superiores de las periferias de las placas portamodelos 10a y 10b cuando el cilindro correspondiente 14a ó 14b está en su posición replegada (ver figura 5). La potencia del cilindro que se eleva verticalmente 14a (ó 14b) es suficiente para elevar el marco inferior 16a (ó 16b) y la caja de moldeo 18 con un molde de arena dentro para retirar así el molde de arena, aunque insuficiente para elevar el cilindro principal correspondiente 4.

El marco de relleno 20, con agujeros de ventilación 32 (figura 2), que se comunica con una cámara de control de descarga (no se muestra), se solapa con la caja de moldeo 18. A continuación se explica en cada una de las descripciones, los modos de sostener el marco de relleno 20. Un mecanismo compactador que se puede mover verticalmente 22 está situado por encima del marco de relleno 20. La parte inferior del mecanismo compactador 22 se inserta verticalmente y de manera deslizable en el marco de relleno 20.

El mecanismo compactador 22 incluye una tolva de arena 34, que se monta a través del centro del marco 6, un elemento prensador, normalmente designado con el número 36 y que cuelga de la parte inferior de la tolva de arena 34 y un mecanismo elevador 38 para mover verticalmente el elemento prensador 36 de manera que compacte la arena de moldeo.

La tolva de arena 34 tiene respectivamente en sus partes superior e inferior una parte de recipiente 34a para contener la arena y boquillas 44 (se muestran en la figura 2) que pueden insertarse en el marco de relleno 20. La parte superior de la tolva de arena 34 proporciona una abertura 42. Una compuerta de guillotina 40 puede abrir y cerrar la abertura 42 de manera que se introduce arena en la tolva de arena 34 con un dispositivo conocido a través de una abertura 42 cuando la compuerta 40 está abierta.

A continuación, y con referencia a las figuras 1 a 6, se explica la máquina de moldeo para moldear un molde de arena de la primera realización de la invención.

En primer lugar se explica el modo de sostener la caja de moldeo 18 de la máquina de moldeo, designada normalmente con el número 100. Un transportador 24 puede mover la caja de moldeo 18 por una vía que se extiende en línea con las direcciones hacia delante y hacia atrás (la dirección vertical en el dibujo de la figura 1) de la máquina 100. El transportador 24 comprende un par de elementos verticales 26 opuestos, montados en el marco de soporte 6, y una pluralidad de rodillos con collarín 28 montados de manera giratoria en cada elemento vertical 26 en línea con las direcciones hacia delante y hacia atrás (la dirección vertical en el dibujo de la figura 1) a intervalos adecuados.

A continuación se explica la manera de sostener el marco de relleno 20 de la máquina 100. Un par de cilindros orientados hacia abajo 30 para el marco de relleno están montados en los dos lados del mecanismo compactador 22. El marco de relleno 20 se asegura en los extremos distales de los vástagos de pistón de los cilindros 30 de manera que el marco de relleno 20 puede moverse verticalmente accionando los cilindros 30.

A continuación se explica el elemento prensador 36 que se usa en la máquina. Un ejemplo del elemento prensador 36 de esta realización incluye una pluralidad de pies de prensadura cuadrados 36a de manera que las partes que se van a compactar en la arena de moldeo están plurisegmentadas. Por otro lado, puede usarse un único elemento prensador cuya parte integral sea para compactar la arena de moldeo. Por otro lado, se puede usar otro diseño de elemento prensador cuya superficie posterior tenga una membrana flexible sobre la que se aplique el fluido a presión para mejorar la flexibilidad del elemento prensador. Como los diseños de estos elementos prensadores son bien conocidos por aquellos versados en la materia, no se van a dar detalles de los mismos aquí.

A continuación se explica con referencia a la figura 1 los procesos para introducir arena de moldeo en un espacio de moldeo deseado a fin de producir un molde de arena y compactar arena de moldeo en el espacio de moldeo.

El mecanismo elevador 38 del elemento prensador 36 produce el movimiento vertical de los pies de prensadura 36a para formar un hueco deseado entre la superficie extrema inferior (la superficie prensadora), formada por los pies de prensadura 36a y el modelo opuesto de la placa portamodelos 10a, que está situada debajo de los pies de prensadura. En este estado, el perfil de la superficie prensadora que se forma mediante todos los pies de prensadura 16 adquiere un perfil con forma cóncava y convexa que coincide con el de la placa portamodelos opuesta 10a, situada debajo de los pies de prensadura 36a.

Al mismo tiempo, los cilindros levadizos 14a se extienden para elevar el marco inferior 16a. Como ya se ha observado, la altura de la parte superior del marco inferior 16a (cuya parte superior sobresale ligeramente de la superficie superior de la periferia de la placa portamodelos 10a), que depende de los cilindros elevadores 14a, y la altura del portamodelos 12a (elevado unos 5 mm de la base 2), se ajustan.

En esta condición, como se muestra en la figura 2, los cilindros principales 4 se repliegan una longitud deseada para hacer descender el marco de soporte 6 y el mecanismo compactador 22 etc, de manera que la caja de moldeo 18 se coloca en el marco inferior 16a. Después se extienden los cilindros 30 del marco de relleno 20 de manera que el marco de relleno 20 se solapa con la caja de moldeo 18, definiéndose así el espacio de moldeo.

Como se muestra en la figura 3, a continuación se inyecta aire en la arena de moldeo que está en la tolva de arena 34 del mecanismo compactador 22 y se introduce en el espacio de moldeo. Los cilindros principales 4 se ajustan después para que el fluido motor (normalmente aceite motor) que hay en ellos no pueda escaparse por sus lados durante su repliegue de manera que el marco inferior 16a no pueda descender. Los cilindros principales 4 también se ajustan para que el aceite motor que hay en ellos pueda escaparse por sus lados de escape mientras que los cilindros 30 del marco de relleno están replegados de manera que el marco de relleno 20 pueda elevarse en correspondencia con la parte inferior de la tolva de arena 34. En esta condición, como se muestra en la figura 4, los cilindros levadizos 14a se repliegan para hacer descender el mecanismo compactador 22 una longitud deseada a través del marco 6. De este modo se compacta la arena de moldeo que está en el espacio de moldeo (la prensadura primaria). En este caso, es preferible que sustancialmente todos los pies de prensadura 36a vuelvan sustancialmente a la misma altura, que se produce gracias a la fuerza de la repulsión de la arena de moldeo, y su superficie prensadora desciende sustancialmente a la misma altura que la superficie superior de la caja de moldeo 18. Por tanto, la superficie prensadora es plana cuando se ha completado la compactación.

