WO2018015589A1 - Máquina de fabricación de machos de arena - Google Patents

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WO2018015589A1
WO2018015589A1 PCT/ES2017/070432 ES2017070432W WO2018015589A1 WO 2018015589 A1 WO2018015589 A1 WO 2018015589A1 ES 2017070432 W ES2017070432 W ES 2017070432W WO 2018015589 A1 WO2018015589 A1 WO 2018015589A1
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WO
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tool
vertical support
machine
articulated arm
sandmaking
Prior art date
Application number
PCT/ES2017/070432
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English (en)
French (fr)
Inventor
Luis Alfonso Fernandez Orive
Cesar MARCOS SERRANO
Enrique CASADO ARMENTIA
Original Assignee
Loramendi, S.Coop.
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Publication date
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Priority to RU2019100637A priority patent/RU2739061C2/ru
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C13/00—Moulding machines for making moulds or cores of particular shapes
    • B22C13/12—Moulding machines for making moulds or cores of particular shapes for cores
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C11/00—Moulding machines characterised by the relative arrangement of the parts of same
    • B22C11/02—Machines in which the moulds are moved during a cycle of successive operations
    • B22C11/04—Machines in which the moulds are moved during a cycle of successive operations by a horizontal rotary table or carrier
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C15/00—Moulding machines characterised by the compacting mechanism; Accessories therefor
    • B22C15/23—Compacting by gas pressure or vacuum
    • B22C15/24—Compacting by gas pressure or vacuum involving blowing devices in which the mould material is supplied in the form of loose particles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/02—Sand moulds or like moulds for shaped castings

Definitions

  • the present invention relates to machines that are used for the production of sand males.
  • Sandmachine manufacturing machines are used to produce sandbones which in turn are subsequently used to produce holes or recesses in castings.
  • the material used to generate a male is not only sand, but it is a mixture that contains sand, preferably mixed with some type of resin, although the males manufactured in this type of machines are commonly known as sand males .
  • the material for manufacturing the male is transferred to a male box comprising a lower forming tool and a higher forming tool between which a gap is defined with the shape of the male to be obtained (the material is transferred to the hole).
  • the forming tools are arranged in a working position where the material transfer is carried out, and for this purpose the upper forming tool is moved by means of a hydraulic or similar action, mainly due to its weight and therefore to the force required for carry out said displacement, guided by said structure, until it is arranged in collaboration with the lower forming tool to generate the gap with the shape of the male to be obtained.
  • This type of displacement is also called carriage-type displacement, since it is a linear displacement guided by a structure.
  • the lower forming tool is fixed in the structure of the machine.
  • a blower head (or transfer tool) is transported to a carriage-like operating position (linear displacement guided by a structure), by means of a hydraulic or similar action, mainly due to its great weight and therefore to the force required to effect said displacement, and guided by the structure of the machine, in which it is arranged on the forming tools, and with said blow head in said operative position, the material for manufacturing the male is transferred to the hollow generated between the two forming tools through the blow head, which generally comprises a plurality of nozzles for this purpose. The transfer is done through the help of pressurized air.
  • the blow head is removed from its operative position and a curing plate (a curing tool) moves to a carriage-like operating position (linear displacement guided by a structure), by means of a hydraulic or similar action, mainly due to its great weight and therefore to the force required to effect said displacement, and guided by the structure of the machine, in which said curing plate is arranged about forming tools.
  • a curing plate a curing tool
  • the material previously transferred by the blow head is hardened, preferably by applying a gas to the gap generated between both tools formed by said curing plate.
  • the hardened material corresponds to the sand core generated.
  • the lower and upper forming tool are separated from each other, in such a way that the sand plug is accessible arranged on one of the forming tools, for handling (to be able to transport it for example to the casting machine).
  • a machine for manufacturing sand males is disclosed for example in EP0494762A2, and also in EP2907601A1 of the applicant himself.
  • the machine disclosed in EP2907601A1 it comprises a transfer tool by means of which the material for manufacturing the male is transferred when said transfer tool is moved to an operative position, in particular on the gap generated between a lower forming tool and an upper forming tool, by means of a structure with linear guided displacement as a car.
  • Patent document EP0284967A2 discloses a sandmaking machine comprising a transfer tool and an articulated arm for rotating the transfer tool between an operative position and a non-operative position.
  • the object of the invention is to provide a sandmaking machine as defined in the claims.
  • the machine of the invention comprises at least one transfer tool by means of which the material for manufacturing the male is transferred when said transfer tool is moved to an operative position, and a curing tool by which the previously transferred material is hardened and which is disposed in an operative position in which it is disposed on said material previously transferred to perform said hardening once the transfer tool has moved out of its operative position.
  • the machine also comprises at least one articulated arm to move the transfer tool and the cure tool to the respective operating position.
  • at least one articulated arm is used, the machine is simplified by not requiring, for example, structures with linear displacement as a carriage, which facilitates the design and maintenance of the machine, for example.
  • a more compact and more accessible machine can be obtained for a user (both for maintenance and for cleaning and handling of different elements if required).
  • Figure 1a shows a schematic and plan view of a preferred embodiment of the machine of the invention, without horizontal platforms.
  • Figure 1b shows a schematic and front view of the preferred embodiment of the machine of the invention, with stacked forming, transfer and curing tools.
  • Figure 2 schematically shows a sectional view of a lower forming tool and an upper forming tool in the working position, which define a hole with the shape of the male to be manufactured, used in a machine according to the invention.
  • Figure 3 shows an articulated arm of the machine of the invention, where the three degrees of freedom of said articulated arm are represented.
  • the machine 100 of the invention is a sandmaking machine as shown in Figures 1a and 1b by way of example.
