ES2256755T3 - APPARATUS FOR MANUFACTURING ELEMENTS OF ALUMINUM ALLOYS OR LIGHT ALLOYS. - Google Patents
APPARATUS FOR MANUFACTURING ELEMENTS OF ALUMINUM ALLOYS OR LIGHT ALLOYS.Info
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Abstract
Un aparato para fabricar elementos hechos de aluminio, aleaciones de aluminio, aleaciones ligeras y similares, comprendiendo, sobre una placa (1), un molde inferior (2) y por lo menos un molde superior (3), un conducto (10) para introducir metal líquido que está conectado a un horno (11), llegando dicho conducto de entrada de metal líquido (10) desde debajo a través de la placa (1) y conduciendo al interior de dicho molde inferior (2), de manera que dicho molde inferior (2) forma por lo menos una huella inferior (20), que tiene por lo menos una porción cóncava (23) para introducir una cantidad de metal líquida, existiendo por lo menos un tapón macho (8) asociado con el citado molde superior (3), de modo que dicho por lo menos un tapón superior (8) está adaptado para moverse con respecto a dicho molde superior (3) y formando una impresión superior (25) que puede acoplarse a dicha por lo menos una huella inferior (20) a fin de determinar la forma del elemento (21) que está siendo fundido, pudiéndose cerrar sobre dicho molde inferior (2) y estando adaptado dicho por lo menos un tapón macho (8) para cerrar dicha forma y actuar como un elemento de control de flujo para la abertura (24) que proporciona una conexión a dicho conducto de entrada (10), caracterizado por el hecho de que además comprende por lo menos una abertura de rebosamiento (22) que conecta dicho conducto de entrada (10) a dicha por lo menos una porción cóncava (23) para introducir en la misma una cantidad de metal líquido que se dosifica para que rebose y que es una función directa de la geometría de dicha porción cóncava (23).An apparatus for manufacturing elements made of aluminum, aluminum alloys, light alloys and the like, comprising, on a plate (1), a lower mold (2) and at least one upper mold (3), a conduit (10) for introducing liquid metal that is connected to an oven (11), said liquid metal inlet conduit (10) coming from below through the plate (1) and leading into said lower mold (2), so that said lower mold (2) forms at least one lower footprint (20), which has at least one concave portion (23) to introduce an amount of liquid metal, at least one male plug (8) associated with said mold exists upper (3), so that said at least one upper cap (8) is adapted to move with respect to said upper mold (3) and forming an upper impression (25) that can be coupled to said at least one lower footprint (20) in order to determine the shape of the element (21) that is if after melting, said lower mold (2) being able to close and said at least one male plug (8) being adapted to close said shape and act as a flow control element for the opening (24) that provides a connection to said inlet duct (10), characterized in that it further comprises at least one overflow opening (22) connecting said inlet duct (10) to said at least one concave portion (23) for inserting therein an amount of liquid metal that is dosed to overflow and that is a direct function of the geometry of said concave portion (23).
Description
Aparato para fabricar elementos de aleaciones de aluminio o aleaciones ligeras.Apparatus for manufacturing alloy elements of aluminum or light alloys.
El presente invento hace referencia a un aparato para fabricar elementos hechos de aluminio, aleaciones de aluminio, aleaciones ligeras y similares.The present invention refers to an apparatus to manufacture elements made of aluminum, aluminum alloys, light alloys and the like.
Se sabe que para la fundición moldeada de elementos hechos de aluminio, aleaciones de aluminio, aleaciones ligeras y similares, se utiliza una técnica de fundición conocida como fundición a baja presión, en la cual el metal líquido se vierte desde el horno a través de un conducto para introducir el metal líquido que sale hacia arriba del molde formado por dos o más piezas.It is known that for molded casting of elements made of aluminum, aluminum alloys, alloys lightweight and similar, a known casting technique is used as low pressure cast iron, in which the liquid metal is poured from the oven through a conduit to introduce the metal liquid coming out of the mold formed by two or more pieces.
Una vez completado el llenado del molde, el metal líquido debe solidificarse, lo cual sucede normalmente en un tiempo relativamente largo, además de formarse un bebedero relativamente grande en el canal de entrada del metal líquido.Once the mold is filled, the metal liquid should solidify, which normally happens in a while relatively long, in addition to forming a relatively trough large in the entrance channel of the liquid metal.