Los cilindros principales 4 se ajustan después para que el aceite motor que hay en ellos pueda escaparse por sus lados de escape mientras se están replegando de manera que el marco inferior 16a no pueda descender. En esta condición, como se muestra en la figura 5, los cilindros levadizos 14a se repliegan más para hacer descender más el mecanismo compactador 22, la caja de moldeo 18 y el marco de relleno 20. En este estado, el marco nivelador 16a desciende a través de la caja de moldeo 18, el marco de relleno 20 y los cilindros 30 del marco de relleno 20. Esto hace que la arena de moldeo y la caja de moldeo 18 desciendan, al mismo tiempo, para ejercer presión sobre la placa portamodelos 1. Por tanto, la arena de moldeo se compacta más (la segunda prensadura). En este estado, se prefiere que la superficie inferior de la arena de moldeo que está en la caja de moldeo 18 esté sustancialmente al mismo nivel que la de la caja de moldeo 18. Aunque la presión de la segunda prensadura puede ser la misma que la de la prensadura primaria, se prefiere que la presión de la segunda prensadura sea mayor que la de la prensadura primaria.

Una vez terminada la compactación de la arena de moldeo, los cilindros principales 4 se ajustan para que el aceite motor que hay en ellos no pueda escaparse por sus lados de escape cuando los cilindros 30 del marco de relleno estén extendidos. En esta condición, como se muestra en la figura 6, los cilindros principales 4 se extienden, y los cilindros levadizos 14a también se extienden para elevar el mecanismo compactador 22 y el marco de relleno 20. Los rodillos con collarín 28 se acoplan en la caja de moldeo 18 que contiene el molde de arena moldeado para elevarla y retirarla de la placa portamodelos 10a. Después de esta fase, la plataforma giratoria 8 gira horizontalmente 180 grados de manera que otra placa portamodelos 10b se mueve inmediatamente debajo del mecanismo compactador 22. De este modo, se completa un ciclo. Si después se coloca una nueva caja de moldeo vacía 18 en el transportador 24, se puede repetir el proceso que se muestra en las figuras 1 a 6 ya descrito.

Como ya se ha comentado, con esta realización se puede compactar sustancialmente toda la arena de moldeo que está en el espacio de moldeo hasta obtener una dureza predeterminada sin necesitar cilindros de fluido grandes que precisen un foso para poder ser instalados.

A continuación y con referencia a las figuras 7 a 14, se explica la segunda realización de la invención. En los dos lados del mecanismo compactador 22, están montados un par de cilindros orientados hacia abajo 30 para el marco de relleno. En esta realización, el marco de relleno 20 está asegurado en los extremos distales de los vástagos de pistón de los cilindros 30 de manera que el marco de relleno 20 puede moverse verticalmente accionando los cilindros 30. Esta realización emplea como elemento prensador 36 pies de prensadura plurisegmentados 36a. Con el transportador 24, que es similar al de la primera realización, la caja de moldeo se mueve hacia delante y hacia atrás desde una máquina de moldeo 110.

En la figura 7, la máquina de moldeo, normalmente designada con el número 110, incluye la tolva de arena 34. Su extremo inferior está provisto de una pluralidad de boquillas 44 para descargar la arena de manera que las boquillas rodean la periferia de los pies de prensadura 36a. Las boquillas 44 están dispuestas de manera que la altura de la superficie extrema inferior de los pies de prensadura 36a es la misma que la de las boquillas 44 cuando los pies de prensadura 36a están en su posición elevada.

Un tubo 46 para introducir aire comprimido está conectado a la periferia superior del recipiente de arena 34a de la tolva de arena 34. El tubo 46 introduce una primera corriente de aire comprimido con una presión relativamente baja. La corriente se introduce en el recipiente de arena 34a a través de una válvula (no se muestra) desde una fuente (no se muestra) de aire comprimido de manera que la arena de moldeo que se encuentra en el recipiente de arena 34a se introduce en el espacio de moldeo a través de las boquillas 44.

Las partes periféricas inferiores y las partes internas inferiores del recipiente de arena 34a de la tolva de arena 34 están provistas de una pluralidad de cámaras de aire 48 para suministrar unas segundas corrientes de aire comprimido con una presión relativamente baja al recipiente de arena 34a a fin de hacer flotar o fluidificar la arena de moldeo (a esta flotación o fluidificación de la arena de moldeo se le denomina "aireación"). Las cámaras 48 se comunican con la fuente (no se muestra) de aire comprimido a través de una válvula (no se muestra).

Se prefiere que la presión de la primera corriente de aire comprimido, procedente del tubo 46, y de la segunda corriente de aire comprimido, procedente de las cámaras de aire 48, oscile entre 0,05 y 0,18 Mpa.

A continuación se explica el funcionamiento de la máquina de moldeo 110. En la figura 7, la tolva de arena 34 está llena de arena de moldeo S. El perfil de la superficie extrema inferior (superficie prensadora), formada por todos los pies de prensadura 36a, adopta un perfil saliente o hundido que coincide con el de la superficie superior opuesta de la placa portamodelos 10a, situada debajo de los pies de prensadura 36a. El transportador 24 incluye una caja de moldeo vacía 18. En este estado, las alturas del portamodelos 12b y del marco inferior 16a se ajustan como ya se ha descrito en la primera realización que se refiere a la figura 1.

En este estado, la compuerta de guillotina 40 se acciona para cerrar la abertura 42. Los cilindros 30 del marco de relleno 20 se extienden después para hacerlo descender de manera que sea empujado hacia la superficie superior de la caja de moldeo 18, con lo cual se ponen después en contacto estrecho. Al mismo tiempo, los cilindros principales 4 se repliegan de manera que la caja de moldeo 20 es empujada hacia el marco inferior 16a que sobresale desde las superficies superiores de la periferia de la placa portamodelos 10a. En ese momento, el portamodelos 12a es empujado hacia la base 2 haciendo frente a los muelles, que ya se han descrito aunque no se muestran (figura 8). En este estado, un espacio de moldeo queda definido por la placa portamodelos 10a, el marco auxiliar inferior 16a, la caja de moldeo 18, el marco de relleno 20 y los pies de prensadura 36a. En este espacio de moldeo, la superficie extrema inferior (superficie prensadora) que se forma mediante todos los pies de prensadura 36a tiene un perfil saliente o hundido que coincide con el perfil saliente o hundido de la placa portamodelos 10a, que está colocada debajo de los pies de prensadura 36a.

