專利名稱：用于預(yù)成形坯的再冷卻的再冷卻裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于預(yù)成形坯的再冷卻裝置，其中借助于取坯夾 具從壓鑄機(jī)的敞開的模具半體中取出形狀還不穩(wěn)定的預(yù)成形坯并且
能夠使其在水冷卻的取坯套筒或者說(shuō)冷卻套筒中至少部分地得到再冷卻。
此外，本發(fā)明涉及一種用于預(yù)成形坯的再冷卻的方法，所述預(yù)成 形坯具有螺紋部分、吹氣部分以及頸環(huán)，所述預(yù)成形坯在仍然爽的形
狀不穩(wěn)定的狀態(tài)中在水冷卻的冷卻套筒中至少部分地得到再冷卻.
背景技術(shù)：
在實(shí)踐中，已經(jīng)為預(yù)成形坯的制造實(shí)現(xiàn)三種再冷卻系統(tǒng)
-按照第一方案，將仍然燙的預(yù)成形坯直接轉(zhuǎn)交給再冷卻器的冷 卻套筒。在此，所述再冷卻器相對(duì)于壓鑄周期的預(yù)成形坯的數(shù)目具有 數(shù)倍的冷卻位置。
-按照第二方案，所述預(yù)成形坯通過(guò)輕便的沒有冷卻作用的取坯 機(jī)械手從敞開的模具中取出并且轉(zhuǎn)交給再冷卻器并且再冷卻。
-按照申請(qǐng)人的第三方案，將機(jī)械手功能分為具有水冷卻的取坯夾具。
按照最新的發(fā)展，還進(jìn)一步縮短壓鑄機(jī)-周期時(shí)間，其中將處于 軟的且形狀不穩(wěn)定的狀態(tài)中的預(yù)成形坯從模具中取出。但由此以往較 少受重視的問(wèn)題引起人們的注意。因物理原因，在所述預(yù)成形坯的壁 體內(nèi)部冷卻是不均勻的
-一旦將預(yù)成形坯從敞開的模具半體中取出，因預(yù)成形坯內(nèi)部尤 其預(yù)成形坯壁體內(nèi)部的溫差會(huì)立即在預(yù)成形坯中出現(xiàn)熱應(yīng)力或者說(shuō) 收縮應(yīng)力并且由此出現(xiàn)形狀變化。
-通過(guò)機(jī)械手狀的夾具產(chǎn)生的每種機(jī)械作用以及每種操作會(huì)導(dǎo)致 形狀損壞。
-同樣的情況在預(yù)成形坯在再冷卻器中處于水平位置中時(shí)會(huì)出
現(xiàn)，由此，在再冷卻的范圍內(nèi)的每種作用變?yōu)闃O其棘手的工作。在借 助于壓鑄機(jī)來(lái)制造壓鑄件時(shí)，對(duì)于一個(gè)完整周期的時(shí)間來(lái)說(shuō)冷卻時(shí)間 是一個(gè)決定性的因素.第一及主冷卻功率仍然在壓鑄模具中進(jìn)行。兩
個(gè)壓鑄模具半體在壓鑄過(guò)程中得到強(qiáng)化的水冷卻，使得還在比如280 匸的模具中的壓鑄件的溫度至少在邊緣層中可以降低到大約70r的 范圍。在外面的層中，很快地低于所謂的大約80匸的玻璃溫度.直 到取出壓鑄件之前的真正的壓鑄過(guò)程近來(lái)幾乎可以對(duì)半分。這在關(guān)于 預(yù)成形坯的最佳的質(zhì)量方面。所述預(yù)成形坯在模具半體中必須如此強(qiáng) 烈硬化，使得其可以在沒有損壞的情況下被取坯輔助裝置所夾住并且 被轉(zhuǎn)交給取坯裝置。所述取坯裝置具有與壓鑄件外部尺寸相匹配的形 狀，在壓鑄模具半體中的強(qiáng)化的水冷卻因物理原因產(chǎn)生時(shí)間遲延的降 溫效果直至預(yù)成形坯壁體的核心區(qū)域中。這意味著，不是統(tǒng)一地在整
個(gè)橫截面中達(dá)到所謂的大約70C其后果是， 一旦強(qiáng)化的水冷卻被 所述模具中斷，那么在材料橫截面中看從里向外進(jìn)行快速的返回加熱
