ES2323881T3 - Colada bajo presion para terminales de bateria. - Google Patents
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Abstract
Un método de colar a presión un terminal de batería de plomo para inhibir la formación de fisuras y grietas en el terminal de batería incluyendo los pasos de: hacer el vacío en una cavidad de terminal de batería (20, 51, 30a, 230) para sacar aire de ella; inyectar plomo fundido (12, 212) a presión a la cavidad de terminal de batería (20, 51, 30a, 230); y reducir el volumen de la cavidad de terminal de batería (20, 51, 30a, 230) mientras el plomo fundido (12, 212) está en una etapa de transformación de líquido a sólido para hacer que el plomo fundido (12, 212) fluya al volumen reducido antes de que el plomo fundido (12, 212) solidifique, inhibiendo por ello la formación de fisuras y grietas en el terminal de batería.
Description
Colada bajo presión para terminales de
batería.
Esta invención se refiere en general a la colada
a presión de artículos de plomo como terminales de batería.
La Patente de Estados Unidos número 5.048.590 A
describe la colada por gravedad de terminales de batería de
aleaciones de plomo fundido combinada con la reducción del volumen
de la cavidad de molde mediante la introducción de un punzón.
La presente invención se refiere a un método de
colar a presión un terminal de batería de plomo que inhibe la
formación de fisuras y grietas como el definido en la reivindicación
1.
En un estado de modo de intensificación el
estado del plomo fundido puede ser supervisado de modo que cuando
el plomo fundido entra en una etapa de transformación de líquido a
sólido, el volumen del molde disponible para el plomo a solidificar
en él se reduce rápidamente haciendo por ello que el plomo fundido
fluya al volumen restante mientras se mantienen las presiones en el
plomo fundido. Cuando el plomo fundido solidifica bajo el volumen
reducido y la presión, produce un terminal de batería que está
sustancialmente libre de grietas y fisuras. En otro estado de modo
de intensificación, el terminal de batería se puede solidificar en
el molde, pero antes de sacar el terminal de batería del molde se
desplaza un pistón al terminal de batería con suficiente fuerza con
el fin de formar en frío al menos parcialmente una porción del
terminal de batería, produciendo por ello un terminal de batería
que carece de fisuras y grietas. En otro estado de modo de
intensificación de la invención, el molde se sella mientras el
plomo fundido está en un estado fundido y la presión del plomo
fundido se incrementa y mantiene hasta que el plomo fundido
solidifica.
La figura 1 es un esquema parcial de un sistema
para colar a presión un terminal de batería con el fin de inhibir
la fisuración o el agrietado del terminal de batería durante el
proceso de solidificación.
La figura 2 es un diagrama que representa una
porción del molde y el pistón que es movido al canal de colada del
molde.
La figura 3 representa una porción del sistema
de la figura 1 con el pistón en la posición extendida que produce
un volumen reducido para la solidificación de plomo o aleación de
plomo.
La figura 4 representa un sistema alternativo
donde un pistón se mantiene a presión durante el proceso de
colada.
La figura 5 es una vista en sección transversal
que representa una porción de un molde y un pistón que está
colocado con su superficie de extremo en la superficie de extremo de
la cavidad de molde durante el proceso de colada a presión.
La figura 6 es una vista en sección transversal
de la figura 5 que representa el pistón movido al terminal de
batería para deformar el metal a una forma libre de fisuras y
grietas.
La figura 7 es una vista en sección transversal
que representa una porción de un molde y un pistón que está
colocado con su superficie de extremo espaciada de la superficie de
extremo de la cavidad de molde durante el proceso de colada a
presión.
La figura 8 es una vista en sección transversal
de la figura 7 que representa el extremo del pistón subido a la
superficie de extremo de la cavidad de molde para deformar el metal
a una forma libre de fisuras y grietas.
La figura 9 es una vista en sección transversal
que representa una porción de un molde y un pistón que está
colocado con su superficie de extremo espaciada de la superficie de
extremo de la cavidad de molde durante el proceso de colada a
presión.
La figura 10 es una vista en sección transversal
de la figura 9 que representa el extremo del pistón movido a una
condición espaciada de la superficie de extremo de la cavidad de
molde para deformar el metal a una forma libre de fisuras y
grietas.
La figura 11 es una vista de un terminal de
batería de la figura 10 con la extensión colada a presión
cortada.
La figura 12 es una vista en sección transversal
parcial del pistón de la figura 10 sacando de la cavidad de molde
la extensión colada a presión cortada.
La figura 13 es una vista frontal de un conector
de batería bimetal.
La figura 14 es una vista en sección transversal
tomada a lo largo de las líneas 14-14 de la figura
13.
La figura 15 es una vista en sección transversal
de un molde y aparato de sujeción para colar a presión el conector
de batería de la figura 13.
La figura 16 es una vista en sección transversal
de un molde y aparato de sujeción de la figura 15 con un par de
pasadores de sujeción en la posición retirada y los pasadores de
accionamiento en la posición extendida.
La figura 17 es una vista en sección transversal
de una pieza de batería colada a presión con una extensión colada a
presión en el extremo de la batería con la longitud de la extensión
limitada por el extremo de un punzón de accionamiento anular.
La figura 18 representa la pieza de batería de
la figura 17 con el punzón de accionamiento anular movido a la
extensión para formar en frío la pieza de batería libre de fisuras y
vacíos.
La figura 19 representa un molde con un pasador
de núcleo y aro deslizante para colar a presión una pieza de
batería y la contracción de volumen de la pieza de batería para
obtener una pieza de batería libre de fisuras y grietas.
La figura 20 representa un esquema parcial de
nuestro sistema cerrado para colar a presión artículos de plomo
manteniendo al mismo tiempo el plomo fundido en un estado
fundido.
La figura 21 representa un alojamiento y un
molde con una válvula de cierre que tiene un elemento retráctil en
una condición cerrada con una cavidad en el alojamiento de molde a
llenar con plomo fundido.
La figura 22 representa un alojamiento y molde
de la figura 21 con el elemento retráctil en una condición abierta
para poder llenar una cavidad en el alojamiento de molde con plomo
fundido.
La figura 23 representa un alojamiento y molde
de la figura 21 con el elemento retráctil en una condición cerrada
y una pieza solidificada en la cavidad de molde.
La figura 24 representa una realización
alternativa de la figura 21 donde el molde está espaciado del
alojamiento cuando el plomo fundido solidifica.
La figura 25 representa la realización de la
figura 24 donde el molde se engancha con el alojamiento de modo que
el plomo fundido pueda ser transferido al molde.
La figura 26 representa la realización de la
figura 24 donde la cavidad de molde está en comunicación de fluido
y contacto físico con el alojamiento y el elemento retráctil se
retira para que el plomo fundido pueda fluir a la cavidad de
molde.
La figura 27 representa la realización de la
figura 24 donde el plomo fundido en el molde se ha solidificado.
La figura 28 representa la realización de la
figura 24 donde el molde ha sido separado del alojamiento para
minimizar la transferencia de calor del alojamiento al molde.
La figura 29 representa una vista en sección
transversal parcial del mecanismo para proporcionar una fuente de
plomo presurizable situada en una posición de
pre-presurización.