  • the material used to generate a male is not only sand, but it is a mixture that contains sand, preferably mixed with some type of resin, although the males manufactured in this type of machines are commonly known as sand males .
  • a male manufacturing machine 100 comprises a lower forming tool 1 (lower footprint) and an upper forming tool 2 (upper footprint) between which a gap 11 is generated with the desired shape for the male to be manufactured when the upper forming tool 2 is arranged on the lower forming tool 1, as shown by way of example in figure 2, in a working position of both forming tools 1 and 2.
  • the sand core is manufactured with both forming tools 1 and 2 being in the working position.
  • the machine 100 further comprises a transfer tool 3 by means of which the material for generating the male is transferred to the hole 1 1 when the forming tools 1 and 2 are in the working position, and which is moved to an operative position to arrange it on said forming tools 1 and 2 when they are in said working position. In the operative position the transfer tool 3 is used to transfer the material to generate the male to the recess 11 generated between the forming tools 1 and 2.
  • the transfer tool 3 can comprise a hopper 3a where the material is to be transferred ( hopper 3a where the material has been previously introduced), and a blow plate 3b fixed under the hopper 3a and which is arranged between the forming tools 1 and 2 and the hopper 3a when the transfer tool 3 is in the operative position, and comprising at least one nozzle 3c through which the material of the hopper 3a is transferred to the hole 1 1.
  • the material is preferably transferred by pressure, and aided by gravity is conveniently deposited in the hole 11.
  • the machine 100 further comprises a curing tool 4 by means of which a fluid is applied to the material disposed in the recess 11 when the forming tools 1 and 2 are in the working position, and which is arranged in an operative position to place it on said forming tools 1 and 2 when they are in said working position and once the transfer tool 3 has transferred the material to the recess 11 and has moved out of its operative position.
  • the curing tool 4 In its operative position the curing tool 4 is used to apply a fluid to the material present in the hole 1 1, which has previously been transferred to said hole 11 by means of the transfer tool 3.
  • the fluid can be air or any other type of gas, and is preferably applied under pressure.
  • the forming tools 1 and 2 are arranged in a determined working position for the manufacture of a male, and the tools 3 and 4 are adequately moved until they are placed on said forming tools 1 and 2, in a respective operating position, when these are in said working position, to perform the necessary operations for the manufacture of said male.
  • the transfer tool 3 is arranged on them in an operative position of the transfer tool 3, and the material is transferred to the hole 1 1.
  • the transfer tool 3 is pressed against forming tools 1 and 2 to keep it in position, by means of stepping means 9 operated by actuating means 10 determined.
  • said transfer tool 3 is evacuated from said operative position, displacing it to its original position, for example, thus leaving the space on work tools 1 and 2 free (which are kept in their working position).
  • the curing tool 4 is disposed on said forming tools 1 and 2 in an operative position of said curing tool 4, and said curing tool applies the corresponding fluid in the recess 11 to harden the material present therein.
  • the displacement of tools 3 and 4 can be synchronized to optimize process times.
  • the curing tool 4 is pressed against the forming tools 1 and 2 to keep it in position, by means of the treading means 9 actuated by the actuating means 10 (the same treading means 9 and actuating means 10 stepping on the transfer tool 3).
  • the forming tools 1 and 2 is manipulated to make the sand core that has been manufactured accessible (the material cured in the hole 1 1), in such a way that said sand male can be transported where necessary.
  • the upper forming tool 2 can be separated from the lower forming tool 1 (together with the curing tool 4 for example, or separately), and the male can be ejected from the lower forming tool 1 by means of expulsion 8, thus being easily accessible (for a user, a tool or for a robot or other means of transport, for example).
  • the lower forming tool 1 is fixed to a base or frame 7, on said frame 7, and said frame 7 houses the ejection means 8.
  • the lower forming tool 1, together with the frame 7 where appropriate, is first moved to the working position, and fixed. Subsequently, the upper forming tool 2 is moved until it is placed on the lower forming tool 1, to generate the gap 1 1 which defines the shape of the male to be manufactured between both forming tools 1 and 2.
  • the forming tools 1 and 2 depend also of the male that is to be manufactured, so if the shape of the male to be manufactured differs from the shape of the previously manufactured male, the forming tools 1 and 2 must be replaced with tools of forming 1 and 2 with the appropriate shape for the male to be manufactured
  • the machine 100 of the invention comprises at least one articulated arm to move the transfer tool 3 and the cure tool 4 to the respective operating position (and to evacuate said tools 3 and 4 from their respective operating position), although in one embodiment
  • the machine 100 comprises a respective articulated arm 31 and 41 for each of said tools 3 and 4.
  • said tools 3 and 4 are easily moved to their operative position and from their operative position to a position outside said position. operational, allowing a simple operation for the manufacture of a male.
  • These displacements are also carried out without requiring a structure to guide tools 3 and 4, and without the need for complex means of action, since it is sufficient to control the performance of the articulated arm (or articulated arms 31 and 41) to it.
  • the machine 100 further comprises at least one vertical support for supporting the articulated arm (or articulated arms 31 and 41), said articulated arm being vertically movable on said vertical support and said articulated arm being attached to the support with freedom of rotation.
  • the machine 100 comprises a respective vertical support 32 and 42 for each articulated arm 31 and 41, which simplifies and facilitates the design of the machine 100 by considering each vertical support 32 and 42 and each articulated arm 31 and 41 by separated.
  • the machine 100 comprises an additional articulated arm 21 for moving the upper forming tool 2 and placing it on the lower forming tool 1. This movement is carried out with the lower forming tool 1 in the working position.
  • the necessary movements of the tools 2, 3 and 4 are carried out with respective articulated arms 21, 31 and 41, which eliminates the need to use structures of guidance for it.
