ITTO960929A1

ITTO960929A1 - Pressa verticale per pressofusione con manicotti d'iniezione mobili a scatti

Info

Publication number: ITTO960929A1
Application number: IT96TO000929A
Authority: IT
Inventors: Ted H Thieman; Richard J Kamm
Original assignee: Tht Presses Inc
Priority date: 1995-11-20
Filing date: 1996-11-19
Publication date: 1998-05-19
Also published as: KR970025789A; KR100443959B1; ITTO960929A0; IT1289662B1; US5660223A; JPH09262654A

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Pressa verticale per pressofusione con manicotti d'iniezione mobili a scatti"

DESCRIZIONE

Sfondo dell'invenzione

La presente invenzione si riferisce ad una macchina o pressa verticale per pressofusione del tipo generale descritto nel brevetto statunitense n.

5.429.175 che è stato rilasciato alla Cessionaria della presente invenzione. In tale pressa, o in una pressa come descritto nel brevetto statunitense n.

2.938.250, alluminio o metallo fuso è colato o iniettato in un manicotto di iniezione sopra uno stantuffo di iniezione che è collegato all'asta di stantuffo di un cilindro idraulico verticale di iniezione. Uno stampo è supportato sopra il manicotto di iniezione e delimita una o più cavità che ricevono il metallo fuso dal manicotto di iniezione quando lo stantuffo di iniezione è sollevato dal cilindro idraulico di iniezione. Lo stampo è realizzato in sezioni multiple ed è mantenuto in una posizione chiusa da un cilindro idraulico verticale di serraggio supportato dall'incastellatura sopra lo stampo.

Allo scopo di ottenere una produzione di volume maggiore, la cessionaria della presente ha prodotto una pressa verticale per pressofusione con due cilindri di iniezione distanziati e paralleli e manicotti e stantuffi di iniezione corrispondenti che sono spostati orizzontalmente avanti e indietro tra una stazione di colata o di ricevimento di metallo fuso ed una stazione di trasferimento di metallo in cui il metallo fuso è forzato verso l'alto da ciascun manicotto di iniezione dallo stantuffo di iniezione e dal cilindro di iniezione corrispondenti entro la cavità dello stampo. Con tale disposizione, un manicotto di iniezione può ricevere metallo fuso nella stazione di colata mentre simultaneamente il metallo fuso è pressato dall'altro manicotto di iniezione entro la cavità dello stampo nella stazione di trasferimento. Tuttavia, il movimento alternativo o a navetta dei due cilindri verticali di iniezione e dei manicotti e stantuffi di iniezione corrispondenti è relativamente lento a causa della massa di questi componenti.

Come risultato, è difficile ottenere un trasferimento rapido del metallo fuso e componenti pressofusi di alta qualità senza porosità. Inoltre, il movimento dei cilindri idraulici di iniezione richiede condotti idraulici flessibili ed una manutenzione significativa .

Sommario dell'invenzione

La presente invenzione è diretta ad una macchina o pressa perfezionata per pressofusione che è in grado di funzionare ad una velocità superiore e con un tempo di ciclo inferiore alle presse per pressofusione precedentemente note, e che, di conseguenza, produce componenti di qualità più alta senza porosità. La pressa per pressofusione secondo l'invenzione è anche di costruzione più semplice e meno costosa, richiede meno manutenzione ed è più comoda da riparare .

In accordo con una prima forma di attuazione della presente invenzione, una pressa verticale per pressofusione comprende un'incastellatura avente una base che supporta un piedistallo o montante verticale su cui è montata una tavola rotativa mobile a scatti. La tavola supporta una coppia di manicotti di iniezione diametralmente opposti ciascuno dei quali riceve uno stantuffo di iniezione collegato ad un'asta di stantuffo sporgente verso il basso. Una piastra di bocchello si estende orizzontalmente tra le pareti laterali dell'incastellatura e sopra la tavola mobile a scatti per supportare una sezione di stampo inferiore che delimita una cavità. Quando la tavola è spostata a scatti a passi di 180°, i manicotti di iniezione sono alternativamente situati in una stazione di colata o di ricevimento di metallo ed in una stazione di trasferimento o di iniezione di metallo sotto la piastra di bocchello. Un cilindro idraulico di serraggio è supportato dall'incastellatura sopra la stazione di trasferimento e sposta verticalmente una sezione di stampo superiore sopra la sezione di stampo inferiore.

