MXPA04008188A - Maquina de moldeo en matriz con dosificador para lubricante solido, adaptado para causar un cambio de fase del lubricante antes de ser dosificado al manguito de alimentacion. - Google Patents

Abstract

La presente invencion se relaciona con una maquina de moldeo en matriz, la cual incluye un dosificador que causa que un lubricante de embolo experimente un cambio de fase. El dosificador tambien dosifica al lubricante de embolo. La presente invencion tambien se relaciona con un metodo de lubricacion de una maquina de moldeo en matriz, el cual efectivamente involucra un cambio de fase en el lubricante de embolo antes de ser dosificado al lubricante de embolo. La presente invencion tambien se relaciona con un diseno de lubricante de embolo el cual experimenta un cambio de fase en el dosificador.

Description

- MÁQUINA DE MOLDEO EN MATRIZ CON DOSIFICADOR PARA LUBRICANTE SÓLIDO, ADAPTADO PARA CAUSAR UN CAMBIO DE FASE DEL LUBRICANTE ANTES DE SER DOSIFICADO AL MANGUITO DE ALIMENTACIÓN CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se relaciona con lubricantes de émbolo y su uso en procedimientos de moldeo en matriz.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Aunque los procedimientos de moldeo en matriz se han conocido durante muchos años, aún existen problemas. Uno de los problemas continuos se relaciona con el área de los lubricantes de émbolo y otros lubricantes necesarios para la fabricación eficiente y rentable de partes de metal moldeadas en matriz. Los lubricantes conocidos tienen diversos inconvenientes ambientales, de seguridad y de mantenimiento. Un aparato de moldeo en matriz generalmente comprende una matriz y un manguito de alimentación. El metal fundido que se va a moldear se introduce en el manguito de alimentación. Un émbolo se extiende axialmente dentro del manguito de alimentación para empujar el metal fundido dentro de la matriz. El manguito de alimentación y el émbolo requieren lubricación debido a que el metal fundido puede solidificar en sí mismo en el manguito de alimentación o el émbolo y debido a que el émbolo puede generar cantidades significativas de calor adicional por la fricción conforme frota contra el manguito de alimentación. Además, los lubricantes ayudan a impedir que el émbolo frote de manera irregular contra la pared interior del manguito de alimentación. Un frotado irregular impide un movimiento uniforme del émbolo que puede resultar en un moldeado de calidad inferior, el cual debe ser desechado. El frotado irregular también genera un desgaste incrementado significativamente y desgarramiento del émbolo y del manguito de alimentación, lo que provoca un incremento en el tiempo inútil en reparaciones, costos de reparaciones y finalmente la necesidad de sustituir el émbolo . En el pasado se han utilizado diversas clases de lubricantes con resultados inferiores a los satisfactorios. Los lubricantes basados en aceite no se encuentran favorecidos debido a que tienden a generar humo y degradarse cuando se ponen en contacto con el metal fundido o el manguito de alimentación que está caliente por el uso repetido. Los lubricantes basados en aceite requieren grandes cantidades de espacio de almacén debido que son voluminosos. Además, los lubricantes basados en aceite presentan peligros de resbalamiento y caídas si salpican al piso . Los lubricantes basados en agua impiden la formación de humo y degradación de los lubricantes basados en aceite, pero adolecen de sus propios inconvenientes. El inconveniente principal es que el agua portadora debe evaporarse completamente antes de la introducción del metal fundido debido a que se puede generar una reacción violenta si el metal fundido se pone en contacto con agua. Los lubricantes basados en agua típicamente se rocían en el manguito caliente a través del uso de aire comprimido. El ruido del aire comprimido y la maquinaria utilizada para producir el aire comprimido requiere que se utilicen estructuras a prueba de ruido con los gastos concomitantes adicionales. Además, los lubricantes líquidos requieren bombas y tubos los cuales son susceptibles de fallas mecánicas por períodos de uso prolongados . Los lubricantes basados en agua con frecuencia incluyen materiales particulados tales como grafito u otras partículas inorgánicas que tienden a coagularse en o dentro de la boquilla de aspersión utilizada para aplicar el lubricante. Esto disminuye la conflabilidad de la maquinaria utilizada para aplicar el lubricante debido a que la boquilla debe ser limpiada periódicamente. Además, puede obtenerse como - - resultado una lubricación parcial del manguito de alimentación a partir de una boquilla bloqueada parcialmente, lo que genera un frotado irregular del émbolo en el manguito de alimentación y sus problemas concomitantes. Los lubricantes basados en agua también requieren grandes cantidades de espacio de almacenamiento debido que son voluminosos . Se han utilizado otras clases de lubricantes que incluye sólidos en forma de pellas, polvos y escamas. Presentan algunos de los mismos defectos que los lubricantes basados en agua. Los lubricantes conocidos en forma pella tienden a brincar en el piso durante la aplicación y crear el peligro de resbalarse y caer. Los lubricantes en polvo y en escamas pueden requerir maquinaria adicional complicada para llevar a cabo su uso, lo que vuelve su utilización más costosa y requiere más trabajo. Además, los materiales lubricantes pueden ser más costosos que los materiales basados en agua debido a su disponibilidad limitada. Además, todos los lubricantes conocidos adolecen de problemas graves de limpieza. Los lubricantes líquidos conocidos tienden a salpicar excesivamente cuando se aplican. Un lubricante pulverizado conocido tiende a crear condiciones de trabajo con polvo. En cualquier caso, deben gastarse cantidades importantes de tiempo, energía y dinero para mantener el área de trabajo limpia y segura debido a que los lubricantes salpicados interfieren con el cambio de los recipientes del lubricante vacío, crean condiciones de trabajo desagradables y pueden constituir un peligro de incendio . En consecuencia, el inventor ha reconocido la necesidad de mejorar los lubricantes de émbolo y los procedimientos asociados de aplicación de dichos lubricantes, y esta invención resuelve uno o más de estos inconvenientes .

