ES2289046T3 - Dispositivo para extraer nucleos de piezas fundidas. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo (1) para extraer núcleos de piezas (11) fundidas que comprende lo siguiente: - una estructura (5) rígida anclada a un soporte (3) fijo por medio de una pluralidad de elementos (7) de unión deformables elásticamente; - un sistema (20) de bloqueo para fijar la pieza (11) fundida a la estructura (5) rígida; - un sistema (30) para martillar la pieza (11) fundida; un sistema (40) de vibración que comprende dos vibradores (41) que producen un movimiento vibratorio en la estructura (5) a la que está fijada la pieza (11) fundida, caracterizado porque los dos vibradores (41) del sistema (40) de vibración están dispuestos de modo que el plano M descrito por los ejes de simetría de dichos vibradores (41) forma con los planos (L, T) medios de la estructura (5) a la que está fijada la pieza (11) fundida, ángulos (alfa, beta) distintos de 0º y 90º.
Description
Dispositivo para extraer núcleos de piezas
fundidas.
La presente invención se refiere a un
dispositivo para extraer núcleos de piezas fundidas.
Como es sabido, las partes huecas de una pieza
fundida normalmente se obtienen recurriendo a algunos núcleos
hechos de arena. Dichos núcleos tienen una forma complementaria con
la forma de la cavidad que va a obtenerse y el metal fundido se
moldea alrededor de estos núcleos.
Una vez que se ha enfriado la pieza fundida es
necesario separarla de los núcleos y, cuanto más compleja sea la
forma de la pieza fundida, más difícil es la extracción de la
arena.
Según la técnica anterior, los núcleos se
extraen bloqueando la pieza fundida en un soporte y sometiéndola a
un proceso de martilleo y a un proceso de vibración sucesivo. Al
golpear la pieza fundida con un sistema formado por martillos, se
obtiene la separación de la arena del metal y una rotura parcial del
núcleo por aplastamiento. La separación de los fragmentos de núcleo
de la pieza fundida se completa sometiendo a la pieza fundida en sí
misma a un movimiento vibratorio de modo que la arena pueda
extraerse mediante la fuerza de la gravedad.
Esta técnica ya se ha desarrollado en gran
medida en el pasado y existen varios dispositivos que llevan a cabo
la extracción de los núcleos por medio de martilleo y procesos de
vibración.
En concreto, la patente europea EP0.652.063A
describe un dispositivo compuesto por lo siguiente:
- una estructura rígida en la que se bloquea la
pieza fundida, estando anclada dicha estructura a un soporte fijo
mediante una pluralidad de elementos de unión deformables
elásticamente;
- un sistema para bloquear la pieza fundida que
hace que la propia pieza fundida esté integrada totalmente con
dicha estructura;
- un sistema de martilleo formado por una
pluralidad de martillos neumáticos dispuestos a los lados de dicha
estructura y en un plano perpendicular a ésta;
- un sistema de vibración formado por dos
vibradores dispuestos a los lados de dicha estructura, estando los
ejes de simetría de dicha estructura perpendiculares al plano de la
estructura en sí misma.
La pieza fundida se fija a la estructura rígida
mediante el sistema de bloqueo. Este sistema de bloqueo está
formado generalmente por un elemento fijo y un elemento móvil que
sujeta la pieza fundida contra el elemento fijo.
Una vez que se ha bloqueado la pieza fundida, se
somete a la acción de uno o varios martillos neumáticos que golpean
la superficie de dicha pieza fundida para conducir a la separación
del núcleo de la pieza fundida y a una rotura parcial del núcleo
por aplastamiento.
La fase de martilleo va seguida de la fase de
vibración. Se ponen en funcionamiento uno o varios vibradores para
transmitir un movimiento vibratorio a la estructura rígida a la que
está fijada la pieza fundida. La vibración de la estructura está
permitida gracias a que los elementos de unión que conectan la
estructura al soporte fijo pueden deformarse elásticamente. El
movimiento vibratorio permite extraer el núcleo de la pieza fundida
y la salida de la arena por la fuerza de gravedad.
La técnica anteriormente mencionada ha sido
ampliamente desarrollada en el pasado. Sin embargo, el rendimiento
que se requiere hoy en día es muy alto y la tolerancia de masas de
la arena presente en la pieza fundida al final del proceso es muy
rígida (algunos gramos, es decir, da lugar a piezas fundidas
complejas y de tamaño considerable). No todos los dispositivos
utilizados actualmente son capaces de responder a estas
demandas.