La primera corriente de aire comprimido (para introducir la arena de moldeo) se introduce en el recipiente de arena 34a a través de la válvula (no se muestra) y el tubo 46 con lo cual la arena de moldeo S se introduce en el espacio de moldeo a través de las boquillas 44. Al mismo tiempo, las cámaras 48 suministran la segunda corriente de aire comprimido (para aireación) al recipiente de arena 34a de la tolva de arena 34 para airear la arena de moldeo S que hay dentro. Por tanto, mientras se está aireando la arena de moldeo S, ésta se introduce en el espacio de moldeo (tal introducción aquí se denomina "introducción de aireación") (figura 9). El aire comprimido usado en esta introducción de aireación se descarga por los agujeros de ventilación 32 del marco de relleno 20 o los agujeros de ventilación (descritos aunque no mostrados) de la placa portamodelos 1a, o por los dos. En este estado, las cámaras de control de descarga (descritas aunque no mostradas) pueden controlar la cantidad de aire descargado por los agujeros de ventilación 32. Por tanto, puede ajustarse la densidad de la arena de moldeo introducida S en cualquier zona que tenga un modelo complicado sobre la placa portamodelos 1a que está en el espacio de moldeo.

Los cilindros principales 4 se repliegan después más, mientras se están replegando los cilindros 30 del marco de relleno para hacer descender el marco de soporte 6 y sus elementos que están montados encima para compactar la arena de moldeo S hasta que la superficie extrema inferior de los pies de prensadura se forme como una superficie plana (la primera prensadura). Al mismo tiempo, la compuerta de guillotina 40 se mueve en dirección opuesta y por tanto queda abierta la abertura 42 (figura 10). El repliegue de los cilindros principales 4 durante la prensadura primaria continúa hasta que la presión de la prensadura alcanza la presión predeterminada de prensadura primaria. Por ejemplo, puede usarse un sensor de presión (no se muestra) para detectar directamente que la presión de prensadura alcanza la presión predeterminada de prensadura primaria. Por otro lado, para hacer una detección indirecta, puede usarse un sensor codificador (no se muestra) para detectar que una posición codificada del cilindro principal 4 alcanza la posición predeterminada de prensadura primaria.

Los cilindros levadizos 14a se ajustan después para que se escape el fluido motor que hay en ellos, mientras se están replegando los cilindros principales 4 bajo una presión mayor que la de prensadura primaria para hacer descender al mismo tiempo la caja de moldeo 18, el marco de relleno 20 y los pies de prensadura 36a, a fin de compactar uniformemente la arena de moldeo S (la prensadura secundaria). En este estado, el repliegue de los cilindros levadizos 14a hace descender el marco inferior 16a y está sustancialmente al mismo nivel que las superficies superiores de la periferia de la placa portamodelos 10a (figura 11). Si la presión de la prensadura no ha alcanzado todavía la presión predeterminada de la segunda prensadura cuando el marco auxiliar inferior 16a alcanza su posición inferior, los cilindros 30 del marco de relleno se repliegan y los cilindros principales 4 se repliegan más para prensar más la arena de moldeo.

Si la presión de la prensadura alcanza la presión determinada de la segunda prensadura, se acciona un temporizador para mantener el estado de prensadura durante un periodo de tiempo predeterminado. En ese momento, los cilindros 30 se extienden para hacer descender el marco de relleno 20 a fin de hacer descender la caja de moldeo 18 hasta que el marco auxiliar inferior 16a alcanza su posición inferior. Esta acción es en consideración al caso en el que la presión de la prensadura puede no haber alcanzado la presión predeterminada de la segunda prensadura cuando el marco auxiliar inferior 16a alcanza su posición inferior. Por tanto, el nivel de la superficie inferior puede coincidir sustancialmente con el de la arena de moldeo, en cada ciclo.

A continuación, se explica una fase para retirar la caja de moldeo 18 que se usa para moldear el molde de arena como ya se ha descrito. Los cilindros 4 están replegados cuando ha terminado la segunda prensadura. Los cilindros levadizos 14a también están replegados. Los cilindros principales 4 se elevan después a poca velocidad, mientras los cilindros levadizos 14a se elevan a una velocidad no inferior a la de los cilindros 4. La velocidad de los cilindros levadizos 14a puede controlarse con un circuito hidráulico al que se le aplica la presión del líquido.

La potencia de los cilindros levadizos 14a es suficiente para elevar el marco auxiliar inferior 16 y la caja de moldeo 18 con la arena de moldeo dentro para retirar así el molde de arena, aunque es insuficiente para elevar los cilindros principales 4. El fluido motor refrena los cilindros 30 del marco de relleno.

Por tanto, cuando se elevan los cilindros principales 4, los pies de prensadura 36a se elevan junto con el marco de relleno 20. Además, como los cilindros levadizos 14a se elevan a una velocidad no inferior a la de los cilindros principales 4, cuando los cilindros 14a se están extendiendo, la caja de moldeo y el marco de relleno 20 se elevan al mismo tiempo de manera que se ponen en contacto estrecho a través del marco inferior 16a, para apartar la placa portamodelos 10a.

En el procedimiento convencional para retirar un molde de arena, éste se retira con los cilindros de la presión dinámica inferior en la posición más extendida. Por el contrario, con esta realización, que no usa ninguna presión dinámica, en la posición inferior (presión dinámica inferior) el molde de arena se retira con los vástagos de pistón 2a de los cilindros principales 4 completamente replegados. De este modo, los cilindros 4 pueden tener un recorrido de guía con una longitud y una intensidad suficientes y una gran precisión al retirar el molde de arena en comparación con el procedimiento convencional que utiliza la presión dinámica inferior. Para aumentar más la precisión, se prefiere que cada cilindro 4 tenga una gran potencia y un diámetro grande.

El molde de arena moldeado con la caja de moldeo 18 se eleva una distancia corta desde la posición parada y después se separan. Después de este estado, el marco de relleno 20 y los pies de prensadura 36 se eleva al mismo tiempo. En este estado, la caja de moldeo 18, que se usa para moldear el molde de arena, se eleva con el transportador 24 para retirarla completamente de la placa portamodelos 10a. Después, se introduce la nueva arena de moldeo S en la tolva de arena 34 (figura 12).

El transportador 24 se acciona para sacar de la máquina 10 la caja de moldeo 18 que se usa para moldear el molde de arena, mientras se coloca una nueva caja de moldeo vacía 18 en la misma. En este estado, la plataforma giratoria 8 gira 180 grados para sustituir la placa portamodelos 10a por la placa portamodelos 10b. Además, los pies de prensadura 36a se accionan para que la superficie prensadora que se forma mediante todos los pies de prensadura 36a tenga un perfil convexo y cóncavo que coincida con el perfil convexo y cóncavo de la placa portamodelos 10b (figura 13). Después se repite el proceso descrito para la placa portamodelos 10b.

Esta realización no realiza preprensadura. Sin embargo, si se necesita, se puede usar un diseño para realizar la preprensadura. Por ejemplo, se puede usar una tolva de arena alternativa cuyo extremo inferior esté provisto también de una compuerta giratoria y una entrada para aire comprimido a fin de preprensar la arena de moldeo S mediante una corriente de aire comprimido.