  • the previously discussed advantages are increased with respect to the use of articulated arms 31 and 41 (or a single articulated arm) for tools 3 and 4, freeing themselves also more space by not requiring guidance structures to guide the movement of the upper forming tool 2.
  • the machine 100 comprises an additional vertical support 22 to which the articulated arm 21 is connected with freedom of rotation, said articulated arm 21 being also vertically movable on said vertical support 22.
  • the three vertical supports 22, 32 and 42 are arranged in such a way that they coincide with the vertices of a triangle, and said triangle can also be adapted to accommodate the forming tools 1 and 2 inside when said tools of formed 1 and 2 are in the working position, and therefore also house tools 3 and 4 when they are in the respective operating position.
  • the vertical support 22 is disposed at a point of a virtual line perpendicular to a virtual line that joins the other two vertical supports 32 and 42, the forming tools 1 and 2 being arranged substantially in the center of the triangle in the position of work.
  • the triangular arrangement of the three vertical supports 22, 32 and 42 allows the vertices of the triangle to be arranged where required, in order to use the space between each two vertical supports 22, 32 and 42 for different operations, which is not possible with machines of manufacture of sand males of the state of the art.
  • a space can be left to allow the sand core to be extracted through the machine 100, once said male has been manufactured.
  • the manufactured male can be accessed in a simple manner by the means required (the space can therefore depend on the required means, which can be for example a user to manually extract the male, a robot or a specific tool that supports and transport the male).
  • the distance between the vertical support 22 and any of the other two vertical supports 32 and 42 may be such that, when the upper forming tool 2 is displaced by the articulated arm 21, said upper forming tool 2 does not collide with any of the vertical supports 32 and 42, when the transfer tool 3 is displaced by means of the articulated arm 31, said transfer tool 3 does not collide with the vertical support 22, and when the movement of the curing tool 4 is caused by the articulated arm 41, said curing tool 4 does not collide with the vertical support 22.
  • the space between the vertical supports 22 and 32 is used to move the transfer tool 3 and the tool of superior shape 2
  • the space between the vertical supports 22 and 42 is used for the movement of at least the curing tool 4
  • the space between the vertical supports 32 and 42 is used to extract the male from the machine 100.
  • said tools 1, 2, 3 and 4 can be stacked as a column as shown in as an example in figure 1 b (together with the frame 7, if any), and said tools 1, 2, 3 and 4 can all be evacuated together from the respective working and operational positions through the space between the vertical supports 22 and 42 or through the space between the vertical supports 22 and 32, and the new tools 1, 2, 3 and 4 can be arranged in the respective working and operational positions all together.
  • the lower forming tool is fixed, and the rest of the tools are associated with their respective articulated arm 21, 31 and 41 in order to thus be able to manufacture the males.
  • the machine 100 may further comprise an upper horizontal platform 5, each vertical support 22, 32 and 42 being fixed to said upper horizontal platform 5 by a respective upper end, said vertical supports 22, 32 and 42 forming part of the machine structure 100 by way of pillars.
  • the actuation means 10 that cause the displacement and actuation of the treading means 9 acting on the tools 3 and 4 are arranged, and the machine 100 does not require additional structural elements to be able to support said elements on said upper horizontal platform 5, by acting the vertical supports 22, 32 and 42 also as pillars to support said upper horizontal platform 5 and said elements, which allows freeing more space and facilitating access to the different elements of the machine 100 , for example.
  • the machine 100 may further comprise a lower horizontal platform 6, the vertical supports 22, 32 and 42 being fixed to said lower horizontal platform 6 by a respective lower end opposite the corresponding upper end, although they could be fixed directly to the ground without using a lower horizontal platform 6.
  • Each articulated arm 21, 31 and 41 of the machine 100 is three degrees of freedom G1, G2 and G3, as shown in Figure 3 with respect to the first articulated arm 31, which are the necessary and sufficient degrees of freedom for carrying out the manufacture of sand males in the machine 100 of the invention: a vertical displacement G1 of the corresponding articulated arm 21, 31, 41, a rotating displacement G2 of the corresponding articulated arm 21, 31, 41, and a tilting displacement G3 of the corresponding articulated arm 21, 31, 41.
  • each articulated arm 21, 31 and 41 comprises an end adapted to support the corresponding tool 2, 3 and 4, and each tool 2, 3 and 4 comprises an area configured to cooperate with said end of the articulated arm 21, 31 and 41 corresponding. This cooperation is preferably carried out by means of a tongue and groove connection.
  • the male manufacturing machine of the invention can also be used with other types of sand male manufacturing, such as male manufacturing of sand by additive manufacturing.
  • a layer of sand is transferred on a machine platform or a box of said machine (operating position), then resin or other equivalent element is transferred on the previous sand layer, with the desired shape, and they transfer the layers of sand and resin alternately, and as many as are required.
  • resin or other equivalent element is transferred on the previous sand layer, with the desired shape, and they transfer the layers of sand and resin alternately, and as many as are required.
  • all the material arranged on the platform (or in the box) is hardened to obtain the final sand core. Hardening can be done by heat application for example.
  • the machine comprises a platform or box instead of the lower and upper forming tools.
  • the transfer tool may be adapted to transfer both the sand and the resin (for example in one direction the sand layer is applied, and when the resin layer is applied again) or it could comprise two coordinated transfer tools (one for the sand and one for the resin) or as many transfer tools as required.
  • the curing tool in this case may not apply any fluid to the material transferred by the transfer tool (or the transfer tools), in which case it could be adapted to heat said material for example.
