DISPOSITIVO DE DOSIFICACIÓN CALEFACTABLE PARA UNA MÁQUINA DE COLADA A PRESIÓN DE CÁMARA CALIENTE.

Dispositivo de dosificación para una máquina de colada a presión de cámara caliente,

con ­ un depósito de colada (2) acoplable a un crisol de colada (1) de la máquina de colada a presión de cámara caliente, que presenta un canal ascendente (4) en una zona de canal ascendente (2c) y una unidad de émbolo de colada (9, 9a) para el transporte dosificado de la masa fundida (11) fuera del crisol de colada a través del canal ascendente, y ­ un dispositivo de calentamiento con una unidad de calentamiento (12, 12a, 26, 34a a 34d) sin llama para el calentamiento activo de por lo menos una parte de la zona de canal ascendente, caracterizado porque ­ la unidad de calentamiento está situada en un taladro de paso de vástago de émbolo (8), a través del cual está guiado un vástago de émbolo (9) de la unidad de émbolo de colada, o está situada aislada eléctricamente con respecto al canal ascendente en un taladro ascendente (4a) que contiene el canal ascendente o en un espacio de alojamiento de calefacción previsto expresamente en el depósito de colada, el cual está formado como un taladro de calentamiento (36, 37) de forma cónica, que comprende un taladro de alojamiento (37) cilíndrico del depósito de colada y un casquillo suplementario (38) interiormente cónico y exteriormente cilíndrico, el cual está introducido en el taladro de alojamiento cilíndrico, o que está situado en forma de un cilindro de calefacción (12a, 26) en un espacio de alojamiento de calefacción previsto expresamente en el depósito de colada, que está formado como un espacio de alojamiento (22, 27) que rodea de manera anular una sección de canal ascendente correspondiente

La presente invención se refiere a un dispositivo de dosificación calefactable para una máquina de colada a presión de cámara caliente, presentando el dispositivo de dosificación un depósito de colada acoplable a un crisol de colada de la máquina de colada a presión de cámara caliente, que presenta un canal ascendente en una zona de canal ascendente y una unidad de émbolo de colada para el transporte dosificado de la masa fundida fuera del crisol a través del canal ascendente, y un dispositivo de calentamiento con una unidad de calentamiento sin llama para el calentamiento activo de por lo menos una parte de la zona de canal ascendente.

Durante el procedimiento de colada de cámara caliente, se encuentran el depósito de colada y el émbolo de colada de una unidad de émbolo de colada en el material de colada líquido, el cual es fundido en el crisol de colada de un horno de fusión correspondiente, con lo cual la rentabilidad es en general claramente mayor que en el procedimiento de colada de cámara fría. Se utiliza, por ejemplo, en la colada a presión de cinc y magnesio, presentando el magnesio como material de colada, dependiendo de la aleación, una temperatura de procesamiento comprendida típicamente entre aproximadamente 630 ºC y aproximadamente 660 ºC.

Para evitar, por ejemplo, en el caso de la colada a presión de magnesio con las elevadas temperaturas de procesamiento mencionadas, problemas de enfriamiento, es conocido para las máquinas de colada a presión de cámara caliente el hecho de calentar activamente el depósito de colada y una tobera acoplada usualmente a él que conduce a un molde de fundición. Una propuesta anterior prevé, para ello, una calefacción de gas para la tobera y el depósito de colada por lo menos en una zona de unión, en la cual está acoplada la tobera. Esta calefacción de gas de llama abierta es problemática, sin embargo, ya por motivos de seguridad. Además, es difícil calentar la tobera, durante está técnica, con una temperatura constante, lo cual puede conducir a deformación de la tobera, y el costoso material de la tobera y del depósito de colada es cargado de forma relativamente intensa por la calefacción de llama de gas.

Por este motivo, se han propuesto ya diferentes alternativas a la calefacción con llama de gas, en especial calefacciones de resistencia eléctrica y calefacción eléctricas de inducción. Así, el fascículo de publicación DE 21 41 551 describe una calefacción de resistencia eléctrica directa de un canal ascendente y de una tobera que viene a continuación, gracias a que el canal ascendente y la tobera está formados por un tubo de canal ascendente

o tubo de tobera metálico, los cuales actúan ellos mismos como elementos de calefacción por resistencia y que están rodeados por un material termoaislante. Esto plantea, sin embargo, la dificultad de que el material de masa fundida transportado es, en general, asimismo eléctricamente conductor y por ello, la introducción de calor mediante calefacción eléctrica oscila fuertemente dependiendo del grado de llenado con masa fundida del tubo de canal ascendente y del tubo de tobera, de manera que se prevé allí, para evitar efectos de sobrecalentamiento, una refrigeración por aire controlada de la tobera.