En esta realización, el marco inferior 16a, que encierra la periferia de la placa portamodelos correspondiente 10a ó 10b de manera que pueda moverse verticalmente o de manera deslizable, se apoya sobre el cilindro orientado hacia arriba 14a ó 14b, fijado en el portamodelos 12a ó 12b en las periferias de las cuatro esquinas de la placa portamodelos 10a ó 10b. Como alternativa, se pueden emplear portamodelos 12a y 12b (figura 14) (en la figura 14 sólo se muestra un portamodelos 12a).

En la figura 14, para empujar la superficie inferior del marco auxiliar inferior 16 a fin de mantener así su posición horizontal se insertan unos pernos 50 a través del portamodelos 12a. Unos cilindros orientados hacia arriba 52, similares a los cilindros levadizos 14a, se empotran en la base 2 de las periferias de las cuatro esquinas, que corresponden a los cuatro pernos 50, de la base 2 para mover verticalmente dichos pernos 50. Por tanto, los cilindros 52 sostienen el marco auxiliar inferior 16a con los pernos 50 a través del portamodelos 12a.

Los extremos distales de los cilindros 52 no pueden llegar a la superficie inferior del portamodelos 12a cuando los cilindros están en su posición completamente replegada. Los cilindros 52 también sirven como los cilindros 14a y 14b para los portamodelos superior e inferior en los extremos correspondientes del cambiador de modelos 8. Como los cuatro cilindros 52 pueden estar colocados sobre la base 2 de manera que no hay que colocar ningún cilindro 14a y 14b sobre los portamodelos, se puede simplificar la estructura de los portamodelos.

Como se puede reducir el número de cilindros para mover las placas portamodelos, si los cilindros 52 son cilindros hidráulicos, el circuito hidráulico para ellos puede simplificarse y por tanto el mantenimiento se puede llevar a cabo fácilmente.

Incluso con tal modificación, aún se puede conseguir una gran exactitud a la hora de retirar el molde de arena ya que se retira cuando los vástagos de pistón 4a de los cilindros principales 4 están en la posición completamente replegada.

Naturalmente, el cambiador de modelos 8 se está moviendo y no afecta a los cilindros.

Es preferible que los pernos 50 estén provistos de algún medio para evitar que se caigan. Por ejemplo, se pueden colocar abrazaderas para retener los pernos 50 en el marco nivelador 16a.

El portamodelos 12a puede estar provisto de una primera abrazadera (no se muestra) para retenerlo con fuerza en la base 2, mientras que la base 2 puede estar provista de una segunda abrazadera (no se muestra) para estirar y retener la primera abrazadera a fin de retener con fuerza el portamodelos 12a en la base 2.

A continuación, con referencia a las figuras 15 a 22, se explica la tercera realización de la invención. En la figura 15, una máquina de moldeo, designada normalmente con el número 120, emplea los pies de prensadura plurisegmentados 36a como elemento prensador 36. Las boquillas 44 están dispuestas en las periferias de los pies de prensadura 36a.

Con referencia a la figura 22, que muestra una vista en sección de la figura 15, dos cilindros principales 4, cada uno de los cuales es similar al de la primera o la segunda realización, y dos soportes de guía 72, que reciben de manera deslizable pernos de guía 74, están dispuestos en una base 2 que tiene una sección transversal rectangular. Cuando se mira desde arriba la base 2, los cilindros principales 4, parecidos a los de la primera o la segunda realización, están dispuestos en la esquina izquierda superior y la esquina derecha inferior, que son opuestas entre sí en una línea diagonal de la base. Además, los soportes de guía 72, que reciben los pernos de guía 74, están dispuestos en la esquina derecha superior y la esquina izquierda inferior, que son opuestas entre sí en otra línea diagonal de la base. Por tanto, en la tercera realización, el marco de soporte 6 se asegura en los extremos distales de los vástagos de pistón 4a de los cilindros principales y los pernos de guía 74.

El cambiador de modelos 8 de la máquina 120 es una plataforma deslizante lineal en vez de la plataforma giratoria de la primera o segunda realización. La plataforma deslizante lineal 8 se mueve recíprocamente (la dirección vertical en el dibujo de la figura 17) en una dirección hacia delante y hacia atrás con respecto a la base 2 mediante un accionador (no se muestra).

En los dos lados del cambiador de modelos 8, los portamodelos 12a y 12b sostienen las placas portamodelos 10a y 10b de igual manera que en la primera y segunda realizaciones. El movimiento lineal del cambiador de modelos 8 puede cambiar por otro lado las placas portamodelos 10a y 10b de manera que una se mueve hacia la zona central de la base 2 y la otra se retira (figura 22).

Otra estructura de la máquina 120 es similar a la de la segunda realización. Al igual que en la segunda realización, la máquina 120 puede hacer ajustes iniciales (figura 15), retener con fuerza el portamodelos 12a en la base 2 (figura 16), introducir la aireación (figura 17), hacer la prensadura primaria (figura 18), hacer la prensadura secundaria (figura 19), retirar la arena del molde (figura 20), cambiar las placas portamodelos 10a y 10b entre sí (figura 21) y repetir estas fases. En estas fases, sin embargo, los pernos de guía 74 se mueven verticalmente a medida que los cilindros principales 4 se repliegan y se extienden. El movimiento lineal del cambiador de modelos 8 cambia las placas portamodelos 10a y 10b.

De manera similar a la segunda realización, la arena de moldeo que se moldea en la tercera realización se eleva un poco, con la caja de moldeo, de la posición de detención y se retira a menor velocidad con los cilindros principales 4 en la posición completamente replegada con lo cual la retirada de la arena de moldeo es sumamente exacta. Como se puede reducir la potencia de cada cilindro principal 4, se puede disminuir el diámetro de cada cilindro o se puede aumentar el diámetro del vástago de pistón correspondiente 4a. Por tanto, los cilindros principales 4 pueden adaptarse a un espacio limitado disponible para instalarlos. Para sustituir el par de placa portamodelos 10a, 10b por otro par, un dispositivo adecuado (no se muestra) para transportar las placas portamoldelos retira los portamodelos 12a, 12b, con las placas portamodelos 10a, 10b encima, del cambiador de modelos 8. Después, un operario sustituye el par de placas portamodelos 10a, 10b por un nuevo par. El dispositivo mueve después los portamodelos 12a, 12b, con el nuevo par de placas portamodelos, hasta el cambiador de modelos 8.

A continuación, se explican modificaciones de la tercera realización. Como ya se ha explicado, en las figuras 15 a 23, el par de cilindros principales 4 y el par de pernos de guía 74 están dispuestos en un par de esquinas de una línea diagonal y en otro par de esquinas de otra línea diagonal de la base 2. Por otro lado, como se muestra en corte en la figura 23, los cuatro cilindros principales 4 pueden colocarse en las cuatro esquinas de las dos líneas diagonales de la base 2 con lo cual se pueden omitir los pernos de guía 74.

