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Patent Searching and Data


Title:
COOLER SYSTEM AND MEANS FOR ASSEMBLING THEM IN CASTING MOLDS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/049783
Kind Code:
A1
Abstract:
The cooler system is intended for sand molds used to produce cast parts. The coolers are formed by several units or modules (5) that are somewhat loosely mounted on an support (4) and affixed thereto by a bar (7). A multiple cooler that is arranged on a pallet (3), another pallet (1) serving as mold support being in turn superimposed thereon, is thus formed, which enables displacement of the assembly in the chain of the casting facility. Assembly of the multiple cooler on the mold and its disassembly and removal relative to the cast part is performed automatically. Each unit or module (5) of the cooler may consist of one, two (5') or three parts (5''). Their assembly on the corresponding support (4) is carried out by allowing for looseness (6) in order to absorb the expansions and contractions caused by the heat conveyed by the molten metal.

Inventors:
GOYA ARCELUS INAQUI (ES)
CLE NOGUERAS MIGUEL (ES)
Application Number:
PCT/ES2000/000477
Publication Date:
June 27, 2002
Filing Date:
December 18, 2000
Export Citation:
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Assignee:
LORAMENDI SA (ES)
GOYA ARCELUS INAQUI (ES)
CLE NOGUERAS MIGUEL (ES)
International Classes:
B22C9/00; F02F1/00; B22C9/02; B22C9/06; B22C9/24; B22D15/00; B22D15/02; B22D21/04; (IPC1-7): B21D15/00
Foreign References:
US5704412A1998-01-06
US5533563A1996-07-09
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 5, no. 170 (M - 092)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 9, no. 11 (M - 351)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 11, no. 183 (M - 598)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 10, no. 227 (M - 505)
Attorney, Agent or Firm:
Carpintero Lopez, Francisco (S.L. Alcalá, 35 Madrid, ES)
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Claims:
1. REIVINDICACIONES 1a.Sistema de enfriadores y medios para su montaje en moldes de colada, que siendo aplicable en los procesos de fundición de piezas de aluminio, tales como bloques de motor, realizándose la fundición en moldes de arena mediante colada de aluminio sobre los mismos, y en los que se utilizan enfriadores para enfriar rápidamente determinadas partes de la pieza a obtener, caracterizado porque comprende una serie de enfriadores (5) que determinan en conjunto un enfriador múltiple montado en un soporte (4) o portaenfriadores, quedando unidos los distintos módulos o unidades (5) de los enfriadores al propio soporte (4) mediante una barra o similar, pasante a través de todos ellos; habiéndose previsto que el soporte (4) de los enfriadores vaya montado sobre un palet (3) manipulable por medios robotizados y desplazable en la correspondiente cadena de instalación junto con el respectivo palet (1) soporte del molde correspondiente, todo ello permitiendo el montaje automático de los enfriadores (5), así como su separación o desmontaje respecto de la pieza fundida (P) que se obtiene. 2a.Sistema de enfriadores y medios para su montaje en moldes de colada, según reivindicación la, caracterizado porque los módulos o unidades de enfriadores (5) van montados sobre el soporte (4) con holguras (6), para absorber las dilataciones y contracciones originadas por el calor transmitido mediante el metal fundido. 3a.Sistema de enfriadores y medios para su montaje en moldes de colada, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque cada unidad o módulo de enfriadores (5) es susceptible de estar constituido en una única pieza, en dos piezas (5') o en tres piezas (511), con holgura (6') entre ellas para determinar caminos de escape del aire, en el vertido del metal fundido sobre el molde. 4a.Sistema de enfriadores y medios para su montaje en moldes de colada, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las unidades o módulos constítutivos de los enfriadores (5) presentan una configuración apropiada para atrapar la pieza fundida (P) de manera tal que el enfriamiento de ésta se produce tanto por su parte frontal como por sus partes laterales y adyacentes.
Description:
SISTEMA DE ENFRIADORES Y MEDIOS PARA SU MONTAJE EN MOLDES DE COLADA D E S C R I P C I Ó N OBJETO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un sistema de enfriadores previstos para su utilización en moldes de colada de arena para conseguir el enfriamiento de determinadas partes de las piezas de fundición que se obtienen. Los enfriadores están previstos para su aplicación en la obtención de, por ejemplo, bloques de motor obtenidos por fundición de aluminio en moldes de arena, al objeto de conseguir una mejora de las características metalúrgicas en determinadas zonas de la pieza obtenida.

Los enfriadores irán montados en un soporte porta- enfriadores y sujetos a éste de manera tal que forman un enfriador múltiple que posibilita su montaje automatizado sobre el correspondiente molde, así como su extracción respecto de la pieza fundida, con retorno a la zona de montaje. También forman parte del objeto de la invención los medios que intervienen en el proceso de montaje/desmontaje.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN En los procesos de fundición de piezas de aluminio, como pueden ser ciertos bloques de motores, es conocido el uso de enfriadores que se disponen en determinadas zonas del molde de colada, todo ello con el

fin de conseguir que el aluminio colado enfríe de forma más rápida en la zona de contacto con el enfriador, mejorando con ello las características metalúrgicas de la pieza en aquella áreas que se han enfriado más rápidamente.