  • the machine of the invention would comprise, in this case, at least one articulated arm to move the required tools, although preferably it would comprise an articulated arm for each of said tools.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Casting Devices For Molds (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)

Abstract

Máquina de fabricación de machos de arena que comprende al menos un útil de trasvase (3) mediante el cual se trasvasa el material para fabricar el macho cuando dicho útil de trasvase (3)es desplazado hasta una posición operativa, y un útil de curado (4) mediante el cual se endurece el material previamente trasvasado mediante el útil de trasvase (3) y que se dispone en una posición operativa sobre dicho material para realizar dicho endurecimiento una vez el útil de trasvase (3) se ha desplazado fuera de su posición operativa. La máquina (100)comprende además almenos un brazo articulado (41) para desplazar el útil de trasvase (3) y el útil de curado (4) a la posición operativa respectiva.

Description

DESCRIPCIÓN
"Máquina de fabricación de machos de arena"
SECTOR DE LA TÉCNICA
La presente invención se relaciona con máquinas que se emplean para la producción de machos de arena.
ESTADO ANTERIOR DE LA TÉCNICA
Las máquinas de fabricación de machos de arena se emplean para producir machos de arena que a su vez se emplean posteriormente para producir huecos o entrantes en piezas coladas. Por lo general el material que se emplea para generar un macho no es únicamente arena, sino que es una mezcla que contiene arena, preferentemente mezclada con algún tipo de resina, aunque los machos fabricados en este tipo de máquinas son conocidos comúnmente como machos de arena.
Este tipo de máquinas suelen estar incluidas en instalaciones que comprenden, además de una de estas máquinas, otra máquina donde se realiza el colado. En estas instalaciones, el macho de arena producido en la máquina para la fabricación de machos de arena correspondiente se transporta hasta otra máquina donde se realiza el colado mediante unos medios de transporte adecuados. Existen diferentes tipos de medios de transporte (como por ejemplo robots o cintas transportadoras) y de máquinas para realizar el colado, que no se detallan puesto que no son objeto de la invención.
En las máquinas para la fabricación de machos de arena convencionales, para realizar dicha fabricación se trasvasa el material para fabricar el macho a una caja de machos que comprende un útil de formado inferior y un útil de formado superior entre los que se define un hueco con la forma del macho que se desea obtener (el material se trasvasa al hueco). Los útiles de formado se disponen en una posición de trabajo donde se realiza el trasvase de material, y para ello se desplaza el útil de formado superior mediante una actuación hidráulica o similar, debido principalmente a su peso y por lo tanto a la fuerza requerida para efectuar dicho desplazamiento, guiado por dicha estructura, hasta disponerse en colaboración con el útil de formado inferior para generar el hueco con la forma del macho que se desea obtener. Este tipo de desplazamiento se denomina también desplazamiento a modo de carro, puesto que se trata de un desplazamiento lineal guiado por una estructura. El útil de formado inferior se mantiene fijo en la estructura de la máquina.
Posteriormente, un cabezal de soplado (o útil de trasvase) es transportado hasta una posición operativa a modo de carro (desplazamiento lineal guiado por una estructura), mediante una actuación hidráulica o similar debido principalmente debido a su gran peso y por lo tanto a la fuerza requerida para efectuar dicho desplazamiento, y guiado por parte de la estructura de la máquina, en la que queda dispuesto sobre los útiles de formado, y con dicho cabezal de soplado en dicha posición operativa, el material para fabricar el macho se trasvasa al hueco generado entre ambos útiles de formado a través del cabezal de soplado, que comprende generalmente una pluralidad de boquillas para tal fin. El trasvase se realiza mediante la ayuda de aire a presión.
Tras el trasvase de material al hueco formado entre ambos útiles de formado, el cabezal de soplado es retirado de su posición operativa y una placa de curado (un útil de curado) se desplaza hasta una posición operativa a modo de carro (desplazamiento lineal guiado por una estructura), mediante una actuación hidráulica o similar debido principalmente debido a su gran peso y por lo tanto a la fuerza requerida para efectuar dicho desplazamiento, y guiado por parte de la estructura de la máquina, en la que dicha placa de curado queda dispuesta sobre los útiles de formado. Con la placa de curado en dicha posición operativa se endurece el material previamente trasvasado por el cabezal de soplado, preferentemente mediante la aplicación de un gas al hueco generado entre ambos útiles de formado mediante dicha placa de curado. El material endurecido se corresponde con el macho de arena generado.
Una vez generado el macho de arena, el útil de formado inferior y superior se separan una de la otra, de tal manera que el macho de arena queda accesible dispuesto sobre una de los útiles de formado, para su manipulación (para poder transportarlo por ejemplo hasta la máquina de colado).
Una máquina para fabricar machos de arena se divulga por ejemplo en EP0494762A2, y también en EP2907601A1 del propio solicitante. La máquina divulgada en EP2907601A1 comprende un útil de trasvase mediante el cual se trasvasa el material para fabricar el macho cuando dicho útil de trasvase es desplazado hasta una posición operativa, en particular sobre el hueco generado entre un útil de formado inferior y un útil de formado superior, mediante una estructura con desplazamiento guiado lineal a modo de carro. Una vez se ha descargado todo el material (o el material requerido), el útil de trasvase es retirado de su posición operativa mediante la estructura a modo de carro, y simultáneamente un útil de curado es desplazado a una posición operativa mediante una estructura a modo de carro respectiva, posición en la que queda dispuesto sobre el material trasvasado previamente con el útil de trasvase. Mediante dicho útil de curado, con dicho útil de curado en su posición operativa, se endurece el material presente en el hueco.
El documento de patente EP0284967A2 divulga una máquina de fabricación de machos de arena que comprende un útil de trasvase y un brazo articulado para rotar el útil de trasvase entre una posición operativa y una posición no-operativa.
EXPOSICIÓN DE LA INVENCIÓN
El objeto de la invención es el de proporcionar una máquina de fabricación de machos de arena según se define en las reivindicaciones.
