ES2708377T3 - Pistón de fundición y unidad de colada con válvula de cierre - Google Patents

Abstract

Pistón de fundición para una unidad de colada de una máquina de fundición, que comprende - una válvula de cierre de pistón de fundición (7) integrada en el pistón de fundición con un asiento de válvula (11) y un cuerpo de válvula (13) que actúa conjuntamente, donde la válvula de cierre desbloquea un flujo de material de fundición a través del pistón de fundición durante un proceso de absorción de material fundido en una posición abierta y durante un proceso de llenado del molde lo bloquea en una posición de cierre, - donde el pistón de fundición comprende un manguito del pistón (9) que se puede apoyar contra una pared interior (10) de un cilindro de fundición (2) de la unidad de colada y presenta el asiento de válvula y un vástago de pistón (12), que comprende el cuerpo de la válvula, donde el manguito del pistón y el vástago de pistón se pueden mover axialmente uno hacia el otro en un recorrido de válvula prefijable, y - donde el vástago de pistón (12) presenta una primera parte del vástago (12a) con el cuerpo de la válvula (13) y una segunda parte del vástago (12b) dispuesta en la primera parte del vástago con un tope de arrastre del manguito del pistón (74), caracterizado por el hecho de que - la segunda parte del vástago presenta un cuerpo en forma de disco o cilindro (18) con varias aberturas de paso de material de fundición (16) cerradas perimetralmente, que se extienden a través del cuerpo en forma de disco o cilindro (18).

Description

DESCRIPCION

Piston de fundicion y unidad de colada con valvula de cierre

[0001] La invencion se refiere a un piston de fundicion con valvula de cierre integrada y a una unidad de colada que presenta un recipiente de colada para una maquina de fundicion, como una maquina de fundicion por presion de camara en caliente, donde la unidad de colada presenta un piston de fundicion dispuesto movible axialmente en un cilindro de fundicion y/o una valvula de cierre de canal ascendente en un canal ascendente del recipiente de colada. La valvula de cierre del piston de fundicion sirve para desbloquear un flujo de material de fundicion a traves del piston de fundicion durante un proceso de absorcion de material fundido en una posicion abierta y bloquear durante un proceso de llenado del molde en una posicion cerrada. La valvula de cierre de canal ascendente sirve para bloquear un flujo de material de fundicion durante un proceso de absorcion de material fundido en una posicion abierta y desbloquear durante un proceso de llenado del molde en una posicion abierta.

[0002] La patente EP 1201 335 B1 divulga una unidad de colada de este tipo, donde tanto para la valvula de cierre del piston de fundicion como tambien la valvula de cierre de canal ascendente se propone una valvula de retencion. La valvula de retencion integrada en el piston de fundicion se abre durante el movimiento de traccion del piston de fundicion durante un proceso de absorcion de material fundido y permite asf una realimentacion de material fundido a traves del piston de fundicion hacia una camara de fundicion, que esta formada por el cilindro de fundicion mismo o una cavidad adicional en el recipiente de colada, mientras que se cierra durante el proceso de llenado del molde, de modo que a traves del movimiento de avance del piston de fundicion, el material de fundicion se presiona desde la camara de fundicion a traves del canal ascendente hacia un molde de fundicion, sin volver a traves del piston de fundicion. La valvula de retorno en el canal ascendente se abre durante del proceso de moldeo, de modo que el material de fundicion puede llegar desde la camara de fundicion por el canal ascendente al molde de fundicion, y se cierra durante el proceso de absorcion del material fundido, de modo que se evita un flujo de retorno de la fundicion desde el canal ascendente a la camara de fundicion debido a una presion negativa que surge allf y/o el peso propio de fundicion en el canal ascendente.

[0003] La patente DE 102009 012636 A1 divulga una unidad de colada con un recipiente de colada para una maquina de fundicion por presion de camara en caliente, que comprende una forma de construccion especial de una valvula de retencion en forma de una valvula esferica comprende, que esta dispuesta en la zona inferior de un canal ascendente del recipiente de colada. La valvula esferica comprende como cuerpo de la valvula movil una bola de valvula que actua junto con un asiento de valvula correspondiente de un material de un peso especffico mas alto frente al material de fundicion utilizado, particularmente en un material metalico duro. Hacia arriba el movimiento de la bola de valvula esta limitado por un pasador de retencion insertado en el canal ascendente. En la seccion de la valvula el diametros interior del canal ascendente elegido se ha elegido de un tamano bastante mayor que el diametro de la bola de la valvula, de modo que el material de fundicion alrededor de la bola de valvula en el canal ascendente se puede transportar hacia arriba cuando la valvula esferica se encuentra en su posicion abierta, en que la que la bola de valvula despega hacia arriba desde su asiento de la valvula a traves de la presion de extraccion del material de fundicion. De forma complementaria se propone allf, configurar los anillos de piston que se han introducido en ranuras anulares del piston de fundicion de forma que solamente en direccion de presion sellen completamente de forma axial, mientras que durante el proceso de absorcion de material fundido no sellen completamente contra la depresion que se forma en la camara de fundicion, y hacer posible de esta manera un desvfo de restos de material de fundicion entre piston de fundicion y cilindro de fundicion.

