具有環(huán)形管道的澆鑄裝置和澆鑄方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種澆鑄裝置（1），其具有一模具型腔（3），所述模具型腔形成一用于一鑄造件（23）的中空空間。所述澆鑄裝置（1）具有一澆鑄腔（4）用于金屬熔液（2），所述澆鑄腔通過(guò)一環(huán)形管道（11）與一澆注系統(tǒng)（5）連接，通過(guò)所述澆注系統(tǒng)可以使所述模具型腔（3）以熔液（2）來(lái)填充。運(yùn)轉(zhuǎn)材料的份額和澆注質(zhì)量可以被減少。本發(fā)明同樣涉及一種用于澆鑄的方法，所述方法利用所述澆鑄裝置（1），其中，所述熔液（2）能夠在所述環(huán)形管道（11）中循環(huán)。所述循環(huán)造成在所述熔液（2）中的均勻熱分布并且能夠?qū)崿F(xiàn)在熱室中的再加熱。此外，其與凍結(jié)相反作用并且能夠?qū)崿F(xiàn)周期時(shí)間縮短。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
具有環(huán)形管道的澆鑄裝置和澆鑄方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種澆鑄裝置，其具有:一模具型腔，所述模具型腔形成用于一鑄造件的中空空間；一澆鑄腔，用于一金屬熔液；一澆注系統(tǒng)。本發(fā)明此外涉及一種用于以該澆鑄裝置制造鑄造件的澆鑄方法。

【背景技術(shù)】
[0002]為了澆鑄確定的熔液，尤其當(dāng)熔液是金屬形式時(shí)放出很多熱到其周?chē)h(huán)境中。為了實(shí)現(xiàn)良好的澆鑄品質(zhì)，必須在澆鑄過(guò)程期間避免太強(qiáng)的冷卻。為此而以具有高的速度和高壓下的冷腔壓鑄方法來(lái)澆鑄。形成所述模具型腔的壓鑄模具的模具填充過(guò)程在此根據(jù)鑄造件的大小和其最小的壁厚的不同而典型地持續(xù)幾毫秒。
[0003]為了每種熔液類(lèi)型適用確定的燒口速度(Anschnittgeschwindigkeiten)和燒注系統(tǒng)。因?yàn)椴辉试S超過(guò)一最大澆口速度，所以澆口面的橫截面進(jìn)而澆注系統(tǒng)的在澆鑄過(guò)程之后可以實(shí)現(xiàn)澆注件從壓鑄模具分離的那個(gè)部分必須足夠大地確定尺寸。該要求在面式和薄壁的鑄造件的情況下引起在運(yùn)轉(zhuǎn)材料(Umlaufmaterial)上的高的份額,該運(yùn)轉(zhuǎn)材料的質(zhì)量可以本身處在鑄造件質(zhì)量的數(shù)量級(jí)上。所述運(yùn)轉(zhuǎn)材料接下來(lái)又被熔融，這要求巨大的外部能量輸入。
[0004]在整個(gè)填充過(guò)程期間此外必須確保:熔液在所述引導(dǎo)熔液的系統(tǒng)的任何部位上都不固化。這可以通過(guò)澆注通道的足夠大的橫截面來(lái)確保。大的澆鑄通道但是會(huì)增加傾注質(zhì)量，從而使得熔液的較大部分被損失。具有多個(gè)澆口區(qū)域的大面積鑄造件或特別薄壁的鑄造件因此一般需要多個(gè)澆注通道作為澆鑄道，以便在模具型腔完全填充之前阻止在所述模具型腔中的固化。
[0005]為了減少運(yùn)轉(zhuǎn)材料量，EP I 201 335 BI提出一種熱腔壓鑄方法，其具有作為澆注系統(tǒng)的扇形或切向澆注。該澆注系統(tǒng)可以均勻地填充所述模具型腔，但是尤其當(dāng)使用多個(gè)模具時(shí)一方面引起澆鑄裝置的復(fù)雜結(jié)構(gòu)并且另一方面要求:必須將多個(gè)澆鑄道所有單個(gè)地進(jìn)行加熱。在鑄造件冷卻期間進(jìn)行薄壁的澆鑄道的持續(xù)繼續(xù)加熱，這尤其在澆注系統(tǒng)如它為了大表面的構(gòu)件所需要的那樣而支路非常多的情況下，又與巨大的能量輸入相關(guān)聯(lián)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的任務(wù)是改善現(xiàn)有技術(shù)并且尤其提供用于壓鑄方法的澆鑄裝置，該裝置避免了前面提到的缺點(diǎn)。此外，本發(fā)明的任務(wù)是發(fā)展用于金屬熔液的鑄造方法，該方法即使在薄壁的和大表面的構(gòu)件的情況下很少地保持運(yùn)轉(zhuǎn)材料的份額并且同時(shí)在維持最大澆口速度的情況下最小化所需的、用于保持熔液液態(tài)的能量。
[0007]該任務(wù)通過(guò)一澆鑄裝置來(lái)解決，所述澆鑄裝置具有:一模具型腔，所述模具型腔形成一用于一鑄造件的中空空間；一澆鑄腔，用于一金屬熔液；一澆注系統(tǒng)，其中，所述澆鑄腔通過(guò)兩個(gè)環(huán)形管道接口與一用于所述熔液的環(huán)形管道連接并且所述環(huán)形管道能夠通過(guò)所述澆注系統(tǒng)與所述模具型腔連接。