En una máquina de colada a presión de cámara caliente dada a conocer en el fascículo de publicación DE 24 25 067 A1, el dispositivo de dosificación con depósito de colada y la tobera se encuentran por completo fuera del crisol de colada, en el cual está introducida una cámara de llenado, con la cual el dispositivo de dosificación está en contacto a través de un tubo ascendente de conexión correspondiente. A través de una válvula la cámara de llenado puede ser cerrada con respecto al crisol de colada y, mediante la introducción de un gas de protección con sobrepresión, la masa fundida es transportada a través del tubo ascendente de conexión al interior del depósito de colada. El depósito de colada, la tobera y la parte del tubo ascendente de conexión situada fuera del crisol de colada, así como un tubo de derrame que conduce de vuelta desde el depósito de colada al crisol de colada, se pueden calentar mediante una calefacción por indicción eléctrica que los rodea.

En el documento de patente EP 0 761 345 B1 se describe otra máquina de colada a presión de cámara caliente con dispositivo de dosificación genérico. En la disposición que aparece allí, está previsto un dispositivo de calefacción inductivo para la tobera y una zona de unión del depósito de colada, cuyos inductores constan de tubos aislados por el exterior, se pueden cargar con media frecuencia o con un a frecuencia situada en el límite inferior de la alta frecuencia y que pueden ser atravesados por aire. El depósito de colada está introducido allí desde arriba con la ayuda de una cobertura en el crisol de colada, es decir que se encuentra en una parte inferior en le crisol de colada y con una parte de cabeza, que contiene en accionamiento de émbolo de colada y la unió para la tobera, fuera del crisol de colada. Con el fin de posibilitar ya una calefacción del depósito de colada lo más cerca posible sobre la crisol de colada, el dispositivo inductivo de calefacción contiene de manera opcional un inductor anular adicional, el cual está colocado alrededor del cuello del depósito de colada directamente sobre la cobertura del crisol. Para la refrigeración forzada de la calefacción por inducción se utiliza, en lugar de una refrigeración por agua, crítica en cuanto a la seguridad, por ejemplo, en la colada a presión de magnesio, una refrigeración por aire. Para ello, los inductores necesitan el espacio constructivo correspondiente, el cual no se puede reducir a voluntad. Otro problema de los dispositivos de calefacción de tipo inductivo es la aparición de campos de dispersión, los cuales pueden conducir al calentamiento no deseado de otros componentes contiguos, por ejemplo de zonas del molde de fundición en las proximidades de la tobera calentada.

En el fascículo de publicación WO 2005/030414 A1, se da a conocer un dispositivo de dosificación según el preámbulo de la reivindicación 1 para el procesamiento de materiales de metal y de plástico con punto de fusión bajo. En este dispositivo de dosificación, se calientan una tobera y una zona superior del canal ascendente indirectamente mediante un medio de circulación calentado fuera del mismo, por ejemplo, eléctricamente. Para ello, pueden servir, como canales de circulación, en la zona de canal ascendente superior del depósito de colada taladros, los cales se han previsto expresamente con este propósito en el depósito de colada o en cuyo caso de trata de taladros cónicos ya existentes para el alojamiento de elementos de calefacción eléctricos en moldeadoras con sistemas de calefacción eléctricos.

El fascículo de publicación US 2004/0188054 A1 da a conocer una máquina de colada a presión de cámara caliente con una unidad de inyección o dosificación, la cual comprende un depósito de colada, el cual se puede calentar mediante elementos de calefacción cilíndricos, los cuales están introducidos en taladros de calefacción correspondientes. En particular, están introducidos elementos de calefacción cilíndricos con una parte de cabeza engrosada en taladros de alojamientos cilíndricos horizontales, los cuales están introducidos en una parte de cabeza del depósito de colada desde un lado del lado posterior, que se opone a un lado frontal, en el cual está acoplada una pieza de adaptador de tobera con conexión de fluido con canal ascendente, que discurre esencialmente vertical en el depósito de colada y en el cual están introducidos asimismo elementos de calefacción. Además, están introducidos unos elementos de calefacción con parte de cabeza engrosada verticalmente en casquillos de alojamiento los cuales, por su parte, están introducidos en taladros de alojamiento cilíndricos verticales, desde un lado superior, en la parte de cabeza del depósito de colada, junto a y delante de un taladro de paso de vástago de émbolo del depósito de colada. Para una extracción más sencilla del depósito de colada, los casquillos suplementarios cilíndricos están provistos de una brida de cabeza, con la cual se asientan sobre la lado superior de la parte de cabeza del depósito de colada.