En otra alternativa, como se muestra en corte en la figura 24, se pueden colocar tres cilindros principales 4 para formar un triángulo en donde uno de ellos está situado en el lado izquierdo de la base, y dos están situados en el lado derecho de la base. En este caso, el tipo de movimiento lineal del cambiador de modelos 8 puede cambiarse por uno giratorio cuyo eje de rotación sea el cilindro izquierdo 4.

En la tercera realización y sus modificaciones, el suministro de las segundas corrientes de aire comprimido y la presión pueden ajustarse de la misma manera que en la segunda realización.

En la tercera realización y sus modificaciones, los cilindros levadizos que se extienden hacia arriba 14a, 14b están fijados en los portamodelos 12a y 12b para mover verticalmente y de manera deslizable las marcos inferiores 16a y 16b. Por otro lado, se pueden fijar elementos similares a los cilindros levadizos 14a y 14b en el cambiador de modelos 8. El diseño puede incluirse como en el diseño de la figura 14 de la segunda realización.

Las figuras 25 y 26 muestran la cuarta realización de la invención. Una máquina de moldeo, designada normalmente con el número 130, emplea unos pies de prensadura plurisegmentados 36a como elemento prensador 36. Una pluralidad de boquillas 54 para descargar arena de moldeo están dispuestas en las periferias de los pies de prensadura 36a. A continuación se describe el modo en el que se apoya el marco de relleno 20 en la máquina.

Los portamodelos 12a, 12b y la base 2 están provistos de una primera abrazadera y de una segunda abrazadera respectivamente (no se muestra ninguna). La segunda abrazadera se estira y retiene la primera abrazadera para retener con fuerza los portamodelos 12a, 12b en la base.

Un tubo 46, para introducir aire comprimido, está conectado a la periferia superior del recipiente de arena 34a de la tolva de arena 34. El tubo 46 introduce una primera corriente de aire comprimido con una presión relativamente baja. La corriente se introduce en el recipiente de arena 34a a través de una válvula (no se muestra) desde una fuente (no se muestra) de aire comprimido de manera que la arena de moldeo S que se encuentra en el recipiente de arena 34a se introduce en el espacio de moldeo a través de las boquillas 54.

Las partes periféricas inferiores y las partes interna inferiores de la tolva de arena 34 están provistas de una pluralidad de primeras cámaras de aire 56 y de una pluralidad de segundas cámaras de aire 58, respectivamente. Las primeras y segundas cámaras de aire 56 y 58 suministran unas segundas corrientes de aire comprimido con una presión relativamente baja a la tolva de arena 34 para hacer flotar o fluidificar la arena de moldeo (a esta flotación o fluidificación de la arena de moldeo se le denomina aquí "aireación"). Las primeras y segundas cámaras 56 y 58 se comunican con una fuente de aire comprimido (no se muestra) a través de una válvula común (no se muestra). En vez de la válvula común, las primeras y segundas cámaras 56 y 58 pueden comunicarse con la fuente de aire comprimido a través de válvulas separadas para controlar por separado la presión de las corrientes de la segunda corriente de aire comprimido procedente de las primeras cámaras 56 y las segundas cámaras 58.

Se prefiere que la presión de la primera corriente de aire comprimido, procedente del tubo 46, y de la segunda corriente de aire comprimido, procedente de las primeras y segundas cámaras de aire 56 y 58, oscile entre 0,05 y 0,18 Mpa.

A continuación, se describe el modo en el que la caja de moldeo 18 y el marco de relleno 20 se sostienen en la máquina 130. El marco de relleno 20 que rodea los pies de prensadura 36a y las boquillas, está conectado a un par de cilindros que se extienden hacia arriba 60, situados adyacentes a lados correspondientes del marco de relleno 20, en vez a los cilindros 30 como en la realización anterior. Cerca de los dos lados del par de cilindros 60 del marco de relleno 20, se proporciona un par de cilindros hidráulicos orientados hacia abajo 62 para mover verticalmente un transportador 64, que cuelga del marco de soporte 6. Los extremos inferiores de los cilindros hidráulicos 62 están conectados al transportador 64, que incluye rodillos 66 para la caja de moldeo 18. Los extremos superiores del transportador 64 están asegurados en los extremos inferiores de los cilindros que se extienden hacia arriba 60 del marco de relleno 20. El marco auxiliar inferior 16a está asegurado en un par de cilindros que se extienden hacia abajo 68 para moverlo. Los extremos inferiores del transportador 64 están asegurados en los cilindros 68 del marco inferior. En los lados internos de la máquina 130, cada cilindro principal 4 está unido a un cilindro obturador 70 que tiene una varilla de cilindro 70a. Los cilindros obturadores 70 pueden ser cilindros de fluido, cilindros eléctricos o cilindros de aire.

A continuación, se explica el funcionamiento de la máquina de moldeo 130. En la figura 25, la tolva de arena 34 se llena de arena de moldeo S. El perfil de la superficie prensadora formada por todos los pies de prensadura 36a adopta un perfil saliente o hundido que coincide con el de la superficie superior opuesta de la placa portamodelos 10a, situada debajo de los pies de prensadura 36a. El transportador 64 incluye una caja de moldeo vacía 18. La caja de moldeo 18 está intercalada o retenida entre el marco de relleno 20 y los rodillos 66 del transportador 64 de manera que queda sujeta. Los cilindros 68 del marco auxiliar inferior se repliegan con una presión con la que la caja de moldeo 18 no puede elevarse, para así empujar la superficie superior del marco auxiliar inferior 16a contra la superficie inferior de la caja de moldeo 18. Cada cilindro obturador 70 está en su posición completamente extendida. El portamodelos 12a se ajusta en la plataforma giratoria 8 y se eleva mediante una pluralidad de muelles (no se muestran) de manera que se forma un hueco de aproximadamente 5 mm entre el portamodelos 12a y la base 2.

En este estado, la compuerta de guillotina 40 se acciona para cerrar la abertura 42. Como ya se ha descrito, la segunda abrazadera de la base 2 se estira después y retiene la primera abrazadera de la placa portamodelos 10a para hacerla descender contra los muelles a fin de retenerla con fuerza en la base.

Los cilindros principales 4 se repliegan después, mientras que el transportador 64, mediante los cilindros 62, restringe el movimiento de la caja de moldeo retenida y del marco móvil vertical 6, ajustándose así la caja de moldeo 18.

En este estado, el espacio de moldeo queda definido por la placa portamodelos 10a, el marco inferior 16a, la caja de moldeo 18, el marco de relleno 20 y los pies de prensadura 36a. En este espacio de moldeo, la superficie prensadora que se forma mediante todos los pies de prensadura 36a tiene un perfil saliente o hundido que coincide con el de la placa portamodelos 10a que está situada debajo de los pies de prensadura 36a.