[0008]所述環(huán)形管道使金屬熔液直至直接地引導(dǎo)到所述鑄造件處，從而使得通過(guò)從所述環(huán)形管道向所述鑄造件分支的、相對(duì)薄的澆注通道所形成的所述澆注系統(tǒng)本身僅需要小的橫截面和短的澆注通道。因此，所述環(huán)形管道一般明顯長(zhǎng)于澆注通道的長(zhǎng)度；其長(zhǎng)度經(jīng)常也超過(guò)所述澆注通道長(zhǎng)度的總和。隨所述鑄造件可能地在澆注通道中固化或至少冷卻的材料份額被減少到一最小值上。在脫模之前在所述工具中的所需冷卻功率由此明顯下降。尤其必須很少地排出釋放的熔液能量。
[0009]通過(guò)所述環(huán)形管道在所述模具型腔處的空間上近的引導(dǎo)可以不僅非常短地得出所述澆注通道，而且也可以從所述環(huán)形管道分支出相對(duì)多的澆注通道，從而使得均勻的模具填充是可行的。
[0010]當(dāng)所述澆注系統(tǒng)的以澆注通道形式的澆鑄道保持得非常短時(shí)，在很多情況下不需要澆注通道的加熱。這可以實(shí)現(xiàn)一成本低廉的、細(xì)小分支的澆注系統(tǒng)，其具有多個(gè)澆注通道，這又正面地影響所述模具填充，而不必提高待中央導(dǎo)入的澆鑄壓力。
[0011]尤其對(duì)于大的、薄壁的鑄造件或具有復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)的鑄造件可以設(shè)置多個(gè)環(huán)形管道，這些環(huán)形管道分別具有自己的環(huán)形管道接口。替換于雙重或更多重環(huán)形管道也可以設(shè)置具有可能地發(fā)生偏離的直徑的環(huán)形管道分支，所述這些環(huán)形管道分支在熔液返回之前又被返回引導(dǎo)到主管道中或具有一自己的環(huán)形管道接口。在最后提到的情況下，排出熔液的環(huán)形管道接口的數(shù)目不再相應(yīng)于輸入熔液的環(huán)形管道接口的數(shù)目。隨后，在環(huán)形管道的實(shí)施例上進(jìn)一步描述本發(fā)明。
[0012]在澆鑄裝置的一設(shè)計(jì)方案中，所有或一部分澆注通道具有澆鑄閥。所述澆鑄閥在所述澆鑄過(guò)程之后使環(huán)形管道的液態(tài)熔液與鑄造件側(cè)的熔液分開(kāi)，所述鑄造件側(cè)的熔液隨鑄造件固化。為了重新填充模具用于下個(gè)鑄造件而重新打開(kāi)所述一個(gè)澆鑄閥或多個(gè)澆鑄閥。
[0013]在所提出的澆鑄裝置的情況下，澆口區(qū)域直接在所述鑄造件處形成，從而使得所述澆注系統(tǒng)的質(zhì)量相對(duì)鑄造件質(zhì)量顯得很小。在此即使在面式結(jié)構(gòu)件的情況下能夠?qū)崿F(xiàn)少于20%鑄造件質(zhì)量的澆注質(zhì)量(Angussmassen)。同時(shí)可以緊湊地得到所述澆注系統(tǒng)。所述澆注材料可以又被用作運(yùn)轉(zhuǎn)材料。通過(guò)必須熔融很少的澆注材料和環(huán)形管道中的熱熔液始終在模具型腔附近提供，對(duì)于澆鑄周期也需要很少的時(shí)間，從而使得同步(Taktung)被改盡口 ο
[0014]所述環(huán)形管道可以具有與所述澆注通道相比相對(duì)大的直徑，從而使得通過(guò)其傳送的熔液的熱傳導(dǎo)損失和熱輻射損失可以保持得很小。借助于根據(jù)本發(fā)明所提出的、在所述環(huán)形管道中的、在所述澆鑄或至少在所述鑄造件在其中冷卻的階段中的循環(huán)或者說(shuō)流通可以附加地減少熔液的冷卻。
[0015]在適當(dāng)?shù)膮f(xié)調(diào)下，所述循環(huán)作為唯一的措施可以在環(huán)形管道中的運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)束之前足夠抑制熔液的固化。所述熔液于是以還液態(tài)的狀態(tài)達(dá)到所述澆鑄腔或另一熱室。由此可以在某些情況下取消所述環(huán)形管道的外部加熱。
[0016]在本發(fā)明的另一設(shè)計(jì)方案中，所述環(huán)形管道能夠至少區(qū)段地加熱。由此確保了:即使在比較長(zhǎng)的環(huán)形管道的情況下可靠抑制所使用的熔液的固化并且所述熔液是足夠稀液狀態(tài)的，以便也時(shí)間短(zeitnah)地達(dá)到距離遠(yuǎn)的澆注通道。