Los principales problemas vinculados al proceso
descrito están unidos a la fase de vibración.
Según la técnica anterior, la vibración de la
pieza fundida puede realizarse a través de la acción de uno o
varios vibradores integrados en la estructura en la que está fijada
la pieza fundida y conduce a un movimiento vibratorio en dicha
estructura. Normalmente, no se utiliza un único vibrador, sino dos
vibradores o un múltiplo de dos. El movimiento vibratorio de dichos
dispositivos no puede traducirse en una vibración efectiva de la
pieza fundida dado que los diferentes vibradores pueden interferir
entre ellos de modo que sus aportaciones amortiguan el movimiento
vibratorio de la pieza fundida, en lugar de aumentarlo.
El principal objeto de la presente invención es
realizar un dispositivo en el que el sistema de vibración pueda
conducir a un movimiento vibratorio efectivo de la pieza fundida
para garantizar un alto rendimiento.
Otro problema unido a la fase de vibración es el
riesgo que representa el que la vibración de la pieza fundida se
prolonga demasiado después del final del proceso de extracción de la
arena, impidiendo así que el operario libere inmediatamente la pieza
fundida del soporte al que está fijada y conduciendo de esta manera
a retrasos en la línea de producción.
Un objeto de una realización preferida de la
presente invención es realizar un dispositivo capaz de superar este
inconveniente, minimizando así los tiempos muertos del proceso.
El objeto anterior de la invención se alcanza
por medio de un dispositivo para extraer los núcleos de arena de
las piezas fundidas según se define en la reivindicación 1.
Otros objetos se consiguen mediante las
realizaciones preferidas de la invención que se definen en las
reivindicaciones subordinadas.
La invención se diferencia del dispositivo
descrito en el documento de patente EP0.652.063A y de otros
dispositivos conocidos dado que propone una disposición diferente
de los elementos del sistema de vibración.
En muchos dispositivos conocidos, los ejes de
simetría de los vibradores se disponen en uno de los planos de
simetría de la sección del dispositivo que está concebida para
vibrar. En otros dispositivos conocidos, el plano especificado por
los ejes de simetría de los vibradores es paralelo a uno de dichos
planos de simetría.
Por el contrario, el dispositivo según la
invención hace uso de dos vibradores dispuestos de manera que el
plano descrito por los ejes de simetría de dichos vibradores pasa a
través del centro geométrico de la estructura anteriormente
mencionada y está inclinado respecto a los planos de simetría de
dicha estructura un ángulo distinto de 0º y 90º.
Este recurso hace posible que la vibración de
los dos vibradores se transmita de forma efectiva a la estructura
y, por consiguiente, a la pieza fundida integrada con la estructura.
Por tanto, se garantiza un alto rendimiento del dispositivo en la
extracción del núcleo de la pieza fundida.
En los dispositivos conocidos, la vibración
normalmente la producen vibradores de tipo mecánico que incorporan
un sistema de manivela de varillas.
De forma ventajosa, el dispositivo según la
invención recurre a algunos motovibradores eléctricos y esto
permite reducir considerablemente las dimensiones del
dispositivo.
Además, el dispositivo según la invención se
dota preferiblemente de un sistema de bloqueo adicional integrado
con el soporte fijado al suelo.
En caso de que la estructura, y con ésta la
pieza de fundición, continúe vibrando también después de que el
proceso de extracción del núcleo haya finalizado, el sistema de
bloqueo adicional puede intervenir para bloquear el movimiento
vibratorio y permitirle al operario liberar inmediatamente la pieza
fundida y proseguir con el tratamiento de la siguiente pieza
fundida.
De esta manera, es posible optimizar el tiempo
de proceso para aumentar el número de piezas fundidas tratadas en
un intervalo de tiempo dado.
Un ejemplo de realización de la presente
invención se describirá mejor haciendo referencia a los dibujos
adjuntos, en los que
la fig. 1 es una vista en planta del dispositivo
según una realización preferida de la invención;
la fig. 2 es una vista frontal del dispositivo
mostrado en la figura 1;
la fig. 3 es una vista en planta del dispositivo
según una variante de realización de la invención;
la fig. 4 es una vista frontal del dispositivo
mostrado en la figura 3.
Haciendo referencia a las figuras 1 y 2, se
muestra un dispositivo, indicado en su conjunto con el número de
referencia 1, según una primera realización de la invención.