La invención se plantea el problema técnico de proporcionar un dispositivo de dosificación del tipo mencionado al principio con el cual se reduzcan o se eliminen las dificultades del estado de la técnica mencionadas con anterioridad y que haga posible, en especial, un calentamiento fiable y seguro del depósito de colada... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de dosificación para una máquina de colada a presión de cámara caliente, con

un depósito de colada (2) acoplable a un crisol de colada (1) de la máquina de colada a presión de cámara caliente, que presenta un canal ascendente (4) en una zona de canal ascendente (2c) y una unidad de émbolo de colada (9, 9a) para el transporte dosificado de la masa fundida (11) fuera del crisol de colada a través del canal ascendente, y

un dispositivo de calentamiento con una unidad de calentamiento (12, 12a, 26, 34a a 34d) sin llama para el calentamiento activo de por lo menos una parte de la zona de canal ascendente,

caracterizado porque

la unidad de calentamiento está situada en un taladro de paso de vástago de émbolo (8), a través del cual está guiado un vástago de émbolo (9) de la unidad de émbolo de colada, o está situada aislada eléctricamente con respecto al canal ascendente en un taladro ascendente (4a) que contiene el canal ascendente o en un espacio de alojamiento de calefacción previsto expresamente en el depósito de colada, el cual está formado como un taladro de calentamiento (36, 37) de forma cónica, que comprende un taladro de alojamiento (37) cilíndrico del depósito de colada y un casquillo suplementario (38) interiormente cónico y exteriormente cilíndrico, el cual está introducido en el taladro de alojamiento cilíndrico, o que está situado en forma de un cilindro de calefacción (12a, 26) en un espacio de alojamiento de calefacción previsto expresamente en el depósito de colada, que está formado como un espacio de alojamiento (22, 27) que rodea de manera anular una sección de canal ascendente correspondiente.

2. Dispositivo de dosificación según la reivindicación 1, caracterizado además porque el taladro de paso de vástago de émbolo o el taladro ascendente, que aloja la unidad de calefacción, tiene forma cónica.

3. Dispositivo de dosificación según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado además porque la unidad de calefacción contiene un cilindro de calefacción (12) con forma de cilindro hueco, el cual presenta una estructura de calefacción

(14) en su camisa de cilindro y está introducido coaxialmente en el taladro de paso de vástago de émbolo o en el taladro ascendente o en el taladro de calentamiento.

4. Dispositivo de dosificación según la reivindicación 3, caracterizado además porque la unidad de calefacción es una unidad de calefacción de resistencia eléctrica, la cual presenta una estructura de conductor de calefacción eléctrico como estructura de calefacción, y la camisa de cilindro del cilindro de calefacción contiene un casquillo de soporte (13) conductor del calor, el cual es soportado por la estructura de conductor de calefacción de forma eléctricamente aislada.

5. Dispositivo de dosificación según la reivindicación 4, caracterizado además porque el casquillo de soporte está provisto en su lado interior o en su lado exterior de un aislamiento térmico (18).

6. Dispositivo de dosificación según la reivindicación 5, caracterizado además porque el aislamiento térmico contiene un casquillo aislante (18), realizado a partir de un material termoaislante, el cual está en contacto con el casquillo de soporte con la formación de un espacio hueco de aislamiento (19).

7. Dispositivo de dosificación según una de las reivindicaciones 3 a 6, caracterizado además porque el depósito de colada presenta una parte (2a) del lado del crisol, que está situada en el depósito de colada conectado al crisol de colada dentro del crisol de colada, y una parte de cabeza (2b), que en el depósito de colada acoplado al crisol de colada está situada fuera del crisol de colada, y el cilindro de calefacción se extiende hasta o en la parte del lado del crisol del depósito de colada y/o se extiende en la parte de cabeza del depósito de colada, por lo menos hasta la altura de separación máxima del canal ascendente con respecto a la parte del lado del crisol del depósito de colada.

8. Dispositivo de dosificación según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado además porque el cilindro de calefacción (34a a 34d) está soportado por un casquillo adaptador (39) exteriormente cónico y está introducido con el mismo en el taladro de calentamiento cónico o el taladro de paso de vástago de émbolo cónico o el taladro ascendente cónico.

9. Dispositivo de dosificación según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado además porque el dispositivo de calefacción contiene varias unidades de calefacción sin llama, de las cuales, en cada caso, una está situada en el taladro de paso de vástago de émbolo y/o en el taladro ascendente y/o en uno o varios de los espacios de alojamiento de calefacción previstos expresamente en el depósito de colada.

10. Dispositivo de dosificación según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado además porque contiene una tobera (7) acoplable a una zona de unión del depósito de colada, en la cual desemboca el canal ascendente, y el dispositivo de calefacción presenta adicionalmente una unidad de calefacción (12b) sin llama que calienta la zona de unión del depósito de colada desde el exterior y/o la tobera desde el exterior.