[0017]在第二澆鑄階段期間將環(huán)形管道以金屬熔液填充并且壓力加載。在各個(gè)澆鑄階段之間，熔液可以在環(huán)形管道中循環(huán)，以便返回引導(dǎo)到盡可能緊湊的盆如所述澆鑄腔中并且在那里又被加熱。為此，所述環(huán)形管道具有兩個(gè)環(huán)形管道接口，所述兩個(gè)環(huán)形管道接口與相同的澆鑄腔連接。替代或附加于所述澆鑄腔也可以設(shè)置另一熱室用于熔液供給或用于熔液的中間存儲(chǔ)。
[0018]同樣能實(shí)現(xiàn)的是:所述環(huán)形管道以其兩個(gè)接口通入到不同的熱室中，其中，所述這些熱室至少能夠?qū)τ跐茶T的該時(shí)間共同地處在壓力下，即形成一共同的、彼此進(jìn)行交流的系統(tǒng)。
[0019]在一實(shí)施方式中，所述環(huán)形管道單獨(dú)基于所述澆鑄壓力來(lái)填充以熔液。替換地設(shè)置附加的機(jī)構(gòu)，如泵器件，這些機(jī)構(gòu)能夠?qū)б垡旱剿霏h(huán)形管道中或能夠?qū)⑷垡毫髟谒霏h(huán)形管道中加速。所述泵器件可以自由地在環(huán)形管道上或繞所述環(huán)形管道布置，但是優(yōu)選布置在環(huán)形管道接口上進(jìn)而端部側(cè)地布置在向所述澆鑄腔的過(guò)渡區(qū)域中。多個(gè)泵器件可以空間上分開(kāi)地布置并且串聯(lián)，以便提高泵功率。
[0020]所述這些泵器件可以在金屬熔液的情況下構(gòu)造為線圈。能通過(guò)線圈產(chǎn)生的電磁的交變場(chǎng)誘發(fā)導(dǎo)電的熔液中的渦流并且因此可以無(wú)接觸地作用到所述熔液上。根據(jù)線性馬達(dá)的原理可以通過(guò)感應(yīng)器來(lái)實(shí)現(xiàn)電磁的移動(dòng)場(chǎng)(Wanderfeld)。所述熔液形成線性馬達(dá)的動(dòng)子。所述磁場(chǎng)施加力到所述渦流上，所述渦流的強(qiáng)度與磁通密度的空間改變相關(guān)。所述熔液因此經(jīng)歷指向較小磁通密度的力。類(lèi)似于作用到一固體上的、將該固體在空間上移動(dòng)的洛倫茲力，將所述熔液流加速。
[0021]為了不使線圈尺寸設(shè)定變得過(guò)大，可以使用場(chǎng)整形器，其將力作用集中到一確定的區(qū)域上。場(chǎng)整形器例如構(gòu)造為沿著線圈軸線被切開(kāi)的導(dǎo)體，所述導(dǎo)體被加上短的電流脈沖。該短的脈沖基于趨膚效應(yīng)幾乎不進(jìn)入到所述導(dǎo)體本身中并且因此能夠以非常高的場(chǎng)強(qiáng)作用到近地經(jīng)過(guò)流動(dòng)的熔液上。
[0022]所述泵器件優(yōu)選能彼此獨(dú)立地控制或調(diào)節(jié)并且可以理想地將熔液推送到所述環(huán)形管道中和推送出所述環(huán)形管道。因此可以例如實(shí)現(xiàn):短時(shí)地進(jìn)行從兩個(gè)環(huán)形管道接口出來(lái)通過(guò)所述環(huán)形管道向所述模具型腔的熔液流。由于泵器件運(yùn)行的效率損失，所述泵器件附加地加熱所述熔液，這是受歡迎的副作用，以便阻止熔液的提前的冷卻。在另一運(yùn)行形式中，所述泵器件僅加熱所述熔液。
[0023]在一有利的設(shè)計(jì)方案中，所述泵器件可以將熔液也在沒(méi)有澆鑄活塞的外部壓力的情況下推送到所述環(huán)形管道中。但是尤其與一外力共同作用地，在模具更換之后的環(huán)形管道的最初的填充或再填充由此被加速進(jìn)而變得容易。如果所述環(huán)形管道具有自己的加熱器件，那么有利地將所述環(huán)形管道在第一次填充之前已經(jīng)進(jìn)行加熱。
[0024]為了能夠快速地填充所述環(huán)形管道，所述環(huán)形管道可以具有一個(gè)或多個(gè)排氣閥。首先處在該環(huán)形管道中的氣體、保護(hù)氣體或氣體混合物可以通過(guò)所述排氣閥溢出。通過(guò)所述排氣閥溢出的氣體可以在一收集管道中進(jìn)行引導(dǎo)，該收集管道同樣可以在鑄造件附近延伸并且可以構(gòu)造得呈環(huán)形管道形。
[0025]類(lèi)似于所述填充，所述泵器件也可以設(shè)置用于盡可能快速主動(dòng)地排空所述環(huán)形管道。熔液然后不僅基于重力而流到大多位置較低的熱室中，而且通過(guò)所述泵器件被主動(dòng)地支持。泵方向的轉(zhuǎn)換適宜地可以縮短排空時(shí)間，但不是一定需要，這是因?yàn)樵谕瑫r(shí)截止所述流入情況下，該循環(huán)的維持是足夠的。于是也可以使用這樣的泵器件，它們不允許方向翻轉(zhuǎn)。
[0026]所述熔液到所述熱室中的排空使得熔液保持溫度變得容易，這是因?yàn)槠淇梢栽谝痪o湊的收集容器中占據(jù)有利的表面-體積比例。所述環(huán)形管道可以在排空之后被脫離(abgedockt)。
