專利名稱：一種用于壓鑄模通氣的閥門裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一用于壓鑄模通氣的閥門裝置。該閥門裝置包括一通氣通道、一與通氣通道連通并具有一軸向可移動(dòng)閉合元件的通氣閥和一用于使通氣閥以開啟位置變到閉合位置的致動(dòng)元件。
致動(dòng)元件包括一力傳遞元件，該力傳遞元件在鑄造進(jìn)行過(guò)程中受到從設(shè)置在壓鑄模中的壓鑄室中通過(guò)通氣通道流出來(lái)的液態(tài)鑄造材料的作用，并且當(dāng)該液態(tài)鑄造材料撞擊該力傳遞元件時(shí)，該力傳遞元件可以在液態(tài)鑄造材料傳遞給其的動(dòng)能作用下軸向移動(dòng)。該力傳感元件與軸向可移的閥閉合元件機(jī)械地連接并包括一軸向可移動(dòng)推進(jìn)元件。
這種閥門裝置通常安裝在壓鑄模兩個(gè)部分的其中之一上，當(dāng)壓鑄模在其準(zhǔn)備進(jìn)行壓鑄的起始位置時(shí)，所說(shuō)兩個(gè)部分沿一分離面彼此接觸。壓鑄模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)通常是這樣的，即，其中一個(gè)壓鑄模部分在靠近其棱邊處具有一凹槽，閥門裝置安裝在此凹槽中，其前表面與上述的分離面平齊，這樣，當(dāng)兩個(gè)壓鑄模部分裝配在一起時(shí)，也就是當(dāng)壓鑄模合模時(shí)，閥門裝置的前表面可與另一壓鑄模部分的前表面密封地接觸。閥門裝置的通氣通道朝向上述前表面敞開并與壓鑄模也朝向所說(shuō)前表面敞開的通氣通道連通。
閥門裝置的通氣通道通向大氣的端部或是敝開的或是與一真空泵裝置連通。在此，真空泵裝置用于當(dāng)液態(tài)鑄造材料在高壓、高速條件下充入壓鑄模時(shí)除去壓鑄模的壓鑄室中所包含的空氣。
一通氣閥裝置可以防止液態(tài)鑄造材料流出壓鑄模或流入與通氣通道連通的真空泵，這是因?yàn)樵撏忾y裝置在通氣過(guò)程一結(jié)束馬上關(guān)閉。通氣閥裝置的關(guān)閉是由流入閥門裝置的通氣通道中的液態(tài)鑄造材料實(shí)現(xiàn)的。為此，現(xiàn)有技術(shù)使用了一沖擊力或稱動(dòng)壓來(lái)關(guān)閉通氣閥，該沖擊力或稱動(dòng)壓是流入壓鑄模的液態(tài)鑄造材料在閥門裝置內(nèi)部產(chǎn)生的。實(shí)際上液態(tài)鑄造材料以很高壓力流入壓鑄模并在填滿壓鑄模的壓鑄室后又以同樣的高壓和高速流入閥門裝置通往通氣閥的通氣通道，因此為了保證通氣閥在液態(tài)鑄造材料到達(dá)通氣閥之前關(guān)閉，就必須在一極短的時(shí)間延遲后使通氣閥開始動(dòng)作。最重要的是防止液態(tài)鑄造材料進(jìn)入通氣閥的內(nèi)部，因?yàn)樵谀欠N情況下，通氣閉將被阻塞。
使用這種閥門的長(zhǎng)期經(jīng)驗(yàn)表明，如果適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)一個(gè)裝置用于將上述動(dòng)壓或稱沖擊壓力傳遞給通氣閥的一個(gè)致動(dòng)元件，則可以以極短的時(shí)間延遲(例如1微秒)使通氣閥動(dòng)作，這樣便可以保證通氣閥能可靠地工作。
瑞士專利633，208號(hào)公開了一個(gè)上述類型的通氣閥門裝置，它被計(jì)用于一高壓壓鑄過(guò)程，總的說(shuō)來(lái)，它工作的很好。事實(shí)上，這個(gè)閥門裝置具有一其中軸線與閥門裝置前表面垂直的柱塞閥，該柱塞閥包括一與通氣通道連通的閥缸和一可在閥缸中移動(dòng)的閥塞。閥塞具有一閥塞頭，該閥塞頭當(dāng)閥門裝置開啟時(shí)，在閥塞裝置的前側(cè)處凸入通氣通道，而當(dāng)閥門裝置關(guān)閉時(shí)，移入閥缸之中。
此外，在上述專利中，正如從沿液態(tài)鑄造材料的流動(dòng)方向上看，還設(shè)有一致動(dòng)裝置，致動(dòng)裝置包括塞-缸形式的力傳遞元件，力傳遞元件具有一與位于閥缸前面的通氣通道部分連通的工作缸。工作缸具有一受流入通氣通道的液態(tài)鑄造材料作用的工作活塞。致動(dòng)裝置的工作缸和柱塞閥的閥缸其軸線相互平行，并且，致動(dòng)裝置的活塞件與閥塞是這樣相連的，即，當(dāng)致動(dòng)裝置的活塞件一旦受液態(tài)鑄造材料作用而加速向后運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以使閥塞具有能關(guān)閉通氣閥意義的移動(dòng)。
在按照上述瑞士專利633，208號(hào)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，致動(dòng)裝置的活塞件與閥塞或是直接相接或是通過(guò)一驅(qū)動(dòng)元件相連，所說(shuō)驅(qū)動(dòng)元件沿著一條與閥塞運(yùn)動(dòng)路線相平行的路線移動(dòng)。按照這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一個(gè)變型，致動(dòng)元件的活塞件以沿軸向相對(duì)于驅(qū)動(dòng)元件非雙向不可移動(dòng)地與驅(qū)動(dòng)元件連接。然而，致動(dòng)裝置的工作活塞移動(dòng)時(shí)所遵循的路線卻總是與閥塞的路線一樣，實(shí)際上，這條路線的長(zhǎng)度為5-10毫米?，F(xiàn)已證明，這種情況在幾個(gè)方面都存在缺點(diǎn)。