Un cilindro idraulico di iniezione ad alta pressione è montato sulla base sotto la stazione di trasferimento, ed un cilindro idraulico di espulsione sostanzialmente più piccolo è montato sulla base sotto la stazione di colata o di ricevimento di metallo. Ciascuno dei cilindri idraulici ha un'asta di stantuffo verticale non rotante che porta un insieme di piastre di accoppiamento distanziate. Ciascun insieme di piastre forma scanalature a sottosquadro opposte ed estendentisi lateralmente per ricevere in modo scorrevole una flangia inferiore sporgente verso l'esterno su ciascuna delle aste degli stantuffi di iniezione. Così, quando la tavola rotativa è spostata a scatti, le aste degli stantuffi di iniezione ruotano con i manicotti di iniezione e si impegnano alternativamente con le aste di stantuffo dei due cilindri idraulici fissi di iniezione e di espulsione.

Il cilindro idraulico di iniezione è azionato per un trasferimento del metallo fuso da ciascun cilindro di iniezione verso l'alto entro la cavità delimitata dalle sezioni di stampo chiuse. Il cilindro di iniezione ritira quindi verso il basso i canali di colata o biscotti collegati entro il manicotto di iniezione dopo che il metallo è parzialmente solidificato entro la piastra di bocchello. Dopo un movimento a scatto della tavola di 180°, il cilindro idraulico più piccolo di espulsione è azionato per espellere il biscotto verso l'alto sulla sommità della tavola mobile a scatti dove il biscotto è scaricato lateralmente da una testa di espulsione collegata ad un cilindro a fluido estendentesi lateralmente .

Altre caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno evidenti dalla descrizione seguente, dai disegni annessi e dalle rivendicazioni annesse.

Breve descrizione dei disegni

La figura 1 rappresenta una vista in elevazione frontale di una pressa verticale per pressofusione costruita in accordo con l'invenzione e con una porzione di un bocchello di sicurezza interrotta,· la figura 2 rappresenta una vista in sezione verticale della pressa per pressofusione, generalmente lungo la linea 2-2 della figura 1;

la figura 3 rappresenta una vista in sezione orizzontale, generalmente lungo la linea 3-3 della figura l; e

la figura 4 rappresenta un'altra vista in sezione orizzontale, generalmente lungo la linea 4-4 della figura 1.

Descrizione della forma di attuazione preferita Con riferimento alle figure 1 e 2, una macchina o pressa verticale per pressofusione 10 comprende un'incastellatura 12 formata da una coppia di pareti laterali o piastre verticali parallele e distanziate 14 collegate rigidamente da una piastra superiore 16, una piastra inferiore o di base 18 ed un insieme di piastre o barre trasversali intermedie 22 e 24 (figura 2}, tutte fissate rigidamente alle piastre laterali 14 mediante una serie di viti mordenti 27. La piastra trasversale superiore 16 supporta un cilindro idraulico superiore di serraggio 30 a doppio effetto avente un'asta di stantuffo 32 sporgente verso il basso sull'asse verticale A della pressa. L'asta di stantuffo 32 porta una piastra circolare inferiore 36., e l'asta di stantuffo 32 e la piastra 36 sono stabilizzate impedendone la rotazione da una coppia di aste di guida 38 (figura 2) che si estendono verso l'alto attraverso insiemi corrispondenti di boccole di guida 39 entro la piastra superiore 16. Una barra 0 piastra di rinforzo 42 (figura 2) si estende sotto la porzione di estremità posteriore della piastra superiore 16 ed è fissata alla piastra superiore 16 mediante un insieme di viti 43.

Una sezione di stampo superiore è collegata o fissata alla superficie inferiore della piastra 36 e delimita una cavità anulare 47 per formare una porzione di un componente pressofuso P. A titolo illustrativo, il componente P è un rotore per un motore elettrico avente un pacco 48 di lamierini di acciaia.