Este tipo de fundición tiene el inconveniente de requerir largos periodos de fundido, además de un derroche de material determinado por el bebedero y al hecho de que el elemento fundido tiene una estructura que apenas está compactada, debido a que la fundición se produce a baja presión.This type of casting has the disadvantage of require long periods of melting, in addition to a waste of material determined by the trough and the fact that the element cast has a structure that is barely compacted due to that smelting occurs at low pressure.
De acuerdo con lo descrito en el documento WO-02/089625 del mismo solicitante, supuestamente aquí incorporado como referencia, y que es importante como indicador del estado de la técnica en virtud del Art. 54(3) EPC, se describe una técnica de fundición que permite producir elementos, en particular punteras de zapato, con una estructura particularmente compacta que surge por el hecho de que las dos partes del molde que forman el modelo del elemento fundido están cerradas entre sí mediante una acción de apriete, con lo cual se consigue una compactación del material y una considerable uniformidad estructural, al tiempo que se evita la formación de bebedero, con los consiguiente ventajas en lo que respecta al tiempo de fundición.As described in the document WO-02/089625 of the same applicant, allegedly incorporated here as a reference, and that is important as an indicator of the state of the art under Art. 54 (3) EPC, it describes a casting technique that allows to produce elements, in particular shoe toes, with a structure particularly compact that arises from the fact that the two parts of the mold that form the cast element model are closed together by means of a tightening action, which achieves a material compaction and considerable uniformity structural, while avoiding the formation of trough, with the consequent advantages with regard to the time of foundry.
En esta solución era necesario proporcionar una dosificación relativamente precisa del metal líquido y por consiguiente era necesario disponer de un dispositivo dosificador que permitiese introducir cantidades dosificadas de material.In this solution it was necessary to provide a relatively precise dosage of liquid metal and by consequently it was necessary to have a dosing device that allowed to introduce dosed quantities of material.
Aun cuando esta solución es válida en muchos aspectos, resultaba relativamente compleja desde un punto de vista constructivo.Even though this solution is valid in many aspects, it was relatively complex from a point of view constructive.
Se conoce un aparato con las características que figuran en el preámbulo de la reivindicación 1, a través de la patente WO-00/45979.An apparatus is known with the characteristics that they appear in the preamble of claim 1, through the WO-00/45979.
De hecho, el propósito del invento es resolver los anteriores problemas, proporcionando un aparato y un método para fabricar elementos de aluminio, aleaciones de aluminio, aleaciones ligeras y similares, que permite fundir elementos que tengan una estructura muy compacta sin, no obstante, tener que usar un dispositivo dosificador para introducir el metal líquido, que por contra en la práctica es dosificado automáticamente por el aparato.In fact, the purpose of the invention is to solve the above problems, providing an apparatus and a method for manufacture aluminum elements, aluminum alloys, alloys light and similar, which allows to melt elements that have a very compact structure without, however, having to use a dosing device to introduce the liquid metal, which by against in practice it is automatically dosed by the apparatus.
Con este propósito, un objeto del invento es
proporcionar un aparato y un método que permita producir elementos
sin bebedero y con tiempos considerablemente más cortos para obtener
la fase de
solidificación.For this purpose, an object of the invention is to provide an apparatus and a method that allows to produce elements without drinking fountain and with considerably shorter times to obtain the phase of
solidification.
Otro objeto del presente invento es proporcionar un aparato que proporcione, en una simple operación de fundición, una serie de piezas que opcionalmente puedan ser distintas entre sí, obteniendo la dosificación correcta para cada pieza fundida.Another object of the present invention is to provide an apparatus that provides, in a simple casting operation, a series of pieces that can optionally be different from each other, obtaining the correct dosage for each cast.
Otro objeto del presente invento es proporcionar un aparato y un método que en virtud de sus especiales características constructivas sea capaz de dar las máximas garantías de fiabilidad y seguridad en el empleo.Another object of the present invention is to provide an apparatus and a method that under its specials constructive characteristics be able to give maximum guarantees of reliability and job security.