當(dāng)液態(tài)鑄造材料沖擊致動(dòng)裝置的活塞件后，這個(gè)運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量團(tuán)(即致動(dòng)裝置的活塞件、驅(qū)動(dòng)元件和閥塞)在移動(dòng)路線的盡端處具有很高的功能，該動(dòng)能在移動(dòng)路線的盡端處必須通過(guò)減速的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量團(tuán)加以吸收。剛性的止動(dòng)元件可能會(huì)使整個(gè)閥門裝置遭到損壞。因此需要設(shè)置適當(dāng)?shù)臎_擊吸收裝置，但這就要求較高的費(fèi)用，特別是當(dāng)上述質(zhì)量團(tuán)塊必須在短時(shí)間內(nèi)減速時(shí)更是如此。必須指出的是，在這種連接中，通氣閥的柱塞在其到達(dá)預(yù)定閉合位置之前具有一界定嚴(yán)格的移動(dòng)路線，如果這個(gè)移動(dòng)路線在減速過(guò)程中被增加，即使是在很短的時(shí)間內(nèi)，液態(tài)鑄造材料都可能進(jìn)入閥缸，使得通氣閥的動(dòng)作受到嚴(yán)重地干擾，甚至變得不可能動(dòng)作。
另一方面，在致動(dòng)裝置的活塞件動(dòng)作期間，致動(dòng)缸的一部分缸壁受到液態(tài)鑄造材料的作用，缸壁的這個(gè)受到直接作用的部分具有與活塞件的工作行程一樣的長(zhǎng)度。因此，進(jìn)入致動(dòng)缸的液態(tài)鑄造材料在其凝固之后形成一個(gè)能夠堵塞致動(dòng)缸的柱塞。該柱塞由于較長(zhǎng)，故很難從缸孔中除去，需要很大的力才行。結(jié)果造成兩壓鑄模部分不能被很容易地打開并可能使致動(dòng)裝置的致動(dòng)缸表面遭到損壞。而對(duì)于缸孔表面的快速磨蝕不管怎樣都應(yīng)受到重視，特別是當(dāng)液態(tài)鑄造材料具有侵蝕性時(shí)更應(yīng)如此。
本發(fā)明的一個(gè)目的是，提供一種用于壓鑄模通氣的閥門裝置，該裝置不存在前面提到的缺陷。
具體地說(shuō)，本發(fā)明的目的是，提供一種用于壓鑄模通氣的閥門裝置，在該裝置中，由力傳遞元件所吸收的動(dòng)能可以被減少到這樣的程度，即該程度僅是以起動(dòng)通氣閥的閉合動(dòng)作。
為了實(shí)現(xiàn)這些及其它的目的，本發(fā)明提供了一種壓鑄模通氣的閥門裝置，它包括一通氣通道，一與通氣通道連通并具有一軸向可移動(dòng)閥閉合元件的通氣閥。
在本發(fā)明提供的閥門裝置中設(shè)置有一個(gè)用于使通氣閥從一開啟位置移動(dòng)到一閉合位置的致動(dòng)裝置。致動(dòng)裝置包括一力傳遞元件，該力傳遞元件受到在鑄造過(guò)程中從設(shè)置在壓鑄模中的壓鑄室中通過(guò)前述的通氣通道流出的液態(tài)鑄造材料的作用。當(dāng)所說(shuō)液態(tài)鑄造材料撞擊該力傳遞元件時(shí)，它可以在液態(tài)鑄造材料傳遞給它的動(dòng)能作用下軸向移動(dòng)。
該力傳遞元件機(jī)械地與軸向可移動(dòng)閥閉合元件連接并包括一軸向可移動(dòng)推進(jìn)元件，該推進(jìn)元件具有這樣的工作行程，即，該行程的長(zhǎng)度被限制到僅為軸向可移動(dòng)閥閉合元件從其開啟位置移動(dòng)至其閉合位置時(shí)所完成行程的幾分之一。
并且，軸向可移動(dòng)閥閉合元件除了力傳遞元件的所述工作行程之外，還可以沿另一段行程自由地移動(dòng)。最后，致動(dòng)元件還具有一力傳送裝置，用于將液態(tài)鑄造材料作用于前述力傳遞元件的沖擊力傳遞給通氣閥的可移動(dòng)閥閉合元件。
在上述的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，動(dòng)力傳遞元件的動(dòng)能由于其較短的工作行程而可以保持在可以接收的范圍內(nèi)，并且可以被甚至是剛性的止動(dòng)件所吸收而不會(huì)帶來(lái)危害，因此這種設(shè)計(jì)可以不必設(shè)置昂貴沖擊吸收裝置。通氣閥的閉合元件由作用于力傳遞元件的沖擊力啟動(dòng)后自由地移動(dòng)，直到它達(dá)到其閉合位置。由于這種自由的移動(dòng)，即，由于在力傳遞元件和閉合元件之間沿軸向非雙向的固定連接在液態(tài)鑄造材料沖擊力傳遞元件的自由前表面后被松開，因此確保了力傳遞元件移動(dòng)路線的主要行程部分可以用于使力傳遞元件減速并吸收其動(dòng)能。因而，這個(gè)用于對(duì)力傳感元件進(jìn)行減速的減速裝置可以比按照現(xiàn)有技術(shù)的那種僅在閉合元件工作行程終端對(duì)全部運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行減速的沖擊吸收裝置簡(jiǎn)單得多，并且閉合通氣閥所需的時(shí)間也不會(huì)增加，大約在1微秒左右。