(RiickerwSrmung )。在壓鑄模具之外預(yù)成形坯的再冷卻由于兩個(gè)原 因而具有極大的意義。在再冷卻的過(guò)程中必須避免形狀變化，但也必 須避免表面損傷比如壓痕等。此外，必須防止在較高的溫度范圍內(nèi)的 冷卻過(guò)程進(jìn)行得太慢并且通過(guò)返回加熱出現(xiàn)局部有害的晶化。目標(biāo)是 在制成的預(yù)成形坯的材料中獲得均勻的非晶質(zhì)的狀態(tài)。制成的預(yù)成形 坯的剩余溫度應(yīng)該如此之低，從而在具有數(shù)千松動(dòng)地傾入的壓鑄件的 大型包裝容器中在接觸點(diǎn)上不會(huì)出現(xiàn)任何壓力損壞和附著損壞。制成 的壓鑄件在輕微的返回加熱之后也不得超過(guò)40t:的表面溫度。在將 爽的形狀不穩(wěn)定的預(yù)成形坯從壓鑄模具中取出之后進(jìn)行再冷卻對(duì)尺 寸穩(wěn)定性來(lái)說(shuō)非常重要。
申請(qǐng)人用WO 2004/041510提出一種強(qiáng)化冷卻站和一種再冷卻站
冷卻套筒的內(nèi)部形狀在此與壓鑄模具的相應(yīng)的內(nèi)部形狀相協(xié)調(diào)，使得 所述預(yù)成形坯在從壓鑄模具中取出之后能夠盡可能無(wú)間隙地插入直 至完全抵靠在所述冷卻套筒中.如果所述預(yù)成形坯在所述再冷卻的第 一階段中處于水平的位置中，那么它們就容易向下帖靠到相應(yīng)的冷卻 套筒件上。通過(guò)在下面的區(qū)域中的更為深入的冷卻接觸，所述預(yù)成形 坯在下面得到更為劇烈的冷卻，由此在所述預(yù)成形坯中出現(xiàn)應(yīng)力并且所述預(yù)成形坯具有橢圃化的傾向。如果在所述再冷卻的第一階段中在 縮短壓鑄模具中的冷卻過(guò)程時(shí)各個(gè)預(yù)成形坯容易變形，那么就再也無(wú) 法對(duì)早已硬化的預(yù)成形坯上的相應(yīng)的形狀變化進(jìn)行校正。通過(guò)對(duì)抽吸
空氣和吹入空氣的有針對(duì)性的控制，可以按照WO 2004/041510的一 種優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案在預(yù)成形坯的內(nèi)部產(chǎn)生膨脹壓力，并且可以使還沒 有硬化的預(yù)成形坯完全抵靠在冷卻套筒的整個(gè)的內(nèi)壁表面上。在所述 預(yù)成形坯充分地抵靠在所述冷卻套筒的內(nèi)壁表面上之后，在數(shù)秒種的 范圍內(nèi)保持表面接觸并且為每個(gè)單個(gè)的預(yù)成形坯產(chǎn)生定型效應(yīng)。所述 定型效應(yīng)在制造預(yù)成形坯時(shí)給定較高的生產(chǎn)和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，這在較舊的 現(xiàn)有技術(shù)中是不可能的。通過(guò)這種方式，就在從壓鑄模具中取出之后 不久又將所述預(yù)成形坯放入精確的模具中?？赡艿某叽缱兓谑状侮P(guān) 鍵地從壓鑄模具到冷卻套筒中的操作之后再次被消除，所述預(yù)成形坯 的定型允許將其以仍然較高的溫度從模具中取出并且實(shí)現(xiàn)還更短的 壓鑄周期時(shí)間。
WO 2004/041510提出兩種用于產(chǎn)生膨脹壓力的解決變型方案。 按照第一變型方案，在冷卻銷或者說(shuō)風(fēng)嘴上布置了密封團(tuán)，該密封團(tuán) 在預(yù)成形坯內(nèi)腔中抵靠在錐形的過(guò)渡帶上。按照第二解決變型方案， 所述風(fēng)嘴具有環(huán)形的密封件，所述密封件用于在端面支承所述預(yù)成形 坯的敞開邊緣。這里，膨脹壓力作用于整個(gè)預(yù)成形坯。這兩種解決方 案的缺點(diǎn)在于，在實(shí)踐中在具有比如100到200個(gè)成套模具的多重壓 鑄模具上必須以用于所有風(fēng)嘴的導(dǎo)向或者說(shuō)運(yùn)動(dòng)的很高的精確度為 前提。