La figura 30 representa una vista en sección
transversal parcial del mecanismo para proporcionar una fuente de
plomo presurizable situada en la posición de presurización.
La figura 31 representa una vista en sección
transversal parcial del mecanismo para proporcionar una fuente de
plomo presurizable situada en una posición de presión negativa.
Y la figura 32 representa una vista en sección
transversal parcial del mecanismo para proporcionar una fuente de
plomo presurizable situada en una posición para llevar una carga
fresca de plomo fundido al sistema cerrado.
Con referencia a la figura 1, el número de
referencia 10 identifica en general un sistema para colar a presión
un terminal de batería o pieza de batería con el fin de inhibir la
formación de fisuras y grietas en el terminal de batería colado a
presión o pieza de batería. El sistema 10 incluye una fuente de
plomo fundido presurizado 12 (que podría ser una fuente de aleación
de plomo presurizada) para dirigir plomo fundido a presión a un
molde 11. El molde 11 tiene una cavidad de terminal de batería 20
con un canal de colada 24 que se extiende desde ella para
suministrar plomo presurizado fundido desde la fuente de plomo
presurizado 12 a la cavidad de terminal de batería 20.
El sistema 10 incluye una fuente de vacío 15 que
está conectada a un punto frío, es decir, un punto que se enfría a
una tasa rápida y se enfría antes del resto del metal fundido en la
cavidad de terminal de batería 20. Esto permite a la fuente de
vacío 15 sacar el aire de la cavidad de terminal de batería 20 a
través del paso 21 antes de suministrar plomo fundido a la cavidad
de terminal de batería 20.
El sistema 10 también incluye un sensor de
presión 16 que tiene una sonda 17 montada en el molde 11, estando
montada la sonda 17 en posición para formar una porción de la
superficie de molde que rodea la cavidad de terminal de batería 20.
La sonda de sensor de presión 17 se coloca preferiblemente en un
punto caliente del molde, es decir, un punto que se enfría a una
tasa menor. Colocando la sonda 17 en una porción del molde que
permanece en un estado líquido, se puede supervisar la presión del
plomo fundido en el estado líquido cuando el plomo fundido es
suministrado a la cavidad de terminal de batería 20.
Un pistón cilíndrico 23 está situado en relación
deslizante en el paso 25 para moverse al paso de canal de colada 25
del molde 11. Un accionador de pistón 13, que soporta el pistón 23,
conecta con el molde 11 para mantener separado el pistón 23 cuando
se inyecta plomo fundido a la cavidad de terminal de batería 20. El
pistón 23 proporciona unos medios mecánicos para reducir el volumen
disponible para solidificación del plomo.
Para controlar la operación del sistema 10, se
incluye una unidad de control 14 en el sistema 10. La unidad de
control 14 conecta con la fuente de vacío 15 mediante un cable
eléctrico 14a y con el sensor de presión 16 mediante un cable
eléctrico 14b. Igualmente, la unidad de control 14 conecta con el
suministro de plomo fundido 12 a través de un cable eléctrico 14d y
con el accionador de pistón 13 a través de un cable eléctrico
14c.
La unidad de control 14, que puede ser un
ordenador con software apropiado, recibe señales del sensor de
presión 16, que transmite la presión del plomo fundido en la
cavidad de terminal de batería 20. Es decir, cuando el plomo
fundido procedente de la fuente de plomo presurizado 12 llena la
cavidad de terminal de batería 20, la presión en la sonda 17 se
transmite continuamente al sensor de presión 16 y a la unidad de
control 14. Cuando la presión en la cavidad de terminal de batería
20 llega a un nivel predeterminado, la unidad de control 14 envía
una señal al accionador de pistón 13 a través del cable eléctrico
14c que rápidamente mueve el pistón 23 al paso 25 para cortar y
sellar simultáneamente el paso 25 con el fin de evitar el flujo
continuado de plomo procedente del canal de colada 24. Cuando el
pistón 23 entra en el paso, reduce el volumen para el plomo que
está en la etapa de transformación de líquido a sólido. Reduciendo
el volumen del plomo durante la etapa de transformación de líquido
a sólido, se puede compensar el encogimiento y la contracción del
plomo cuando el plomo fundido se solidifica. En consecuencia, el
producto colado acabado carece de las grietas y fisuras que
tendrían un efecto perjudicial en el rendimiento del terminal de
batería.
El sistema de la figura 1 se describe con
respecto al encogimiento de volumen durante la etapa de
transformación de líquido a sólido; sin embargo, el sistema de la
figura 1 también puede ser usado con el método de encogimiento de
volumen cuando el plomo fundido está en el estado fundido. Si se ha
de incrementar la presión del plomo fundido, la fuente de vacío
conectada al molde se cierra mientras el plomo está en el estado
fundido. Esto deja un molde cerrado con metal líquido fundido que
tiene sustancialmente la misma presión en todo el molde. A
continuación, con la presión del plomo fundido mantenida por la
fuente de plomo presurizado 22, se mueve hacia dentro un pistón 23
para cerrar simultáneamente el suministro de más plomo fundido
mientras que al mismo tiempo se incrementa sustancialmente la
presión de líquido en todo el molde. Incrementando suficientemente
la presión del plomo fundido, el plomo fundido se puede solidificar
en una pieza libre de fisuras y grietas. Este proceso no se puede
utilizar con todos los tipos de moldes porque puede no ser factible
formar un molde que resista las altas presiones requeridas en todo
el molde. La presión requerida del plomo fundido para lograr una
pieza de batería libre de fisuras y grietas dependerá en cierta
medida de la forma de la pieza de batería y se puede determinar
fácilmente mediante el método de tanteo.
Con referencia a la figura 2, el molde 11 se ha
abierto para poner de manifiesto una porción de molde 11 y el
pistón 23 que se representan en vista en perspectiva en relación a
una porción de la cavidad de terminal de batería 20. De un lado del
molde 11 sale un pistón 23 que tiene un cabezal 31 para enganche con
un cilindro hidráulico o análogos. La cavidad de terminal de
batería 20 se define por un conjunto de aletas radiales 34 que
sobresalen a la cavidad de terminal de batería 20.
Con el sistema 10 se puede colar a presión un
terminal de batería de plomo inhibiendo la formación de grietas y
fisuras en el terminal de batería. Con el fin de inhibir la
formación de grietas y fisuras en el terminal de batería colado, se
supervisa de forma continua el estado de plomo fundido de modo que
cuando el plomo fundido entre en la etapa de transformación de
líquido a sólido, el volumen del molde disponible para que se
solidifique el plomo se pueda reducir rápidamente reduciendo el
volumen del plomo mientras todavía está fluido. Reduciendo
rápidamente el volumen y manteniendo presión en el plomo fundido
durante la etapa crítica de transformación de líquido a sólido, se
hace que el plomo fundido se solidifique como un terminal o pieza de
batería sólido sustancialmente libre de grietas y fisuras. Se
deberá señalar que en la etapa de transformación de líquido a
sólido, el plomo está en una condición donde puede fluir y a veces
se denomina "amasijo". Normalmente, como el plomo fundido pasa
por la etapa de transformación de líquido a sólido, el volumen de
plomo se contrae, lo que da lugar a un producto acabado que tendrá
fisuras o grietas cuando se solidifique completamente. El paso de
contracción de volumen en el momento en que el plomo está en la
etapa de transformación de líquido a sólido, produce, cuando se
enfría, una pieza de batería que está sustancialmente libre de
fisuras y grietas. Este procedimiento es especialmente útil donde
la cavidad de batería puede tener una forma insólita puesto que la
presión producida por contracción de volumen se puede transmitir por
toda la pieza para producir presión suficiente para evitar la
formación de fisuras y grietas en la pieza de batería.