La máquina de la invención comprende al menos un útil de trasvase mediante el cual se trasvasa el material para fabricar el macho cuando dicho útil de trasvase es desplazado hasta una posición operativa, y un útil de curado mediante el cual se endurece el material trasvasado previamente y que se dispone en una posición operativa en la que está dispuesto sobre dicho material trasvasado previamente para realizar dicho endurecimiento una vez el útil de trasvase se ha desplazado fuera de su posición operativa.
La máquina comprende además al menos un brazo articulado para desplazar el útil de trasvase y el útil de curado a la posición operativa respectiva. De esta manera, al emplearse al menos un brazo articulado se simplifica la máquina al no requerirse por ejemplo estructuras con desplazamiento lineal a modo de carro, lo que facilita el diseño y mantenimiento de la máquina, por ejemplo. Además, al eliminarse al menos parte de la estructura de la misma se puede obtener una máquina más compacta, y más accesible para un usuario (tanto para mantenimiento como para la limpieza y manipulación de diferentes elementos si así se requiere).
Estas y otras ventajas y características de la invención se harán evidentes a la vista de las figuras y de la descripción detallada de la invención.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La Figura 1a muestra una vista esquemática y en planta de una realización preferente de la máquina de la invención, sin plataformas horizontales.
La Figura 1 b muestra una vista esquemática y frontal de la realización preferente de la máquina de la invención, con los útiles de formado, trasvase y curado apilados. La Figura 2 muestra esquemáticamente una vista en corte de un útil de formado inferior y un útil de formado superior en la posición de trabajo, que definen un hueco con la forma del macho a fabricar, empleados en una máquina según la invención.
La Figura 3 muestra un brazo articulado de la máquina de la invención, donde se representan los tres grados de libertad de dicho brazo articulado.
EXPOSICIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La máquina 100 de la invención es una máquina de fabricación de machos de arena como la mostrada en las figuras 1a y 1 b a modo de ejemplo. Por lo general el material que se emplea para generar un macho no es únicamente arena, sino que es una mezcla que contiene arena, preferentemente mezclada con algún tipo de resina, aunque los machos fabricados en este tipo de máquinas son conocidos comúnmente como machos de arena.
Una máquina 100 de fabricación de machos según la realización mostrada en las figuras comprende un útil de formado inferior 1 (huella inferior) y un útil de formado superior 2 (huella superior) entre los que se genera un hueco 11 con la forma deseada para el macho a fabricar cuando el útil de formado superior 2 se dispone sobre el útil de formado inferior 1 , tal y como se muestra a modo de ejemplo en la figura 2, en una posición de trabajo de ambos útiles de formado 1 y 2. Así, el macho de arena se fabrica estando ambos útiles de formado 1 y 2 en la posición de trabajo.
La máquina 100 comprende además un útil de trasvase 3 mediante el cual se trasvasa el material para generar el macho al hueco 1 1 cuando los útiles de formado 1 y 2 están en la posición de trabajo, y que es desplazado hasta una posición operativa para disponerlo sobre dichos útiles de formado 1 y 2 cuando estos están en dicha posición de trabajo. En la posición operativa el útil de trasvase 3 se emplea para trasvasar el material para generar el macho al hueco 11 generado entre los útiles de formado 1 y 2. El útil de trasvase 3 puede comprender una tolva 3a donde está el material para ser trasvasado (tolva 3a donde se ha introducido el material previamente), y una placa de soplado 3b fijada bajo la tolva 3a y que queda dispuesta entre los útiles de formado 1 y 2 y la tolva 3a cuando el útil de trasvase 3 está en la posición operativa, y que comprende al menos una boquilla 3c a través de la cual se trasvasa el material de la tolva 3a al hueco 1 1. El material se trasvasa preferentemente por presión, y ayudada por la gravedad se deposita convenientemente en el hueco 11.
La máquina 100 comprende además un útil de curado 4 mediante el cual se aplica un fluido al material dispuesto en el hueco 11 cuando los útiles de formado 1 y 2 están en la posición de trabajo, y que se dispone en una posición operativa para disponerlo sobre dichos útiles de formado 1 y 2 cuando estos están en dicha posición de trabajo y una vez el útil de trasvase 3 ha trasvasado el material al hueco 11 y se ha desplazado fuera de su posición operativa. En su posición operativa el útil de curado 4 se emplea para aplicar un fluido al material presente en n el hueco 1 1 , que ha sido previamente trasvasada a dicho hueco 11 mediante el útil de trasvase 3. El fluido puede ser aire o cualquier otro tipo de gas, y se aplica preferentemente bajo presión.
Los útiles de formado 1 y 2 se disponen en una posición de trabajo determinada para la fabricación de una macho, y los útiles 3 y 4 se desplazan de manera adecuada hasta situarse sobre dichos útiles de formado 1 y 2, en una posición operativa respectiva, cuando estos están en dicha posición de trabajo, para realizar las operaciones necesarias para la fabricación de dicho macho. Con dichos útiles de formado 1 y 2 en la posición de trabajo, en primer lugar se dispone el útil de trasvase 3 sobre ellos en una posición operativa del útil de trasvase 3, y se trasvasa el material al hueco 1 1. Preferentemente, durante dicha operación el útil de trasvase 3 es pisado contra los útiles de formado 1 y 2 para mantenerlo en posición, mediante unos medios de pisado 9 actuados por unos medios de actuación 10 determinados. Posteriormente se evacúa dicho útil de trasvase 3 de dicha posición operativa, desplazándolo a su posición de origen por ejemplo, dejando así libre el espacio sobre los útiles de trabajo 1 y 2 (que se mantienen en su posición de trabajo). Una vez se ha evacuado el útil de trasvase 3 de su posición operativa, el útil de curado 4 se dispone sobre dichos útiles de formado 1 y 2 en una posición operativa de dicho útil de curado 4, y dicho útil de curado aplica el fluido correspondiente en el hueco 11 para endurecer el material presente en el mismo. El desplazamiento de los útiles 3 y 4 pueden estar sincronizados para optimizar los tiempos de proceso. Preferentemente, durante dicha operación el útil de curado 4 es pisado contra los útiles de formado 1 y 2 para mantenerlo en posición, mediante los medios de pisado 9 actuados por los medios de actuación 10 (los mismos medios de pisado 9 y medios de actuación 10 que pisan el útil de trasvase 3).
