Instalaciones de fundición a presión en la fundición
Cilindros hidráulicos
Once centros de fundición totalmente automáticos con robot integrado para el desbarbado de las piezas de fundición forman el núcleo del departamento de fundición a presión de Auto Heinen. Trabajan con una fuerza de cierre de 220 a 630 t. A esto se añaden dos centros de fundición de 600 t sin desbarbado automático. Aquí se crean módulos y piezas especiales de fundición a presión de aleaciones de aluminio.
Un componente que debe cumplir los requisitos más exigentes son los cilindros hidráulicos de las máquinas de fundición a presión, que mueven con precisión y con gran fuerza los émbolos y las correderas de los moldes y otros componentes pesados. Desde hace mucho tiempo, la empresa de Eifel confía en los cilindros hidráulicos de Herbert Hänchen GmbH de Ostfildern, cerca de Stuttgart.
- Juntas para una alta estabilidad térmica
- Cilindros para diversos medios hidráulicos
- Sistemas para baja fricción y desgaste
- presión de trabajo hasta 300 bar
- Posicionar pistones de 50 kg de peso
- Presión de fundición entre 400 y 600 bar
- Temperatura exterior en el cilindro hidráulico de 70 °C
- 100.000 disparos con un tiempo de ciclo de 30 a 60 segundos
- Cilindro hidráulico serie 120 (150 bar) con dimensiones de 80/40/60 y 100/50/80 [pistón/vástago/carrera]
- Cilindro hidráulico serie 300 con la dimensión 80/50/40 y una prolongación del vástago a la izquierda de 18 mm
- Adecuado para fluido HFC, temperatura hasta +200 °C
- Multiplicador de presión con la dimensión 40/30/100
El disparo de fundición a presión propiamente dicho
Ahora, los cilindros hidráulicos de Hänchen posicionan primero los émbolos del molde, que pesan hasta 50 kg, y la máquina de fundición cierra el molde de fundición a presión. A continuación, la cámara de llenado de la instalación de fundición a presión se carga para cada disparo presionando la superficie metálica líquida del horno dosificador mediante aire comprimido con la cantidad de metal necesaria. A continuación, el metal líquido se inyecta durante el ‘disparo’: la presión se aplica a la denominada pastilla de fundición a través del vástago del cilindro de inyección de la máquina de fundición. Esta cámara de llenado para el metal líquido está conectada a las cavidades del molde a través de los canales de fundición, que se mantienen así bajo presión con la aleación líquida. De este modo, la aleación llega a la cavidad del molde formada con las correderas y los núcleos en condiciones definidas de presión y temperatura. Aquí es donde se crea la pieza en bruto para el artículo de fundición a presión propiamente dicho al enfriarse. En el caso de las cajas de dirección, la aleación de aluminio pastosa se vuelve a comprimir mediante un émbolo, que también es accionado por un cilindro hidráulico del especialista en hidráulica suabo. A continuación, el disparo se enfría con el molde cerrado. El molde se abre y un robot extrae el disparo respectivo. Coloca el disparo en una herramienta de corte que corta la pastilla, las judías de desbordamiento y los canales. Dependiendo del pedido y de la instalación, las piezas se entregan al cliente como pieza en bruto, semiproducto o producto acabado.
Hasta 1000 bar de contrapresión en el cilindro hidráulico
Para el sistema hidráulico, este campo de aplicación plantea varios requisitos: La temperatura ambiente es alta cerca del metal líquido y de los moldes. La presión de fundición específica generada en el molde es de 400 bar. En el caso de las piezas técnicas, es de 600 bar y, en el caso de las cajas de dirección y otras piezas estancas a la presión, de 1000 bar. Esta presión de fundición ejerce una fuerza hidráulica sobre el metal líquido que actúa sobre el molde. Los cilindros hidráulicos de Hänchen están sometidos a una contrapresión hidráulica. Dado que las placas de sujeción de los cilindros hidráulicos no pueden fijarse de forma céntrica al molde de fundición a presión por razones de diseño, no se pueden evitar las cargas laterales. Por lo tanto, las áreas problemáticas son las juntas debido a la estabilidad térmica, la guía del vástago debido a las fuerzas transversales y la resistencia a la presión pasiva de todo el cilindro hidráulico debido a la contrapresión.