DESCRIPCIÓN BREVE DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con una máquina de moldeo en matriz la cual incluye un dosificador que provoca que el lubricante de émbolo experimente un cambio de fase. El dosificador también dosifica el lubricante de émbolo. La presente invención también se relaciona con un método para lubricar una máquina de moldeo en matriz que involucra llevar a cabo un cambio de fase en el lubricante de émbolo antes de dosificar en lubricante de émbolo. La presente invención también se relaciona con un diseño .de lubricante de émbolo el cual experimenta un cambio de fase en el dosificador.

DESCRIPCIÓN BREVE DE LOS DIBUJOS La figura 1 muestra una máquina de moldeo en matriz en la cual se puede utilizar la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA Con referencia a la figura 1, una máquina 10 de moldeo en matriz incluye un manguito 12 de alimentación cilindrico horizontal. Un émbolo 14 se puede mover entre el manguito 12 de alimentación desde una posición retraída, la cual se muestra en la figura 1, hasta una posición avanzada (no mostrada) cercana a una matriz 16. La matriz 16 comprende mitades 18 y 20 de matriz que definen una cavidad 22 de matriz. El manguito 12 de alimentación está en comunicación fluida con la cavidad 22 de matriz. En operación, un lubricante de acuerdo con la presente invención se carga en un dosificador 24. Desde el dosificador 24 se introduce el lubricante dentro del manguito 12 de alimentación a través de un orificio 26 de vertido. Esto se realiza al inicio de cada ciclo de operación, mientras que el émbolo 14 está en su posición retraída, como se muestra en la figura 1. La cantidad deseada de metal fundido después se introduce dentro del manguito 12 de alimentación a través del orifico 26 de vertido. Después se hace avanzar hacia delante al émbolo 14 en la dirección de la matriz 16 hasta que bloquea el orificio 26 de vertido. Después se hace avanzar adicionalmente a una distancia predeterminada, inyectando el metal fundido dentro de la cavidad 22 de la matriz. Después de un tiempo de espera preestablecido, que permite que el metal fundido solidifique, se abre la matriz 16 y se hace avanzar adicionalmente al émbolo 14 hasta completar su carrera total en la cual se libera el moldeado desde la mitad 20 estacionaria de la matriz. Esto también impulsa el tapón solidificado residual desde el manguito 12 de alimentación. El émbolo 14 después se retrae a una posición de inicio y el moldeado es expulsado de la mitad 18 movible de la matriz. La máquina entonces está lista para otro ciclo. El dosificador puede incluir una tolva en donde se recibe el lubricante de émbolo y se almacena a granel antes de ser dosificado. Una posible modalidad de una tolva se muestra en la figura 1 con el número de referencia 28. Se puede utilizar cualquier dosificador adecuado con énfasis colocado en que al seleccionar una que proporcione una cantidad medida de lubricantes de émbolo de una manera que no resulte costosa. En una modalidad útil, el dosificador es un dosificador que funde en caliente. El dosificador se puede conectar al manguito de alimentación en el orificio de vertido. De manera alternativa, el dosificador puede estar separado del manguito de alimentación, como se muestra en la figura 1. El dosificador también puede incluir una boquilla para ayudar en la dosificación del lubricante de émbolo. Se puede utilizar cualquier boquilla junto con el dosificador. No obstante, las boquillas preferidas son aquellas las cuales generan una cantidad mínima de salpicado, dosifican una cantidad medida de lubricante y también obtienen el patrón deseado de cobertura de lubricante dentro del manguito de