在這種設(shè)計(jì)中，當(dāng)力傳遞元件是按照本發(fā)明最佳實(shí)施例提議的浮動(dòng)塞并且該浮動(dòng)塞可在一個(gè)與閥門裝置通氣通道連通的工作缸中移動(dòng)時(shí)，工作缸壁受液態(tài)鑄造材料作用的部分由于浮動(dòng)塞的短行程而十分短。因此，在浮動(dòng)塞之前最后凝固的塞柱也非常短，并且當(dāng)開啟這個(gè)兩箱式壓鑄模時(shí)可以很容易地被除掉。
由于力傳遞元件只有很短的工作行程，因此可以使用一隔膜元件作用力傳遞元件，最好是，該隔膜元件遮蓋閥門裝置通氣通道的一個(gè)開口，這樣，與活塞元件受液態(tài)鑄造材料相關(guān)的所有不能存在的缺點(diǎn)都可以被避免。
正如已經(jīng)說(shuō)過(guò)的那樣，由于操作上的原因，需要將致動(dòng)裝置的力傳遞元件和通氣閥設(shè)置在閥門裝置通氣通道中的不同位置，因而，在力傳遞元件和通氣閥可移動(dòng)部分之間的直接力傳遞通常是不可能實(shí)現(xiàn)的。由于這一點(diǎn)，按照本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例，閥門裝置可以具有一個(gè)驅(qū)動(dòng)板元件，該元件可軸向移動(dòng)并相對(duì)于力傳遞元件同軸地設(shè)置，該元件的一周邊部分沿軸向雙向固定地與通氣閥的柱塞元件嚙合，并且當(dāng)閥門裝置處于其靜止位置時(shí)，所說(shuō)驅(qū)動(dòng)板元件在一彈簧元件作用下坐靠力傳遞元件上。
前述的致動(dòng)裝置還可以具有一致動(dòng)元件，該元件可操作地與通氣閥的軸向可移動(dòng)閉合元件連接，在由液態(tài)鑄造材料產(chǎn)生的沖擊力傳到力傳遞元件上時(shí)，以使該閉合元件保持在關(guān)閉的位置上。
為了減少與操作通氣閥有關(guān)的部件的機(jī)械磨損，力傳遞元件沿軸向非雙向固定地與軸向可移動(dòng)推進(jìn)元件連接面沿軸向雙向固定地與通氣閥的軸向可移動(dòng)閉合元件連接。
通氣閥可以具有一柱塞閥元件，該元件包括有一個(gè)柱塞元件，并且力傳遞元件與該柱塞元件軸線平行地設(shè)置。
就實(shí)際制造力傳送裝置而言，可以有不同的解決方案。其中一個(gè)方案可以包括一驅(qū)動(dòng)板元件，該驅(qū)動(dòng)板元件可軸向移動(dòng)并相對(duì)于力傳遞元件同軸地設(shè)置，驅(qū)動(dòng)板元件的一周邊部分沿軸向雙向固定地與通氣閥的柱塞元件嚙合，當(dāng)閥門裝置處于靜止位置時(shí)，該驅(qū)動(dòng)板元件在一彈簧元件的作用下坐靠在力傳遞裝置上。其中另一個(gè)解決方案可以具有一擺桿元件，該元件沿軸向雙向固定地與通氣閥的柱塞元件嚙合，并且當(dāng)閥門裝置處于其靜止位置時(shí)，該元件在一彈簧元件的作用下，壓靠在力傳遞元件上。
按照本發(fā)明的一最佳實(shí)施例，致動(dòng)元件具有一工作缸和一氣動(dòng)或液動(dòng)工作活塞，該工作活塞借助于一個(gè)剛性聯(lián)接元件沿軸向雙向固定地與通氣閥的軸向可移動(dòng)閉合元件連接。
致動(dòng)元件的工作缸可以具有一進(jìn)口噴嘴元件，該元件具有一噴嘴孔并向前凸入到工作缸之中。其中，噴嘴孔由致動(dòng)元件的工作活塞朝向前方的前表面密封并且一個(gè)彈簧元件設(shè)置在工作缸的內(nèi)部用于將工作缸壓靠在噴嘴孔上。
為了保證致動(dòng)裝置能可靠地動(dòng)作以將通氣閥保持在閉合位置，用于致動(dòng)元件工作的液壓或氣壓介質(zhì)的壓力，噴嘴孔的橫截面和工作缸轉(zhuǎn)閉噴嘴孔的前表面處的橫截面之間的比率以及將工作活塞壓靠在噴嘴孔的彈簧元件之規(guī)格是這樣選擇的，當(dāng)控制閥位于其閉合位置時(shí)，在進(jìn)口噴嘴元件中并作用在工作活塞一前表面部分上的液壓或氣壓介質(zhì)的壓力不能大到足以開啟控制閥元件的程度，但是，當(dāng)控制閥元件已經(jīng)被機(jī)械方式開啟時(shí)，作用于所工作活塞整個(gè)前表面的液壓或氣壓介質(zhì)壓力要大到足以使工作活塞能夠關(guān)閉通氣閥裝置并將其保持在其閉合位置的程度。
現(xiàn)已確認(rèn)，推進(jìn)元件的工作行程大致是軸向可移動(dòng)閉合元件從其開啟位置移到閉合位置所完成行程長(zhǎng)度的十分之一，最好小于1毫米，更好是在0.1毫米左右時(shí)比較有利。
下面參照附圖，對(duì)照本發(fā)明閥門裝置的一些實(shí)施例進(jìn)行進(jìn)一步地描述。在附圖中

圖1是本發(fā)明閥門裝置的第一實(shí)施例的縱向剖視圖，該閥門裝置中裝在一兩箱式壓鑄模的其中一個(gè)部分上，圖中示出的是該兩箱式壓鑄模的打開狀態(tài);
圖2是圖1所示閥門裝置的殼體第一部分的前視圖;
圖3是圖1所示閥門裝置的殼體第一部分的頂視圖;
圖4是構(gòu)成圖1所示閥門裝置前部的殼體第二部分的前視圖;
圖5是圖1所示閥門裝置的縱向剖視圖，其中，壓鑄模處于閉合位置而閥門裝置處于開啟位置;
圖6是一類似于圖5所示的視圖，但是其中的閥門裝置處于閉合位置;
圖7是本發(fā)明閥門裝置的第二實(shí)施例的縱向剖視圖;
圖8表示了圖7所示實(shí)施例的細(xì)節(jié);
圖9表示了圖7所示實(shí)施例的修改細(xì)節(jié)，是其中按照本發(fā)明閥門裝置的第三實(shí)施例。