Una vez curado el material presente en el hueco 1 1 , se manipula al menos una de los útiles de formado 1 y 2 para dejar accesible el macho de arena que se ha fabricado (el material curado en el hueco 1 1), de tal manera que dicho macho de arena puede ser transportado allá donde sea necesario. Por ejemplo, el útil de formado superior 2 puede ser separado del útil de formado inferior 1 (junto con el útil de curado 4 por ejemplo, o por separado), y el macho puede ser expulsado del útil de formado inferior 1 mediante unos medios de expulsión 8, quedado así fácilmente accesible (para un usuario, un útil o para un robot u otros medios de transporte, por ejemplo). Generalmente el útil de formado inferior 1 está fijado a una base o bastidor 7, sobre dicho bastidor 7, y dicho bastidor 7 alberga los medios de expulsión 8.
Preferentemente, el útil de formado inferior 1 , junto con el bastidor 7 en su caso, se desplaza en primer lugar hasta la posición de trabajo, y se fija. Posteriormente se desplaza el útil de formado superior 2 hasta disponerlo sobre el útil de formado inferior 1 , para generar el hueco 1 1 que define la forma del macho a fabricar entre ambos útiles de formado 1 y 2. Los útiles de formado 1 y 2 dependen también del macho que se quiere fabricar, por lo que si la forma del macho a fabricar difiere de la forma del macho fabricado previamente hay que reemplazar los útiles de formado 1 y 2 por útiles de formado 1 y 2 con la forma adecuada para el macho a fabricar.
La máquina 100 de la invención comprende al menos un brazo articulado para desplazar el útil de trasvase 3 y el útil de curado 4 a la posición operativa respectiva (y para evacuar dichos útiles 3 y 4 de su posición operativa respectiva), aunque en una realización preferente la máquina 100 comprende un brazo articulado 31 y 41 respectivo para cada uno de dichos útiles 3 y 4. De esta manera, dichos útiles 3 y 4 son desplazados fácilmente hasta su posición operativa y desde su posición operativa a una posición fuera de dicha posición operativa, permitiéndose una operación sencilla para la fabricación de un macho. Estos desplazamientos se realizan además sin que se requiera una estructura para guiar los útiles 3 y 4, y sin necesidad de medios de actuación complejos, puesto que es suficiente con controlar la actuación del brazo articulado (o de los brazos articulados 31 y 41) para ello. Así, se elimina la necesidad de incorporar una estructura de guiado para el desplazamiento de dichos útiles 3 y 4 que aumentaría el tamaño de la máquina 100 y que limitaría el espacio disponible para un usuario. Con esto se facilita por tanto la instalación de la máquina 100 y su mantenimiento y limpieza, lo que implica además una disminución de costes, y se facilita el acceso a las diferentes partes de la máquina 100 para un usuario.
Además, gracias al espacio liberado en la máquina 100 el reemplazo de los útiles 3 y 4 y de los útiles de formado 1 y 2 para satisfacer las necesidades de un nuevo macho a fabricar (diferente al macho fabricado previamente), el reemplazo de dichos útiles 1 , 2, 3 y 4 es más sencillo, puesto que se ha facilitado el acceso a los mismos para su manipulación y para disponerlos en las posiciones respectivas para el proceso de fabricación de machos. La máquina 100 comprende además al menos un soporte vertical para soportar el brazo articulado (o los brazos articulados 31 y 41), siendo dicho brazo articulado desplazable verticalmente sobre dicho soporte vertical y estando dicho brazo articulado unido al soporte con libertad de giro. En la realización preferente la máquina 100 comprende un soporte vertical 32 y 42 respectivo para cada brazo articulado 31 y 41 , lo que simplifica y facilita el diseño de la máquina 100 al considerarse cada soporte vertical 32 y 42 y cada brazo articulado 31 y 41 por separado.
En la realización preferente la máquina 100 comprende un brazo articulado 21 adicional para desplazar el útil de formado superior 2 y disponerlo sobre el útil de formado inferior 1. Este desplazamiento se realiza con el útil de formado inferior 1 en la posición de trabajo. De esta manera, una vez dispuesto el útil de formado inferior 1 en la posición de trabajo, los desplazamientos necesarios de los útiles 2, 3 y 4 se realizan con brazos articulados 21 , 31 y 41 respectivos, lo que elimina la necesidad de emplear estructuras de guiado para ello. De esta manera se incrementan las ventajas comentadas previamente con respecto al empleo de brazos articulados 31 y 41 (o un solo brazo articulado) para los útiles 3 y 4, liberándose además más espacio al no requerir estructuras de guiado para guiar el desplazamiento del útil de formado superior 2.
En la realización preferente la máquina 100 comprende un soporte vertical 22 adicional al que está unido el brazo articulado 21 con libertad de giro, siendo dicho brazo articulado 21 , además, desplazable verticalmente sobre dicho soporte vertical 22.