alimentación. Por ejemplo, la boquilla puede proporcionar el lubricante de manera por goteo, en una corriente, en una aspersión o en una neblina tal como una aspersión atomizada de aire. Se pueden utilizar diversos componentes y metodologías adicionales para facilitar la dosificación del lubricante de émbolo. El lubricante de émbolo puede ser cualquier lubricante adecuado para la aplicación en la cual se va a utilizar el lubricante. Los materiales típicos los cuales son capaces de lubricar el manguito de alimentación se contemplan para uso en la composición de la invención. El lubricante de émbolo preferido se selecciona para que genere relativamente poco humo, sea relativamente barato de fabricar y relativamente fácil de cargar dentro del dosificador. Un lubricante de émbolo preferido es un lubricante sólido el cual tiene una temperatura de fusión en el intervalo de las temperaturas de operación del manguito de alimentación en el cual se va a utilizar el lubricante . A manera de ejemplo únicamente, los lubricantes pueden incluir jabones metálicos, ácidos grasos, grafito, materiales cerámicos, resinas poliméricas con temperatura de fusión elevada, ceras naturales y sintéticas, gilsonita, vidrio y mezclas de estos materiales. Los jabones de metal útiles incluyen muchos sulfonatos, naftenatos y carboxilatos . De estos, los jabones de ácido graso tales como estearato de zinc y estearato de sodio se prefieren al tomar en consideración sus propiedades propias, su fácil disponibilidad y su bajo costo. No obstante, otros jabones metálicos conocidos por sus propiedades lubricantes que incluyen, a modo de ejemplo únicamente, estaño, cobre, titanio, litio, calcio, magnesio y otros jabones de metales alcalinos y alcalinotérreos de los ácidos grasos se pueden incluir ventajosamente. Los ácidos grasos también se pueden incluir y su costo relativamente bajo, su disponibilidad fácil y su contribución a la lubricidad total de la composición los vuelven atractivos para tal uso. Un ejemplo es ácido esteárico, el cual se utiliza ventajosamente dado que tiene buenas propiedades lubricantes, no es tóxico, es barato y está disponible fácilmente. Los materiales tales como grafito y materiales cerámicos tales como nitruro de boro, nitruto de silicio o carburo de cromo son útiles para aditivos a lubricantes de émbolo, así como en los sulfuros de molibdeno. Las resinas poliméricas con una temperatura de fusión elevada incluyen, a modo de ejemplo, polietileno, polipropilenos, cloruros de polivinilo, alcoholes polivinílicos, polivinil acetato de celulosas, poliésteres, polietilenglicoles , poliactilatos , polimetacrilatos, poliestirenos , resinas epóxicas, resinas de silicona, poliamidas y cualquier resina copolímerica de las anteriores. En realidad, se puede utilizar casi cualquier material termoplástico . De las ceras naturales y sintéticas que pueden ser utilizadas ventajosamente, las ceras de polietileno de pesos moleculares relativamente elevados en general se prefieren al tomar en consideración la lubricidad que imparten. No obstante, el polipropileno, la bisamida, éster, material microsristalino, cera de abeja, parafina, material oxidado, copolímeros y ceras de carneuba también se prefieren. Los materiales vitreos útiles en la presente invención son preferiblemente alúmina, alúmina/sílice, sílice o bórax. Opcionalmente , estos materiales vitreos se pueden utilizar en forma de fibras cortadas. También pueden ser útiles tierra de diatomaceas , talco, mica u otros óxidos metálicos, ácido bórico, aserrín y compuestos de fósforo que incluyen ésteres de fosfato. El lubricante de émbolo puede estar en la conformación, forma y tamaño que sea conveniente para que se utilice