Una estructura 5 rígida con una sección
transversal rectangular está montada en una base 3 fija unida con
pernos al suelo. La estructura 5 está unida a la base fija por
medio de cuatro elementos 7 de unión deformables elásticamente. En
la realización mostrada, los elementos 7 de unión están hechos de
un material plástico deformable elásticamente.
El dispositivo incorpora adicionalmente un
sistema 20 para bloquear las piezas 11 fundidas, un sistema 30 para
martillar las piezas 11 fundidas, un sistema 40 para hacer vibrar
las piezas 11 fundidas y, finalmente, un sistema 50 para bloquear
rápidamente las piezas 11 fundidas al final del proceso de
extracción de núcleos.
El sistema 20 de bloqueo montado en un extremo
de la estructura 5 puede sujetar dos piezas 11 fundidas al mismo
tiempo actuando de forma vertical de arriba hacia abajo. El sistema
20 de bloqueo comprende una parte fija, o base 21, y una parte
móvil, o placas 24, estando montadas dichas partes en los extremos
de un brazo 25 giratorio y siendo operadas mediante dos actuadores
23 neumáticos dispuestos entre el brazo 25 y las placas 24. El
brazo 25 puede girar 90º alrededor del árbol 27 para separar las
placas 24 y permitir la carga de las piezas 11 fundidas en la base
21. Una vez que se han cargado las piezas 11 fundidas, se hace
girar el brazo 25 de modo que las placas 24 queden alineadas con la
base 21. Entonces se expanden los actuadores neumáticos 23 para
acoplar las placas 24 con las piezas 11 fundidas, de modo que las
presionen firmemente contra la base 21, estando uno de los
actuadores a la derecha y el otro a la izquierda del eje 27 de
giro.
De forma ventajosa, los actuadores 23 neumáticos
pueden inflarse y desinflarse introduciendo aire o expulsándolo
nuevamente. Dichos actuadores 23 pueden conectarse, según las
necesidades, en la entrada o la salida de una bomba de aire
comprimido, no mostrada en la figura. Si deben bloquearse las
piezas 11 fundidas, los actuadores 23 se conectan a la salida de la
bomba y después se inflan: de esta manera, los actuadores pueden
empujar las placas 24 sobre las piezas 11 fundidas para mantenerlas
presionadas contra la base 21. Si, una vez extraída la arena, deben
liberarse las piezas 11 fundidas, se desinflan los actuadotes 23
actuando sobre una válvula de derivación que los conecta a la
entrada de la bomba. De esta manera, el aire presente en la cámara
del actuador se expulsa rápidamente, permitiendo así liberar las
piezas 11 fundidas.
En el extremo opuesto de la estructura 5 en
relación con el sistema 20 de bloqueo se dispone un contrapeso 9
que compensa el peso de las piezas 11 fundidas y mantiene la
estructura 5 en equilibrio.
La presencia de dicho contrapeso 9 es una
característica de la realización descrita. En otras realizaciones
será posible, por ejemplo, introducir, en lugar del contrapeso 9,
un segundo sistema de bloqueo simétrico en relación con el sistema
20 de bloqueo de manera que sea posible proceder de forma
simultánea con la extracción de núcleos de cuatro piezas fundidas,
en lugar de extraer los núcleos de únicamente dos piezas
fundidas.
El sistema 30 de martilleo está formado por
cuatro martillos 31 neumáticos, dos en el lado derecho y dos en el
lado izquierdo, en relación con el sistema 20 de bloqueo. Los
martillos 31 están orientados hacia las piezas 11 fundidas y están
montados en soportes 33 para quedar alineados en un plano
perpendicular al plano de la estructura 5. Al estar los soportes 33
fijados a la base 3, que, a su vez, está fijada al suelo, y al ser
dichos soportes 33 independientes de la estructura 5, los martillos
31 no estarán sujetos a vibraciones durante la fase de
vibración.
El dispositivo 40 de vibración está formado por
dos vibradores 41 dispuestos en dos lados opuestos de la estructura
5 que, al ponerse en funcionamiento, producen un movimiento
vibratorio en dicha estructura 5.
En la realización descrita, se hace uso de dos
motovibradores eléctricos para reducir las dimensiones del
dispositivo, en comparación con los dispositivos tradicionales que
utilizan mecanismos del tipo de manivela de varillas.
Debe tenerse en cuenta que, dada la geometría de
la estructura 5, es posible definir un plano L de simetría
longitudinal y un plano T medio transversal que puede considerarse
un plano de simetría dado que el contrapeso 9 se considera
equivalente al sistema 20 de bloqueo.