Otro objeto del presente invento es proporcionar un aparato y un método que puede ser obtenido fácilmente empezando por elementos y materiales usualmente disponibles en el mercado y que también sea competitivo desde un punto de vista puramente económico.Another object of the present invention is to provide an apparatus and a method that can be easily obtained starting by elements and materials usually available in the market and that is also competitive from a purely point of view economic.
Dicho propósito, así como estos y otros objetos que resultarán más evidentes a continuación, se conseguirán mediante un aparato para fabricar elementos hechos de aluminio, aleaciones de aluminio, aleaciones ligeras y similares de acuerdo con el invento, tal como aparece en las reivindicaciones 1 y 9 adjuntas.Said purpose, as well as these and other objects which will be more evident then they will be achieved by an apparatus for manufacturing elements made of aluminum, alloys of aluminum, light alloys and the like according to the invention, as it appears in the attached claims 1 and 9.
Otras características y ventajas se pondrán de manifiesto a partir de la descripción detallada de un aparato para fabricar elementos hechos de aluminio, aleaciones de aluminio, aleaciones ligeras y similares, presentados únicamente a modo de ejemplo no limitativo en los dibujos adjuntos, en los cuales:Other features and advantages will be made of manifest from the detailed description of an apparatus for manufacture elements made of aluminum, aluminum alloys, light and similar alloys, presented only by way of non-limiting example in the accompanying drawings, in which:
La figura 1 es una vista esquemática en sección del aparato, tomada a lo largo de un plano vertical, durante la fase inicial de la fundición;Figure 1 is a schematic sectional view. of the apparatus, taken along a vertical plane, during the phase foundry initial;
La figura 2 es una vista ilustrativa de la fase de introducción de metal líquido en el molde inferior;Figure 2 is an illustrative view of the phase of introduction of liquid metal into the lower mold;
La figura 3 es una vista ilustrativa de la fase para dosificar el metal líquido;Figure 3 is an illustrative view of the phase to dose the liquid metal;
La figura 4 es una vista ilustrativa de la fase para cerrar el molde superior del molde sobre el molde inferior;Figure 4 is an illustrative view of the phase to close the upper mold of the mold on the lower mold;
La figura 5 es una vista en planta esquemática de un molde con tres huellas; yFigure 5 is a schematic plan view of a mold with three tracks; Y
La figura 6 es una vista esquemática de una puntera de zapato que puede obtenerse con el aparato de acuerdo con el invento.Figure 6 is a schematic view of a shoe toe that can be obtained with the device according to the invention.
Con referencia a las figuras, el aparato para fabricar elementos hechos de aluminio, aleaciones de aluminio, aleaciones ligeras y similares, de acuerdo con el invento, comprende una placa, indicada generalmente con el número de referencia 1, sobre la cual hay un molde inferior 2 con el que coopera un molde superior 3; dicho molde superior puede realizar un movimiento de traslación hacia y desde el molde inferior.With reference to the figures, the apparatus for manufacture elements made of aluminum, aluminum alloys, light alloys and the like, according to the invention, comprise a plate, usually indicated with reference number 1, on which there is a lower mold 2 with which a mold cooperates superior 3; said upper mold can perform a movement of translation to and from the lower mold.
También existe un conducto 10 para introducir metal líquido, el cual llega desde abajo a partir de un horno 11 de metal líquido que, preferiblemente, es de tipo presurizado; el conducto 10 pasa a través de la placa, donde se encuentran medios habituales de calefacción 12, hasta que sale por las huellas 20 existente en el molde inferior.There is also a conduit 10 to introduce liquid metal, which arrives from below from an oven 11 of liquid metal which, preferably, is pressurized; he conduit 10 passes through the plate, where means are found usual heating 12, until it comes out of the 20 tracks existing in the lower mold.
En el ejemplo específico representado, existen tres huellas inferiores uniformemente distribuidas en la periferia alrededor del conducto de entrada 10 y están conectadas al mismo a modo de aberturas 22 que forman en la practica, tal como se explica a continuación, aberturas para que rebose el metal líquido.In the specific example represented, there are three lower footprints evenly distributed on the periphery around the inlet conduit 10 and are connected thereto to mode of openings 22 that form in practice, as explained then openings for the liquid metal to overflow.