[0027]所述澆鑄裝置具有一澆鑄腔，所述澆鑄腔能夠由一熔液儲(chǔ)備裝置來(lái)填充。所述澆鑄腔可以水平地定向并且能夠以一水平進(jìn)行移動(dòng)的澆鑄活塞來(lái)壓力加載。在該設(shè)計(jì)方案中，其可以?xún)?yōu)選地從下方填充并且能夠通過(guò)一熔液閥從熔液儲(chǔ)備裝置分開(kāi)。所述澆鑄腔也可以豎直地定向；所述熔液閥于是優(yōu)選側(cè)向地布置并且所述澆鑄活塞從下方移動(dòng)到所述澆鑄腔中。
[0028]所述澆鑄腔具有兩個(gè)環(huán)形管道接口作為所述環(huán)形管道的通入口。所述環(huán)形管道接口是兩個(gè)連接通道的端部點(diǎn)A和B，它們?cè)谒鼈兊谋畴x所述澆鑄腔的端部上彼此連接。整個(gè)環(huán)形管道包括所述環(huán)形管道接口以耐壓的方式實(shí)施。
[0029]所述環(huán)形管道接口優(yōu)選地在不同的高度上通入到所述澆鑄腔中，從而使得在所述環(huán)形管道的初次填充時(shí)通過(guò)僅一個(gè)上部的環(huán)形管道接口進(jìn)行排氣。
[0030]在本發(fā)明的一有利的設(shè)計(jì)方案中，兩個(gè)環(huán)形管道接口在所述澆鑄腔的相同的端側(cè)上布置，以便盡可能短地實(shí)施所述環(huán)形管道的長(zhǎng)度，避免轉(zhuǎn)向件并且由此保持流動(dòng)阻力小。
[0031]帶有所述環(huán)形管道接口的所述澆鑄腔優(yōu)選地形成該壓力加載系統(tǒng)的最低點(diǎn)，從而使得熔液在沒(méi)有外部作用的壓力的情況下傾向于返回流動(dòng)到所述澆鑄腔中。特別適用于此的是這樣的環(huán)形管道，其具有朝所述澆鑄腔方向的連續(xù)坡度。在一變型方案中這樣地實(shí)施所述環(huán)形管道接口，使得能夠進(jìn)行所述環(huán)形管道的無(wú)殘余的排空。為此直接在所述環(huán)形管道接口之后這樣地布置所述環(huán)形管道，使得所述環(huán)形管道始終在所述澆鑄腔水平之上延伸。
[0032]所述環(huán)形管道具有用于所述澆注通道的一個(gè)或多個(gè)耦接接口，所述耦接接口使所述環(huán)形管道與模具型腔連接。所述耦接接口同樣耐壓地實(shí)施。根據(jù)本發(fā)明的澆鑄裝置的另外的功能性結(jié)合同樣被提出的澆鑄方法來(lái)闡釋。
[0033]該任務(wù)此外通過(guò)一在使用前面提到的澆鑄裝置情況下的澆鑄方法來(lái)解決，其中，所述熔液在所述澆鑄期間或在多個(gè)澆鑄過(guò)程之間在所述環(huán)形管道中循環(huán)。循環(huán)被理解為:熔液在所述環(huán)形管道中不僅局部地運(yùn)動(dòng)，而且也進(jìn)行所述熔液的塊進(jìn)給(Massevorschub)。
[0034]為了確保所述循環(huán)，所述環(huán)形管道優(yōu)選地如前所述那樣設(shè)有泵器件。其也可以至少部分地經(jīng)受外部的熱源，以便避免邊緣層固化或以便在熔液運(yùn)轉(zhuǎn)期間確保依舊低的粘性。
[0035]所述泵器件優(yōu)選如下地在所述各個(gè)澆鑄階段中工作:首先進(jìn)行所述環(huán)形管道的快速的第一次填充。為此，兩個(gè)泵器件將熔液從所述澆鑄腔以盡可能高的功率推送到所述環(huán)形管道中。為了整體上加速所述澆鑄過(guò)程，布置在所述澆鑄腔和一熔液儲(chǔ)備裝置之間的熔液閥是打開(kāi)的，從而使得熔液能夠足夠地補(bǔ)充流動(dòng)。針對(duì)對(duì)應(yīng)的鑄造件所取出的熔液量的稍后的補(bǔ)充填充可以通過(guò)相同的熔液閥來(lái)進(jìn)行。
[0036]在環(huán)形管道的填充之后，所述泵器件之一可以將熔液推送到所述環(huán)形管道中并且另外的泵器件可以將熔液推送出所述環(huán)形管道。但是優(yōu)選地，所述泵器件之一將熔液以比所述另外的泵器件更大的功率推送到所述環(huán)形管道中。第二連接通道的所述泵器件同樣到所述環(huán)形管道中地推送，以便可以使所述熔液流在任何部位上都不中斷(abrei β en)。通過(guò)因此所建立的壓力差，熔液開(kāi)始在所述環(huán)形管道中進(jìn)行循環(huán)。所述循環(huán)越快，功率差越大，利用該功率差來(lái)運(yùn)行所述泵器件。為了優(yōu)化地使用該效應(yīng)，所述連接通道A也可以設(shè)有功率較高的泵器件，即這樣的泵器件，該泵器件接收較高的最大功率或具有比連接通道B更高數(shù)目的泵器件。如果所述這些泵器件的連接功率相同，那么例如所述連接通道A處的泵器件以其功率的100%來(lái)運(yùn)行，而連接通道B處的泵器件以其連接功率的最大50%來(lái)運(yùn)行。