1 lamierini hanno passaggi interni allineati che collegano la cavità anulare 47 entro la sezione di stampo superiore 45 ad una cavità anulare 49 entro la sezione di stampo inferiore 51 montata su una piastra di bocchello 52 . La piastra di bocchello 52 ha un inserto che forma un insieme di fori convergenti di canale di colata 53, e la piastra di bocchello 52 è supportata dall'incastellatura 12 (figura 1) per un leggero movimento verso il basso contro un insieme di molle in compressione 54 trattenute entro barre 55 montate sulle pareti 14 dell'incastellatura. Si comprende che il componente P da realizzare per pressofusione nelle sezioni di stampo corrispondenti 45 e 51 non fa parte della presente invenzione, e che il componente P può essere costituito da qualsiasi tipo di articolo pressofuso.

Con riferimento alla figura 2, una colonna o montante verticale cilindrico 56 è fissato al centro della piastra di base 18 e sporge verso l'alto per supportare una tavola circolare rotativa 58 mediante un insieme di cuscinetti antifrizione 59 montati su un mozzo. La tavola 58 supporta una coppia di manicotti di iniezione cilindrici 60 diametralmente opposti che hanno assi verticali paralleli. La tavola 58 è anche supportata da un insieme di cuscinetti reggispinta 62 montati sulle barre o piastre trasversali 22 e 24. La tavola 58 ha denti di ingranaggio periferici 64 (figure 2 e 4) che si impegnano con un pignone 66 montato sull'estremità superiore di un albero verticale di un motore elettrico a passo 68. L'azionamento del motore 68 agisce in modo da provocare il movimento della tavola 58 a passi o incrementi di 180° per presentare alternativamente la coppia di manicotti di iniezione 60 tra una stazione di colata o di ricevimento di metallo fuso 70 ed una stazione di.espulsione o di trasferimento di metallo 72 situata sotto la piastra di bocchello 52.

Ciascuno dei manicotti di iniezione 60 forma una camera cilindrica 76 che riceve uno stantuffo di iniezione corrispondente 78 trattenuto nella camera 76 da una piastra anulare inferiore di chiusura 82 per il manicotto di iniezione. La porzione di estremità superiore di ciascun manicotto di iniezione 78 presenta una coppia di'fenditure a coda di rondine convergenti ed estendentisi lateralmente 84 {figure 2 e 4), ed un'asta 86 dello stantuffo di iniezione sporge verso il basso da ciascuno stantuffo 78 ed attraverso la piastra inferiore di chiusura corrispondente 82. Come illustrato nella figura 2, ciascuna delle aste 86 degli stantuffi di iniezione è provvista di passaggi interni 88 attraverso i quali fluido o acqua di raffreddamento è fatta circolare nello stantuffo corrispondente 78 quando si desidera raffreddare lo stantuffo ed il metallo adiacente per forinare un biscotto {non rappresentato! avente spine sporgenti verso l'alto e collegate integralmente formate dai fori di canale di colata 53.

Un cilindro idraulico di iniezione a doppio effetto 95 (figura 2) è montato sulla piastra di base 18 sotto la stazione di trasferimento di metallo 72 ed in allineamento verticale sull'asse A con il cilindro idraulico superiore 30. Il cilindro 95 comprende uno stantuffo ed asta di stantuffo 98 che sporge verso l'alto, ed una piastra di guida 99 è fissata all'estremità superiore dell'asta di stantuffo 98. La rotazione dell'asta di stantuffo 98 è impedita da un'asta di guida 104 che è fissata alla piastra 99 e sporge verso il basso attraverso una boccola di guida 106 montata sul cilindro idraulico 95.

Un altro cilindro idraulico di espulsione a doppio effetto 110 (figura 2) è sostanzialmente più piccolo del cilindro 95 ed è montato sulla piastra di base 18 mediante un blocco distanziatore 112. Il cilindro 110 comprende uno stantuffo ed asta di stantuffo 114, ed una piastra 116 è fissata all'estremità superiore dell'asta di stantuffo 114. Un'asta di guida 118 sporge verso il basso dalla piastra 116 ed attraverso una boccola di guida 121 montata sul cilindro 110 per impedire la rotazione della piastra 116 e dell'asta di stantuffo 114. Il cilindro H O è situato in allineamento assiale verticale con ciascun manicotto di iniezione 60 quando il manicotto è situato nella stazione di colata o di ricevimento di metallo 70.