en el dosificador o para que se cargue en la tolva. Por ejemplo. Los lubricantes preferidos pueden ser un polvo, un material particulado, unas escamas o una preforma sólida, en una conformación de un tubo, una varilla, un disco o un ladrillo. Además, el lubricante puede ser una preforma sólida enrollada en una bobina. Dependiendo de la conformación, la forma y el tamaño del lubricante seleccionado se pueden utilizar una diversidad de aparatos manuales y automáticos para cargar el lubricante dentro de la tolva. Preferiblemente, el lubricante de émbolo es una preforma sólida. En funcionamiento, el dosificador lleva a cabo un cambio de fase del lubricante de émbolo al proporcionar las condiciones de operación necesarias para promover un cambio de fase de un estado de fase a otro estado de fase en el lubricante. El lubricante de émbolo experimenta por lo menos parcialmente, al menos un cambio de fase después de que se carga en el dosificador. El cambio de fase se lleva a cabo antes o simultáneamente con el lubricante de émbolo que se suministra. Por conveniencia, ambas situaciones se denominan como el cambio de fase que se lleva a cabo antes de que se suministre. Aunque los lubricantes con cambio de fase de sólido a líquido son los que se prefieren, también se contemplan lubricantes con cambio de fase de líquido a sólido . Aunque se prefiere un cambio de fase único para el lubricante, los lubricantes también pueden experimentar cambios de fase múltiples de manera que el lubricante realiza ciclos entre las fases mientras están en el dosificador. Además, los lubricantes pueden experimentar cambios de fase parcial de manera que dos estados de fase existan concurrentemente en el dosificador. Preferiblemente, antes de la dosificación, el lubricante de émbolo el cual está listo para ser dosificado, es decir, el lubricante que está cerca de la boquilla, ha completado sustancialmente el cambio de fase de un estado de fase a otro estado de fase, aunque no se requiere un cambio de fase completo. Dicho de otra manera, mientras que se prefiere que el lubricante de émbolo se encuentre en un estado de fase único cuando se suministra, el lubricante de émbolo el cual tiene dos estados de fase también se puede suministrar. Tales lubricantes pueden ser una combinación de materiales que fundan y los cuales no se fundan bajo condiciones normales de funcionamiento para máquinas de moldeo en matriz. Después del estado de fase apropiado, o la combinación de estados de fase, que el lubricante ha alcanzado en el dosificador, el dosificador suministra el lubricante, preferiblemente a través de una boquilla, al interior del manguito de alimentación. Cuando se recibe el lubricante en el manguito de alimentación, puede tener un estado de fase igual o diferente a aquel que presenta cuando se dosifica. Además, el lubricante también puede estar en una combinación de estados de fase cuando se recibe en el manguito de alimentación. En una modalidad, el lubricante se dosifica como un líquido y es un líquido cuando se recibe en el manguito de alimentación. En otra modalidad, el lubricante se dosifica como líquido y es un sólido cuando se recibe en el manguito de alimentación. En una tercera modalidad, el lubricante se suministra como un líquido y tiene una cubierta sólida con un centro líquido cuando se recibe en el manguito de alimentación. En una cuarta modalidad, el lubricante se suministra como una combinación de sólido y líquido y es un líquido cuando se recibe en el manguito de alimentación. En una quinta modalidad, el lubricante se suministra como una combinación de sólido y líquido y es una combinación de sólido y líquido cuando se recibe en el manguito de alimentación.