EP 900 135提出一種類似于前面所提到的第二解決變型方案的 方案。敞開邊緣的密封以一定的壓力并且也以螺紋部分的足夠的形狀 穩(wěn)定性為前提.為了避免螺紋部分的形狀變化，所述預(yù)成形坯必須一 直留在壓鑄模具中直至較高的形狀穩(wěn)定性。但這與壓鑄周期時(shí)間的縮 短相悖。
根據(jù)較大的試驗(yàn)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，緊接在取坯機(jī)械手從敞開的模具半體 中移出來(lái)之后對(duì)仍然燙的形狀不穩(wěn)定的預(yù)成形坯進(jìn)行定型帶來(lái)很大 的優(yōu)點(diǎn)。但是，不是在所有的預(yù)成形坯類型上都獲得成功.事實(shí)表明， 在具有相對(duì)于冷卻套筒無(wú)支撐的螺紋區(qū)域的預(yù)成形坯上無(wú)法解決形 狀精度的問(wèn)題。發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)，在機(jī)器周期時(shí)間越來(lái)越短的情況下，整個(gè)敞開的端側(cè)對(duì)再冷卻的區(qū)域中的處理來(lái)說(shuō)也特別會(huì)受到危害。之 所以會(huì)這樣，尤其是因?yàn)樗雎菁y部分從冷卻套筒中伸出并且無(wú)法再 通過(guò)所述冷卻套筒得到冷卻。這不依賴于是否對(duì)預(yù)成形坯進(jìn)行定型。

發(fā)明內(nèi)容
現(xiàn)在已向本發(fā)明提出開發(fā)一種方法和一種裝置的任務(wù)，所述方法 和裝置在再冷卻的范圍內(nèi)尤其也相對(duì)于處理作業(yè)至少在流行的預(yù)成 形坯上能夠在周期時(shí)間盡可能短的情況下保證預(yù)成形坯的極高的質(zhì) 量方面的參數(shù)以及最大的形狀精度。
按本發(fā)明的再冷卻裝置的特征在于，在所述預(yù)成形坯的外面的敞 開的端側(cè)的區(qū)域中為冷卻套筒集成了空氣吹入裝置，通過(guò)所述空氣吹 入裝置能夠用冷卻空氣使所述預(yù)成形坯的至少無(wú)支撐的區(qū)域的外皮 得到硬化。
按本發(fā)明的方法的特征在于，所述預(yù)成形坯的外面的敞開的無(wú)支 撐的端側(cè)的至少一部分的外皮通過(guò)集成在冷卻套筒中的空氣吹入裝 置用冷卻空氣來(lái)冷卻并且在這過(guò)程中得到硬化。
發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在將燙的預(yù)成形坯插入具有基本上圓柱形的或 者說(shuō)輕微錐形的吹氣部分的冷卻套筒中之后進(jìn)行定型為傳統(tǒng)的預(yù)成 形坯的制造帶來(lái)巨大的進(jìn)步。為進(jìn)行這種定型，必須強(qiáng)制地以機(jī)械方 式對(duì)預(yù)成形坯至少所述吹氣部分的內(nèi)腔進(jìn)行密封。用于定型的壓縮空 氣的力、不過(guò)至少同樣機(jī)械的密封力已經(jīng)帶來(lái)新的問(wèn)題，如果預(yù)成形 坯壁段的敞開的端部的區(qū)域沒有通過(guò)冷卻套筒內(nèi)壁得到支撐.同樣重 要的認(rèn)識(shí)在于， 一旦空氣冷卻集成在所述冷卻套筒中，所述預(yù)成形坯 的敞開的端部的外側(cè)面在緊接著從敞開的模具半體轉(zhuǎn)交給冷卻套筒