[0004] La patente BE 351 505 a muestra una bomba de fundicion de metal, en la que un piston se puede mover axialmente mediante un vastago de piston con un tornillo se puede mover de modo en un cilindro. En este caso el piston y el tornillo forman una valvula de retencion con recorrido regulable en el cilindro.

[0005] Ademas, la patente US 2005/0284600 A1 divulga una maquina de fundicion por inyeccion segun el preambulo de la reivindicacion 1. Una cabeza troncoconica del vastago del piston de allf se divide en cuatro dedos a traves de cuatro ranuras axiales introducidas en el perfmetro exterior a una distancia de 90°, de modo que puede fluir el material de fundicion desde la zona de la valvula de cierre a lo largo de las ranuras axiales en direccion de la tobera de pulverizacion.

[0006] De la patente JP 2001-293553 se conoce un aparato de fundicion de metal fundido, en el que una bomba puede transportar metal fundido desde un horno de fundicion a un cilindro y desde allf a una tuberfa de metal fundido. Una disposicion de valvula abre o bloquea la conexion entre el cilindro y la tuberfa de masa de metal fundido dependiendo de la fase del trabajo.

[0007] La invencion se basa en el problema tecnico de la puesta a disposicion de un piston de fundicion y una unidad de colada del tipo mencionado al principio, que estan mejorados estructuralmente y/o funcionalmente frente a los pistones de fundicion convencionales mencionados anteriormente y las unidades de fundicion, particularmente en terminos de valvula de cierre de piston de fundicion y/o la valvula de cierre del canal ascendente.

[0008] La invencion soluciona este problema a traves de la puesta a disposicion de un piston de fundicion con las caracterfsticas de la reivindicacion 1 y una unidad de colada con las caracterfsticas de la reivindicacion 6 o 7.

[0009] El piston de fundicion segun la reivindicacion 1 presenta un manguito de piston, que esta apoyado contra una pared interna de un cilindro de fundicion de la unidad de colada y comprende un asiento de valvula de la valvula de cierre del piston de fundicion, y un vastago de piston, que comprende un cuerpo de la valvula que actua junto con el asiento de la valvula, donde el manguito del piston y el vastago del piston se pueden mover uno contra otro axialmente en un recorrido de valvula prefijable. El vastago del piston presenta una primera parte del vastago, que comprende el cuerpo de la valvula, y una segunda parte del vastago dispuesta en la primera parte del vastago, donde la segunda parte del vastago comprende un tope de arrastre del manguito del piston. Ademas, la segunda parte del piston comprende un cuerpo en forma de disco o cilindro, que esta provisto de varias aberturas axiales de paso del material de fundicion y en el que puede estar formado tambien el tope de arrastre del manguito del piston. Esta realizacion caracterfstica de la valvula de cierre del piston de fundicion permite un cierre y apertura definidos de esta valvula en el recorrido de valvula prefijable usando el movimiento del piston de fundicion necesario para los procesos de llenado de molde y aspiracion del material de fundicion. En este caso, el manguito del piston se puede dejar llevar por el movimiento del vastago de piston, que se acciona para ello de una manera habitual, por ejemplo, mediante una biela hacia el movimiento axial correspondiente de avance y retorno, dejando el juego definido de la valvula. A traves del tope de arrastre del manguito del piston, el manguito del piston se deja llevar a traves de un movimiento axial de la segunda parte del vastago a al menos una de las dos direcciones opuestas.

[0010] En un perfeccionamiento de este vastago de piston, el recorrido de la valvula para la valvula de cierre integrada se puede ajustar de forma variable. De tal modo se pueden tener en cuenta segun de la necesidad y caso de aplicacion circunstancias diferentes, para asegurar, por ejemplo, que segun el material de fundicion utilizado y segun el dimensionamiento o geometrfa del cilindro de fundicion y piston de fundicion siempre pueda llegar suficiente material de fundicion a traves del piston de fundicion.

[0011] En una configuracion ulterior de la invencion la segunda parte del vastago se puede fijar a la primera parte del vastago con distancia axial ajustable de forma regulable del tope de arrastre del manguito del piston al cuerpo de la valvula, con lo que el recorrido de la valvula se puede ajustar correspondientemente de forma variable.

[0012] La unidad de colada segun la reivindicacion 6 esta provista de un piston de fundicion segun la invencion.

[0013] La unidad de colada segun la reivindicacion 7 presenta especialmente una valvula de cierre de canal ascendente con un cuerpo de la valvula, que se ha introducido de forma que se puede mover axialmente en el canal ascendente y al mismo tiempo se apoya contra una pared interna del canal ascendente, donde comprende una estructura de canal que se extiende entre los lados extremos axiales enfrentados respecto a la conduccion axial de material fundido, donde uno de los dos lados axiales del extremo del cuerpo de la valvula actua conjuntamente con un asiento de valvula de la valvula de cierre. El cuerpo de la valvula es cilfndrico, y el lado axial del extremo del cuerpo de la valvula opuesto al asiento de valvula termina con un anillo de tope del lado frontal, donde el anillo de tope define una boca axial de la estructura de canal y actua limitando el recorrido de la valvula conjuntamente con un talon anular correspondiente de la pared interior del canal ascendente.