En la fundición de bloques de motor de aluminio, es conocido el uso de enfriadores para enfriar más rápidamente aquellas partes de la pieza que van a constituir el asiento del cigüeñal, estando los enfriadores constituidos a base de un cuerpo cilíndrico de hierro fundido que se coloca en el molde antes del vertido del metal, al objeto de que aquel cuerpo cilíndrico provoque el enfriamiento más rápido de los tabiques que conformarán el asiento para el cigüeñal.

De acuerdo con la técnica utilizada hasta el momento, el enfriador actúa únicamente en la superficie de la pieza que va a estar en contacto con la misma, de manera que su eficacia se limita prácticamente a una cara de la pieza.

En una línea de fabricación de bloques de motor de aluminio las secuencias operativas básicas son las siguientes : Primeramente se colocan los machos dentro del molde de arena y seguidamente los enfriadores, posicionándose y sujetándose éstos de la forma más conveniente y oportuna. Seguidamente se procede a la colada del metal sobre el molde, pasando éste a la estación de enfriamiento y a continuación a la estación de desmoldeo.

El desmoldeo de la pieza fundida puede efectuarse

mediante vibración, aunque actualmente se efectúa mediante un tratamiento de calor que provoca el fundido de la resina aglomerante, quedando la arena suelta y produciéndose la destrucción del molde de manera fácil, todo ello de modo que tras dicha destrucción del molde se obtendrá la pieza fundida que seguirá su camino para recibir los tratamientos que precise, y por otro lado la arena con los enfriadores, arena que antes de ser remitida a la instalación de recuperación de la misma es preciso separarla de los enfriadores, operación que se realiza generalmente por vibración. Dicha operación de separación de los enfriadores y arena requiere tiempo y medios apropiados para ello, lo que deriva en un coste económico adicional.

Teniendo en cuenta estas secuencias operativas, la destrucción del molde mediante tratamiento térmico, supone un calentamiento de los enfriadores, con lo que el rendimiento energético se ve perjudicado.

A todos esos inconvenientes hay que añadir el hecho de que en el sistema tradicional el número de enfriadores que se requieren es muy elevado.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN E1 sistema de enfriadores que se preconiza, ha sido concebido para resolver la problemática anteriormente expuesta, previéndose para ello que el enfriador en su conjunto sea múltiple y vaya montado en un soporte porta- enfriadores, de manera que todas las unidades o módulos que constituyen el conjunto enfriador quedan unidos o anclados al soporte porta-enfriadores, mediante una barra o elemento similar, lo que permite que el montaje del

enfriador múltiple sobre el molde, así como su desmontaje, se pueda realizar automáticamente, ya que el porta- enfriadores irá montado sobre un palet manipulable por medios robotizados y desplazable en la cadena de ínstalación, al igual que el palet portamolde.

Cada unidad o módulo del enfriador se materializará en una, dos o tres piezas, posicionadas de manera tal que entre ellas se determine una cierta holgura para absorber posibles dilataciones y contracciones.

Por otro lado, el posicionado de los enfriadores sobre el correspondiente soporte o porta-enfriadores se realizará también con una cierta holgura, al objeto de absorber igualmente las dilataciones y contracciones que provoca el calor o elevación de temperatura transmitida por el metal fundido.

Si los enfriadores están constituidos de dos o más piezas, por un lado, se verá facilitado la absorción de dilataciones y contracciones y, por otro, las holguras entre las partes que forman cada unidad del enfriador se constituyen en caminos de escape del aire al verter el metal fundido, viéndose facilitada la operación de llenado del molde, incluso en las esquinas o puntos conflictivos.

Otra característica de los enfriadores de la invención, es que el diseño de los mismos es tal que envuelven parcialmente la pieza a obtener, con lo que el contacto entre ésta y el enfriador no solamente atañe a la zona frontal de una de sus caras sino que se extiende así mismo a parte de sus laterales, consiguiéndose el enfriamiento en dichas partes frontal y laterales.

En cuanto a la automatización del

montaje/desmontaje, se ha previsto que la instalación de función que opere con el tipo de enfriadores de acuerdo con el sistema de la invención, realice primeramente un traslado del molde para enfriamiento, y seguidamente una extracción del enfriador y correspondiente separación y evacuación respecto de la pieza fundida, llevándose a cabo el transporte de los enfriadores hasta la estación de colocación e inserción sobre el molde, previo paso por una zona de tratamiento en el que se realiza la limpieza y pintado, así como otras operaciones sobre el propio enfriador.