Con referencia a la figura 1 para ilustrar la
operación de sistema 10, el molde 11 se monta con la cavidad de
terminal de batería 20 situada dentro del molde. Un extremo de un
conducto de vacío 21 está unido a la fuente de vacío 15, y el otro
extremo de conducto de vacío 21 está unido a una posición en el
molde 11 que se denomina un "punto frío". Es decir, el plomo
en esta porción del molde se denomina un "punto frío" puesto
que el plomo fundido en esta región se solidificará antes que el
plomo fundido alimentado al molde a través del paso de canal de
colada 25. En consecuencia, cuando el plomo comienza a solidificarse
en el "punto frío", el plomo solidificado cierra
inmediatamente el extremo del conducto 21 evitando que el plomo
fundido sea aspirado a la fuente de vacío 15. La posición de un
punto frío o de puntos fríos variará dependiendo de la forma y el
tamaño de la colada. Para cualquier batería colada de forma
particular, se puede determinar generalmente los puntos fríos
determinando las regiones del molde que son menos masivas que otras.
Si es necesario, también se puede determinar el punto frío mediante
el método de tanteo.
Además de la posición de un paso de vacío en
molde 11, se coloca una sonda de presión 17 en la superficie límite
de la cavidad de batería de molde 20 con el fin de determinar cuándo
el plomo fundido está en la etapa de transformación de líquido a
sólido. Aunque se podría medir la temperatura para determinar cuándo
el plomo llega a la etapa de transformación de líquido a sólido, el
retardo de tiempo entre la temperatura real del plomo y la
temperatura medida puede ser suficientemente largo de modo que la
temperatura real del plomo fundido puede haberse enfriado
suficientemente de modo que el plomo ya no esté en la etapa de
transformación de líquido a sólido aunque la sonda de temperatura
indique que la temperatura del plomo está en la etapa de
transformación de líquido a sólido. Sin embargo, midiendo la
presión usando una sonda de presión, se puede obtener una lectura
de presión que se puede determinar más rápidamente cuando el plomo
fundido entra en la etapa de transformación de líquido a sólido. Al
poder determinar más rápidamente el estado fundido del plomo,
todavía hay tiempo suficiente para activar el accionador de pistón
13 con el fin de accionar el pistón 23 al plomo fundido y hacer
fluir el plomo fundido a un volumen reducido antes de que el plomo
fundido pase completamente por la etapa de transformación de
líquido a sólido.
Con el sistema 10 en la condición representada
en la figura 1, la unidad de control 14 puede activar el suministro
de plomo fundido para suministrar plomo fundido a presiones de
40.000 psi o superiores con el fin de suministrar plomo fundido al
tubo 22 que suministra el plomo fundido a presión al canal de colada
24. El plomo fundido fluye en las direcciones indicadas con las
flechas en los canales de colada 24 y 25. Obsérvese que en esta
condición el pistón 23 está situado detrás del canal de colada 24 de
modo que fluya plomo fundido del canal de colada 24 al canal de
colada 25 y a la cavidad de terminal de batería 20. Mientras el
plomo fundido fluye a la cavidad de terminal de batería 20, la
fuente de vacío saca aire de la cavidad de terminal de batería 20,
fluyendo el aire a través de la fuente de vacío 15 como indica la
flecha en el conducto 21. Como se ha mencionado previamente, el
conducto de evacuación de aire 21 termina en un punto frío indicado
con el número de referencia 29 mientras que el plomo fundido entra
en la cavidad de terminal
de batería en lo que se considera un punto caliente 28, es decir, una zona donde el plomo solidifica por último.
de batería en lo que se considera un punto caliente 28, es decir, una zona donde el plomo solidifica por último.
Una vez que el plomo fundido entra en la cavidad
de terminal de batería 20, el plomo fundido llena la cavidad de
terminal de batería y el plomo en el punto frío 29 comienza a
solidificarse, evitando por ello que salga más plomo fundido del
molde y llegue al conducto 21. Se deberá señalar que el tamaño del
agujero en el punto frío se mantiene suficientemente pequeño de
modo que el plomo fundido se solidificará y llenará rápidamente el
extremo abierto del conducto 21, pero el conducto 21 es
suficientemente grande de modo que el aire pueda ser evacuado
rápidamente de la cavidad de terminal de batería 20.
Cuando el paso de vacío 21 está cerrado, la
presión en la cavidad de terminal de batería 20 comienza a subir
bajo la presión del suministro de plomo fundido. Cuando la presión
llega a un nivel predeterminado, que se puede determinar por la
forma y el tamaño del terminal de batería colado, la unidad de
control 14 detecta la presión y envía una señal al accionador de
pistón 13. El accionador de pistón 13 incluye un cilindro hidráulico
de acción rápida o análogos que dispara rápidamente el pistón 23
hacia delante, cortando simultáneamente el suministro de más plomo
fundido desde el canal de colada 24, reduciendo al mismo tiempo el
volumen en que el plomo solidificará.
Si se desea, la disminución de volumen se puede
determinar en base al método de tanteo. Es decir, observando las
fisuras y grietas del producto acabado, se puede determinar si es
necesaria una mayor reducción de volumen puesto que una
insuficiente reducción de volumen del plomo o aleación de plomo deja
fisuras y grietas en el terminal de batería acabado.
La figura 3 representa una porción del sistema
10 con el molde 11. En la condición representada en la figura 3, el
pistón 23 se ha movido al paso 25 cortando por ello el flujo de
plomo fundido adicional a través del canal de colada 24. Al mismo
tiempo, el extremo de pistón 23 ha empujado el plomo fundido en el
paso 25 al molde empujando el plomo fundido delante del extremo 23a
del pistón 23. Así, el volumen para plomo fundido a solidificar se
ha de reducir aproximando el extremo de pistón 23a a la cavidad de
terminal de batería 20. En el método preferido, el extremo de
pistón 23a es movido a los confines exteriores de la cavidad de
terminal de batería 20, eliminando por ello un saliente en la
batería colada. Es decir, el extremo 23a, donde el pistón
representado en la figura 3 define el extremo de una porción del
terminal de batería colado.
La figura 4 representa una realización
alternativa de nuestro sistema que usa un pistón 41 que se mantiene
a una presión predeterminada. Los componentes del sistema 50 que son
idénticos a los componentes del sistema 10 se representan con
números idénticos. El sistema 50 incluye un alojamiento 40 que está
fijado al molde 11. El alojamiento 40 incluye un cilindro 42 que
tiene un pistón deslizante 41 situado en él. Una cámara 43 está
situada encima del extremo superior del pistón 41. Una fuente de
alta presión 45 conecta con la cámara 43 a través del conducto 46.