圖1至6所示的閥門裝置1設(shè)置在一矩形平行六面體型的兩分式殼體中，該兩分式殼體由一后殼體部分2和一具有平有前表面6的前殼體部分3組成。換句話說(shuō)，閥裝置1的殼體沿一分離面4被分成兩部分2、3，殼體2、3設(shè)置在一凹槽中而該凹槽設(shè)置在兩部分壓鑄模的部分6中，該兩部分壓鑄模由兩個(gè)可以彼此壓靠在一起的壓鑄模部分構(gòu)成，關(guān)于這些技術(shù)內(nèi)容都是現(xiàn)有的公知技術(shù)。閥門裝置1位于壓鑄模部分6接觸表面的外棱邊處。壓鑄模部分6和7在附圖中僅被部分示出。殼體2、3的前表面5與壓鑄模部分6的接觸表面齊平，以便一旦壓鑄模6、7被合模時(shí)，前表面5以及接觸面8能與另一壓鑄部分7的接觸表面9密封地接合。
殼體2、3可以通過(guò)圖中未示出的螺紋裝置固定在壓鑄部分6上。類似地，殼體2、3也可以通過(guò)圖中未示出的螺紋裝置彼此固定在一起。
殼體部分3上具有一通氣通道，它總體口由標(biāo)號(hào)10表示。通氣通道10朝向殼體部分3的前表面5敞開。閥裝置的通氣通道10將在后面將結(jié)合圖4進(jìn)行詳細(xì)描述。與壓鑄模的鑄造要連通的通氣通道10形成了通氣通道11的續(xù)延部分，通氣通道11設(shè)置在壓鑄模部分6上并且也朝向接觸表面8敞開。
閥門裝置1的通氣閥12是一個(gè)例如在瑞士專利說(shuō)明書633，208中描述的柱塞閥。其縱軸線垂直于殼體2、3的前表面5。通氣閥12由一與通氣通道10連通的閥缸13以及可在該閥缸13中縱向移動(dòng)的閥塞14組成。閥塞14具有一閥塞頭15，當(dāng)通氣閥12開啟時(shí)(如圖1和5所示)，閥塞頭15進(jìn)入在閥門裝置1前側(cè)壁上的通氣通道10中，為了關(guān)閉通氣閥12，閥塞頭15被軸向置入閥缸13的內(nèi)部(如圖6所示)。在殼體部分3的頂部設(shè)有一通氣閥12的出口通道16，該出口通道16，與一圖中未示的真空泵的吸管連通。一個(gè)位于閥塞14的柱形延伸尾件17之后的腔室18在殼體2中與一通向大氣的通道19連通，因此，可以將例如一傳感裝置設(shè)置在通道19，以檢測(cè)閥門裝置1的工作是否正常。
為了關(guān)閉通氣閥12，設(shè)置了一個(gè)由數(shù)個(gè)不同元件構(gòu)成的操縱裝置。該操縱裝置的主要部分是一個(gè)可移動(dòng)的力傳遞裝置，該裝置受到以壓鑄模的鑄造腔室中流出并通過(guò)通氣通道口注入通氣通道10的鑄造材料的作用。前述的力傳遞裝置機(jī)械地與通氣閥12的閥塞14連接。按照本發(fā)明，該力傳遞裝置以一個(gè)推式件的形式中裝并可在一個(gè)短行程內(nèi)移動(dòng)，在本例中，它被設(shè)計(jì)為一種浮動(dòng)塞器形成，可移動(dòng)地安裝在一個(gè)與通氣通道10連通的工作缸21中，工作缸21的徑向軸線與通氣閥12的徑向軸線平行。浮動(dòng)塞20具有一柱形延伸尾件22，該尾件22靠近殼體2的后壁23。如果液態(tài)鑄造材料緩慢地充滿通氣通道11并且壓靠在浮動(dòng)塞20上，則浮動(dòng)塞20將被移動(dòng)，到延伸尾件22貼靠在后壁23上為止。因此，浮動(dòng)塞20的行程被限制在這樣一種數(shù)量上，即該量?jī)H為閥塞14閉合行程的幾分之一，例如1/10。
為了將沖擊脈沖從浮動(dòng)塞20處傳遞給通氣閥12的閥塞14，設(shè)置了一力傳送裝置，該裝置是一驅(qū)動(dòng)板24。驅(qū)動(dòng)板24同軸地由裝在浮動(dòng)塞20上并通過(guò)一轂形部分25可滑動(dòng)地安裝在延伸尾部22上。驅(qū)動(dòng)板24的軸向行程，其一端由在分離面4處的殼體部分3限制，其另一端由在殼體部分2中構(gòu)成柱形槽(圖2)的肩部26限制。浮動(dòng)塞20具有凸緣28。凸緣28置于驅(qū)動(dòng)板24的中心，在浮動(dòng)塞20的工作行程期間與驅(qū)動(dòng)板24沿軸向非雙向固定地接合。驅(qū)動(dòng)板24在其周向邊緣的位置29處與一在閥塞14的延伸尾部17中的溝槽嚙合，并且由此與閥塞14沿軸向雙向固定地連接。
為了在例如一個(gè)鑄造過(guò)程已經(jīng)完結(jié)之后使閥門裝置1返回到其圖1所示的起始位置，在此提供了一個(gè)彈簧裝置30，該裝置30具有一由若干碟形彈簧組成的彈簧組31。彈簧組31位于一固定壓力板32和一活動(dòng)壓力板33之間，并且固定壓力板32和活動(dòng)壓力板33位于殼體部分2的一個(gè)孔34之中?；顒?dòng)壓力板33具有一套狀延伸部件35，該部件松套在驅(qū)動(dòng)板24的轂形部分25上并內(nèi)部支承彈簧組31的彈簧。為了能壓縮彈簧組31，在此設(shè)置了兩根推桿36和37。這兩個(gè)推桿36和37可滑動(dòng)置于在殼體部分3和驅(qū)動(dòng)板24中與其相應(yīng)的孔中并且貼靠在彈簧裝置30的活動(dòng)壓力板33上。推桿36、37穿過(guò)前表面5延伸至殼體部分3之外，當(dāng)將兩個(gè)壓鑄模部分6和7放在一起使壓鑄模閉合時(shí)，推桿36、37由接觸面9推入閥門裝置1之內(nèi)，此時(shí)，彈簧裝置30使受到壓縮(圖5)。
應(yīng)當(dāng)注意的是，為了清楚起見，在圖1、5、6中所示出的兩推桿36和37處于一個(gè)共同的垂直面中，然而，事實(shí)上，正如從圖4中所能看到的那樣，為了能夠方便通氣通道10的成形和設(shè)計(jì)，推桿36和37是處于一個(gè)共同的水平平面之中。