[0014] La valvula de cierre de canal ascendente realizada de esta manera permite el paso del material fundido a traves del cuerpo de la valvula mismo, lo que evita desventajas eventuales que podrfan surgir en el caso de que el flujo recorriera forzosamente un cuerpo de valvula que no se puede atravesar por el flujo, como, por ejemplo, de una bola de valvula maciza. Ademas, por medio de esta realizacion de la valvula de cierre del canal ascendente se pueden mejorar de forma significativa las condiciones de presion en esta valvula y con ello la funcionalidad a la que esta destinada, particularmente tambien ya con un dimensionamiento pasivo de la valvula.

[0015] La configuracion caracterfstica del cuerpo de la valvula permite particularmente una mejora significativa del comportamiento de la valvula debido a la contrapresion minimizada sobre el material de fundicion que se encuentra sobre la valvula en el canal ascendente. Al contrario de p.ej. una valvula de retencion convencional con cuerpo esferico de valvula, en la que como consecuencia de la compensacion de presion de las fuerzas que actuan desde abajo y desde arriba sobre la bola de valvula, la bola de valvula desciende sobre su asiento de valvula y cierra la valvula, cuando aproximadamente al final de un procedimiento de llenado de molde no fluye ningun volumen de material de fundicion por la valvula, la valvula presente se puede mantener abierta tambien todavfa en esta situacion a traves de la fuerza de presion del material de fundicion, para transportar un volumen de fusion menor, como se puede desear para el sellado de material en el molde de fundicion durante la fase de solidificacion al final del procedimiento de llenado del molde. Solamente con la descarga de presion se cierra la valvula de cierre de canal ascendente realizada de esta manera.

[0016] En otra configuracion un diametro de la boca axial de desembocadura tiene aproximadamente al menos el tamano de un diametro del canal ascendente reducido a traves del talon anular. Esta medida favorece la funcionalidad mencionada anteriormente de mantener la valvula de cierre del canal ascendente abierta a traves de la presion del material de fundicion tambien cuando no hay ningun volumen del material de fundicion o uno muy pequeno.

[0017] En un perfeccionamiento de la invencion la estructura de canal del cuerpo de valvula de la valvula de cierre de canal ascendente presenta varias ranuras axiales del canal dispuestas de forma repartida sobre el perfmetro exterior del cuerpo de la valvula, que se extienden partiendo del lado del extremo axial del cuerpo de la valvula que da la cara al asiento de la valvula y que terminan con un espacio respecto al anillo del tope del lado frontal y allf estan en conexion por medio de una abertura de paso radial respectiva con la boca axial. Esta estructura del canal se puede realizar con gasto constructivo relativamente sencillo y favorece asf la perfusion del cuerpo de la valvula con material de fundicion, asf como el comportamiento de valvula mencionado con respecto a aperturas bajo presion tambien para en todo caso poco flujo de material de fundicion.

[0018] En un perfeccionamiento de la invencion la valvula de cierre del piston de fundicion y/o la valvula de cierre de canal ascendente esta dimensionada como valvula de retencion que funciona de forma pasiva o alternativamente como valvula controlable activamente, donde se puede tratar particularmente de una valvula que se puede controlar de forma neumatica, hidraulica, electromecanica o electromagnetica.

[0019] Formas de realizacion ventajosas de la invencion se representan en los dibujos y se describen a continuacion. A este respecto se muestran:

Fig. 1 Un dibujo en corte longitudinal a traves de una unidad de colada para una maquina de fundicion a presion de camara caliente con cada una una valvula de cierre en un piston de fundicion y un canal ascendente en una posicion de aspiracion del material de fundicion,

Fig. 2 Una vista seccional en correspondencia con la figura 1 en una posicion de llenado de las valvulas, Fig. 3 Una vista seccional del piston de fundicion en la posicion de la valvula de cierre de la Fig. 1 a lo largo de una lfnea III- III de la Fig. 5,

Fig. 4 Una vista del piston de fundicion en correspondencia con la Fig. 3 en la posicion de la valvula de cierre de la Fig. 2,

Fig. 5 Una vista de la parte de arriba desde abajo del piston de fundicion de la Fig. 3 y 4,

Fig. 6 Una representacion lateral de un cuerpo de valvula de la valvula de cierre del canal ascendente, Fig. 7 Una vista de la parte de arriba desde abajo sobre el cuerpo de la valvula de la valvula de cierre de canal ascendente,

Fig. 8 Una vista en corte longitudinal a lo largo de una lfnea VIII-VIII de la Fig. 6,

Fig. 9 Una vista en corte longitudinal de una unidad de colada en correspondencia con la Fig. 1 para una variante con valvulas de cierre controlables activamente y

Fig. 10 Una vista en corte longitudinal de una unidad de colada de la Fig. 9 con las posiciones de valvula en correspondencia con la Fig. 2.

[0020] La unidad de colada mostrada en las Fig. 1 y 2 esta en una estructura habitual en una maquina de fundicion a presion de camara caliente con un recipiente de colada 1, donde se encuentra un cilindro de fundicion 2. En el cilindro de fundicion 2 esta dispuesto un piston de fundicion 3 que se puede mover axialmente hacia adelante y hacia atras. El recipiente de colada 1 presenta junto al cilindro de fundicion 2 un canal ascendente 4, que se extiende desde una salida 5 lateral cerca del suelo del cilindro de fundicion 2 hacia arriba hasta una salida del canal lateral 6, a la que se une de una manera habitual no mostrada una boquilla o una tobera de boquilla que conduce a un molde de fundicion. Mas alla de esta estructura habitual el piston de fundicion 3 presenta una valvula de cierre del piston de fundicion 7 integrada en aquel, especial, y en el canal ascendente 4 se ha introducido una valvula de cierre especial de canal ascendente 8.