El control de la fuente de alta presión 45 viene de la unidad de
control 14 y a través del cable 14e. El pistón 41 se representa en
la posición ligeramente elevada y durante el transcurso de su
operación el extremo inferior 41a de pistón 41 se moverá desde una
posición a nivel con la superficie del terminal de batería colada
20 a una posición encima del terminal de batería colada 20
(representado en la figura 4) y eventualmente de nuevo a una
posición donde el extremo 41a esté a nivel con la superficie del
terminal de batería de plomo colada 20.
En la realización representada en la figura 4,
el pistón 41 se coloca en un punto caliente en el molde. El plomo
se inyecta entonces a presión al molde 28 a través del canal de
colada 24. Durante esta etapa del proceso de moldeo, la presión de
inyección del plomo llega a un nivel donde la presión del plomo en
el molde es suficiente para empujar el pistón 41 hacia arriba, como
se representa en la figura 4. Cuando el molde comienza a enfriarse
y se termina el suministro de plomo a la cavidad de terminal de
batería, la presión en la cavidad de terminal de batería 20
comienza a disminuir. Cuando la presión en el molde disminuye, llega
a un punto donde las fuerzas de presión en el extremo superior del
pistón 41 son más grandes que las fuerzas de presión en el extremo
inferior 41a del pistón 41. En esta condición, el pistón 41 es
movido hacia abajo por el aire presurizado en la cámara 43 haciendo
que se reduzca el volumen disponible en que el plomo se
solidificará. A condición de que el pistón 41 esté situado en un
punto caliente en el molde, el plomo es empujado a un volumen más
pequeño cuando solidifica. En consecuencia, la reducción de volumen
hace que la batería colada formada con él carezca sustancialmente
de fisuras. Si se desea, se puede asegurar que el plomo no
solidifique en la zona donde el pistón contacta el plomo fundido
manteniendo una temperatura del pistón superior a la del plomo
fundido en el molde.
La figura 5 es una vista en sección transversal
que representa una porción de un molde 50 en sección transversal.
En ella se representa una cavidad de terminal de batería 51 que
tiene una superficie superior cilíndrica de contacto eléctrico 51a
y una superficie inferior de contacto no eléctrico 51b. La
superficie de contacto eléctrico se define como la superficie del
terminal de batería que se fija mecánicamente a un cable de batería
para transmitir energía eléctrica desde el terminal de batería al
cable de batería. La superficie de contacto no eléctrico 51b es la
superficie del terminal de batería que está conectada a la caja de
batería, permanece libre de contacto con otra parte o se funde a
otra pieza de batería, generalmente, la superficie de contacto
eléctrico deberá tener un acabado liso y continuo para enganchar
mecánicamente una abrazadera de batería mientras que la suavidad y
continuidad de la superficie de contacto no eléctrico es menos
crítica porque no hay conexiones mecánicas con ella. El molde 50
incluye un agujero de soplado o paso de ventilación 56 para sacar
aire de la cavidad de molde de batería. Dependiendo de las
condiciones de moldeo, se podría conectar una fuente de vacío para
sacar aire más rápidamente. Se ha colocado un pistón cilíndrico 54
en un paso cilíndrico, teniendo el pistón 54 una fuente de extremo
51b a nivel con la superficie de la superficie de contacto no
eléctrico de la cavidad de molde durante el proceso de colada a
presión. Se ha colocado un accionador de pistón 53 cerca del molde
50 e incluye medios (no representados) para mover el pistón 54 hacia
la cavidad de terminal de batería 51 o para alejar el pistón 54 de
la cavidad de terminal de batería.
La figura 6 es una vista en sección transversal
del molde en la figura 5 que representa un terminal de batería
solidificado 60 situado en la cavidad de batería 51. El pistón 54 se
ha movido al terminal de batería solidificado 60 con suficiente
fuerza con el fin de formar en frío al menos parcialmente el plomo
solidificado a un terminal de batería sin fisuras ni grietas. Es
decir, el extremo de pistón 54a se representa penetrando en el
terminal de batería para disminuir el volumen de la cavidad de
terminal de batería mientras que al mismo tiempo deforma
mecánicamente al menos una porción del terminal de batería 60
situada en él. En la realización representada, la presión mecánica
es suficiente para empujar plomo solidificado a través del paso 56 y
fuera del molde 50, como indica el plomo solidificado 60a que sale
del paso de ventilación 56. Así, se puede colar a presión una pieza
de batería y dejar que la pieza de batería colada a presión
solidifique, y mientras la pieza de batería todavía está en el
molde, pero en el estado solidificado, se puede mover un pistón a la
pieza solidificada para deformar mecánicamente el plomo, lo que
quitará las fisuras o grietas que se producen en el terminal de
batería como resultado del proceso de colada a presión. La figura 6
representa que el pistón puede ser movido al terminal de batería 60
dejando un rebaje dentro del terminal de batería. Cuando el pistón
es movido a la porción del terminal de batería que contiene la
superficie de contacto no eléctrico, se puede tolerar una
característica como un rebaje sin condiciones adversas para
operación del terminal de batería. Este procedimiento de
contracción de volumen es adecuado cuando la pieza de batería tiene
una forma tal que la contracción de volumen pueda producir la
deformación del plomo en porciones remotas de la pieza de batería.
Es decir, en algunas piezas de la batería, la configuración de la
pieza de batería puede ser tal que una reducción de volumen en una
región produzca solamente deformación parcial en frío o reprocesado
de la pieza de batería, dejando por ello una pieza de batería con
una fisura o grieta. Sin embargo, en las partes de batería donde la
deformación en frío puede mover efectivamente metal en toda la
cavidad de batería, la contracción de volumen se puede llevar a
cabo después de la solidificación de la pieza de batería. La ventaja
de este método es que la presión interna dentro del molde se
incrementa localmente, pero no en todo el molde, puesto que la pieza
solidificada de batería no transmite fuerzas de presión de la misma
manera que si fuese un líquido.
La figura 7 es una vista en sección transversal
que representa una porción de un molde 50 y un pistón 54 que está
colocado con su superficie de extremo 54a espaciada de la superficie
de contacto no eléctrico 51b. En ella se representa un terminal de
batería colado a presión solidificado 65 con una extensión
solidificada 65a que se extiende hacia fuera del terminal de
batería 65 a la superficie de extremo 54a del pistón 54. En esta
condición, la extensión 65a se ha solidificado como una parte
integral del terminal de batería. El terminal de batería 65 formado
por un proceso de colada a presión puede incluir fisuras y grietas.
Con el fin de quitar las grietas o fisuras, el pistón 54 es movido
hacia el poste de terminal de batería 65 con suficiente fuerza para
empujar el material en la extensión 65a al terminal de batería y por
ello deformar mecánicamente el terminal de batería a una condición
donde se quiten las grietas y fisuras.
La figura 8 ilustra el movimiento del pistón a
un estado a nivel con la superficie del terminal de batería.