前面提到的操縱裝置進(jìn)一步還包括一致動(dòng)元件38，該致制元件38可操縱地與通氣閥12的閥塞14連接，以便當(dāng)閥塞14一旦在由浮動(dòng)塞20傳遞的沖擊脈沖力作用下被帶到其閉合位置時(shí)可以將其保持在該位置。正如已經(jīng)提到的那樣，致動(dòng)元件38并不只在上述閥門裝置1所有的應(yīng)用場(chǎng)合都是一定需要的，然而，致動(dòng)元件38的存在可以有助于按照本發(fā)明的閥門裝置應(yīng)用于多種場(chǎng)合。
在本例中，致動(dòng)元件38由一個(gè)工作缸39和一氣動(dòng)或液動(dòng)的工作活塞構(gòu)成，二者以與通氣閥12軸線平行的方式設(shè)置。工作活塞40以與閥塞14同樣的方式與驅(qū)動(dòng)板沿軸向雙向固定地連接，即通過(guò)將驅(qū)動(dòng)板24的周向邊緣在與位置29相對(duì)的位置41處與一設(shè)置在工作缸40上的溝槽相嚙合而與驅(qū)動(dòng)板24連接。在這種連接方式中，致動(dòng)元件38的工作活塞40和通氣閥12的閥塞14通過(guò)驅(qū)動(dòng)板24以沿其軸線雙向都不可移動(dòng)的方式連接在一起，形成一種剛性連接。
致動(dòng)元件38的工作活塞40受到一彈簧元件42的作用，而彈簧元件42在彈簧裝置30處于壓縮狀態(tài)時(shí)，將驅(qū)動(dòng)板24壓靠在浮動(dòng)塞20的凸緣28上并且同時(shí)將通氣閥12的閥塞14保持在開啟位置。在工作缸40上的氣動(dòng)或液動(dòng)沖擊一般是由一個(gè)控制閥產(chǎn)生的，而該控制閥是由通氣閥12的閥塞14操縱的，由于在通氣閥12的閥塞14和致動(dòng)元件38的工作活塞40之間是剛性連接，因此很適于在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出一個(gè)用于前述控制閥的提升閥，而致動(dòng)元件38的工作活塞40恰可用作閥頭。此時(shí)，致動(dòng)元件38的工作缸39是有一向前凸入缸室的進(jìn)口噴嘴43，而工作缸40在彈簧元件42的作用下用其朝前的表面密封噴嘴孔44。按照?qǐng)D1、2、3，液壓或氣壓介質(zhì)通過(guò)進(jìn)口45(圖2、3)，通過(guò)設(shè)置在殼體部分2內(nèi)部的通道46、47、48以及通過(guò)設(shè)置在殼體部分3內(nèi)部的通道49、50、51供應(yīng)給進(jìn)口噴嘴43。
供致動(dòng)元件38使用的液壓或氣壓介質(zhì)的壓力、進(jìn)口噴嘴43的任意橫截面面積與工作缸40的橫截面面積之間的關(guān)系以及作用于工作缸的彈簧元件42的規(guī)格是這樣選擇的，即，出現(xiàn)在進(jìn)口43處并沖擊作用于工作活塞40部分前表面的液壓或氣壓介質(zhì)的壓力不能大到足以打開控制閥40、43的程度，但該壓力同時(shí)要大到這樣的程度，即當(dāng)控制閥已被用機(jī)械的方式打開時(shí)，該壓力能夠由于其已作用于工作缸40的全部前表面而關(guān)閉通氣閥12并使其保持在關(guān)閉位置。
閥門裝置1的通氣通道10由若干分支通道52至59和腔室60至62構(gòu)成。這些分支通道和室就其本質(zhì)而言，正如眾所周知的那樣，用作收集液態(tài)鑄造材料其密實(shí)液流之前的濺散部分、增加作用于浮動(dòng)塞20上的沖擊壓力和延遲液態(tài)鑄造材料流流向通氣閥12。從位于通氣通道10進(jìn)口處的收集室60處，兩個(gè)分支通道52和53通向位于推進(jìn)元件的工作缸21的周圍及前方處的一擴(kuò)大部分63。以該擴(kuò)大部分63處，另兩個(gè)分支通道54和55分別通向延遲室61和62。從延遲室61和62處，又有分支通道56、58和57、59分別地通向位于通氣閥12周圍及前方處的另一個(gè)擴(kuò)大室64。
圖5示出了在開始位置的閥門裝置1。此時(shí)壓鑄模被閉合，即，鑄模部分7用其接觸表面9分別與鑄模部分6的接觸表面8和閥門裝置1的前表面相接觸。由于壓鑄模閉合，故彈簧裝置30在推桿36和37的作用下已經(jīng)被壓縮。但是，由于致動(dòng)元件38的彈簧元件42的作用，通氣閥12則仍處于其開啟位置，結(jié)果是，以壓鑄模的鑄造室中排出的空氣可以沿箭頭65和66的方向通過(guò)壓鑄模的通氣通道11、閥門裝置1的通氣通道10和打開的通氣閥12出口通道16。此時(shí)，致動(dòng)元件38的控制閥40、43仍然關(guān)閉。
在壓鑄過(guò)程結(jié)束時(shí)，通過(guò)通氣通道11以壓鑄模的鑄造室中逃逸出的液態(tài)鑄造材料進(jìn)入閥門裝置1的通氣通道10并通過(guò)通道支路52、53(圖4)流到致動(dòng)裝置的浮動(dòng)塞20處。浮動(dòng)塞20由于其前表面受到液態(tài)鑄造材料巨大沖擊力的作用而迅速地朝向在殼體部分之后壁23上的延伸尾部22的止動(dòng)件移動(dòng)。設(shè)置在浮動(dòng)塞20上的凸緣28將上述的沖擊力傳遞給驅(qū)動(dòng)板24，驅(qū)動(dòng)板24在浮動(dòng)塞20到達(dá)其終點(diǎn)位置時(shí)，由于浮動(dòng)塞20所傳遞的動(dòng)能作用而離開浮動(dòng)塞20的凸緣28。接著，驅(qū)動(dòng)板24與通氣閥12的閥塞14及致動(dòng)元件38的工作活塞40一起克服致動(dòng)元件38的彈簧42上的力而被推動(dòng)。由此，通氣閥12由于其閥塞14移入閥缸13之中而處于其關(guān)閉位置。通氣閥12的閉合移動(dòng)是由致動(dòng)元件38的工作活塞40支持的，因?yàn)楫?dāng)工作活塞40一旦在浮動(dòng)塞20的沖擊力作用下發(fā)生了移動(dòng)，其前表面就整個(gè)處于通過(guò)噴嘴43進(jìn)入缸室39的壓力介質(zhì)的完全作用之下，這樣，朝向閉合方向(圖1中向左)的通過(guò)驅(qū)動(dòng)板24傳遞給通氣閥的閥塞14。