[0021] Como resulta mas claro en relacion con las Fig. 3 y 4, el piston de fundicion 3 posee para la realizacion de la valvula de cierre integrada 7 una estructura especial con un manguito del piston 9, que esta en contacto de forma sellada contra una pared interior 10 del cilindro de fundicion 2 y comprende un asiento de valvula 11, y con un vastago de piston 12, que comprende un cuerpo de valvula 13. Las denominaciones asiento de valvula 11 y cuerpo de la valvula 13 se han escogido en este caso de forma arbitraria y solo para la denominacion distinguible de ambos elementos de valvula, que forman la verdadera valvula de cierre 7 y para ello se pueden mover axialmente entre una posicion de apertura y una posicion de cierre. Preferiblemente esta previsto para los dos elementos de la valvula 11,13 por configuracion correspondiente de la misma un contacto tactil de lfnea en la posicion de cierre, tfpicamente a lo largo de una lfnea circular. De forma alternativa tambien se pueden usar visualizaciones con contacto tactil superficial de los dos elementos de valvula 11,13 que actuan conjuntamente en su posicion de cierre. El vastago del piston 12 presenta una primera parte del vastago 12a, que en el extremo frontal axial forma el cuerpo de la valvula 13, y una segunda parte del vastago 12b fijada a la primera parte del vastago 12a por ejemplo, mediante una union roscada, donde en la segunda parte del vastago esta formado un tope de arrastre del manguito de piston 74. La primera parte del vastago 12a puede formar una sola pieza con una biela correspondiente 14 o, como se muestra en la Fig. 3 y 4, puede estar fijada a esta por ejemplo mediante una rosca. El tope de arrastre del manguito del piston 74 actua junto un contratope correspondiente 15, que esta formado en el manguito del piston 9, de modo que en el movimiento de retirada el manguito del piston 9 se deja llevar por la segunda parte del vastago 12b. En el movimiento de avance inverso el manguito del piston 9 se deja llevar sobre el contacto de cierre de la valvula del asiento de valvula 11 y cuerpo de la valvula 13 por la primera parte del vastago 12a.

[0022] La estructura explicada anteriormente realiza por consiguiente una valvula de retencion que funciona de forma pasiva para el desbloqueo y bloqueo opcional de una salida del material de fundicion a traves del piston de fundicion. Para ello la segunda parte del vastago 12b presenta varias aberturas axiales de paso 16 del material de fundicion, por medio de las cuales el material de fundicion, que ha pasado con la valvula abierta 7 el espacio de valvula entre asiento de valvula 11 y cuerpo de valvula 13, se transporta al espacio libre contiguo del cilindro de fundicion 2 que hace las veces de camara de fundicion 17. En el ejemplo mostrado estan previstos, como se puede ver en la figura 5, en la segunda parte del vastago 12b de forma ejemplar ocho aberturas de paso del material de fundicion 16 previstas repartidas de forma equidistante en direccion perimetral, especialmente a traves de un cuerpo en forma de disco o cilindro 18 formado por este.

[0023] La funcionalidad de la valvula de cierre del piston de fundicion 7 se puede reconocer de las dos posiciones finales de la valvula, como estan representadas en la Fig. 1 hasta 4. Las Fig. 1 y 3 muestran la valvula 7 durante un proceso de absorcion de material fundido, en el que el piston de fundicion 3 se retira por la biela 14, para absorber el material de fundicion de un crisol de fundicion o bano de fundicion hacia el cilindro de fundicion 2 detras del piston de fundicion 3 y a traves del piston de fundicion 3 a la camara de fundicion 1. El movimiento de retirada de la biela 14 conduce en primer lugar a que se abra la valvula de cierre 7, cuando previamente estaba cerrada, en tanto en cuanto la biela 14 retira el vastago del piston 12 y con ello el cuerpo de la valvula 13, mientras que el manguito del piston 9 debido a su apoyo que presiona y esta impermeabilizado, permanece todavfa de forma fija contra la pared interior del cilindro de fundicion 10. Solo cuanto el tope de arrastre del manguito del piston 74 del vastago de piston 12 pasa a apoyarse contra el contratope 15 correspondiente del manguito del piston 9 a causa de este movimiento relativo del vastago de piston 12 en un recorrido prefijable de la valvula H frente al manguito del piston 9, el manguito del piston 9 se deja llevar por el movimiento de retirada del vastago de piston 12. La valvula de cierre 7 se encuentra entonces en su posicion de apertura, de modo que el material fundido puede fluir a traves del piston de fundicion 3, especialmente a traves del espacio anular entre la primera parte del vastago 12a y el manguito del piston 9, a traves del espacio de la valvula entre el asiento de la valvula 11 y el cuerpo de la valvula 13 y a traves de las aberturas de paso 16 en la segunda parte del vastago 12b.