En la realización preferente los tres soportes verticales 22, 32 y 42 están dispuestos de tal manera que coinciden con los vértices de un triángulo, y dicho triángulo puede estar además adaptado para acoger los útiles de formado 1 y 2 en su interior cuando dichos útiles de formado 1 y 2 están en la posición de trabajo, y para albergar también, por tanto, a los útiles 3 y 4 cuando estos están en la posición operativa respectiva. En una realización el soporte vertical 22 está dispuesto en un punto de una línea virtual perpendicular a una línea virtual que une los otros dos soportes verticales 32 y 42, estando los útiles de formado 1 y 2 dispuestos sustancialmente en el centro del triángulo en la posición de trabajo.
La disposición triangular de los tres soportes verticales 22, 32 y 42 permite disponer los vértices del triángulo donde se requiera, para poder emplear el espacio entre cada dos soportes verticales 22, 32 y 42 para diferentes operaciones, cosa que no es posible con las máquinas de fabricación de machos de arena del estado de la técnica. Por ejemplo, entre el soporte vertical 32 y el soporte vertical 42 se puede dejar un espacio para permitir extraer el macho de arena a su través de la máquina 100, una vez dicho macho ha sido fabricado. Así, se puede acceder al macho fabricado de una manera sencilla mediante los medios requeridos (el espacio puede depender por tanto de los medios requeridos, que pueden ser por ejemplo un usuario para extraer manualmente el macho, un robot o un útil específico que soporte y transporte el macho).
La distancia entre el soporte vertical 22 y cualquiera de los otros dos soportes verticales 32 y 42 puede ser tal que, cuando se provoca el desplazamiento del útil de formado superior 2 mediante el brazo articulado 21 , dicho útil de formado superior 2 no colisiona con ninguno de los soportes verticales 32 y 42, cuando se provoca el desplazamiento del útil de trasvase 3 mediante el brazo articulado 31 , dicho útil de trasvase 3 no colisiona con el soporte vertical 22, y cuando se provoca el desplazamiento del útil de curado 4 mediante el brazo articulado 41 , dicho útil de curado 4 no colisiona con el soporte vertical 22. Así, el espacio entre los soportes verticales 22 y 32 se emplea para el desplazamiento del útil de trasvase 3 y del útil de formado superior 2, el espacio entre los soportes verticales 22 y 42 se emplea para el desplazamiento de al menos el útil de curado 4, y el espacio entre los soportes verticales 32 y 42 se emplea para extraer el macho de la máquina 100. Además, cuando hay que sustituir los útiles 1 , 2, 3 y 4 por otros útiles 1 , 2, 3 y 4 con una configuración diferente, dichos útiles 1 , 2, 3 y 4 pueden apilarse a modo de columna tal y como se representa a modo de ejemplo en la figura 1 b (junto con el bastidor 7, si lo hubiere), y dichos útiles 1 , 2, 3 y 4 pueden evacuarse todos juntos de las posiciones de trabajo y operativas respectivas a través del espacio entre los soportes verticales 22 y 42 o a través del espacio entre los soportes verticales 22 y 32, y los nuevos útiles 1 , 2, 3 y 4 pueden disponerse en las posiciones de trabajo y operativas respectivas todos juntos. En estas posiciones el útil de formado inferior se fija, y el resto de los útiles es asociado a su brazo articulado 21 , 31 y 41 respectivo para poder realizarse así la fabricación de machos. La máquina 100 puede comprender además una plataforma horizontal superior 5, estando cada soporte vertical 22, 32 y 42 fijado a dicha plataforma horizontal superior 5 por un extremo superior respectivo, formando parte dichos soportes verticales 22, 32 y 42 de la estructura de la máquina 100 a modo de pilares. Sobre la plataforma superior 5 se disponen, por ejemplo, los medios de actuación 10 que provocan el desplazamiento y actuación de los medios de pisado 9 que actúan sobre los útiles 3 y 4, y la máquina 100 no requiere elementos estructurales adicionales para poder soportar dichos elementos sobre dicha plataforma horizontal superior 5, al actuar los soportes verticales 22, 32 y 42 también como pilares para soportar dicha plataforma horizontal superior 5 y dichos elementos, lo que permite liberar más espacio y facilitar el acceso a los diferentes elementos de la máquina 100, por ejemplo.
La máquina 100 puede comprender además una plataforma horizontal inferior 6, estando los soportes verticales 22, 32 y 42 fijados a dicha plataforma horizontal inferior 6 por un extremo inferior respectivo opuesto al extremo superior correspondiente, aunque podrían fijarse directamente al suelo sin necesidad de emplear una plataforma horizontal inferior 6.
Cada brazo articulado 21 , 31 y 41 de la máquina 100 es de tres grados de libertad G1 , G2 y G3, tal y como se representa en la figura 3 con respecto al primer brazo articulado 31 , que son los grados de libertad necesarios y suficientes para llevar a cabo la fabricación de machos de arena en la máquina 100 de la invención: un desplazamiento vertical G1 del brazo articulado 21 , 31 , 41 correspondiente, un desplazamiento rotativo G2 del brazo articulado 21 , 31 , 41 correspondiente, y un desplazamiento basculante G3 del brazo articulado 21 , 31 , 41 correspondiente. Además, preferentemente, cada brazo articulado 21 , 31 y 41 comprende un extremo adaptado para soportar el útil 2, 3 y 4 correspondiente, y cada útil 2, 3 y 4 comprende una zona configurada para cooperar con dicho extremo del brazo articulado 21 , 31 y 41 correspondiente. Esta cooperación se realiza preferentemente mediante una conexión machihembrada.