圖6表示了當(dāng)通過(guò)通氣通道10以壓鑄模的鑄造室來(lái)的液態(tài)鑄造材料已經(jīng)到達(dá)浮動(dòng)塞附近的擴(kuò)大部分63并隨即(例如不到1微秒)也到達(dá)通氣閥12的閥塞14附近的擴(kuò)大部分64時(shí)，閥門裝置1的狀態(tài)。在這個(gè)“隨即”的短時(shí)間內(nèi)，也就是，在液態(tài)鑄造材料邊到達(dá)閥14附近的擴(kuò)大部分64之前，通氣閥12便已經(jīng)關(guān)閉并且閥塞14是以前面剛剛描述的方式到達(dá)其最終閉合位置的。這樣就保證了通過(guò)通道56至59流入擴(kuò)大部分64的液態(tài)鑄造材料不會(huì)進(jìn)入通氣閥12之內(nèi)并進(jìn)入出口通道16。
當(dāng)驅(qū)動(dòng)板24撞靠在壓縮彈簧裝置30的移動(dòng)壓力板33上時(shí)，致動(dòng)裝置便到達(dá)了其移動(dòng)行程的終端。借助于致動(dòng)元件38仍處于壓力作用下的工作缸40，通氣閥12的閥塞14由驅(qū)動(dòng)板保持在其閉合位置。正如圖6所能看到的那樣，液態(tài)鑄造材料能夠進(jìn)入浮動(dòng)塞20的缸21中以及在前述的短時(shí)間后液態(tài)鑄造材料能夠進(jìn)入通氣閥12的缸13中的數(shù)量都非常有限，因此，當(dāng)以通氣通道10中除去凝固的鑄造材料并不困難。
當(dāng)打開壓鑄模時(shí)，也就是當(dāng)將鑄模部分6和7彼此分開時(shí)，彈簧裝置由于兩推桿36和37不再由鑄模部分7的接觸表面9定位在先前的位置而被松開。這樣，在壓縮彈簧組31的作用下，彈簧裝置30推動(dòng)驅(qū)動(dòng)板24并由驅(qū)動(dòng)板24推動(dòng)通氣閥12的閥塞14和致動(dòng)元件38的工作活塞40、最后推動(dòng)浮動(dòng)塞20使它們返回圖1所示的起始位置。同時(shí)，閥塞14的塞頭15和浮動(dòng)塞20的前表面將凝固的鑄造材料部分推出擴(kuò)大部分63和64，結(jié)果，在通氣通道10中的凝固鑄造材料被全部除去。此時(shí)用于致動(dòng)元件38工作的控制閥40、43也再次關(guān)閉。
圖7和8以略小的比例示出了按照本發(fā)明的閥門裝置的一個(gè)多少有點(diǎn)變化的設(shè)計(jì)。按照?qǐng)D7和8的閥門裝置71也被包含一個(gè)矩形六面體形殼體72、73中。該殼體沿一分離面74被分開成一個(gè)后殼體72和一個(gè)前殼體73，前殼體73是有一平直前表面75。閥門裝置71可可以以與前面結(jié)合按照?qǐng)D1-6的實(shí)施例所解釋的類似方式固定到一個(gè)多部分鑄模(圖中未示)的一個(gè)分模上。
作為一通氣閥72，本實(shí)施例以與前述實(shí)施例類似的方式由一個(gè)柱塞閥構(gòu)成，該柱塞閥包括一個(gè)與一出口通道79連通并與一通氣通道77連通的閥塞缸78和一個(gè)軸向可移動(dòng)并帶有一柱塞頭81的柱塞82。作為一推進(jìn)元件，本實(shí)施例也設(shè)置有一個(gè)浮動(dòng)塞82，該浮動(dòng)塞的前表面也受到液態(tài)鑄造材料的作用。該浮動(dòng)塞可在一工作缸83中軸向移動(dòng)并且其移動(dòng)行程由設(shè)置在工作缸83中的臺(tái)肩84限定。浮動(dòng)塞82的尾端具有一推桿延伸部85，該部具有一推桿頭86，所說(shuō)的推桿頭86位于后殼體72的一個(gè)槽中并且它在其非工作位置靠在前殼體73的分離平面74上。致動(dòng)元件88的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)類似于結(jié)構(gòu)附圖1所述的致動(dòng)元件38的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，該元件88包括一個(gè)工作缸89，工作缸89中具有一受彈簧元件90作用的工作活塞91?？梢岳斫?，在靜止位置上，彈簧元件90將工作活塞91壓向其最右端的位置，如圖7所示。工作活塞91可以受到通口通道92從進(jìn)口噴嘴93處壓入工作缸89中的液壓或氣壓介質(zhì)的作用。如果閥門裝置在其靜止位置，一在工作活塞91的前側(cè)延伸部分94關(guān)閉噴嘴93的噴孔，因此，前側(cè)延伸部分94可與前述的噴嘴一起構(gòu)成一用于工作活塞91氣壓或液壓工作的控制閥。