[0037]在不同的高度上通入的兩個(gè)連接通道的情況下，位置較高的連接通道A的所述泵器件優(yōu)選地以比位置較低的連接通道B的所述泵器件更高的功率來(lái)推送。
[0038]所述循環(huán)考慮整個(gè)包含到所述澆鑄過(guò)程中的澆鑄系統(tǒng)，所述澆鑄系統(tǒng)包括所述環(huán)形管道和所述澆鑄腔，所述澆鑄腔借助于一澆鑄活塞來(lái)加載，以便產(chǎn)生所需的澆鑄壓力。附加或替代于澆鑄腔可以在所述澆鑄系統(tǒng)中布置一熱室，所述澆鑄系統(tǒng)包含到所述循環(huán)中。通過(guò)所述循環(huán)來(lái)有利地造成熔液中的均勻熱分布，從而使得即使在較長(zhǎng)的環(huán)形管道中和在較長(zhǎng)持續(xù)的中間階段期間可靠地阻止固化。在所述環(huán)形管道中冷卻的并且回流到所述澆鑄腔中的熔液可以在那里通過(guò)熱室或借助于外部的熱輸入而又被加熱。
[0039]在第二澆鑄階段開(kāi)始時(shí)，所述熔液閥閉合，并且所述澆鑄腔和連接的環(huán)形管道通過(guò)一進(jìn)行前移的澆鑄活塞以壓力來(lái)加載。為了運(yùn)動(dòng)所述澆鑄活塞而待施加的力被優(yōu)選地通過(guò)一液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)組來(lái)產(chǎn)生，所述液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)組通過(guò)一耦接裝置與所述澆鑄活塞處在連接中。
[0040]在第二澆鑄階段期間將模具型腔通過(guò)打開(kāi)的澆鑄閥以熔液來(lái)填充。設(shè)置用于填充的熔液量通過(guò)前移的澆鑄活塞來(lái)后推，其中，確保了熔液閥不由所述澆鑄活塞越過(guò)(Uberfahren)。由此，熔液在所述澆鑄腔中的最小量始終保留，從而使得熔液的所述循環(huán)能夠在任何時(shí)間點(diǎn)，尤其是在第二澆鑄階段結(jié)束之后被維持。同樣可以設(shè)置:模具填充期間進(jìn)行短時(shí)地從多個(gè)或所有環(huán)形管道接口到所述環(huán)形管道中的所述熔液流。
[0041]通過(guò)澆鑄過(guò)程消耗的熔液可以在下次澆鑄過(guò)程之前被補(bǔ)充填充，其方式是，所述熔液閥又被打開(kāi)并且所述澆鑄活塞返回移動(dòng)。
[0042]在所述澆鑄生產(chǎn)結(jié)束之后可以非?？焖俚嘏趴账霏h(huán)形管道。為了排空所述環(huán)形管道而設(shè)置:所有環(huán)形管道接口的泵器件可以將熔液從所述環(huán)形管道出來(lái)地首先推送到所述澆鑄腔中并且通過(guò)所述打開(kāi)的熔液閥推送到所述熔液儲(chǔ)備裝置中。所述連接通道這樣地布置，使得來(lái)自所述熔液儲(chǔ)備裝置的熔液能夠不本身通過(guò)這些連接通道排空。因此，所述環(huán)形管道可以無(wú)危險(xiǎn)地在排空狀態(tài)中被脫離。盡管如此出于安全性原因建議:熔液閥在所述脫離之前被閉合。
[0043]所述方法和所述澆鑄裝置根據(jù)壓鑄來(lái)描述，但是能夠被轉(zhuǎn)移到另外的澆鑄方法上。原理上地，替代金屬熔液也可以將非金屬熔液澆鑄到相應(yīng)適配的澆鑄裝置中。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0044]隨后將根據(jù)附圖詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的澆鑄裝置和用于運(yùn)行所述澆鑄裝置的根據(jù)本發(fā)明的工作方法。在各個(gè)圖中:
[0045]圖1在縱向截面圖中示出了根據(jù)本發(fā)明的澆鑄裝置的第一部分，其具有用于熔液的環(huán)形管道和一模具型腔；
[0046]圖2示出了澆鑄裝置的在圖1中示出的第一部分的橫截面，沿環(huán)形管道接口的方向；
[0047]圖3示出了澆鑄裝置的第二部分的縱向截面圖，該第二部分具有澆鑄腔和兩個(gè)環(huán)形管道接口 ；以及
[0048]圖4示出了澆鑄裝置的在圖3中示出的第二部分的橫截面，其具有熔液儲(chǔ)備裝置。

【具體實(shí)施方式】
[0049]圖4示出了用于鎂熔液或鋁熔液那樣的金屬熔液的壓鑄的澆鑄裝置I的一部分。熔液2由一熔液儲(chǔ)備裝置7通過(guò)一能借助于一熔液閥19截止的輸入管道8被導(dǎo)引到一澆鑄腔4中。所述澆鑄腔4水平地定向并且能夠通過(guò)一液壓式運(yùn)動(dòng)的、在水平線上前移的澆鑄活塞6 (圖3)壓力加載。在與澆鑄活塞6對(duì)置的端側(cè)10上，所述澆鑄腔4具有剛好兩個(gè)環(huán)形管道接口 A和B，這兩個(gè)環(huán)形管道接口形成所述環(huán)形管道11的端部。