Aunque la máquina 100 mostrada en las figuras comprende un útil de formado inferior 1 y un útil de formado superior 2, la máquina de fabricación de machos de la invención puede emplearse también con otros tipos de fabricación de machos de arena, como la fabricación de machos de arena mediante fabricación aditiva. En este tipo de fabricación se trasvasa una capa de arena sobre una plataforma de la máquina o a una caja de dicha máquina (posición operativa), posteriormente se trasvasa resina u otro elemento equivalente sobre la capa de arena previa, con la forma deseada, y se trasvasan así las capas de arena y resina de manera alterna, y tantas como las que se requieran. Una vez trasvasadas tantas capas como sea necesario, la totalidad del material dispuesto sobre la plataforma (o en la caja) es endurecido para obtener el macho de arena final. El endurecimiento puede realizarse mediante aplicación de calor por ejemplo. Así, para este tipo de fabricación la máquina comprende una plataforma o caja en lugar de los útiles de formado inferior y superior. En este caso, además, el útil de trasvase puede estar adaptado para trasvasar tanto la arena como la resina (por ejemplo en una dirección aplica la capa de arena, y al volver aplica la capa de resina) o pudiera comprender dos útiles de trasvase coordinados (uno para la arena y otro para la resina) o tantos útiles de trasvase como se requieran. El útil de curado en este caso podría no aplicar fluido alguno sobre el material trasvasado por el útil de trasvase (o por los útiles de trasvase), caso en el que podría estar adaptado para calentar dicho material por ejemplo. La máquina de la invención comprendería, en este caso, al menos un brazo articulado para desplazar los útiles requeridos, aunque preferentemente comprendería un brazo articulado para cada uno de dichos útiles.

Claims

REIVINDICACIONES
Máquina de fabricación de machos de arena que comprende al menos un útil de trasvase (3) mediante el cual se trasvasa el material para fabricar el macho cuando dicho útil de trasvase (3) es desplazado hasta una posición operativa, y un útil de curado (4) mediante el cual se endurece el material previamente trasvasado mediante el útil de trasvase (3) y que se dispone en una posición operativa sobre dicho material para realizar dicho endurecimiento una vez el útil de trasvase (3) se ha desplazado fuera de su posición operativa, caracterizada porque comprende al menos un brazo articulado (31 , 41) para desplazar el útil de trasvase (3) y el útil de curado (4) a la posición operativa respectiva.
Máquina de fabricación de machos de arena según la reivindicación 1 , que comprende un primer brazo articulado (31) para desplazar el útil de trasvase (3) a su posición operativa, y un segundo brazo articulado (41) para desplazar el útil de curado (4) a su posición operativa.
Máquina de fabricación de machos de arena según la reivindicación 2, que comprende al menos un soporte vertical (32, 42) para soportar los brazos articulados (31 , 41) de la máquina (100), siendo dichos brazos articulados (31 , 41) desplazables verticalmente sobre el soporte vertical (32, 42) respectivo, estando dichos brazos articulados (31 , 41) unidos a su soporte vertical (32, 42) correspondiente con libertad de giro.
Máquina de fabricación de machos de arena según la reivindicación 3, que comprende un primer soporte vertical (32) para soportar el útil de trasvase (3) y un segundo soporte vertical (42) para soportar el útil de curado (4).
Máquina de fabricación de machos de arena según la reivindicación 4, que comprende un útil de formado inferior (1) y un útil de formado superior (2) entre los que se genera un hueco (11) con la forma deseada para el macho cuando dichos útiles de formado (1 , 2) están uno encima de otro en una posición de trabajo, estando el útil de trasvase (3) adaptado para disponerse sobre dicho hueco (1 1) para trasvasar el material a dicho hueco (11), comprendiendo la máquina (100) un tercer brazo articulado (21) para desplazar el útil de formado superior (2) y disponerlo sobre el útil de formado (1) para generar el hueco (11) entre ambos útiles de formado (1 , 2).
6. Máquina de fabricación de machos de arena según la reivindicación 5, que comprende un tercer soporte vertical (22) para soportar el tercer brazo articulado (21) de la máquina (100), siendo dicho tercer brazo articulado (21) desplazable verticalmente sobre dicho soporte vertical (22) y estando dicho tercer brazo articulado (21) unido a dicho soporte vertical (22) con libertad de giro.
7. Máquina de fabricación de machos de arena según la reivindicación 6, en donde los tres soportes verticales (22, 32, 42) están dispuestos de tal manera que coinciden con los vértices de un triángulo.
8. Máquina de fabricación de machos de arena según la reivindicación 7, en donde los útiles de formado (1 , 2) quedan dispuestos centrados en el triángulo cuando están en la posición de trabajo.
9. Máquina de fabricación de machos de arena según la reivindicación 7 u 8, en donde la distancia entre el tercer soporte vertical (22) y el primer soporte vertical (32) es tal que, cuando se provoca el desplazamiento del útil de formado superior (2) dicho útil de formado superior (2) no colisiona con el primer soporte vertical (32) y cuando se provoca el desplazamiento del útil de trasvase (3) dicho útil de trasvase (3) no colisiona con el tercer soporte vertical (22), y en donde la distancia entre el tercer soporte vertical (22) y el segundo soporte vertical (42) es tal que, cuando se provoca el desplazamiento del útil de curado (4) dicho útil de curado (4) no colisiona con el tercer soporte vertical (22).
10. Máquina de fabricación de machos de arena según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9, que comprende una plataforma horizontal superior (5) que está apoyada sobre los soportes verticales (22, 32, 42), formando parte dichos soportes verticales (22, 32, 42) de la estructura de la máquina a modo de pilares.
1 1. Máquina de fabricación de machos de arena según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde cada brazo articulado comprende un extremo adaptado para soportar el útil correspondiente, teniendo dicho extremo un movimiento basculante con respecto al resto del brazo articulado, y cada uno de dichos útiles comprende una zona configurada para cooperar con dicho extremo del brazo articulado correspondiente, realizándose dicha cooperación mediante una conexión machihembrada.
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