Entre las ventajas que se derivan del sistema de enfriadores descrito, pueden citarse las siguientes : Mejora del rendimiento energético en el sistema de tratamiento de la pieza fundida.

- Solución al problema de separación de la pieza-enfriador-arena, en el circuito de retorno de la instalación de fundición.

Permite mantener bajo control el proceso seguido por el enfriador en sí mismo, eliminando vibraciones, golpes, etc.

- Facilita el control en el cambio de referencia en producción.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un

ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente : La figura 1.-Muestra una sección longitudinal de una caja de moldeo y sus partes con el enfriador múltiple de la invención instalada en la misma, así como la pieza a enfriar.

La figura 2.-Muestra una sección transversal del conjunto representado en la figura anterior.

La figura 3.-Muestra un detalle de la forma de ir situados los enfriadores sobre el correspondiente soporte y sujetos a éste mediante una barra transversal, viéndose un enfriador de una única pieza, otro constituido por dos piezas y un tercero constituido por tres piezas, en todos los casos se dejan ver las holguras correspondientes.

La figura 4.-Muestra una representación esquemática del recorrido de los enfriadores por las instalaciones de la línea de fundición.

La figura 5.-Muestra una vista en sección de una realización concreta de los enfriadores y porta-enfriador correspondiente, en un palet manipulable por medios motorizados.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN Como se puede ver en las figuras referidas, el sistema de enfriadores objeto de la invención, está previsto para su montaje sobre un molde de arena, yendo

éste situado sobre un palet (1) que queda superpuesto y fijado, mediante correspondientes chavetas (2), a un palet inferior (3) al que va fijado el soporte (4) o porta- enfriadores, constituidos éstos por los módulos o unidades (5), como se representa en la figura 1. El molde de arena comprende la tapa o macho superior (17), la base o macho inferior (18) y el conjunto de machos (19) que conforman el bloque.

En el soporte (4) van situados los módulos o unidades de enfriadores (5), que pueden estar constituidos por una única pieza, por dos piezas (5') o por tres piezas (5"), como se representa en la figura 3, de manera que en cualquier caso las unidades o módulos enfriadores (5) van montados con una cierta holgura (6) sobre el soporte (4) y fijados a éste mediante una barra o similar (7) que atraviesa transversalmente tanto el soporte (4) como todos los módulos o unidades de enfriadores (5), habiéndose previsto además que éstos últimos estén afectados de un cajeado para que la pieza (P) de fundición se enfríe, no solamente a través de su cara frontal, sino también a través de sus laterales como se representa en esa figura 3. Es decir, los módulos o unidades de los enfriadores están diseñados para atrapar las piezas fundidas (P) por aquellas partes que han de recibir el beneficio del uso del enfriador, para que el enfriamiento se produzca, no sólo por la parte frontal de la pieza (P), sino que se extienda a las partes laterales adyacentes.

Entre el módulo o módulos del enfriador (5) y el soporte (4) porta-enfriadores así como entre los propios módulos, existe una holgura (6-6'), respectivamente, para absorber posibles dilataciones y contracciones, así como para el escape del aire contenido en el molde al fundir la pieza.

La colocación en el molde del enfriador múltiple que constituyen las distintas unidades o módulos (5) y su desmontaje respecto de aquel, puede realizarse automáticamente puesto que el soporte (4) o porta- enfriadores irá a su vez montado sobre el palet (3) manipulable por medios robotizados y desplazable en la cadena de instalación, según se ve esquemáticamente en la figura 4, donde se deja ver la estación de colada (8) enfrentada lógicamente al horno de colada (9), de manera que a continuación de esa estación de colada (8) existe una zona de enfriamiento (10), seguida de una estación (11) de extracción del enfriador, y a continuación de esta estación (11) una estación (12) correspondiente a la zona de evacuación de la pieza fundida, en tanto que el enfriador sigue una trayectoria de retorno (13), con cambios de dirección, hasta alcanzar la estación (14) de colocación o inserción del propio enfriador sobre el molde, procedente éste de la zona de desmontaje (15); con la particularidad de que en la trayectoria de retorno (13) del enfriador desde la estación (11) de salida a la estación de colocación (14), existe una zona o tramo (16) en el que tiene lugar el tratamiento del propio enfriador, correspondiente a la limpieza, pintado, etc. del mismo.

En esa figura 4, correspondiente a la representación esquemática de la parte de la línea de la instalación de fundición que opera con el sistema de enfriadores objeto de la invención, en la estación (11) se produce la extracción automática de los enfriadores, siendo únicamente el molde el que va camino de la estación de desmoldeo o zona de evacuación (12) en la que se obtiene la pieza fundida, todo ello de manera tal que con un número limitado de enfriadores, por ejemplo de 40 ó 50, pueda alimentarse la instalación, lo cual resulta importante dado el elevado coste y mantenimiento de los mismos.