Con riferimento alla figura 3, un insieme di piastre di ritenuta o di accoppiamento distanziate 126 e 128 sono fissate alla superficie superiore di ciascuna delle piastre di guida 99 e 116 mediante un insieme di viti 131. Ciascun insieme di piastre di accoppiamento forma fenditure a sottosquadro interne ed esterne opposte 133 e 134 per ricevere in modo scorrevole una flangia circolare sporgente verso l'esterno 137 formata sul fondo di ciascuna asta 86 di uno stantuffo di iniezione. Come è evidente dalla figura 3, quando la tavola 58 ed i manicotti di iniezione 60 sono spostati a passi di 180°, le aste 86 degli stantuffi di iniezione sono alternativamente collegate o accoppiate alle aste di stantuffo 98 e 114 .

Come illustrato nella figura 4, un cilindro ad aria o a fluido a doppio effetto 145 è montato sulla piastra laterale sinistra 14 dell'incastellatura 12 e comprende un'asta di stantuffo 147 che sporge orizzontalmente verso l'interno sopra la tavola mobile a scatti 58. Una testa di espulsione 149 è fissata alla porzione di estremità interna dell'asta di stantuffo 147 in posizione adiacente alla stazione di ricevimento di metallo 70 ed è stabilizzata da un'asta di guida orizzontale 151 estendentesi attraverso una boccola 152. Quando il cilindro 145 è azionato, la testa di espulsione 149 è spostata tra la sua posizione di ritiro (figura 4) ed una posizione estesa passando sopra la superficie di estremità superiore di ciascuno stantuffo di iniezione 78 quando esso è situato nella stazione di ricevimento di metallo 70. Come illustrato nella figura 1, un bocchello di sicurezza 155 è supportato da una coppia di aste di guida verticali fisse 156 e boccole 157 montate sul bocchello 155 per un movimento verticale tra una posizione superiore di ritiro (figura 1) ed una posizione inferiore (non rappresentata) adiacente alla piastra di bocchello 52. Una coppia di cilindri a fluido o ad aria a doppio effetto 160 sono montati sull'incastellatura 12 ed hanno aste di stantuffo verticali 162 collegate in modo da far muovere il bocchello di sicurezza 155.

Nel funzionamento della macchina o pressa verticale per pressofusione precedentemente descritta con riferimento alle figure 1-4, il rotore o componente P è posizionato tra la sezione di stampo superiore 45 e la sezione di stampo inferiore 51 dopo il ritiro del cilindro idraulico 30. Una quantità o carica predeterminata di alluminio o metallo fuso è colata in una camera 76 del manicotto di iniezione quando la camera è situata nella stazione di ricevimento di metallo 70. Il ciclo della pressa è quindi avviato premendo entrambi gli interruttori di avviamento 175. La tavola 58 si muove quindi di 180° spostando la carica di metallo fuso nella stazione di trasferimento 72. Quando la tavola si muove a scatti, ciascuna delle flange 137 sulle estremità inferiori delle aste 86 degli stantuffi di iniezione scorre lateralmente da un insieme di piastre di accoppiamento opposte 126 e 128 in relazione di accoppiamento con l'insieme diametralmente opposto di piastre di accoppiamento 126 e 128.

Così, dopo il primo movimento a scatto, della tavola 58, l'asta di stantuffo 86 sporgente verso il basso dal manicotto di iniezione 60 che ha ricevuto la carica di metallo fuso, è accoppiata con l'asta di stantuffo 98 del cilindro di iniezione 95. Dopo che il cilindro di serraggio 30 è azionato per chiudere l'una sull'altra le sezioni di stampo e premere verso il basso la piastra di bocchello 52 contro la tavola 58, il cilindro di iniezione 95 è azionato in modo che l'asta di stantuffo 98 si sposti verso l'alto forzando il metallo fuso verso l'alto attraverso i fori di canale di colata 53 entro l'inserto formante la piastra di bocchello e quindi nelle cavità collegate 47 e 49 ad estremità opposte del rotore P. Dopo che il metallo fuso trasferito è parzialmente solidificato entro le cavità 47 e 49 ed entro i passaggi di collegamento estendentisi assialmente (non rappresentati) nel rotore P, l'asta di stantuffo 98 è ritirata verso il basso. Il movimento verso il basso dello stantuffo 78 separa il metallo parzialmente solidificato contenuto nei fori di canale di colata convergenti 53 dal metallo contenuto nella cavità inferiore 49 e forma un biscotto (non rappresentato) che rimane collegato allo stantuffo 78 come risultato delle fenditure a coda di rondine a sottosquadro 84.