Moviendo el extremo de pistón 54a a un estado a nivel con el
terminal de batería 65, el terminal de batería recibe una
superficie continua. En consecuencia, el método ilustrado en la
figura 8 puede ser usado en la superficie de contacto no eléctrico
o la superficie de contacto eléctrico puesto que la superficie
acabada permanece a nivel con la superficie adyacente.
La figura 9 es una vista en sección transversal
que representa una porción de un molde 55 con un terminal de
batería solidificado 66 en ella. Se ha colocado un pistón 54 que
tiene su superficie de extremo 54a espaciada de la superficie de
extremo 51b de la cavidad de molde. En la condición representada,
una extensión cilíndrica solidificada de longitud L_{1} se
extiende desde el terminal de batería 66.
La figura 10 es una vista en sección transversal
del molde en la figura 9 que representa el extremo del pistón
movido a una condición que también está espaciada de la superficie
de extremo de la cavidad de molde. Es decir, el pistón se ha movido
en el paso 55 hasta que la extensión 66b se ha acortado a la
longitud L_{2}. La finalidad de reducir mecánicamente el volumen
del terminal de batería solidificado 66 es formar en frío al menos
una porción del metal en el terminal de batería para evitar por
ello fisuras o grietas en el terminal de batería colado a presión.
El método ilustrado en las figuras 9 y 10 requiere menos precesión
en el movimiento del pistón para deformar el metal a una forma
libre de fisuras y grietas. Por ejemplo, la cantidad de fuerza
aplicada al pistón 53 podría ser el factor determinante del
recorrido del pistón más bien que la longitud del recorrido del
pistón que determina la presión de deformación en el terminal de
batería.
La figura 11 es una vista de un terminal de
batería de la figura 10 con la extensión colada a presión 66b
cortada como se representa esquemáticamente. En la práctica, la
extracción del terminal de batería 66 del molde puede hacer que la
extensión 66b se corte y permanezca en el paso cilíndrico 55. Es
decir, la extensión 66b es de diámetro suficientemente pequeño de
modo que la extensión se pueda romper con la fuerza de extracción
del terminal de batería.
Para ilustrar la extracción de la extensión 66b
del molde, se deberá hacer referencia a la figura 12 que es una
vista en sección transversal parcial del pistón de la figura 10. El
pistón 53 se representa expulsando la extensión colada a presión
66b del paso 55. Así, con el método ilustrado en las figuras
9-12, se puede dejar una extensión en el terminal
de batería colado y después romper la extensión durante la
extracción del terminal de batería. El uso del pistón 54 permite
dejar libre el paso 55 para la colada siguiente.
La figura 13 es una vista frontal de un conector
de batería bimetal 70 que tiene un elemento intermedio 73 con un
primer extremo conector 71 que tiene un agujero 71a y un segundo
extremo conector 72 que tiene un agujero 72a. El exterior del
conector 70 es plomo.
La figura 14 es una vista en sección transversal
tomada a lo largo de las líneas 14-14 de la figura
13 que representa el conector de extensión 73 de plomo y el núcleo
interior 75 que es de un metal diferente tal como cobre. El núcleo
75 está rodeado por una envuelta de plomo que se ha colado a presión
encima.
Para ilustrar la colada a presión de la pieza de
batería de la figura 13, se deberá hacer referencia a la figura 15
que es una vista en sección transversal de un molde 80 y un aparato
de sujeción para colar a presión el conector de batería de la
figura 13. El aparato de sujeción incluye un par de elementos
retráctiles 82 y 83 que están colocados enfrente, soportándose el
núcleo 75 entremedio en una condición que deja un espacio
envolvente 86 alrededor del núcleo 75 para que el metal fundido
pueda fluir. Los elementos retráctiles 82 y 83 se mantienen en
contacto de presión con el núcleo 75 a través de medios no
representados. Una fuente de plomo presurizado 81 está situada en
comunicación de fluido con la cavidad de molde 86 a través del canal
de alimentación de colada 82. En la condición representada, el
molde 80 está preparado para recibir plomo fundido. En la condición
de recepción de plomo fundido, un primer pistón 84 está situado en
una condición retirada para proporcionar un espacio de molde 84a en
la parte delantera del extremo de pistón 84, e igualmente el pistón
85 está situado en una posición retirada para proporcionar espacio
de molde 85a en la parte delantera del extremo de pistón 85.
Durante la colada a presión del conector 70, el plomo fundido será
empujado al vacío 86 y al espacio 85a y 85b. Una vez que el plomo
del molde se haya solidificado para soportar el núcleo, los
elementos retráctiles 82 y 83 se retiran dejando que el plomo colado
a presión soporte el núcleo. La retirada de los elementos
retráctiles 82 y 83 dejará un vacío en el material solidificado en
el molde 80. Con el fin de llenar los vacíos producidos por la
retracción de elementos retráctiles 82 y 83, los pistones 84 y 85
son movidos hacia dentro a una condición a nivel con el exterior de
la porción restante del molde.
La figura 16 es una vista en sección transversal
de un molde y aparato de sujeción de la figura 15 con un par de
elementos retráctiles 82 y 83 en la posición retirada y los pistones
de accionamiento 84 y 85 en la posición extendida. En esta
condición, el metal presente en la región 85a y 84a de la figura 14
se ha empujado a los vacíos producidos por la extracción de
elementos retráctiles 82 y 83. En consecuencia, el conector 70 se
puede formar en un proceso de colada a presión con la terminación
del conector de batería realizada con una deformación del plomo
colado a presión para producir por ello un producto acabado.
La figura 17 es una vista en sección transversal
de una realización alternativa de una pieza colada a presión 91 en
que se ha formado una extensión cilíndrica 91a. La longitud de la
extensión cilíndrica 91a está limitada por el extremo de un punzón
de accionamiento anular 95.
\newpage
La figura 18 representa la pieza de batería de
la figura 17 con el punzón de accionamiento anular 95 movido a la
extensión solidificada 91a para formar en frío la pieza de batería
91 libre de fisuras y vacíos. Así, con el proceso de la presente
invención, se puede colar a presión varias piezas de batería, y
mediante un proceso de disminuir el volumen durante el estado de
pre-solidificación o el estado solidificado, se
puede producir un terminal de batería libre de grietas y
fisuras.
La figura 19 representa un molde 100 con un
pasador de núcleo 101 y aro deslizante 108 para colar a presión una
pieza de batería definida por la cavidad 110 que incluye la cavidad
anular rodeando el pasador de núcleo 101. En la operación del molde
de la figura 19, plomo fundido a presión entra en los canales de
colada 103 llenando la parte de cavidad de batería 110. Un aro
deslizante 108 está situado dentro del aro fijo 109, definiendo el
extremo de aro 108 y la porción interior de aro 109 una porción de
la pieza de batería. La colada de la pieza de batería con los aros
en la posición representada produce una extensión anular de la pieza
de batería en la porción de cavidad de batería definida por 110a.