與在圖1-6中所示并參照?qǐng)D1-6所討論的設(shè)計(jì)相反，在本實(shí)施例中，將作用于浮動(dòng)塞82的沖擊力傳遞到通氣閥76的閥塞80和致動(dòng)元件88的工作活塞82，不是通過(guò)一直線性移動(dòng)的力傳遞元件(驅(qū)動(dòng)板24)完成的，而是通過(guò)一擺桿95完成的，擺桿95設(shè)置在殼體72的槽87中并通過(guò)一鉸接頭96與擺軸97樞軸地連接，并且擺桿95在擺動(dòng)的兩個(gè)方向上都對(duì)通氣閥76的閥塞80之延伸尾部98和致動(dòng)元件88的工作活塞91進(jìn)行約束地與其相連。為此，擺桿99在其一端具有一叉形結(jié)構(gòu)，兩個(gè)叉臂99中的每一個(gè)自由端(參見圖8)都分別橫向地與周向溝槽100、101接合，同向溝槽100、101分別設(shè)置在前述的延伸尾部98及工作活塞91上?？梢岳斫?，由于桿95的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，這種接合要求在叉臂99和溝槽100、101之間分別具有必要的間隙才能實(shí)現(xiàn)。
就廣義而言，按照?qǐng)D7和圖8的閥門裝置的工作方式類似于按照?qǐng)D1-6的閥門裝置的工作方式。因此，當(dāng)浮動(dòng)塞82受到進(jìn)入通氣通道77的液態(tài)鑄造材料的作用時(shí)，由于浮動(dòng)塞只有極其有限的行程，浮動(dòng)塞便推動(dòng)擺桿95，結(jié)果，通氣閥76由致動(dòng)元件88關(guān)閉并保持在其關(guān)閉位置。
在圖9中，所示出的是按照?qǐng)D7和8實(shí)施例的一個(gè)變型。其中，為替代按照?qǐng)D8的浮動(dòng)塞82而設(shè)置一個(gè)隔膜件102用作推動(dòng)元件;所說(shuō)的隔膜件102在閥門裝置71的前表面75處遮蓋通氣通道的開口103并通過(guò)一環(huán)形螺母104有連接到殼體73上。在此例中，推桿元件85延伸至隔膜件102處，并且推動(dòng)元件85也具有一與擺桿95配合作用的推桿頭86。在殼體73中，在緊靠在隔膜件102之后處，設(shè)有一稍呈圓錐形的止動(dòng)表面105，表面105將隔膜件102的行程限制到這樣一種程度，即，該行程僅是由閥塞80(圖7)行路的幾分之一。
可以理解，上面所述的具有隔膜件的結(jié)構(gòu)也可以用于圖1-6的實(shí)施例中替代浮動(dòng)塞20。
權(quán)利要求
1.一種用于使壓鑄模通氣的閥門裝置，包括一通氣通道裝置，一通氣閥裝置，該裝置與所說(shuō)通氣通道裝置連通并具有一可軸向移動(dòng)閥閉合元件；和一致動(dòng)裝置，該裝置用于操縱所說(shuō)通氣閥裝置從一開啟位置進(jìn)入到一閉合位置；在此，所說(shuō)致動(dòng)裝置包括一力傳遞裝置，該力傳遞裝置在鑄造進(jìn)行過(guò)程中受到從設(shè)置在所說(shuō)壓鑄模中的壓鑄室中通過(guò)所說(shuō)通氣通道裝置流出來(lái)的液態(tài)鑄造材料的作用，并且當(dāng)所說(shuō)液態(tài)鑄造材料撞擊該力傳遞裝置時(shí)，該力傳遞裝置可以在所說(shuō)液態(tài)鑄造材料傳遞給其的動(dòng)能作用下軸向移動(dòng)，此外，該力傳遞裝置機(jī)械地與所說(shuō)軸向可移動(dòng)閥閉合元件連接；本閥門裝置的特征在于，上述的力傳遞裝置包括一軸向可移動(dòng)推進(jìn)元件，該推進(jìn)元件具有這樣的工作行程，即，該行程的長(zhǎng)度被限制到僅為所說(shuō)軸向可移動(dòng)閉合元件從其開啟位置移動(dòng)至其閉合位置時(shí)所完成行程的幾分之一，而所說(shuō)軸向可移動(dòng)閥閉合元件除上述力傳遞裝置的所述工作行程之外還可以沿另一段行程自由地移動(dòng)；此外，前述的致動(dòng)裝置還具有一力傳送裝置，該裝置用于將所說(shuō)液態(tài)鑄造材料作用于前述力傳遞裝置的沖擊力傳遞給所說(shuō)通氣閥裝置的所說(shuō)軸向可移動(dòng)閥閉合元件。
2.一種如權(quán)利要求1的閥門裝置，其特征在于，所說(shuō)致動(dòng)裝置還包括一致動(dòng)元件，該致動(dòng)元件可操縱地與所說(shuō)通氣閥裝置的所說(shuō)軸向可移動(dòng)閥閉合元件連接并在傳遞所說(shuō)液態(tài)鑄造材料作用于所說(shuō)力傳遞裝置的沖擊力時(shí)可以保持它已經(jīng)達(dá)到的閉合位置。
3.一種如權(quán)利要求1的閥門裝置，其特征在于，所說(shuō)的力傳遞，裝置包括一浮動(dòng)塞元件，該元件可在一與所說(shuō)通氣通道裝置連通的工作缸中軸向移動(dòng)。
4.一種如權(quán)利要求1的閥門裝置，其特征在于，所說(shuō)的力傳遞裝置包括一隔膜元件，該元件遮蓋所說(shuō)通氣通道裝置的一孔口。
5.一種如權(quán)利要求1的閥門裝置，其特征在于，所說(shuō)的力傳遞裝置以沿軸向非雙向固定的方式與所說(shuō)軸向可移動(dòng)推進(jìn)元件連接并且以沿軸向雙向固定的方式與所說(shuō)通氣閥裝置的所說(shuō)軸向可移動(dòng)閥閉合元件連接。
6.一種如權(quán)利要求1的閥門裝置，其特征在于，所說(shuō)通氣閥裝置包括一具有一柱塞元件的柱塞閥裝置，并且，所說(shuō)的力傳遞裝置與所說(shuō)柱塞元件以軸線平行的方式設(shè)置。