Mentre un biscotto viene ritirato nella camera 76 nella stazione di trasferimento di metallo 72, un'altra quantità o carica di metallo fuso è colata nella camera 76 situata nella stazione di ricevimento di metallo 70. Quando la tavola 58 è nuovamente ruotata a scatto di 180°, il biscotto viene trasferito nella stazione di ricevimento di metallo 70, e la nuova carica di metallo fuso viene trasferita nella stazione di trasferimento di metallo 72. Durante il trasferimento, le aste di stantuffo 86 sporgenti verso il basso scambiano la loro relazione di accoppiamento con i cilindri idraulici 95 e 110.

Quando un biscotto giunge nella stazione di ricevimento di metallo 70, il cilindro 110 è azionato per sollevare le aste di stantuffo 86 e 114 e spostare verso l'alto il biscotto fino a quando il fondo delle fenditure a coda di rondine 84 non è a filo con la sommità della tavola 58 . Il cilindro a fluido estendentesi lateralmente 145 è quindi azionato per estendere orizzontalmente l'asta di stantuffo 147 in modo che la testa 149 spinga il biscotto dalle fenditure 84 ed entro uno scivolo (non rappresentato) che trasferisce il biscotto ad un contenitore di raccolta (non rappresentato) . Dopo il ritiro dell'asta di stantuffo 147, il ciclo viene ripetuto di nuovo allo scopo di produrre i rotori per motori o componenti pressofusi P su base continua.

Dai disegni e dalla descrizione precedente, è evidente che una macchina o pressa per pressofusione costruita in accordo con la presente invenzione, fornisce utili caratteristiche e vantaggi. Ad esempio, il cilindro idraulico fisso di iniezione 95 ed il cilindro idraulico fisso di espulsione 110 sostanzialmente più piccolo semplificano sostanzialmente la costruzione della pressa per pressofusione riducendo così in misura significativa il costo di fabbricazione della pressa. E' richiesto soltanto un unico grande cilindro di iniezione 95, e le posizioni fisse dei cilindri idraulici 95 e 110 permettono che i cilindri siano convenientemente collegati a pompe idrauliche e siano convenientemente riparati durante la manutenzione ordinaria. Inoltre, la massa relativamente limitata dei componenti rotativi comprendenti la tavola 58, i manicotti di iniezione 22, gli stantuffi 78 e le aste di stantuffo 86 sporgenti verso il basso, permette un movimento a scatti rapido della tavola 58 in modo che il metallo fuso ricevuto nella stazione 70 sia spostato rapidamente nella stazione di trasferiménto 72. Come risultato, la pressa produce componenti pressofusi di qualità più alta senza porosità. Ad esempio, nella produzione di componenti pressofusi P a rotore, la tavola 58 può essere spostata a scatto circa ogni 15 secondi, ed il tempo di ciclo più breve· permette la produzione di rotori pressofusi di qualità più alta.