[0024] Las Fig. 2 y 4 muestran la valvula de cierre 7 en su posicion cerrada, tal y como esta presente durante un procedimiento de llenado del molde, donde a traves del movimiento hacia adelante de la biela 14 y del piston de fundicion 3, el material fundido se presiona desde la camara de fundicion 17 por el canal ascendente 4 a un molde de fundicion. Durante este movimiento de avance de la biela 14 permanece en primer lugar en reposo nuevamente el manguito del piston 9 que se apoya de forma estrecha contra la pared interna del cilindro de fundicion 10, hasta que el cuerpo de la valvula 13 formado por el extremo frontal axial de la primera parte del vastago 12a ha avanzado hasta el asiento de valvula 11 en el manguito del piston 9 y de esta manera la valvula de cierre 7 adquiere su posicion de cierre, en la que evita mas flujo del material de fundicion a traves del piston de fundicion 3 a la camara de fundicion 17. Por medio del contacto de apoyo de la primera parte del vastago 12a contra el asiento de la valvula 11 del manguito del piston 9, el vastago del piston 12 lleva en su movimiento de avance al manguito del piston 9.

[0025] El recorrido de la valvula H se puede ajustar de forma variable fijando la segunda parte del vastago 12b a la primera parte del vastago con distancia regulable de forma variable de su tope de arrastre del manguito del piston 74 a la primera parte del vastago 12a o su cuerpo de la valvula 13 a la primera parte del vastago, p.ej. enroscando la segunda parte del vastago 12b mas o menos ampliamente en la primera parte del vastago 12a. Por eleccion de un correspondiente anillo de distancia 19, que se inserta entre las dos partes del vastago 12a, 12b, se puede determinar cuanto se puede enroscar la segunda parte del vastago 12b en la primera parte del vastago 12a. Ademas, el anillo de distancia 19 contribuye a un sostenimiento seguro de la segunda parte del vastago 12b en la primera parte del vastago 12a. El dimensionamiento del recorrido de la valvula H se puede elegir de la misma manera que el dimensionamiento del asiento de la valvula 11 y del cuerpo de valvula correspondiente 13, de tal manera que se consigue un comportamiento optimo de la corriente de material de fundicion en perfusion, particularmente un flujo de material de fundicion en gran parte sin remolinos.

[0026] La valvula de cierre de canal ascendente 8 comprende un cuerpo de la valvula 20, que se ha insertado de forma que se puede mover axialmente en el canal ascendente 4 y se apoya contra una pared interior 21 del canal ascendente 4. El cuerpo de la valvula 20 presenta una estructura de canal que se extiende entre dos lados axiales del extremo enfrentados para la conduccion axial del material de fundicion, donde un lado del extremo 22 axial inferior de la Fig. 1 y 2 esta configurado de forma troncoconica y actua junto con un asiento de valvula 23 de la valvula de cierre de canal ascendente 8, estando formado por un orificio de una seccion inferior del canal ascendente 24, que esta configurada preferiblemente de forma arqueada para la optimizacion del curso del flujo. Esta seccion de canal ascendente 24 con forma de arco esta realizada en el ejemplo mostrado por un tapon de desviacion 25 provisto de una perforacion correspondiente con forma de arco, donde el tapon de desviacion esta adaptado a una perforacion de admision 26 respectiva del recipiente de colada 1, de modo que la seccion de canal ascendente 24 con forma de arco se alinea en el lado de la entrada con la abertura de salida de la camara de fundicion 5. En el otro extremo axial opuesto al asiento de la valvula 23 termina el cuerpo de la valvula 20 con un anillo frontal de tope 27, que actua limitando el recorrido de la valvula conjuntamente con un talon anular 28 correspondiente de la pared interna de canal ascendente 21, es decir, el cuerpo de la valvula 20 se mueve hacia arriba con la fuerza de presion del material de fundicion, hasta que pasa a apoyarse con su anillo de tope 27 contra el talon anular 28 del canal ascendente 4.

[0027] El anillo de tope 27 define, es decir, rodea un orificio 29 axial central, que forma una parte superior en el lado de salida de la estructura de canal del cuerpo de la valvula 20. Esta estructura de canal ademas comprende, como se puede reconocer mas en detalle en conexion con las representaciones individuales de la Fig. 6 hasta 8, varias ranuras de canal 30 axiales dispuestas sobre el perfmetro exterior del cuerpo de la valvula, en el ejemplo mostrado son cuatro ranuras 30, que se extienden desde el lado final axial del lado del asiento de la valvula del cuerpo de la valvula 20 hasta el anillo de tope 27 del lado frontal. Allf desemboca cada una por medio de una abertura de paso radial 31 de la estructura de canal al orificio 29 axial central.