La condición de la caja de moldeo 18 en la que está ajustada, se mantiene hasta que el transportador 64 se pone en contacto con los extremos distales de las varillas de cilindro 70a de los cilindros obturadores 70. Cuando el transportador 64 se pone en contacto con los extremos distales de las varillas de cilindro 70a, si la tolva de arena 34, los pies de prensadura 36 y las boquillas 54 no alcanzan la posición predeterminada, los movimientos de la caja de moldeo retenida 18 y del marco que se mueve verticalmente 6 ya no se restringen. En este estado, los cilindros 62 del transportador 64 se repliegan, mientras que los cilindros principales 4 se repliegan más. Estos recorridos retractivos de los cilindros 62 y los cilindros 4 continúan hasta que la tolva de arena 34, los pies de prensadura 36 y las boquillas 54 alcanzan la posición predeterminada. La posición predeterminada puede ser cualquier posición óptima, como por ejemplo, una que tenga como base la forma de la placa portamodelos 10a.

Las primeras y segundas cámaras 56 y 58 suministran la segunda corriente de aire comprimido a la tolva de arena 34 para fluidificar ("airear") la arena de moldeo que se encuentra dentro. Durante la aireación de la arena de moldeo S, la primera corriente de aire comprimido se introduce en la tolva de arena 34 a través de la válvula (no se muestra) y un tubo 46 de manera que la arena de moldeo S se introduce ("introducción de aireación") en el espacio de moldeo a través de las boquillas 44. El aire comprimido usado en esta introducción de aireación se descarga por los agujeros de ventilación 32 ó los agujeros de ventilación (descritos antes aunque no mostrados) de la placa portamodelos 10a, o por ambos. En este estado, las cámaras de control de descarga (descritas antes aunque no mostradas) pueden controlar la cantidad de aire descargado por los agujeros de ventilación 32 y por tanto la cantidad de aire descargado por los agujeros de ventilación de la placa portamodelos 10a. Por tanto, puede ajustarse la densidad de la arena de moldeo introducida S en cualquier zona que tenga un modelo complicada sobre la placa portamodelos 10a que está en el espacio de moldeo.

Los cilindros principales 4 se repliegan después más, mientras se están replegando los cilindros 62 del transportador para hacer descender el marco que se mueve verticalmente 6 y los elementos que están montados encima para compactar la arena de moldeo S hasta que toda la superficie prensadora de los pies de prensadura 36a se forme como una superficie plana (la primera prensadura). Al mismo tiempo, la compuerta de guillotina 40 se mueve en dirección opuesta y por tanto queda expuesta la abertura 42.

El repliegue de los cilindros principales 4 durante la prensadura primaria continúa hasta que la presión de la prensadura alcanza su presión predeterminada. Por ejemplo, puede usarse un sensor de presión (no se muestra) para detectar directamente que la presión de la prensadura alcanza la presión predeterminada de la prensadura primaria. Por otro lado, para hacer una detección indirecta, puede usarse un sensor codificador (no se muestra) para detectar que una posición codificada del cilindro principal 4 alcanza la posición predeterminada de la prensadura primaria.

Los cilindros obturadores 70 se ajustan después para que el fluido motor que hay en ellos se libere, mientras que los cilindros 62, mediante el transportador 64, restringen más los movimientos de la caja de moldeo 18, cuyo movimiento ya ha sido restringido, y del marco móvil vertical 6. En este estado, los cilindros principales 4 se repliegan bajo una presión mayor que la de la prensadura primaria, para hacer descender así los pies de prensadura 36a, el marco de relleno 20, la caja de moldeo 18, el marco inferior 16a, el transportador 64 y los cilindros asociados 62 al mismo tiempo, hacia la placa portamodelos 10a, para compactar de manera uniforme la arena de moldeo S (la segunda prensadura). En este estado, el marco inferior 16a desciende mediante el repliegue de los cilindros obturadores 70 de manera que la superficie superior del marco inferior 16a está sustancialmente al mismo nivel que las superficies superiores de la periferia de la placa portamodelos 10a (figura 26).

Si la presión de la prensadura no ha alcanzado todavía la presión predeterminada de la segunda prensadura cuando los cilindros obturadores 70 alcanzan su posición más inferior, los cilindros 62 del transportador liberan los movimientos restringidos de la caja de moldeo retenida 18 y del marco que se mueve verticalmente 6. En este estado, los cilindros 62 del transportador se repliegan y los cilindros principales 4 se repliegan más para prensar más la arena de moldeo.

Si la presión de la prensadura alcanza la presión predeterminada de la segunda prensadura, se acciona un temporizador para estabilizar la prensadura a fin de mantener este estado de prensadura durante un periodo de tiempo predeterminado. En este momento, los cilindros 62 del transportador se extienden para hacer descender el marco de relleno 20 y el transportador 64 a fin de hacer descender así la caja de moldeo 18 hasta que los cilindros obturadores 70 alcanzan su posición más inferior para adaptarse a la situación en la que los cilindros obturadores 70 no alcanzan su posición más inferior. Por tanto, en cualquier ciclo, el nivel de la superficie inferior de la caja de moldeo 18 puede coincidir sustancialmente con el de la arena de moldeo.

Los cilindros principales 4 se extienden después para retirar la arena de moldeo. Durante este tiempo, los cilindros 62, mediante el transportador 64, restringen los movimientos de la caja de moldeo retenida 18 y del marco de soporte vertical 6. A medida que se elevan los cilindros principales 4, también se elevan al mismo tiempo los pies de prensadura 36a, el marco de relleno 20, la caja de moldeo 18, el transportador 64 y los cilindros asociados 62. El marco nivelador 16a también se eleva con ellos o por separado. Se prefiere que el marco nivelador 16a se eleve con ellos, la presión que se tiene que aplicar a los cilindros 14a tiene que ser una presión que no pueda elevar la caja de moldeo 18.

La caja de moldeo 18, que se utiliza para moldear el molde de arena, se eleva después con los pies de prensadura 36a, el marco de relleno 20, el transportador 64 y los cilindros asociados 62 de manera que se separa completamente de la placa portamodelos 10a. Después, se suministra la arena de moldeo a la tolva de arena 34.

Como el molde de arena moldeado se eleva una distancia corta con la caja de moldeo 18 desde su posición parada y después se retira a una velocidad menor y en las posiciones completamente replegadas de los vástagos de pistón 4a de los cilindros principales 4, la retirada es sumamente precisa.

Los cilindros 60 del marco de relleno se extienden después para liberar el estado retenido de la caja de moldeo 18 que se usa para moldear el molde de arena. Además, los cilindros 68 del marco nivelador se extienden para hacer descender el marco nivelador 16a.