Anche se la forma dell'apparecchiatura per pressofusione descritta nella presente costituisce una forma di attuazione preferita dell'invenzione, si deve comprendere che l'invenzione non è limitata a questa forma precisa di apparecchiatura, e che è possibile apportarvi varianti senza allontanarsi dallo spirito e dall'ambito dell'invenzione come definito nelle rivendicazioni annesse.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. In una pressa per pressofusione comprendente un'incastellatura, una tavola supportata dall'incastellatura suddetta per un movimento, una molteplicità di manicotti di iniezione distanziati supportati dalla tavola suddetta ed aventi assi distanziati e generalmente paralleli, uno stantuffo di iniezione entro ciascuno dei manicotti di iniezione suddetti, un organo di bocchello disposto in posizione adiacente alla tavola suddetta per supportare uno stampo che delimita una cavità, un organo comandato per serrare lo stampo contro l'organo di bocchello suddetto, un comando per far muovere la tavola suddetta in modo da presentare ciascuno dei manicotti di iniezione suddetti in una stazione di trasferimento di metallo adiacente all'organo di bocchello suddetto e in una stazione di ricevimento di metallo distanziata dalla stazione di trasferimento di metallo suddetta,· perfezionamento comprendente un cilindro di iniezione disposto in allineamento generale con la stazione di trasferimento di metallo suddetta ed un cilindro di espulsione disposto in allineamento generale con la stazione di ricevimento di metallo suddetta, e mezzi per collegare in modo separabile ciascuno degli stantuffi di iniezione suddetti con ciascuno dei cilindri suddetti dopo il movimento della tavola suddetta.
2. Pressa per pressofusione secondo la rivendicazione 1, in cui la tavola suddetta è supportata per un movimento rotativo a scatti intorno ad un asse, i mezzi di collegamento suddetti comprendono un'asta di uno stantuffo di iniezione sporgente da ciascuno degli stantuffi di iniezione suddetti per una rotazione con la tavola suddetta ed i manicotti di iniezione suddetti, ed un accoppiamento separabile per collegare ciascuna delle aste suddette degli stantuffi di iniezione con ciascuno dei cilindri suddetti in risposta al movimento a scatti della tavola suddetta.
3. Pressa per pressofusione secondo la rivendicazione 2, in cui l'organo di bocchello suddetto è supportato dall'incastellatura suddetta in posizione adiacente al percorso circolare dei manicotti di iniezione suddetti sulla tavola suddetta.
4. Pressa per pressofusione secondo la rivendicazione 1, in cui i mezzi di collegamento suddetti comprendono un accoppiamento inseribile lateralmente tra ciascuno stantuffo di iniezione suddetto e ciascun cilindro suddetto.
5. Pressa per pressofusione secondo la rivendicazione 4, in cui ciascuno dei cilindri suddetti comprende un cilindro idraulico avente un'asta di stantuffo, e mezzi per impedire la rotazione di ciascuna asta di stantuffo suddetta e dell'accoppiamento corrispondente suddetto.
6.' Pressa per pressofusione secondo la rivendicazione 1, in cui i mezzi di collegamento suddetti comprendono un'asta dello stantuffo di iniezione sporgente da ciascuno stantuffo di iniezione suddetto, ciascun cilindro suddetto comprende un cilindro idraulico avente un'asta di stantuffo, ed accoppiamenti inseribili lateralmente che collegano alternativamente ciascuna delle aste suddette degli stantuffi di iniezione con ciascuna delle aste di stantuffo suddette dei cilindri idraulici.
7. Pressa per pressofusione secondo la rivendicazione 1, in cui la tavola suddetta è supportata per un movimento rotativo a scatti intorno ad un asse, ed i manicotti di iniezione suddetti sono diametralmente opposti sulla tavola suddetta.
8. Pressa per pressofusione secondo la rivendicazione l, comprendente inoltre un cilindro a fluido estendentesi lateralmente dalla stazione di ricevimento di metallo suddetta in posizione adiacente alla tavola suddetta, ed in cui il cilindro a fluido suddetto comprende un'asta di stantuffo che supporta una testa di espulsione per un movimento attraverso ciascun manicotto di iniezione suddetto nella stazione di ricevimento di metallo suddetta per rimuovere un biscotto metallico solidificato da ciascuno stantuffo di’ iniezione suddetto.
9. Pressa per pressofusione secondo la rivendicazione 1, comprendente inoltre un'asta dello stantuffo di iniezione sporgente verso il basso da ciascuno stantuffo di iniezione suddetto, in cui ciascun cilindro suddetto comprende un cilindro idraulico avente un'asta di stantuffo sporgente verso l'alto, ed accoppiamenti inseribili lateralmente che collegano alternativamente ciascuna delle aste suddette degli stantuffi di iniezione con ciascuna delle aste di stantuffo suddette dei cilindri idraulici.
10. Pressa per pressofusione secondo la rivendicazione 1, in cui i mezzi suddetti per collegare in modo separabile ciascuno degli stantuffi di iniezione suddetti comprendono un insieme di organi di accoppiamento distanziati orizzontalmente formanti scanalature a sottosquadro opposte.