[0028] El diametro del orificio 29 se elige del mismo tamano o un tamano mayor que el diametro del canal ascendente 4 en su seccion que se une hacia arriba al talon anular 28. Esto tiene la ventaja de que el anillo del tope 27 no sobresale radialmente hacia el interior del canal ascendente 4 y por lo tanto con la valvula de cierre de canal ascendente completamente abierta, vease Fig. 2, no se puede aplicar ninguna contrapresion de material de fundicion en el canal ascendente 4 encima del cuerpo de la valvula 20 sobre el anillo de tope 27. En lugar de esto una contrapresion de este tipo se conduce hacia abajo en gran parte sobre la conexion que queda del orificio 29 encima de las aberturas de paso 31 y las ranuras axiales 30 y desde el asiento de valvula 23 de allf se intercepta, es decir, se desvfa hacia una fuerza de elevacion de la valvula que actua hacia arriba sobre el cuerpo de la valvula 20. Como contrapresion permanece unicamente una fuerza comparativamente pequena que actua hacia abajo sobre la superficie del cuerpo de la valvula en el area entre las aberturas de paso radiales 31. En

otras palabras, la contrapresion actua esencialmente de forma efectiva solo con la seccion transversal reducida del orificio 29, mientras que para la presion hacia arriba esta a disposicion toda la seccion transversal efectiva del cuerpo de valvula 20 incluyendo su anillo del tope 27. Esto permite un comportamiento de valvula mejorado de manera notable frente al uso de una valvula esferica convencional.

[0029] Para ello la Fig. 1 muestra a su vez la posicion de la valvula de cierre de canal ascendente 8 durante un proceso de absorcion de material fundido. A traves de la depresion que se forma en la camara de fundicion 17, la valvula de cierre de canal ascendente 8 permanece en la posicion de cierre mostrada, a la que se baja tambien condicionada por la fuerza de la gravedad, una vez que el material de fundicion en la camara de fundicion 17 y en el canal ascendente 4 se despresuriza una vez terminado el procedimiento de llenado del molde.

[0030] Durante un procedimiento de llenado del molde el cuerpo de la valvula 20 de la valvula de cierre de canal ascendente 8 pasa a su posicion abierta segun la Fig. 2 a causa de la presion del material de fundicion en la camara de fundicion 17 y la seccion de canal ascendente contigua 24, posicion en la que el cuerpo de la valvula 20 reposa con su anillo de tope superior 27 contra el talon anular de canal ascendente 28. En esta posicion el material de fundicion puede fluir hacia arriba por la estructura de canal mencionada, es decir, las ranuras axiales 30, las aberturas de paso radiales 31 y los orificios 29 axiales centrales, a traves del cuerpo de la valvula 20 en el canal ascendente 4 y desde allf se puede prensar de manera habitual en un molde de fundicion. Dado que el anillo de tope 27 se apoya completamente contra el talon anular de canal ascendente 28, la fuerza de presion del material de fundicion actua sobre el cuerpo de la valvula 20, como se ha explicado anteriormente, desde arriba hacia abajo sobre una seccion transversal efectiva inferior en vez de abajo hacia arriba y por ello actua todavfa tambien de forma que abre cuando no fluye ningun volumen de fundicion o solamente uno muy pequeno. De esta manera, esta valvula de cierre de canal ascendente 8 permite ademas todavfa un pequeno flujo de material de fundicion durante la fase de solidificacion hacia el final del procedimiento de llenado de molde, como se desea por ejemplo en la fundicion a presion de metal para la concentracion del material fundido metalico en el molde de fundicion. En este lapso de tiempo del procedimiento de llenado de molde solo se transportan volumenes mfnimos de material de fundicion, que ya no aportan fuerzas de flujo significativas. Aquf ya cerrarfa una valvula de esfera convencional, lo que se evita aquf por la valvula presente de cierre de canal ascendente. Solamente con la descarga de presion una vez terminado el procedimiento de llenado de molde, baja el cuerpo de la valvula 20 condicionado por la fuerza de la gravedad sobre el asiento de valvula 23, por lo cual se cierra la valvula de cierre de canal ascendente 8 y se evita un retroceso de material de fundicion en el canal ascendente 4 hacia abajo a la camara de fundicion 17.

[0031] En el ejemplo mostrado el cuerpo de la valvula 20 tiene una forma cilfndrica. De esta manera se puede apoyar sobre una longitud axial relativamente grande contra la pared interior de canal ascendente 21, lo que evita de forma segura cantos o movimientos tambaleantes no deseados del cuerpo de valvula 20. La estructura de canal 29, 30, 31 pone a disposicion una perfusion definida del cuerpo de valvula 20, con lo que se puede optimizar el comportamiento de la corriente del material de fundicion en el canal ascendente 4 o se puede mantener en gran parte libre de la disposicion de la valvula de cierre. Naturalmente que de forma alternativa se pueden usar otras configuraciones del cuerpo de valvula para la valvula de cierre de canal ascendente, en tanto en cuanto el cuerpo de la valvula cumpla con las funcionalidades descritas segun la invencion. Esto tambien es valido para configuraciones alternativas de la estructura de canal para la perfusion de este cuerpo de valvula con material de fundicion por transportar.

[0032] Como resulta de la descripcion anterior, la valvula de cierre de canal ascendente mostrada en las Fig. 1, 2 y 6 hasta 8 se realiza como valvula de retencion que funciona pasivamente. Tanto para esta valvula 8 como tambien para la valvula de cierre 7 integrada en el piston de fundicion, son posibles alternativamente realizaciones segun la invencion como valvulas controlables activamente. Las Fig. 9 y 10 muestran para ello un ejemplo de realizacion en el que ambas valvulas se realizan como valvulas controlables activamente, aquf de forma ejemplar como valvula controlable de forma neumatica o hidraulica o electromotriz. Naturalmente que la invencion comprende alternativamente tambien formas de realizacion, en las que una de las dos valvulas se dimensiona como valvula de retencion que funciona pasivamente y la otra valvula se dimensiona como valvula controlable activamente. Para una mejor comprension en el ejemplo de realizacion de la Fig. 9 y 10, que corresponden en cuanto a las posiciones de valvula a las Fig. 1 o 2, se han usado las mismas senales de referencia para los mismos componentes o componentes funcionalmente equivalentes, sobre los que se hace referencia a las explicaciones anteriores.