[0050]如圖1所示那樣，所述環(huán)形管道11在所述模具型腔3的附近引導(dǎo)并且通過(guò)兩個(gè)基本上平行延伸的、耐壓的連接通道12、13來(lái)形成。所述連接通道12、13在環(huán)形管道接口 A和B中通入所述澆鑄腔4中，其中，所述環(huán)形管道接口 A布置在環(huán)形管道接口 B之上。所述連接通道12、13在它們的背離所述澆鑄腔4的端部14上彼此連接。為了減少流動(dòng)阻力，所述連接通道12、13實(shí)施為基本上直的管道并且以所述背離的端部14在縱向截面中具有U型面。
[0051 ] 在所述環(huán)形管道接口 A和B的端部側(cè)上布置有形式為線圈的泵器件21、22，它們可以分別以三種不同的方式來(lái)運(yùn)行。在第一運(yùn)行形式“前進(jìn)”中，所述泵器件21、22推送金屬熔液2到所述環(huán)形管道11中，在第二運(yùn)行形式“后退”中，所述泵器件對(duì)熔液2的進(jìn)入相反作用或?qū)⑺鋈垡和扑统鏊霏h(huán)形管道11，并且在第三運(yùn)行形式中，所述泵器件加熱所述熔液2并且不發(fā)揮推送作用。
[0052]熔液2可以通過(guò)兩個(gè)連接通道12、13離開(kāi)所述澆鑄腔4并且通過(guò)多個(gè)形成一澆注系統(tǒng)5的澆注通道17流到所述模具型腔3中，所述澆注通道能夠通過(guò)澆鑄閥18截止。所述模具型腔3本身通過(guò)兩個(gè)鑄造模具半殼15、16形成并且以公知的方式通過(guò)待制造的壓鑄件23的以收縮率(Schwindmaii )放大的陰模來(lái)形成。兩個(gè)鑄造模具半殼15、16具有一分開(kāi)面9，用于稍后卸取所述鑄造件23。因?yàn)樗鰸沧⑼ǖ?7僅與所述模具型腔3和所述環(huán)形管道11連接并且不直接與所述澆鑄腔4連接，所以所述熔液2因此必須首先被導(dǎo)弓I到所述環(huán)形管道11中，以便達(dá)到所述模具型腔3中。
[0053]所述模具型腔3具有薄壁的、面式的并且復(fù)合的結(jié)構(gòu)以及明顯不同直徑的區(qū)域。為了快速和均勻地填充，根據(jù)鑄造件不同而在環(huán)形管道11的不同的位置上布置多個(gè)澆注通道17。各個(gè)澆注通道17根據(jù)模具型腔3的結(jié)構(gòu)而具有不同的長(zhǎng)度和不同的直徑，它們這樣地彼此協(xié)調(diào)，使得實(shí)現(xiàn)所述模具型腔3的優(yōu)化的填充過(guò)程。
[0054]在圖1至圖4中示出的澆鑄裝置的運(yùn)行分成六個(gè)不同的階段。在第一階段，即原始調(diào)節(jié)(Aufgangsstellung)中，構(gòu)造為燒鑄腔4的熱室是空的并且是預(yù)加熱的。所述熔液閥19和排出塞24閉合，通過(guò)它們能夠排空所述輸入管道8。根據(jù)熔液類(lèi)型的不同而以保護(hù)氣體來(lái)運(yùn)行澆鑄裝置I。所述熔液儲(chǔ)備裝置7借助于未示出的配量匙i DosierKV丨Tel )或配量爐(同樣未示出)以一熔液量來(lái)填充，該熔液量相應(yīng)于熔液儲(chǔ)備裝置7中的熔液水平Hs。所述熔液水平1^這樣測(cè)定，使得在帶有連接的輸入管道8的熔液儲(chǔ)備裝置7中的熔液體積至少相應(yīng)于如下引導(dǎo)熔液的系統(tǒng)的體積和鑄造件23的體積加上鑄造批量，所述系統(tǒng)包括澆鑄腔4、環(huán)形管道11、澆注系統(tǒng)5。所述鑄造批量相應(yīng)于鑄造件的預(yù)期數(shù)目的體積，即至少一個(gè)所需的鑄造件，因此所述熔液儲(chǔ)備裝置7中的熔液水平H.、還處在所述澆鑄腔4之上，而不給所述熔液儲(chǔ)備裝置7輸入其他熔液2。由此能夠?qū)⑺鰸茶T腔4單獨(dú)地通過(guò)熔液儲(chǔ)備裝置7中的熔液2的靜液壓壓力來(lái)填充。
[0055]通過(guò)熔液閥19的打開(kāi)，重力造成所述澆鑄腔4以熔液2來(lái)填充。所述澆鑄腔4的排氣可以通過(guò)上環(huán)形通道A來(lái)進(jìn)行，所述上環(huán)形通道具有一排氣閥20，所述排氣閥能夠在該時(shí)間點(diǎn)打開(kāi)。隨著熔液閥19的打開(kāi)，所述泵器件21、22在“后退”運(yùn)行模式中運(yùn)行，從而使得所述熔液2在到連接通道12、13中的環(huán)形管道接口 A和B處的溢流盡管熔液儲(chǔ)備裝置7中的始終較高的熔液水平也是不可能的。如果所述澆鑄腔4被完全地第一次填充，那么所述熔液水平降到高度為了結(jié)束第一次填充的該階段而將所述熔液閥19截止。