Después de este estado, se hace funcionar el transportador 24 de manera que la caja de moldeo 18, que se usa para moldear el molde de arena, se separa de la máquina 130, mientras una nueva caja de moldeo 18 se mueve hasta la máquina 130. En este estado, el accionador (no se muestra) hace girar 180 grados la plataforma giratoria 8 para sustituir la placa portamodelos 10a por la placa portamodelos 10b. Además, los pies de prensadura 36a se accionan para que la superficie prensadora formada por todos los pies de prensadura 36a tenga un perfil cóncavo y convexo que coincida con el de la placa portamodelos 10b. Después se repite el proceso descrito para la placa portamodelos 10b.

Con el proceso anterior, se puede reducir de manera significativa la cantidad de arena derramada y de arena del suelo y por tanto se puede suministrar de manera eficaz una cantidad fija de arena de moldeo S. Además, a la arena de moldeo se le puede aplicar de manera uniforme una prensadura que coincide bien con el perfil saliente o hundido de la placa portamodelos. De este modo se pueden producir moldes de arena uniformes.

Aunque esta realización emplea la plataforma giratoria 8 como cambiador de modelos, dicha plataforma se puede sustituir por una plataforma de tipo lineal que se mueve hacia delante y hacia atrás con respecto a la máquina.

Si se necesita, se puede utilizar un diseño alternativo para realizar la preprensadura. Una tolva de arena alternativa, cuyo extremo inferior también está provisto de una compuerta giratoria y de una entrada de aire comprimido, puede realizar la preprensadura de la arena de moldeo S mediante una corriente de aire comprimido.

Para realizar la aireación, aunque esta realización emplea las primeras cámaras 56, situadas en las partes periféricas inferiores de la tolva de arena 34, y las segundas cámaras 58, situadas en las partes internas inferiores de la tolva de arena 34, se pueden usar sólo las primeras cámaras 11 ó las segundas cámaras 12.

Claims (29)

1. Procedimiento para moldear arena en un espacio de moldeo a fin de moldear un molde de arena, en donde el espacio de moldeo está definido por

una placa portamodelos ajustada horizontalmente (10a, 10b) que tiene un modelo,

un marco auxiliar inferior verticalmente desplazable (16a, 16b) para rodear dicha placa portamodelos,

una caja de moldeo verticalmente desplazable (18) colocada sobre dicho marco auxiliar inferior para rodear el modelo,

un marco de relleno verticalmente desplazable (20) colocado sobre dicha caja de moldeo, y

un mecanismo compactador verticalmente desplazable (22) colocado sobre dicho marco de relleno de manera que una parte inferior de dicho mecanismo compactador se puede insertar en dicho marco de relleno,

comprendiendo dicho procedimiento las fases de:

introducir la arena de moldeo en el espacio de moldeo;

hacer descender dicho mecanismo compactador (22) para compactar la arena de moldeo que está en el espacio de moldeo a fin de realizar una primera prensadura en una condición en la que al menos dicho marco auxiliar inferior (16a, 16b) no puede descender;

continuar haciendo descender más dicho mecanismo compactador (22) para seguir compactando la arena de moldeo que está en el espacio de moldeo a fin de realizar una segunda prensadura en una condición en la que dicho marco auxiliar inferior (16a, 16b) y dicha caja de moldeo (18) pueden descender;

separar dicha caja de moldeo (18) con el molde de arena moldeado dentro de dicha placa portamodelos (10a, 10b); y

retirar dicha caja de moldeo separada (18).

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en donde la fuerza de compresión que aplica el mecanismo compactador (22) sobre la arena de moldeo en la segunda prensadura es mayor que la de la primera prensadura.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, en donde separar dicha caja de moldeo (18) de dicha placa portamodelos (10a, 10b) comprende las fases de:

elevar al mismo tiempo dicho marco de relleno (20), dicha caja de moldeo (18), dicho marco auxiliar inferior (16a, 16b) y dicho mecanismo compactador (22) para separar dicha caja de moldeo (18) con el molde de arena moldeado dentro, de la placa portamodelos (10a, 10b).

4. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, en donde separar dicha caja de moldeo (18) de dicha placa portamodelos (10a, 10b) comprende las fases de:

elevar dicho marco auxiliar inferior (16a, 16b) a una velocidad determinada para aplicar una fuerza orientada hacia arriba sobre dicho medio de soporte (6) a través de dicho marco de relleno (20); y

en este estado, elevar al mismo tiempo dicha caja de moldeo (18), que se usa para moldear el molde de arena, dicho marco de relleno (20) y dicho mecanismo compactador (22) para separar dicha caja de moldeo (18) con el molde de arena moldeado dentro, de dicha placa portamodelos (10a, 10b).

5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde dicha fase que consiste en introducir la arena de moldeo en dicho espacio de moldeo se realiza de manera que en primer lugar se suministra una corriente de aire comprimido a la arena de moldeo para fluidificar la arena de moldeo que se va a introducir en el espacio de moldeo y después se suministra otra corriente de aire comprimido a la arena de moldeo fluidizada para introducir la arena de moldeo fluidizada en el espacio de moldeo.

6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde la arena de moldeo se compacta con un mecanismo compactador (22) que incluye una pluralidad de pies de prensadura (36a), en donde cada pie de prensadura se puede mover de manera independiente, verticalmente y por separado.

7. Procedimiento según la reivindicación 6, que comprende también las fases de:

hacer un perfil saliente o hundido de la superficie prensadora definida por dichos pies de prensadura (36a) cuando se está formando el espacio de moldeo; y

hacer un perfil plano de la superficie prensadora cuando ha terminado la prensadura.

8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde la fase que consiste en separar dicha caja de moldeo (18) con el molde de arena moldeado dentro de dicha placa portamodelos (10a, 10b), incluye una fase que consiste en evitar cualquier movimiento no deseado de dicha caja de moldeo a fin de mantener la arena de moldeo horizontal.

9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende también la fase que consiste en hacer descender dicho mecanismo compactador (22) para compactar la arena de moldeo que está en el espacio de moldeo a fin de realizar una tercera prensadura, cuando dicho marco auxiliar inferior (16a, 16b) alcanza su posición inferior en dicha segunda prensadura.

10. Procedimiento según la reivindicación 9, en donde dicha tercera prensadura se realiza de manera que dicho marco de relleno (20) se eleva con respecto al mecanismo compactador (22), mientras que está descendiendo dicho mecanismo compactador (22).

11. Procedimiento según la reivindicación 9 ó 10, en donde dicha tercera prensadura se realiza cuando la presión de la prensadura no ha alcanzado la presión predeterminada de dicha segunda prensadura cuando dicho marco auxiliar inferior (16a, 16b) alcanza su posición inferior en dicha segunda prensadura.

12. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 9, 10 y 11, en donde unos cilindros hidráulicos individuales mueven verticalmente por separado dicho marco auxiliar inferior verticalmente desplazable (16a, 16b) y dicho marco de relleno verticalmente desplazable (20), respectivamente.