[0033] Como se puede ver en las Fig. 9 y 10, la unidad de colada mostrada allf dispone de un accionamiento hidraulico o neumatico de la valvula de cierre del piston de fundicion 7 y un accionamiento electromotriz de la valvula de cierre de canal ascendente 8. Para la valvula de cierre de canal ascendente 8 el cuerpo de la valvula 20 esta acoplado en su anillo del tope 27 superior ensanchado a este efecto por medio de una barra de mando 40 con un servomotor lineal 41. La barra de mando 40 se ha pasado por una perforacion gufa correspondiente del recipiente de colada 1 junto a la perforacion de canal ascendente 4 y se puede mover axialmente hacia atras y hacia adelante a traves del servomotor 41. De esta manera el cuerpo de la valvula 20 se puede ajustar activamente en su posicion en el canal ascendente 4, independientemente de las fuerzas gravitacionales y de presion del material de fundicion y fuerzas de presion de fundicion mencionadas para el caso del dimensionamiento pasivo de valvula. Para las posiciones de valvula deseadas respectivamente es valido analogicamente lo explicado anteriormente para el dimensionamiento pasivo de valvula.

[0034] La maniobrabilidad activa de la valvula de cierre de canal ascendente 8 puede usarse entre otras cosas, para que cuando sea necesario el material de fundicion fluya desde el canal ascendente 4 de vuelta a la camara de fundicion 17, abriendo la valvula 8, y vaciar el canal ascendente 4 de esta manera al menos parcialmente, por ejemplo, por labores de intercambio o de mantenimiento en la boquilla contigua. En dimensionamientos pasivos de la valvula de cierre de canal ascendente 8 esta funcionalidad se puede realizar segun se desee p.ej. para que por una configuracion correspondiente de esta valvula 8 en cuanto a impermeabilidad en su posicion de cierre se cuide de que el material de fundicion pueda fluir de vuelta a traves de una pista de retorno definida con un fndice de flujo prefijable, pequeno, desde el canal ascendente 4 por la valvula 8 en su posicion de cierre a la camara de fundicion 17.

[0035] Para la valvula de cierre del piston de fundicion 7 se muestra un accionamiento hidraulico o neumatico, que esta integrado en la biela 14 y el piston de fundicion 3. Especialmente para ello se ha insertado en la biela 14 una camara de presion 42, que se divide por un piston de presion 43, donde cada mitad de camara de presion se extrae trasversalmente de la biela 14 un canal respectivo del medio de presion 44, 45. El piston de presion 43 esta acoplado con una barra de mando 46, que se extiende en el centro axialmente a traves de la biela 14 asf como el vastago del piston 12 hasta un fondo del piston de fundicion 47, con el que en este ejemplo de realizacion se cierra el manguito del piston 9 modificado en este ejemplo de realizacion. La barra de mando 46 esta fijada a la superficie del fondo del manguito del piston 47 p.ej. mediante atornillado, de modo que el manguito del piston 9 se puede mover de forma activa por un movimiento axial correspondiente de avance y retroceso de la barra de mando 46 en relacion al vastago del piston 12. Para ello, a las dos mitades de la camara de presion 42 se les aplica de forma adecuada y habitual sobrepresion o depresion del medio de presion correspondiente, como aire, otro gas o un fluido. De este modo la valvula de cierre del piston de fundicion 7 se puede mover de forma activa entre su posicion abierta y su posicion de cierre, de forma adicional o alternativa a las fuerzas de control de la valvula, tal y como aparecen en el dimensionamiento pasivo de la valvula explicado anteriormente.

[0036] Se entiende que de forma alternativa a los ejemplos de realizacion mostrados y descritos anteriormente, la invencion tambien comprende formas de realizacion en las que no estan previstas la valvula de cierre de piston de fundicion segun la invencion y la valvula de cierre de canal ascendente segun la invencion, sino solo una valvula de cierre de piston de fundicion segun la invencion o una valvula de cierre de canal ascendente segun la invencion, mientras que la otra valvula respectiva falta completamente o se sustituye por una valvula convencional conocida en si misma para este objetivo.

Asf, p.ej., el piston de fundicion con valvula de cierre integrada segun la invencion se puede usar tambien en vez de un piston de fundicion convencional en una unidad de colada que no dispone de ninguna valvula de cierre convencional o solo una en el conducto ascendente o que no la necesita a causa de otra estructura. Asimismo, en formas de realizacion correspondientes de la invencion tambien puede estar prevista solo la valvula de cierre de canal ascendente segun la invencion usando al mismo tiempo un piston de fundicion convencional, por ejemplo, para aplicaciones, en las que el flujo del material de fundicion a la camara de fundicion no se realiza a traves del piston de fundicion, sino que se realiza de otra manera.

[0037] Ademas, se entiende que el piston de fundicion segun la invencion y la unidad de colada segun la invencion se pueden usar no solo en maquinas de fundicion a presion de camara caliente sino tambien con otros tipos de maquinas de fundicion, que se tienen que equipar con un piston de fundicion o una unidad de colada con este tipo de funcionalidad.