Para llevar a cabo la contracción de volumen de la pieza de batería
con el fin de obtener una pieza de batería libre de fisuras y
grietas, se ha incluido un pistón 106 que puede deslizar en la
cámara 107. Un primer orificio 104 recibe un primer fluido y un
segundo orificio 105 recibe un segundo fluido. Cuando la presión en
el orificio 105 se incrementa rápidamente, empuja el pistón 106
hacia arriba que mueve el aro 108 hacia arriba a la región de
cavidad de batería 110a que comprime la extensión de plomo anular
situado en ella reduciendo el volumen disponible para la extensión
de plomo. En el molde representado en la figura 19, el aro 108
puede ser movido hacia arriba para reducir el volumen mientras el
plomo está en el estado de transición entre líquido y sólido o
cuando el plomo se ha enfriado. Si el plomo se ha enfriado a estado
sólido antes de que el aro deslizante 108 sea empujado hacia arriba,
el plomo se forma en frío a una pieza de batería. El pistón 106 se
puede bajar de nuevo incrementando la presión en el orificio 104 y
reduciendo la presión en el orificio 105, sacando así el pistón 106
del aro de accionamiento 108.
La figura 20 representa un esquema parcial de
nuestro sistema cerrado 210 para colar a presión artículos de plomo
manteniendo al mismo tiempo el plomo fundido en los canales de
colada en un estado fundido. El sistema cerrado 210 para moldear
artículos de plomo a presión incluye una fuente de plomo fundido
presurizable 212, un módulo de control 211, un canal de colada 214
para dirigir plomo fundido a un alojamiento 215 que incluye una
válvula de cierre que controla el flujo de plomo fundido a un molde
219. El módulo de control 211, que puede ser un ordenador con
software apropiado, conecta con la fuente de plomo fundido 212 a
través de un cable 213. Igualmente, el módulo de control 211
conecta con un cilindro de potencia 218 a través de un cable 217.
Un tercer cable 216 conecta el módulo de control 211 a un cilindro
de potencia situado en el alojamiento 215.
En la realización representada en la figura 21,
el molde 219a incluye una cámara de sangrado 231 para permitir que
escape aire de la cavidad de molde. Las cámaras de sangrado son
conocidas en la técnica e incluyen generalmente un paso de cuello
pequeño que permite que escape aire de la cavidad de molde cuando el
plomo fundido es inyectado a la cavidad de molde. El paso tiene un
cuello pequeño para permitir que escape aire, pero cuando entra
plomo en el paso de sangrado de cuello pequeño, se enfría
rápidamente y solidifica, cerrando por ello el paso y evitando el
escape de plomo fundido.
El molde 219 se representa montado en un par de
carriles 221 para poder deslizar el molde 219 con el conector 222 a
enganche temporal con un conector 223 en el alojamiento 215 a través
de un cilindro de potencia 218. La realización descrita en la
figura 21 con el alojamiento 215 en sección se representa con más
detalle en las figuras 24-28. En otra realización
ilustrada en las figuras 1-23, el conector de molde
222 permanece en contacto con el conector 223 durante el proceso de
moldeo.
Con la operación en sistema cerrado de la
presente invención, el plomo fundido se mantiene en un estado
fundido teniendo el alojamiento 215, que es generalmente de hierro,
a una temperatura superior al punto de fusión de plomo. Esto
asegura que el plomo fundido permanezca en estado fundido. Sin
embargo, con el fin de colar un producto, el molde 219 se debe
poder mantener a una temperatura suficientemente baja de modo que
plomo fundido inyectado al molde 219 pueda solidificar en él. Con
el fin de asegurar que el molde esté a una temperatura
suficientemente baja, se puede usar uno de dos sistemas para
minimizar la transferencia de calor entre el molde 219 y el
alojamiento 215. Un sistema puede ser adecuado para moldes que
pueden disipar rápidamente el exceso de calor y el otro sistema
puede ser más adecuado para moldes que no pueden disipar el calor
tan rápidamente.
En la realización representada en las figuras 21
y las figuras 24-28, el molde se mantiene
temporalmente en contacto con el alojamiento 215 alejando el molde
219 del alojamiento 215 durante una porción del ciclo de moldeo,
limitando por ello la cantidad de transferencia de calor de
conducción desde el alojamiento 215 al molde 219 limitando el
tiempo de contacto entre el alojamiento 215 y el molde 219. En la
realización representada en las figuras 2-4, se usa
aislamiento térmico para aislar térmicamente el molde del
alojamiento 215 con el fin de limitar por ello la cantidad de
transferencia de calor desde el alojamiento 215 al molde 219.
El alojamiento 215 y el molde 219a de una
realización alternativa se representan en sección transversal en
las figuras 2-4. El molde 219a incluye una cavidad
de molde 230 con un paso de sangrado 231 conectado a ella. Los
pasos de sangrado son conocidos en la técnica y generalmente son
pasos estrechos que conectan con la cavidad de molde para dejar que
escape aire del molde cuando el plomo fundido es inyectado al molde.
Dado que el paso es estrecho, el plomo fundido introducido se
enfría rápidamente, haciendo por ello que el paso sea bloqueado por
el plomo fundido. Si se desea tener la pieza colada libre de
pequeñas cavidades de aire, se puede usar un paso de sangrado de
aire; por otra parte, si son aceptables pequeñas cavidades de aire
en la pieza colada, no hay que usar el paso de sangrado. El molde
219a se representa con el conector 233 en enganche con el conector
234 y el molde 219a térmicamente aislado del alojamiento 215 por
aisladores 232.
El alojamiento 215 incluye un cilindro de
potencia 235 que incluye un pistón deslizante 236 que puede ser
accionado en cualquier dirección por una señal de módulo de control
211. Al pistón deslizante 236 está conectado un elemento cilíndrico
retráctil y extensible 237 que coopera con el canal de colada 214
para formar una válvula de cierre 239 con el fin de controlar la
inyección de plomo fundido a la cavidad de molde 230. El canal de
colada 214 se representa en la figura 22 incluyendo una cámara
cilíndrica 214c, un paso cilíndrico más pequeño 214b situado en
ángulo recto a la cámara 214c y otro paso cilíndrico 214a situado en
el molde 219a que conecta con la cavidad de molde 230. El
alojamiento 215 incluyendo la válvula de cierre 239 se mantiene a
temperatura suficientemente alta a través de una fuente de calor
externa (no representada) de modo que plomo fundido situado en él
permanezca en estado fundido.
La válvula de cierre 239 tiene una posición
cerrada, que se ilustra en la figura 21, para evitar que salga
plomo fundido del canal de colada 214, y una posición abierta, que
se ilustra en la figura 22, para que el plomo fundido pueda fluir a
la cavidad de molde 230a. En la posición cerrada representada en la
figura 21, el pistón deslizante o elemento cilíndrico 237 sella el
paso de canal de colada 214b para evitar que entre más plomo
fundido en la cavidad de molde 230a. El sellado se obtiene mediante
un ajuste de tolerancia estrecha entre el diámetro exterior del
elemento 237 y el diámetro interior del paso de canal de colada
214b. En la posición abierta, que se representa en la figura 22, el
plomo fundido puede fluir a través del paso de canal de colada
214c, 214b, y 214a y a la cavidad 30a como indican las flechas. En
esta condición, el plomo fundido es inyectado a presión a la
cavidad 30a que genera un pistón deslizante en un alojamiento de
inmersión 261. Con el fin de realizar una operación suave, el molde
y el alojamiento incluyen elementos de acoplamiento para
proporcionar un paso en línea continuo entre la cavidad de molde y
el alojamiento, y una guía de alineación, tal como un borde anular
biselado en cualquier extremo de elemento cilíndrico 237 o el paso
214b para asegurar que cualquier desalineación del elemento
cilíndrico con el paso sea autocorregible.