La huella inferior 20 tiene por lo menos una porción cóncava 23 que permite introducir en la misma una cantidad de metal líquido que es una función directa de la geometría de la porción cóncava; por consiguiente, introduciendo metal líquido y haciendo que suba a través del conducto, en virtud de una acción de presión aplicada por el horno, es posible llenar las regiones o porciones cóncavas 23 con una cantidad de metal líquido que prácticamente está dosificada.The bottom footprint 20 has at least one concave portion 23 which allows a quantity to be introduced therein of liquid metal that is a direct function of the geometry of the concave portion; consequently, introducing liquid metal and causing it to rise through the duct, under an action of pressure applied by the oven, it is possible to fill the regions or concave portions 23 with an amount of liquid metal that It is practically dosed.
Es posible proporcionar sensores de nivel 30 para detener la subida de metal líquido o bien es opcionalmente posible predeterminar el tiempo y la presión aplicada al metal líquido a fin de conseguir un rebosamiento dosificado de dicho metal líquido.It is possible to provide level 30 sensors to stop the rise of liquid metal or it is optionally possible predetermine the time and pressure applied to the liquid metal in order of achieving a metered overflow of said liquid metal.
Una vez han sido llenadas las regiones cóncavas, el nivel de metal líquido vuelve a bajar (figura 3), a fin de proporcionar una precisa dosificación del metal en función de la posición de las aberturas de rebosamiento 22 que forman la región para que rebose el metal líquido dentro de las regiones cóncavas 23.Once the concave regions have been filled, the liquid metal level drops again (figure 3), in order to provide accurate metal dosing based on the position of the overflow openings 22 that form the region to overflow the liquid metal within the concave regions 2. 3.
Hay por lo menos un tapón macho 8 conectado al molde superior 3, pudiéndose mover con respecto al molde superior 3, y que forma huellas superiores 25, que en cooperación con las correspondientes huellas inferiores 20 dan la forma del elemento que está siendo fundido. El ejemplo específico ilustra una puntera 21 para zapatos de seguridad.There is at least one male plug 8 connected to the upper mold 3, being able to move with respect to the upper mold 3, and that forms upper footprints 25, which in cooperation with corresponding lower footprints 20 give the form of the element that It is being cast. The specific example illustrates a toe 21 for safety shoes.
Una importante particularidad del invento consiste en que una vez cerrado el molde superior 3 sobre el molde inferior 2, y después de haber dosificado el metal líquido, el pistón 8, que se mueve con respecto al molde superior 3, cierra la abertura 24 para conectar al conducto de entrada de metal líquido 10, consiguiendo así una clara separación con respecto a la columna de metal líquido, lo cual además, para conseguir la dosificación, ha sido hecha para bajar en el canal 10, a fin de colocar la superficie líquida del líquido preferiblemente en la región calentada.An important feature of the invention is that once closed the upper mold 3 on the mold lower 2, and after dosing the liquid metal, the piston 8, which moves relative to the upper mold 3, closes the opening 24 to connect to the liquid metal inlet conduit 10, thus achieving a clear separation with respect to the column of liquid metal, which also, to achieve the dosage, has been made to lower in channel 10, in order to place the surface liquid liquid preferably in the heated region.