13. Procedimiento según la reivindicación 12, en donde dicho cilindro hidráulico (14a, 14b) de dicho marco auxiliar inferior (16a, 16b) se ajusta de manera que el fluido motor que hay en dicho cilindro hidráulico se libera en dicha tercera prensadura.

14. Procedimiento según la reivindicación 12 ó 13, en donde dicho cilindro hidráulico (30, 60) de dicho marco de relleno (20) se repliega en dicha tercera prensadura.

15. Aparato para moldear arena en un espacio de moldeo a fin de moldear un molde de arena, comprendiendo el aparato:

una base (2);

una placa portamodelos ajustada horizontalmente (10a, 10b) que tiene un modelo;

un marco auxiliar inferior verticalmente desplazable (16a, 16b) para rodear la periferia de dicha placa portamodelos (10a, 10b);

una caja de moldeo verticalmente desplazable (18) colocada sobre dicho marco auxiliar inferior (16a, 16b) para rodear el modelo;

un marco de relleno verticalmente desplazable (20) colocado sobre dicha caja de moldeo (18);

un mecanismo compactador verticalmente desplazable (22) colocado sobre dicho marco de relleno (20) de manera que una parte inferior de dicho mecanismo compactador se puede insertar en dicho marco de relleno,

un medio para introducir la arena de moldeo en el espacio de moldeo definido por dicha placa portamodelos (10a, 10b), dicho marco auxiliar inferior (16a, 16b), dicha caja de moldeo (18), dicho marco de relleno (20) y dicho mecanismo compactador (22);

en donde se puede hacer descender dicho mecanismo compactador (22) para compactar la arena de moldeo que está en dicho espacio de moldeo a fin de realizar una fase de una primera prensadura en una condición en la que al menos dicho marco auxiliar inferior (16a, 16b) no puede descender;

en donde se puede hacer descender más dicho mecanismo compactador (22) para compactar la arena de moldeo que está en el espacio de moldeo a fin de realizar una fase de una segunda prensadura en una condición en la que dicho marco auxiliar inferior (16a, 16b) y dicha caja de moldeo (18) pueden descender; y

en donde se puede separar dicha caja de moldeo (18), con el molde de arena moldeado dentro, de dicha placa portamodelos (10a, 10b) y retirarla.

16. Aparato según la reivindicación 15, en donde el medio para introducir arena de moldeo en un espacio de moldeo comprende una tolva de arena verticalmente desplazable (34) situada por encima de dicha base (2) para contener dentro la arena de moldeo (S), y dicha tolva de arena (34) incluye una pluralidad de boquillas (44, 54) para descargar la arena de moldeo en el espacio de moldeo.

17. Aparato según la reivindicación 16, en donde dicha tolva de arena (34) incluye pies de prensadura plurisegmentados, verticalmente desplazables (36a) para compactar la arena de moldeo, montados en la parte inferior de la tolva de arena (34) en partes adyacentes a dichas boquillas (44, 54), pudiéndose mover cada uno de los pies de prensadura verticalmente, de manera independiente y por separado, estando dichos pies de prensadura situados por encima de dicha base (2).

18. Aparato según la reivindicación 17, en donde una superficie prensadora definida por todos los pies de prensadura mencionados (36a) tiene un perfil saliente o hundido durante la fase en la que se está formado dicho espacio de moldeo, mientras que cuando se ha completado la prensadura, tiene un perfil plano.

19. Aparato según la reivindicación 17 ó 18, en donde la superficie posterior de dicho mecanismo compactador (22) tiene una membrana flexible sobre la que se puede aplicar un fluido a presión.

20. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 16 a 19, en donde dicha tolva de arena (34) incluye un medio de aireación para suministrar una corriente de aire comprimido a dicha tolva de arena a fin de fluidificar la arena de moldeo que está dentro; y que está adaptada para descargar la arena de moldeo fluidificada mediante una corriente de aire comprimido adicional a través de dicha pluralidad de boquillas (44, 54).

21. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 15 a 20, en donde la fuerza de la compresión que se puede aplicar a la arena de moldeo mediante dicho mecanismo compactador (22) en la segunda prensadura es mayor que la de la de la primera prensadura.

22. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 15 a 21, que comprende también:

como mínimo tres elementos en forma de varilla colocados en dicha base (2), incluyendo dichos elementos en forma de varilla como mínimo dos cilindros orientados hacia arriba (4), cada uno de los cuales tiene un vástago de pistón (4a); y

un medio de soporte (6) asegurado en los extremos distales de dichos elementos en forma de varilla, incluidos los extremos distales de dichos vástagos de pistón (4a), pudiéndose mover dicho medio de soporte (6) verticalmente al funcionar dichos cilindros (4);

estando la tolva de arena (34) montada sobre dicho medio de soporte (6).

23. Aparato según la reivindicación 22, en donde los dos cilindros mencionados que se extienden hacia arriba (4) están situados en esquinas de una línea diagonal de dicha base (2) que tiene una sección transversal sustancialmente rectangular.

24. Aparato según la reivindicación 23, en donde otros dos cilindros que se extienden hacia arriba (4) están dispuestos en esquinas de otra línea diagonal de dicha base (2) y de este modo dichos elementos en forma de varilla comprenden cuatro cilindros que se extienden hacia arriba (4).

25. Aparato según la reivindicación 23, en donde dichos elementos en forma de varilla incluyen un par de soportes de guía (72) dispuestos en esquinas de otra línea diagonal de dicha base (2), teniendo cada soporte un perno de guía verticalmente deslizable (74) insertado en el mismo.

26. Aparato según la reivindicación 22 ó 23, en donde dichos elementos en forma de varilla son tres cilindros que se extienden hacia arriba (4) dispuestos para formar un triángulo en dicha base (2), estando dos cilindros (4) dispuestos en esquinas, en el lado derecho o izquierdo de dicha base.

27. Aparato según la reivindicación 15, que comprende también:

un medio de transporte (8), con un par de portamodelos (12a, 12b), para mover de manera alternativa dichas placas portamodelos de manera que un portamodelos (12a) se mueva hasta un emplazamiento alineado con dicho marco de relleno (20) por encima de dicha base (2) y el otro portamodelos (12b) se retire de allí, sosteniendo cada portamodelos (12a, 12b) una placa portamodelos correspondiente (10a, 10b) que incluye un modelo.

28. Aparato según las reivindicaciones 26 y 27, en donde dicho medio de transporte (8) es una plataforma giratoria que gira alrededor del cilindro que queda (4), formando ese cilindro el eje de rotación de dicha plataforma giratoria.

29. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 15 a 28, que comprende también un medio para evitar cualquier movimiento no deseado de dicha caja de moldeo (18) a fin de mantener la arena de moldeo horizontal.