Si el plano especificado por los dos ejes de
simetría verticales de los dos motovibradores 41 se indica con V,
queda claro que el plano V discurre a través del centro de la
estructura 5 y forma con los planos L y T de simetría un ángulo
\alpha y un ángulo \beta respectivamente, ambos distintos de 0º
y 90º, de modo preferente aproximadamente 45º.
Esta posición angular, característica del
dispositivo según la invención, se garantiza una transmisión
efectiva del movimiento vibratorio desde los dos motovibradores 41
a la estructura 5. De esta manera, se garantiza un alto rendimiento
en la extracción de la arena de las piezas 11 fundidas.
Otra característica del dispositivo es la
presencia de un sistema 50 de bloqueo adicional. Dicho sistema está
formado por dos actuadores 51 neumáticos, el funcionamiento de los
cuales es similar al de los actuadores 23 neumáticos y en el que
están montadas algunas placas 53. Los actuadores 51 están montados
en el soporte 3 fijo y no están integrados con la estructura 5. Por
consiguiente, no están sometidos a vibraciones durante la fase de
vibración de las piezas 11 fundidas.
En caso de que la vibración de la estructura 5
continúe después de finalizar el proceso de extracción de núcleos
o, en cualquier caso, para bloquear las vibraciones de forma más
rápida, es posible permitir que intervenga el sistema 50 de
bloqueo: los actuadores 51 empujan las placas 53 contra las piezas
11 fundidas y detienen el movimiento vibratorio de dichas piezas
fundidas.
También es posible insertar un temporizador
conectado con los motovibradores 41, que activa automáticamente los
actuadores 51 después de un intervalo de tiempo predeterminado que
comienza cuando los motovibradores 41 se han detenido.
Las figuras 3 y 4 muestran una segunda
realización de la invención que se diferencia de la realización que
se ha descrito hasta ahora en el sistema de bloqueo, que se
indicará en esta realización con el número de referencia 20'.
\newpage
En la realización de las figuras 3 y 4 (en la
que se ha omitido el sistema 50 de bloqueo adicional para una mayor
simplicidad), el sistema 20' de bloqueo para el bloqueo de las
piezas 11 fundidas está dispuesto a lo lados, en lugar de
bloquearlas en su parte superior. Las placas 24a, 24b operadas por
los actuadores 23a, 23b neumáticos constituyen la parte móvil del
sistema 20' de bloqueo. Los actuadores 23a, 23b neumáticos actúan
según el mismo mecanismo de los actuadores 23 neumáticos de la
realización anteriormente descrita. En lo que se refiere a la parte
fija del sistema 20' de bloqueo, la pared 13 de la estructura 5
presenta algunas ranuras 15; en estas ranuras 15 están fijados
algunos elementos complementarios contra los cuales empujan los
actuadores 23a, 23b las piezas 11 fundidas que van a tratarse. Estos
elementos complementarios pueden elegirse y colocarse en cualquier
momento de acuerdo con las necesidades para adaptarlos a la forma 11
de las piezas fundidas de las que debe extraerse el núcleo.
Dado que el bloqueo tiene lugar a los lados, es
necesario utilizar un par de placas 24a para la parte superior de
las piezas 11 fundidas y un par de placas 24b para su parte
inferior para garantizar un bloqueo efectivo.
Por tanto, gracias a la posibilidad de utilizar
diferentes elementos complementarios según las piezas fundidas que
deban tratarse, el bloqueo lateral puede ser más versátil y
adaptarse mejor a piezas fundidas con formas muy diferente entre sí
respecto al bloqueo vertical.
\vskip1.000000\baselineskip
Esta lista de las referencias citadas por el
solicitante es sólo para fines de comodidad del lector. No forma
parte del documento de patente europea. Aunque se ha puesto la
mayor atención durante la recopilación de las referencias, no se
pueden excluir errores u omisiones. La EPO rechaza toda
responsabilidad al respecto.
\bullet EP 0652063 A [0006] [0018]
Claims (16)
1. Dispositivo (1) para extraer núcleos de
piezas (11) fundidas que comprende lo siguiente:
- -
- una estructura (5) rígida anclada a un soporte (3) fijo por medio de una pluralidad de elementos (7) de unión deformables elásticamente;
- -
- un sistema (20) de bloqueo para fijar la pieza (11) fundida a la estructura (5) rígida;
- -
- un sistema (30) para martillar la pieza (11) fundida;
- -
- un sistema (40) de vibración que comprende dos vibradores (41) que producen un movimiento vibratorio en la estructura (5) a la que está fijada la pieza (11) fundida, caracterizado porque los dos vibradores (41) del sistema (40) de vibración están dispuestos de modo que el plano M descrito por los ejes de simetría de dichos vibradores (41) forma con los planos (L, T) medios de la estructura (5) a la que está fijada la pieza (11) fundida, ángulos (\alpha, \beta ) distintos de 0º y 90º.