Las figuras 24-28 muestran la
realización donde el molde 219 desliza a enganche temporal con el
alojamiento 215. Con referencia a la figura 24, el molde 219 se
representa en carriles 221 con el molde 219 conectado a un elemento
extensible y retráctil 218a que es movido por el cilindro de
potencia bidireccional 218 representado en la figura 21. El molde
219 se representa sin un paso de sangrado de aire. La figura 24
representa el molde en una posición para minimizar la transferencia
de calor entre el alojamiento 215 y el molde 219. En esta
condición, el conector 233 y el conector 234 están desenganchados, y
el molde 219 está espaciado del alojamiento 215, para limitar por
ello la transferencia de calor de conducción desde el alojamiento
215 al molde 219. En esta condición el elemento cilíndrico 237 se
representa sellando el canal de colada 214 con el fin de evitar que
entre plomo fundido en la cavidad de molde 230.
La figura 25 muestra que el molde 219 se ha
puesto en enganche con el alojamiento 215 mediante la extensión del
elemento 218a, que hace que el molde 219 deslice a lo largo de los
carriles 21. En esta condición, la cavidad de molde 230 está
preparada para recibir plomo fundido a través del canal de colada
214a; sin embargo, el elemento cilíndrico 237 mantiene el plomo
fundido dentro del canal de colada 214 por el ajuste de tolerancia
estrecha entre el elemento cilíndrico 237 y el paso cilíndrico de
canal de colada 214b. El paso de cerrar el canal de colada incluye
colocar el pistón 237 suficientemente lejos de modo que no esté en
enganche con el molde, pero suficientemente lejos para mantener el
pistón en un estado bloqueado en el canal de colada, para evitar
por ello que escape plomo fundido del canal de colada.
La figura 26 representa la válvula de cierre 239
en la posición abierta con el plomo fundido fluyendo a la cavidad
de molde 230. Obsérvese que el extremo 237e del elemento cilíndrico
237 se coloca en una posición retirada de modo que no bloquee el
flujo de plomo fundido al paso 214b.
La figura 27 representa la válvula de cierre 239
en la condición cerrada, extendiéndose el extremo 237e al paso de
canal de colada 214b para sellar el paso 214b y evitar que fluya más
plomo fundido a la cavidad 230. El plomo fundido 251 está en un
estado de solidificar en la cavidad 230 y el plomo 251 incluye un
cuello 251a que se extiende al paso de canal de colada 214a. Una
característica de la presente invención es que se puede introducir
el proceso de intensificación a la formación de la pieza de plomo en
la cavidad 230.
En el proceso de intensificación, el estado de
plomo fundido es supervisado de modo que cuando el plomo fundido
entre en una etapa de transformación de líquido a sólido, el volumen
del molde disponible para el plomo a solidificar se reduzca
rápidamente, haciendo por ello que el plomo fundido fluya al volumen
restante mientras se mantienen presiones incrementadas en el plomo
fundido. Cuando el plomo fundido solidifica bajo el volumen
reducido y la presión incrementada, produce una pieza de plomo que
está sustancialmente libre de grietas y fisuras. En otra variación
del proceso, la pieza de plomo se puede solidificar en el molde,
pero antes de la extracción de la pieza de plomo del molde, se
desplaza un pistón a la pieza de plomo con fuerza suficiente para
formar en frío al menos parcialmente una porción de la pieza de
plomo, con el fin de producir por ello una pieza de plomo libre de
fisuras y grietas. Así, es evidente que con el presente proceso de
un sistema cerrado, el elemento cilíndrico 237e está configurado no
solamente para cerrar el flujo de plomo fundido, sino que también
puede ser movido al plomo solidificante en la cavidad de molde 230
para aumentar o intensificar la presión con el fin de producir una
pieza de plomo sustancialmente libre de grietas y fisuras. Así, la
válvula de cierre puede controlar el flujo de plomo fundido a la
cavidad de molde e intensificar la presión del plomo en el
molde.
Aunque se ha descrito la transferencia de plomo
fundido del canal de colada 214 al molde 219, el sistema cerrado
también incluye una fuente de plomo presurizado 212. La fuente de
plomo presurizado se representa en las figuras
29-13.
La figura 29 representa una fuente de plomo
presurizable fundido 212 incluyendo una cuba 260 de plomo fundido
29 que tiene un alojamiento de inmersión 261 con un pistón
deslizante 262 para incrementar la presión del plomo fundido en el
alojamiento de inmersión 261 y el canal de colada 214. El
alojamiento de inmersión 261 tiene una entrada 263 que se puede
mantener en la porción inferior de la cuba 260 de plomo fundido para
evitar que se aspire aire al alojamiento de inmersión cuando se
introduzca una carga fresca de plomo fundido en el alojamiento. Es
decir, la entrada 263 está situada debajo de la parte superior 229a
de la cuba de plomo fundido. El alojamiento de inmersión 261 es
conocido en la técnica y se usa para expulsar plomo de una cuba de
plomo fundido. En el sistema de la presente invención, el
alojamiento de inmersión está acoplado a la cavidad de molde a
través de un sistema cerrado que permite sacar una carga de plomo
del sistema o añadirla al sistema cerrado sin perturbar el estado
del plomo fundido en el sistema.
La figura 29 representa el pistón 262 al inicio
del ciclo con plomo fundido 229 situado en la cámara 265. Dado que
el plomo es sustancialmente incompresible, el empuje del pistón 262
hacia abajo empuje el plomo fundido a través del paso de canal de
colada 214e y el canal de colada 214. El canal de colada 214 incluye
un paso en un alojamiento que se mantiene a una temperatura para
mantener el plomo en un estado fundido y proporciona un paso
hermético entre el alojamiento de inmersión 261 y el molde 219.
La figura 30 representa el pistón 262 en la
posición comprimida donde el plomo 29 en los canales de colada 214
ha sido empujado a la cavidad de molde 219. Después de comprimir el
plomo a la posición representada en la figura 30, la válvula de
cierre 235 se cierra extendiendo el elemento cilíndrico 239 al paso
214b. En consecuencia no puede entrar aire a los canales de colada.
Manteniendo la presión apropiada en el plomo en el alojamiento de
inmersión, se puede mantener la presión del plomo en los canales de
colada a un nivel fijo.
La figura 31 ilustra qué sucede en el paso
siguiente cuando el pistón 262 es elevado por una señal del módulo
de control. Cuando el pistón es elevado hacia arriba, se forma vacío
en el sistema.
Es decir, los canales de colada tienen ahora una
presión negativa cuando el pistón 262 es empujado hacia arriba para
expandir el volumen del sistema sin introducir aire o plomo fundido
en el sistema.
La figura 32 representa el pistón ligeramente
elevado para exponer más las entradas 265a que permiten que se
aspire plomo fundido 29 a la cámara 265 a través del vacío dentro
del sistema. En esta condición el sistema ha recibido una carga
fresca de plomo fundido y está preparado para empujar una carga de
plomo fundido a la cavidad de molde.