Claims (11)

REIVINDICACIONES

1. Piston de fundicion para una unidad de colada de una maquina de fundicion, que comprende

- una valvula de cierre de piston de fundicion (7) integrada en el piston de fundicion con un asiento de valvula (11) y un cuerpo de valvula (13) que actua conjuntamente, donde la valvula de cierre desbloquea un flujo de material de fundicion a traves del piston de fundicion durante un proceso de absorcion de material fundido en una posicion abierta y durante un proceso de llenado del molde lo bloquea en una posicion de cierre,

- donde el piston de fundicion comprende un manguito del piston (9) que se puede apoyar contra una pared interior (10) de un cilindro de fundicion (2) de la unidad de colada y presenta el asiento de valvula y un vastago de piston (12), que comprende el cuerpo de la valvula, donde el manguito del piston y el vastago de piston se pueden mover axialmente uno hacia el otro en un recorrido de valvula prefijable, y - donde el vastago de piston (12) presenta una primera parte del vastago (12a) con el cuerpo de la valvula (13) y una segunda parte del vastago (12b) dispuesta en la primera parte del vastago con un tope de arrastre del manguito del piston (74),

caracterizado por el hecho de que

- la segunda parte del vastago presenta un cuerpo en forma de disco o cilindro (18) con varias aberturas de paso de material de fundicion (16) cerradas perimetralmente, que se extienden a traves del cuerpo en forma de disco o cilindro (18).

2. Piston de fundicion segun la reivindicacion 1, caracterizado ademas por el hecho de que el recorrido de la valvula se puede ajustar de forma variable.

3. Piston de fundicion segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizado ademas por el hecho de que la segunda parte del vastago se puede fijar a la primera parte del vastago con distancia axial que se puede ajustar de forma variable del tope de arrastre del manguito del piston respecto al cuerpo de la valvula.

4. Piston de fundicion segun una de las reivindicaciones 1 hasta 3, caracterizado ademas por el hecho de que la valvula de cierre del piston de fundicion es una valvula de retencion que funciona de forma pasiva o una valvula controlable activamente.

5. Piston de fundicion segun la reivindicacion 4, caracterizado ademas por el hecho de que la valvula de cierre del piston de fundicion es una valvula que se puede controlar de forma neumatica, hidraulica, electromecanica o electromagnetica

6. Unidad de colada para una maquina de fundicion que comprende

- un contenedor de colada con un cilindro de fundicion y

- un piston de fundicion, que esta dispuesto de forma que se puede mover axialmente en el cilindro de fundicion, caracterizada por el hecho de que

- el piston de fundicion es un piston de fundicion segun una de las reivindicaciones 1 hasta 5.

7. Unidad de colada para una moldeadora, particularmente segun la reivindicacion 6, que comprende

- un contenedor de colada (1) con un canal ascendente (4) y

- una valvula de cierre de canal ascendente (8) en el canal ascendente, que bloquea un flujo de material de fundicion a traves del canal ascendente durante un proceso de absorcion de material fundido en una posicion de cierre y desbloquea durante un proceso de llenado del molde en una posicion abierta,

- donde la valvula de cierre de canal ascendente presenta un cuerpo de valvula (20) que se ha introducido en el canal ascendente de forma que se puede mover axialmente y se apoya contra una pared interior de canal ascendente (21) (21) y comprende una estructura de canal (29, 30,31) que se extiende entre lados axiales enfrentados del extremo para la conduccion axial de material de fundicion donde uno (22) de los dos lados axiales del extremo axiales del cuerpo de la valvula actua junto con un asiento de valvula (23) de la valvula de cierre,

caracterizada por el hecho de que

- el cuerpo de la valvula tiene forma de cilindro y el lado final axial opuesto al asiento de valvula del cuerpo de valvula se cierra con un anillo de tope (27) del lado frontal, donde el anillo del tope define una boca axial (29) de la estructura del canal y actua limitando el recorrido junto con un talon anular (28) correspondiente de la pared interior de canal ascendente.

8. Unidad de colada segun la reivindicacion 7, caracterizada ademas por el hecho de que un diametro de la boca axial tiene aproximadamente el mismo tamano que un diametro de canal ascendente reducido a traves del talon anular.

9. Unidad de colada segun la reivindicacion 7 o 8, caracterizada ademas por el hecho de que la estructura de canal presenta varias ranuras de canal (30) axiales dispuestas sobre el penmetro exterior del cuerpo de la valvula, que se extienden desde el lado del extremo axial del cuerpo de la valvula que da la cara al asiento de la valvula, hasta el anillo de tope del lado frontal y desde allf estan en conexion por una abertura de paso (31) radial respectiva con la boca axial.

10. Unidad de colada segun una de las reivindicaciones 7 hasta 9 caracterizada ademas por el hecho de que la valvula de cierre de canal ascendente es una valvula de retencion que funciona de forma pasiva o es una valvula controlable activamente.

11. Unidad de colada segun la reivindicacion 10, caracterizada ademas por el hecho de que la valvula de cierre de canal ascendente es una valvula que se puede controlar de forma neumatica, hidraulica, electromecanica o electromagnetica.