2. Dispositivo (1) según la reivindicación 1, en
el que el plano M descrito por los ejes de simetría de dichos
vibradores (41) discurre a través del centro de la estructura
(5).
3. Dispositivo (1) según la reivindicación 1 ó
2, en el que dichos ángulos (\alpha, \beta) son preferiblemente
de aproximadamente 45º.
4. Dispositivo (1) según la reivindicación 1 ó 2
ó 3, caracterizado porque la estructura (5) tiene una forma
sustancialmente rectangular y presenta un contrapeso (9) montado en
el extremo contrario al sistema (20) de bloqueo.
5. Dispositivo (1) según la reivindicación 1 ó 2
ó 3, caracterizado porque el sistema (20) de bloqueo está
compuesto por un elemento fijo y un elemento móvil que empuja la
pieza (11) fundida contra el elemento fijo.
6. Dispositivo (1) según la reivindicación 5,
caracterizado porque el elemento móvil del sistema (20) de
bloqueo está formado por uno o varios actuadores (23), cada uno de
los cuales opera una placa (24).
7. Dispositivo (1) según la reivindicación 6,
caracterizado porque las placas (24) están dispuestas encima
de las piezas (11) fundidas y, gracias a los actuadores (23),
pueden bloquear dichas piezas (11) fundidas empujándolas
verticalmente de arriba hacia abajo contra un elemento (21) fijo
del sistema (20) de bloqueo.
8. Dispositivo (1) según la reivindicación 6,
caracterizado porque los actuadores (23) están montados en
un brazo (25) que puede girar alrededor de un árbol (27) para
facilitar las operaciones de carga y descarga de las piezas (11)
fundidas.
9. Dispositivo (1) según la reivindicación 6,
caracterizado porque dichas placas (24a, 24b) están
dispuestas a los lados de las piezas (11) fundidas y, gracias a los
actuadores (23a, 23b), pueden bloquear dichas piezas fundidas
empujándolas hacia los lados contra un elemento vertical fijo.
10. Dispositivo (1) según la reivindicación 9,
caracterizado porque dicho elemento vertical fijo está
formado por al menos un elemento complementario fijado a una pared
(13) vertical de la estructura (5) rígida, siendo posible desplazar
o reemplazar dicho elemento complementario en cualquier momento de
acuerdo con la forma de la pieza (11) fundida que va a
sujetarse.
11. Dispositivo (1) según la reivindicación 1 ó
2 ó 3, caracterizado porque los vibradores (41) que forman el
sistema (40) de vibración son motovibradores eléctricos.
12. Dispositivo (1) según la reivindicación 1 ó
2 ó 3, caracterizado por comprender un sistema (50) de
bloqueo adicional que permite bloquear el movimiento vibratorio de
la pieza (11) fundida cuando dicho movimiento continúa después de
que se hayan detenido los vibradores (41).
13. Dispositivo (1) según la reivindicación 12,
caracterizado porque dicho sistema (50) de bloqueo adicional
está formado por al menos un actuador (51) neumático para cada
pieza (11) fundida fijada en la estructura (5) y por una placa (53)
que se empuja, si es necesario, por al menos un actuador (51)
contra la pieza (11) fundida correspondiente.
14. Dispositivo (1) según la reivindicación 12,
caracterizado porque el sistema (50) de bloqueo adicional se
acciona mediante un temporizador conectado con el sistema (40) de
vibración, permitiendo dicho temporizador que dicho sistema (50) de
bloqueo entre en acción tras un intervalo de tiempo predeterminado
que comienza cuando se han detenido los vibradores (41).
15. Dispositivo (1) según la reivindicación 6 ó
13, caracterizado porque dichos actuadores (23, 51) son
actuadores neumáticos.
16. Dispositivo (1) según la reivindicación 14,
caracterizado porque dichos actuadores (23, 51) pueden
inflarse y desinflarse poniéndolos en comunicación con la entrada y
la salida de una misma bomba de aire comprimido
respectivamente.
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