Así, con el sistema de la presente invención se
facilita un método de colar a presión un artículo de plomo
incluyendo los pasos de 1) incrementar suficientemente la presión de
una fuente de plomo fundido para hacer fluir el plomo fundido en
estado líquido a una cavidad de molde, 2) mantener la cavidad de
molde a una temperatura suficientemente baja para que, cuando se
inyecte plomo fundido, el plomo fundido solidifique, y 3) cerrar un
canal de colada a la cavidad de molde 219 manteniendo al mismo
tiempo el plomo fundido 229 en un sistema cerrado con el fin de
evitar el atrapamiento de aire en el plomo fundido de modo que se
pueda introducir una carga fresca de plomo fundido en el sistema
cerrado retirando el pistón 262.
El sistema cerrado representado para moldear
artículos de plomo sin la introducción de aire incluye un módulo de
control 211 que puede controlar automáticamente la secuencia de
operaciones del sistema. El sistema incluye además una fuente de
plomo presurizable fundido 212 y un canal de colada 214 que conecta
con un molde 219 que tiene una cavidad de molde 230. El molde se
puede mantener a una temperatura suficientemente baja de modo que
una carga de plomo fundido situada en la cavidad de molde se pueda
solidificar rápidamente para formar por ello una pieza colada
solidificada. Con el fin de llevar a cabo una producción continua de
piezas coladas, el alojamiento 215 incluye un canal de colada 214
para el flujo de plomo fundido a su través y para mantener el plomo
en un estado fundido mediante el calentamiento del canal de colada
con un calentador externo o manteniendo un aislamiento alrededor
del canal de colada o el alojamiento. En cualquier caso, el canal de
colada se puede mantener a una temperatura suficientemente alta
para mantener de forma continua el plomo fundido en estado fundido
de modo que la cavidad de molde se pueda rellenar con una carga
fresca de plomo fundido procedente del canal de colada cuando se
saque una colada solidificada. Con el fin de iniciar o parar el
flujo de plomo fundido al molde, la válvula de cierre 239 tiene una
posición abierta que permite que fluya plomo fundido a la cavidad
de molde 230, y una posición cerrada que evita que salga plomo
fundido del canal de colada 214. Durante el proceso de moldeo
cuando el plomo en la cavidad de molde solidifica, se puede
intensificar la presión moviendo el elemento cilíndrico 237 de la
válvula de cierre 239 a lo largo del canal de colada y hacia la
cavidad de molde para aumentar más la presión en lo que se denomina
una posición de intensificación. Una vez sacada del molde la pieza
moldeada, se repite el proceso.
Se apreciará que con el sistema de la presente
invención no solamente se puede mantener plomo en estado fundido,
sino que todo el sistema para manejar el plomo fundido no se tiene
que construir de modo que resista la presión de intensificación
puesto que solamente el molde experimenta las altas presiones de
intensificación.
\newpage
Aunque el sistema se ha descrito con respecto al
uso con plomo, se contempla que el sistema pueda ser usado con
otros metales.
Donde las características técnicas mencionadas
en alguna reivindicación van seguidas de signos de referencia, los
signos de referencia se han incluido con la única finalidad de
incrementar la inteligibilidad de las reivindicaciones y
consiguientemente tales signos de referencia no tienen ningún efecto
de limitación del alcance de cada elemento identificado a modo de
ejemplo por tales signos de referencia.
Claims (5)
1. Un método de colar a presión un terminal de
batería de plomo para inhibir la formación de fisuras y grietas en
el terminal de batería incluyendo los pasos de:
- hacer el vacío en una cavidad de terminal de batería (20, 51, 30a, 230) para sacar aire de ella;
- inyectar plomo fundido (12, 212) a presión a la cavidad de terminal de batería (20, 51, 30a, 230); y
- reducir el volumen de la cavidad de terminal de batería (20, 51, 30a, 230) mientras el plomo fundido (12, 212) está en una etapa de transformación de líquido a sólido para hacer que el plomo fundido (12, 212) fluya al volumen reducido antes de que el plomo fundido (12, 212) solidifique, inhibiendo por ello la formación de fisuras y grietas en el terminal de batería.
2. El método según la reivindicación 1
donde:
- el aire es sacado de la cavidad de terminal de batería (20, 51, 30a, 230) por una fuente de vacío conectada a dicha cavidad de terminal de batería (20, 51, 30a, 230) antes de suministrar plomo fundido (12, 212) a dicha cavidad de terminal de batería (20, 51, 30a, 230);
- el plomo fundido (12, 212) es inyectado desde una fuente de plomo fundido presurizado (12, 212) a un molde (11, 50, 219, 219a) que tiene dicha cavidad de terminal de batería (20, 51, 30a, 230), incluyendo dicho molde (11, 50, 219, 219a) un canal de colada (14, 214) para suministrar el plomo fundido (12, 212) a dicha cavidad de terminal de batería (20, 51, 30a, 230); y
- el volumen de la cavidad de terminal de batería (20, 51, 30a, 230) es reducido por un pistón sensible a presión situado en un punto caliente del molde (11, 50, 219, 219a), pudiendo desplazarse dicho pistón sensible a presión (23, 54.237) a dicho molde (11, 50, 219, 219a).
3. El método de la reivindicación 2 incluyendo
además los pasos de:
- supervisar la presión del plomo (12, 212) cuando el plomo fundido (12, 212) es suministrado a dicha cavidad de terminal de batería (20, 51, 30a, 230) por un sensor de presión montado en dicho molde (11, 50, 219, 219a);
- cuando el plomo fundido (12, 212) en dicha cavidad de terminal de batería (20, 51, 30a, 230) entra en un rango de transformación de líquido a sólido donde el plomo fundido (12, 212) ya no se funde más, pero todavía no está sólido, una unidad de control (14) activa un conductor (13) para accionar un pistón (23, 54, 237) al canal de colada (14, 214) a suficiente velocidad para cerrar por ello simultáneamente el suministro de plomo fundido (12, 212) a dicha cavidad de terminal de batería (20, 51, 30a, 230) y comprimir el plomo fundido (12, 212) en la cavidad de terminal de batería (20, 51, 30a, 230) antes de que el plomo fundido (12, 212) se haya solidificado, para producir por ello un terminal de batería colado a presión sustancialmente libre de fisuras y grietas.
4. El método de la reivindicación 2 donde la
fuente de vacío está conectada a un punto frío en la cavidad de
terminal de batería (20, 51, 30a, 230) de modo que el plomo fundido
(12, 212) solidifique en el punto frío antes de solidificar en la
porción restante de la cavidad de terminal de batería (20, 51, 30a,
230) para evitar por ello que el plomo fundido (12, 212) entre en
la fuente de vacío.
5. El método de la reivindicación 2 donde el
pistón (23, 54, 237) es alejado suficientemente de modo que el
pistón (23, 54, 237) forme una porción continua de la cavidad de
terminal de batería (20, 51, 30a, 230) de modo que el terminal de
batería colado en ella ya no requiera acabado después de la
extracción de dicha cavidad de terminal de batería (20, 51, 30a,
230).
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