7.一種如權(quán)利要求5和6的閥門裝置，其特征在于，所說(shuō)的力傳送裝置包括一驅(qū)動(dòng)板元件，該元件可軸向移動(dòng)并相對(duì)于所說(shuō)力傳遞裝置同軸地設(shè)置，所說(shuō)驅(qū)動(dòng)板元件的一周邊部分沿軸向雙向固定地與所說(shuō)通氣閥裝置的所說(shuō)柱塞元件嚙合，并且當(dāng)所說(shuō)閥門裝置處于其靜止位置時(shí)，所說(shuō)驅(qū)動(dòng)板元件在一彈簧裝置的作用下坐靠在所說(shuō)力傳遞裝置上。
8.一種如權(quán)利要求5或6的閥門裝置，其特征在于，所說(shuō)力傳送裝置包括一擺桿元件，該元件沿軸向雙向固定地與所說(shuō)通氣閥裝置的所說(shuō)柱塞元件嚙合，并且當(dāng)所說(shuō)閥門裝置處于其靜止位置時(shí)，所說(shuō)擺桿元件在一彈簧裝置的作用下，坐靠在所說(shuō)力傳遞裝置上。
9.一種如權(quán)利要求2的閥門裝置，其特征在于，所說(shuō)致動(dòng)元件包括一具有一氣動(dòng)或液動(dòng)工作活塞的工作缸，所說(shuō)工作活塞借助于一個(gè)剛性連接元件沿軸向雙向固定地與所說(shuō)通氣閥裝置的所說(shuō)軸向可移動(dòng)閥閉合元件連接。
10.一種如權(quán)利要求7或9或者如權(quán)利要求8或9的閥門裝置，其特征在于，所說(shuō)致動(dòng)元件的所說(shuō)工作缸以與所說(shuō)力傳遞裝置軸線平行的方式設(shè)置，并且所說(shuō)力傳送裝置與所說(shuō)通氣閥裝置的所說(shuō)軸向可移動(dòng)閥閉合元件以及所說(shuō)致動(dòng)元件的所說(shuō)工作活塞雙向都不可移動(dòng)的方式與其相連。
11.一種如權(quán)利要求10的閥門裝置，其特征在于，所說(shuō)通氣閥裝置的所說(shuō)軸向可移動(dòng)閉合元件和所說(shuō)致動(dòng)元件的所說(shuō)工作活塞在所說(shuō)驅(qū)動(dòng)板徑向相對(duì)的兩側(cè)與其可工作地連接。
12.一種如權(quán)利要求9的閥門裝置，其特征在于，所說(shuō)致動(dòng)元件的所說(shuō)工作活塞通過(guò)一控制閥受到液壓或氣壓的作用，所說(shuō)控制閥由所說(shuō)通氣閥裝置的所說(shuō)軸向可移動(dòng)閉合元件操縱。
13.一種如權(quán)利要求12的閥門裝置，其特征在于，所說(shuō)控制閥是一提升閥，并且所說(shuō)致動(dòng)元件的所說(shuō)工作活塞用作所說(shuō)提升閥的閥頭。
14.一種如權(quán)利要求12的閥門裝置，其特征在于，所說(shuō)致動(dòng)元件的所說(shuō)工作活塞具有一進(jìn)口噴嘴元件，該元件具有一噴嘴孔并向前凸入到所說(shuō)工作缸之中，并且，所說(shuō)噴嘴孔由所說(shuō)致動(dòng)元件的所說(shuō)工作活塞朝向其前表面所密封，在所說(shuō)的工作缸中設(shè)有一彈簧裝置。用于將所說(shuō)工作活塞壓靠在所說(shuō)噴嘴孔上。
15.一種如權(quán)利要求14的閥門裝置，其特征在于，用于所說(shuō)致動(dòng)元件工作的液壓或氣壓介質(zhì)的壓力，所說(shuō)噴嘴孔的橫截面與所說(shuō)工作缸封裝所說(shuō)噴嘴孔的前表面處的橫截面之間的比率以及將所說(shuō)工作活塞壓靠在所說(shuō)噴嘴孔的所說(shuō)彈簧裝置的規(guī)格是這樣選擇的，即，當(dāng)所說(shuō)控制閥在其閉合位置時(shí)，在所說(shuō)進(jìn)口噴嘴元件中并作用在所說(shuō)工作活塞前表面部分上的所說(shuō)液壓或氣壓介質(zhì)的壓力不能大到足以開啟所說(shuō)控制閥元件的程度，但是，當(dāng)所說(shuō)控制閉元件已經(jīng)被以機(jī)械的方式開啟時(shí)，作用于所說(shuō)工作活塞整個(gè)前表面的液壓或氣壓介質(zhì)壓力要在到足以使所說(shuō)工作活塞能夠關(guān)閉所說(shuō)通氣閥裝置并將其保持在其閉合位置的程度。
16.一種如權(quán)利要求1的閥門裝置，其特征在于，所說(shuō)推進(jìn)元件的工作行程大致是所說(shuō)軸向可移動(dòng)閉合元件從其開啟位置移到閉合位置所完成行程長(zhǎng)度的十分之一。
17.一種如權(quán)利要求16的閥門裝置，其特征在于，所說(shuō)推進(jìn)元件的所說(shuō)工作行程小于1毫米。
18.一種如權(quán)利要求17的閥門裝置，其特征在于，所說(shuō)推進(jìn)元件的所說(shuō)工作行程在0.1毫米左右。
全文摘要
一種用于使壓鑄模通氣的閥門裝置，包括一通氣通道；一通氣通道內(nèi)的通氣閥和一關(guān)閉通氣閥的致動(dòng)元件，致動(dòng)元件包括一力傳遞裝置，它暴露于壓鑄室通過(guò)通氣通道流出的液態(tài)鑄造材料，并機(jī)械地與軸向可移動(dòng)閥閉合元件連接，并包括一軸向可移動(dòng)推進(jìn)元件。該推進(jìn)元件具有這樣的工作行程，即，該行程的長(zhǎng)度被限制到僅為閥閉合元件所完成行程的幾分之一。軸向可移動(dòng)閥閉合元件除力傳遞裝置的工作行程之外，還可以沿一段行程自由地移動(dòng)。
文檔編號(hào)B22D17/20GK1095000SQ9410261
公開日1994年11月16日 申請(qǐng)日期1994年2月2日 優(yōu)先權(quán)日1993年2月2日
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