[0056]在銜接第一階段的第二階段中進(jìn)行所述環(huán)形管道11的填充。所述環(huán)形管道11通過(guò)所述排氣閥20來(lái)排氣，直至其抽空。所述澆鑄閥18在此閉合。在所述排氣之后將排氣閥20閉合并且將所述熔液閥19打開(kāi)，其中，所述泵器件21、22被切換到“前進(jìn)”方向。所述環(huán)形管道11由此快速地以來(lái)自熔液儲(chǔ)備裝置7的熔液2填充以直至5bar的壓力。一旦所述環(huán)形通道11完全填充，所述環(huán)形管道接口 B的泵器件22切換到大致20% “前進(jìn)”的功率上，而所述環(huán)形管道接口 A處的泵器件21繼續(xù)以100% “前進(jìn)”推送。通過(guò)由此所建立的壓力差，熔液2開(kāi)始在所述環(huán)形管道11中循環(huán)并且持續(xù)地在帶有連接的澆鑄腔4的環(huán)形管道11中運(yùn)轉(zhuǎn)。環(huán)形管道11在該狀態(tài)下的排空被排除。在第二階段結(jié)束之后，所述澆鑄裝置準(zhǔn)備用于模具填充過(guò)程(第三階段)。
[0057]在該第三階段中閉合所述熔液閥19并且由此將澆鑄腔4與熔液儲(chǔ)備裝置7分開(kāi)。由此可以通過(guò)澆鑄驅(qū)動(dòng)機(jī)組來(lái)建立壓力并且通過(guò)澆鑄活塞6導(dǎo)入到所述澆鑄腔4和環(huán)形管道11中。通過(guò)打開(kāi)所述澆鑄閥18來(lái)進(jìn)行傾注，其中，所需的熔液量通過(guò)所述澆鑄活塞6來(lái)后推。通過(guò)熔液2流出到所述模具型腔3中，所述熔液2現(xiàn)在不僅通過(guò)環(huán)形管道接口 A，而且通過(guò)環(huán)形管道接口 B流動(dòng)。為了相反作用于環(huán)形管道11中的太高的流動(dòng)速度，所述環(huán)形管道接口 B的泵器件22可以短時(shí)地在模具填充期間以較大“前進(jìn)”功率來(lái)運(yùn)行，但是總是還以小于環(huán)形管道接口 A處的泵器件21的功率，從而使得所述運(yùn)轉(zhuǎn)連接進(jìn)而所述循環(huán)保留獲得。在模具填充過(guò)程結(jié)束之后將澆鑄閥18閉合，且所述鑄造塊23能夠冷卻。
[0058]在鑄造塊23固化期間，澆鑄腔4被準(zhǔn)備用于新的模具填充過(guò)程。在該第四階段中，所述澆鑄活塞6移動(dòng)到其原始位置中，其中，所述熔液閥19打開(kāi)。由此，熔液2被抽吸出所述熔液儲(chǔ)備裝置7，這通過(guò)熔液儲(chǔ)備裝置7中的熔液柱的靜液壓壓力來(lái)支持。在澆鑄腔4的該補(bǔ)充裝載期間，環(huán)形管道11中的運(yùn)轉(zhuǎn)連接保留存在。如果所述澆鑄腔4完全填充，那么以更新的模具型腔3來(lái)進(jìn)行另一模具填充過(guò)程。
[0059]熔液量的精確配量是需要的:因此模具型腔3 —方面完全填充并且另一方面然后產(chǎn)生的擠壓殘余不爆裂；以便始終在所述澆鑄腔4之上保持最小熔液水平ΗΛ/>，因此能夠?qū)⑺鰸茶T腔始終完全填充。所述熔液儲(chǔ)備裝置中的熔液水平在第三和第四這兩個(gè)階段期間因此總是保持在H*和之間。Hid、和之間的通過(guò)箭頭25來(lái)示出的高度差相應(yīng)于用于一個(gè)或多個(gè)鑄造件23的可能的卸取體積。熔液儲(chǔ)備裝置7的補(bǔ)充填充可以根據(jù)澆鑄裝置I的不同而在第三階段、在隨后的第四階段中或在第五階段之后才進(jìn)行。
[0060]當(dāng)所有模具填充過(guò)程結(jié)束之后不應(yīng)當(dāng)制造其它鑄造件23時(shí)，進(jìn)行所述環(huán)形管道11的作為第五階段的排空。為此，在澆鑄閥18閉合的情況下將兩個(gè)泵器件21、22在“后退”方向上運(yùn)行并且將熔液閥19打開(kāi)，從而使得熔液2通過(guò)泵器件21、22被泵送到引向所述熔液儲(chǔ)備裝置7的輸入管道8中。如果所述環(huán)形管道11被排空，那么該環(huán)形管道通過(guò)閉合所述熔液閥19與熔液儲(chǔ)備裝置7分開(kāi)并且可以從模具型腔3去耦接并且移出該擠壓機(jī)(Presse)0
[0061]在第五階段結(jié)束前提下的第六階段中，所述澆鑄腔4也沒(méi)有熔液2，從而使得沒(méi)有熔液2再保留在所述澆鑄裝置I的熱室中。為此，所述熔液儲(chǔ)備裝置7通過(guò)一排出塞24來(lái)排空。在熔液儲(chǔ)備裝置7排空之后或在其排空期間將熔液閥19打開(kāi)，從而使得熔液2也可以從澆鑄腔4出來(lái)地通過(guò)輸入管道8和排出塞24流到未示出的坩堝中。