Condiciones marco problemáticas
“Hänchen ha demostrado ser excelente en estas problemáticas condiciones”, afirma Mahlberg. “Si surgieron problemas, fueron causados por una sobrecarga térmica por nuestra parte. Y precisamente desde el uso de las juntas de Viton y los nuevos anillos de junta de labio de teflón, el desgaste de las juntas ya no es un problema”. Los moldes de fundición diseñados internamente pero fabricados externamente, que se mantienen y reparan en el propio taller, están ahora diseñados de tal manera que someten a los cilindros hidráulicos a una temperatura exterior máxima de 70°C. En las zonas térmicamente especialmente críticas, se utilizan piezas distanciadoras o anillos de refrigeración adicionales para minimizar la conducción de calor entre la instalación de fundición a presión y el cilindro hidráulico. Auto Heinen ha acumulado una amplia experiencia en este campo: “El ejemplo más extremo fue un cilindro hidráulico cuyas juntas llamaron la atención por su vida útil inesperadamente corta. Una inspección reveló que los cilindros hidráulicos estaban sometidos a una carga térmica extrema. Este problema pudo eliminarse con los medios más sencillos mediante una nueva disposición del sistema de calefacción. Pero, en general, la estabilidad térmica de los productos Hänchen es un punto a favor clave”, resume el director de producción de fundición a presión. Por cierto, los cilindros hidráulicos de Ostfildern también son utilizados por los fabricantes de máquinas de fundición a presión para posicionar la columna de la máquina y la tuerca de cierre.
Estabilidad de los cilindros hidráulicos
Los moldes de fundición están diseñados para la producción de 100.000 disparos con un tiempo de ciclo de 30 a 60 segundos. Los cilindros hidráulicos superan esta carga sin necesidad de cambiar las juntas, subraya el especialista en fundición a presión: “Con los productos de otros fabricantes también tuvimos buenas experiencias al principio. Sin embargo, la vida útil era drásticamente menor, y la carga de calor y las fuerzas transversales provocaban un desgaste excesivo”. La fundición utiliza casi exclusivamente cilindros de catálogo de la serie 120 del catálogo electrónico E-Kat (hoy Configurador de productos HäKo) de Hänchen, que funcionan con una presión de trabajo de 150 bar. Se modificaron para temperaturas ambiente de hasta 200°C como máximo mediante combinaciones especiales de juntas y conexión de aceite de fuga, y son adecuados para el fluido HFC. Aparte de esta pequeña modificación, se trata de un cilindro de serie económico. Un cilindro hidráulico es una construcción especial por razones de espacio, y otro funciona a través de un multiplicador de presión con 300 bar. Debido a la presión de fundición específica, que actúa sobre una superficie de molde especialmente grande en el carro, se producen fuerzas de 56 t. Esta fuerza es soportada exclusivamente por los cilindros Hänchen, en los que se integró una válvula de retención que se puede desbloquear hidráulicamente.
Pedido con el HäKo
El pedido en Auto Heinen se realiza exclusivamente a través del configurador de Hänchen. La opinión unánime: Mucho más práctico que un catálogo en papel. Después de 100.000 ciclos de carga, se sustituyen las juntas y el cilindro hidráulico vuelve a utilizarse. Si el molde correspondiente ya no se utiliza, los cilindros hidráulicos se almacenan y, si es necesario, se vuelven a utilizar para nuevos moldes. Para Mahlberg es decisivo que, incluso para cilindros hidráulicos de 20 años de antigüedad, pueda obtener juntas de repuesto en el menor tiempo posible utilizando el número de producto, que por supuesto están hechas de materiales modernos como el teflón.
Los productos
Así, con la ayuda de los cilindros hidráulicos, también se crean soportes de agregados especialmente resistentes a las vibraciones para el motor, la transmisión y otras unidades, piezas hidráulicas como adaptadores, reguladores de agua de refrigeración, cuerpos de desembrague y dirección, tapas de bomba y pistones de control, cuerpos complejos para cojinetes de árbol de levas y culata, así como piezas de confirmación de conmutación como horquillas de cambio, balancines y accionamientos. A esto se añaden como módulos las charnelas hembra de los pedales, los cambios internos, los portaplanetas y los ejes de equilibrado. Estas áreas de tarea imponen exigencias extraordinarias en cuanto a estanqueidad a la presión, resistencia, resistencia al desgaste y complejidad, estándares que se reflejan en los requisitos de la industria del automóvil. Aquí, Heinen tiene clientes como Ford, DaimlerChrysler, Volkswagen, Porsche, Visteon, INA, Bosch, Mahle, Getrag y LuK. Exigen piezas que superen sin problemas una vida útil de 200.000 kilómetros de automóvil. Auto Heinen espera de los proveedores la misma calidad, una razón por la que los cilindros Hänchen son estándar en Bad Münstereifel.
© Hänchen 2001