Esta modalidad abarca lubricantes los cuales pueden ser una combinación de materiales los cuales se funden y los cuales no se funden bajo condiciones de operación normales para máquinas de moldeo en matriz. Aunque la invención se ha descrito específicamente en relación con ciertas modalidades específicas de la misma, debe entenderse que esta son a modo de ilustración y no de limitación, y que el alcance de las reivindicaciones anexas debe considerarse ampliamente como los permite la técnica anterior.

Claims (24)

REIVINDICACIONES

1. Una máquina de moldeo en matriz, que comprende: un dosificador adaptado para provocar que un lubricante de émbolo en un primer estado de fase experimente, por lo menos parcialmente, un cambio de fase a un segundo estado de fase y que se adapte para dosificar el lubricante de émbolo a un manguito de alimentación.

2. La máquina de moldeo en matriz, como se describe en la reivindicación 1, que comprende además un manguito de alimentación adaptado para recibir el lubricante de émbolo desde el dosificador.

3. La máquina de moldeo en matriz, como se describe en la reivindicación 1, en donde el primer estado de fase es sólido y el segundo estado de fase es líquido.

4. La máquina de moldeo en matriz, como se describe en la reivindicación 1, en donde el dosificador está adaptado para dosificar el lubricante de émbolo sustancialmente en el segundo estado de fase.

5. La máquina de moldeo en matriz, como se describe en la reivindicación 1, en donde el dosificador está adaptado para dosificar el lubricante de émbolo en dos estados de fase.

6. La máquina de moldeo en matriz, como se describe en la reivindicación 1, en donde el lubricante de émbolo es una preforma sólida.

7. La máquina de moldeo en matriz, como se describe en la reivindicación 1, en donde el dosificador incluye una boquilla adaptada para proporcionar una cantidad medida del lubricante de émbolo.

8. La máquina de moldeo en matriz, como se describe en la reivindicación 7, en donde la boquilla se selecciona del grupo que consiste de una boquilla de goteo, una boquilla de corriente o una boquilla de aspersión.

9. La máquina de moldeo en matriz, como se describe en la reivindicación 1, en donde el dosificador incluye además una tolva.

10. La máquina de moldeo en matriz, como se describe en la reivindicación 1, en donde el lubricante de émbolo está adaptado para experimentar, por lo menos parcialmente, un segundo cambio de fase.

11. La máquina de moldeo en matriz, como se describe en la reivindicación 1, en donde el dosificador y el manguito de alimentación se adaptan para impedir un segundo cambio de fase en el lubricante de émbolo.

12. Una máquina de moldeo en matriz, que comprende: un dosificador adaptado para provocar que un lubricante de émbolo en un primer estado de fase experimente, por lo menos parcialmente, un cambio de fase a un segundo estado de fase y adaptado para suministrar el lubricante de émbolo; y un manguito de alimentación adaptado para recibir el lubricante de émbolo del dosificador.

13. Un método de lubricar una máquina de moldeo en matriz, que comprende: producir un cambio de fase en un lubricante de émbolo; y dosificar el lubricante de émbolo.

14. El método como se describe en la reivindicación 13, en donde el lubricante de émbolo se suministra en un manguito de alimentación.

15. El método como se describe en la reivindicación 13, en donde la etapa de realización se produce antes de la etapa de dosificación.

16. El método como se describe en la reivindicación 13, en donde la etapa de realización se produce simultáneamente en la etapa de dosificación.

17. El método como se describe en la reivindicación 13, en donde el cambio de fase es de sólido a líquido.

18. El método como se describe en la reivindicación 13, que comprende además llevar a cabo un segundo cambio de fase en el lubricante de émbolo.

19. El método como se describe en la reivindicación 13, en donde la etapa de suministro incluye además suministrar el lubricante de émbolo de una manera seleccionada del grupo que consiste de goteo, una corriente o una aspersión.

20. El método como se describe en la reivindicación 13, en donde la etapa de realización incluye además fundir el lubricante de émbolo.

21. Un artículo de manufactura, que comprende: una preforma de lubricante de émbolo la cual experimenta, por lo menos parcialmente, al menos un cambio de fase en un dosificador.

22. El artículo como se describe en la reivindicación 21, en donde la preforma experimenta un cambio de fase de sólido a líquido.

23. El artículo como se describe en la reivindicación 21, en donde la preforma incluye una cera natural o una cera sintética.

24. El artículo como se describe en la reivindicación 21, en donde la preforma incluye por lo menos un material el cual no se funde bajo condiciones de operación normales para máquinas de moldeo en matriz.