[0062]附圖標(biāo)記列表
[0063]I澆鑄裝置
[0064]2熔液
[0065]3 模具型腔
[0066]4 澆鑄腔
[0067]5澆注單元
[0068]6 燒鑄活塞
[0069]7熔液儲(chǔ)備裝置
[0070]8輸入管道
[0071]9分開(kāi)面
[0072]10 澆鑄腔的端側(cè)
[0073]11 環(huán)形管道
[0074]12 (上)連接通道
[0075]13 (T)連接通道
[0076]14 端部
[0077]15 鑄造模具半殼
[0078]16 鑄造模具半殼
[0079]17 澆注通道
[0080]18 澆鑄閥
[0081]19 熔液閥
[0082]20 排氣閥
[0083]21 泵器件
[0084]22 泵器件
[0085]23 鑄造件
[0086]24 排出塞
[0087]25 箭頭
[0088]A 上環(huán)形管道接口
[0089]B下環(huán)形管道接口
[0090]H最小最小熔液水平
[0091]ΗΛλ最大熔液水平
[0092]Hs 伴隨空的環(huán)形管道的熔液水平
【權(quán)利要求】
1.澆鑄裝置(1)，具有: -一模具型腔(3)，所述模具型腔形成一用于一鑄造件(23)的中空空間； -一澆鑄腔(4)，用于一金屬熔液(2);以及 -一澆注系統(tǒng)(5)， 其特征在于， -所述澆鑄腔(4)通過(guò)兩個(gè)環(huán)形管道接口(A、B)與一用于所述熔液(2)的環(huán)形管道(11)連接，其中，所述環(huán)形管道(11)能夠通過(guò)所述澆注系統(tǒng)(5 )與所述模具型腔(3 )連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的澆鑄裝置，其特征在于，所述澆注系統(tǒng)(5)具有多個(gè)澆注通道(17)，所述澆注通道使所述環(huán)形管道(11)與所述模具型腔(3)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的澆鑄裝置，其特征在于，所述澆注系統(tǒng)(5)具有一澆鑄閥(18)，用于使所述環(huán)形管道(11)中的所述熔液(2)與所述熔液(2)的在所述模具型腔(3)中固化的部分分開(kāi)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的澆鑄裝置，其特征在于，至少區(qū)段地加熱所述環(huán)形管道(11)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的澆鑄裝置，其特征在于，所述環(huán)形管道(11)具有一排氣閥(20)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的澆鑄裝置，其特征在于，在所述環(huán)形管道接口(A、B)上布置有泵器件(21、22)，所述熔液(2)能夠通過(guò)所述泵器件推送到所述環(huán)形管道(11)中或推送出所述環(huán)形管道。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的澆鑄裝置，其特征在于，所述澆鑄腔(4)布置在所述環(huán)形管道(11)的最低點(diǎn)上。
8.用于澆鑄的方法，所述方法借助于根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的澆鑄裝置(I)，其特征在于，所述熔液(2)在所述澆鑄期間或在多個(gè)澆鑄過(guò)程之間在所述環(huán)形管道(11)中循環(huán)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，在模具填充期間，短時(shí)地使熔液(2)通過(guò)兩個(gè)環(huán)形管道接口( A、B)從所述澆鑄腔(4)流到所述環(huán)形管道(11)中。
10.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的方法，其特征在于，在所述澆鑄過(guò)程結(jié)束之后，保留在所述環(huán)形管道(11)中的所述熔液(2)被排空到所述澆鑄腔(4)中。
【文檔編號(hào)】B22D17/30GK104174830SQ201410147080
【公開(kāi)日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年4月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月27日
【發(fā)明者】M·格布格斯, J·法倫巴赫, T·施瓦茨 申請(qǐng)人:舒樂(lè)絞扭機(jī)有限責(zé)任公司