El movimiento del tapón macho 8 con respecto al molde superior 3 aplica presión al metal líquido, produciendo una especial compactación de dicho metal y obteniéndose así piezas que tienen una considerable uniformidad estructural y resistencia mecánica mejorada.The movement of the male plug 8 with respect to the upper mold 3 applies pressure to the liquid metal, producing a special compaction of said metal and thus obtaining pieces that they have considerable structural uniformity and strength improved mechanics
También se ha observado que la especial solución adoptada, en que la dosificación del metal se produce sustancialmente por la forma de la huella inferior y más particularmente por la porción cóncava de la porción inferior, permite disponer alrededor del mismo canal de entrada huellas que sean diferentes entre sí y en las que el metal líquido siempre es dosificado correctamente, pudiendo ser diferente dicha dosificación en cada huella.It has also been observed that the special solution adopted, in which the metal dosage is produced substantially by the shape of the lower footprint and more particularly for the concave portion of the lower portion, allows you to have traces around the same input channel are different from each other and in which the liquid metal is always correctly dosed, said dosage may be different in every footprint
Debe observarse que con esta forma de realización antes descrita, es posible introducir una cantidad dosificada de metal líquido en las varias huellas, sin tener que recurrir a operaciones especiales, sino simplemente dejando que rebose el metal líquido que llega por el conducto de entrada y llevando dicho metal líquido a un límite predeterminable que puede establecerse directamente mediante un sensor de nivel 30, tal como se ha representado, o bien opcionalmente utilizan el tiempo en que se aplica presión al metal líquido, dado que dicha presión hace que suba y por tanto se introduzca en los diversos huecos.It should be noted that with this embodiment described above, it is possible to enter a dosed amount of liquid metal in the various tracks, without resorting to special operations, but simply letting the metal overflow liquid that arrives through the inlet duct and carrying said metal liquid at a predetermined limit that can be set directly using a level 30 sensor, as it has been represented, or optionally use the time at which applies pressure to the liquid metal, since this pressure causes go up and therefore enter the various holes.
De lo que se ha descrito antes, es evidente que el invento consigue el propósito y los objetos previstos, y se pone especialmente de manifiesto el hecho de que el tapón macho forma, en la práctica, un elemento de control de flujo que cierra la abertura en conexión con el conducto de entrada de metal líquido, evitando la formación de bebedero y también generado presión sobre el metal líquido que está solidificándose, lo cual ayuda a conseguir un producto con características estructurales y mecánicas de alto nivel.From what has been described before, it is clear that the invention achieves the intended purpose and objects, and puts especially evident the fact that the male plug forms, in practice, a flow control element that closes the opening in connection with the liquid metal inlet duct, avoiding trough formation and also generated pressure on the metal liquid that is solidifying, which helps to achieve a product with high structural and mechanical characteristics level.
El invento así concebido es susceptible de numerosas modificaciones y variaciones, todas las cuales se hallan dentro del ámbito de las reivindicaciones adjuntas.The invention thus conceived is susceptible to numerous modifications and variations, all of which are within the scope of the appended claims.
Todos los detalles pueden además ser sustituidos por otros elementos técnicamente equivalentes.All the details can also be replaced by other technically equivalent elements.
En la práctica, los materiales empleados, así como las formas y dimensiones respectivas pueden ser cualesquiera en función de las necesidades.In practice, the materials used as well how the respective shapes and dimensions can be any in Role of needs.
Claims (9)
- --
- cerrar dicho por lo menos un molde superior (3) sobre dicho molde inferior (2);close said at least one upper mold (3) on said lower mold (2);
- --
- dosificar una cantidad de metal líquido al introducirlo en dicha por lo menos una porción cóncava (23) a modo de rebosamiento de metal líquido con respecto a por lo menos una abertura de rebose (22) que conecta la porción cóncava (23) a dicho conducto de entrada (10), siendo la cantidad de rebosamiento dosificada una función directa de la geometría de dicha porción cóncava (23); ydose a quantity of liquid metal when introduced into said at least one concave portion (23) to liquid metal overflow mode with respect to at least an overflow opening (22) connecting the concave portion (23) to said inlet duct (10), the amount of overflow being dosed a direct function of the geometry of said portion concave (23); Y
- --
- mover dicho por lo menos un tapón macho (8) para cerrar la citada forma y para actual como un elemento de control de flujo para la abertura (24) que proporciona una conexión al mencionado conducto de entrada (10).move said at least one male plug (8) to close said form and for current as a flow control element for the opening (24) that provides a connection to said inlet conduit (10)
- --
- controlar la subida y el nivel de metal líquido presurizado en el conducto de entrada (10); ycontrol the rise and level of metal pressurized liquid in the inlet duct (10); Y
- --
- una vez se ha llenado por lo menos una porción cóncava (23) con la cantidad dosificada de rebose de metal líquido, bajar el nivel de líquido dentro del conducto de entrada (10).a at least one concave portion (23) has been filled with the dosed amount of liquid metal overflow, lower the level of liquid inside the inlet duct (10).
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