之后就可能已硬化。這意味著贏得了比如1到2秒鐘的時(shí)間，用于借 助于冷卻空氣通過(guò)額外的外部冷卻將要完成的螺紋區(qū)域置于形狀更 加穩(wěn)定的狀態(tài)中。對(duì)于吹氣部分，相應(yīng)的立即開始的外部冷卻會(huì)帶來(lái) 缺點(diǎn)，因?yàn)橛纱怂龆ㄐ蜁?huì)要求更大的空氣壓力。在所述吹氣部分的 圓柱形的區(qū)域中，冷卻套筒的水冷卻通過(guò)直接的壁體接觸立即起作 用。所迷壁體接觸從一開始就顯示巨大的成功。頸環(huán)的整個(gè)區(qū)域應(yīng)該 從外面得到空氣冷卻或者說(shuō)硬化，使得機(jī)械的力由于密封力無(wú)法再引 起任何形狀損壞。尤其優(yōu)選在定型的情況下，外部空氣冷卻的位置以 大致與擠壓圖或者說(shuō)密封圏的來(lái)自里面的密封力對(duì)置的方式來(lái)選擇。
ii新穎的再冷卻解決方案對(duì)于所述定型和/或所述處理來(lái)說(shuō)優(yōu)選以 熱水瓶塞的方案為出發(fā)點(diǎn)。兩種應(yīng)用的相同點(diǎn)是棘手的壁體材料.在 一種情況中是玻璃，在另一種情況中是仍然能夠容易變形的塑料。按 照所述按本發(fā)明的解決方案，不必以極高的精確度來(lái)確定密封位置， 新穎的發(fā)明的巨大優(yōu)點(diǎn)在于，在完全達(dá)到所有質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的情況下能夠
顯著地降低整個(gè)周期時(shí)間并且能夠?qū)鸿T機(jī)的相應(yīng)的功率提高15% 到20%,所述預(yù)成形坯的脫模可以更早地在所述預(yù)成形坯的形狀仍 然很不穩(wěn)定的狀態(tài)中進(jìn)行。
在實(shí)踐中有多種多樣的預(yù)成形坯，所述預(yù)成形坯可能使特殊的處 理成為必要.
-那些在圓柱形的吹氣部分和頸環(huán)之間具有錐形變細(xì)的頸部突緣 的預(yù)成形坯證實(shí)特別棘手。
-另一種棘手的預(yù)成形坯在相應(yīng)的頸部中具有加寬部.
所述新穎的發(fā)明使這一點(diǎn)成為可能，也就是即使在顯著縮短干燥 過(guò)程時(shí)間時(shí)也可以完全保持形狀精度。這意味著，通過(guò)外面的敞開的 端側(cè)的特殊的空氣冷卻也還存在著用于更短的機(jī)器周期時(shí)間的儲(chǔ)備 量?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)試已經(jīng)表明，在透明的預(yù)成形坯上可以將機(jī)器周期時(shí)間降 低15%并且在著色的預(yù)成形坯上可以將機(jī)器周期時(shí)間降低20%。
所述新穎的發(fā)明允許實(shí)現(xiàn)相當(dāng)數(shù)量的特別有利的設(shè)計(jì)方案。為此 參照權(quán)利要求2-17以及19-29。
有利的是，可以在定型的情況下從定型開始使壓縮空氣無(wú)級(jí)增 大。由此也可以在所述預(yù)成形坯的硬化程度增加時(shí)連續(xù)地達(dá)到收縮平 衡。優(yōu)選壓縮空氣供給通過(guò)控制閥的控制電壓的程序化的提高以及定 型壓力的相應(yīng)的提高以能夠再現(xiàn)的方式得到保證。
特別優(yōu)選為所述再冷卻裝置分配冷凍機(jī)組，用于產(chǎn)生低溫冷卻的 尤其低于ox:的空氣。在此為所述再冷卻裝置分配用于冷卻空氣的壓 縮機(jī)，利用該壓縮機(jī)能夠?yàn)樗隼鋮s空氣產(chǎn)生低于2bar優(yōu)選低于 1.2bar的空氣壓力。有利地對(duì)表層硬化的過(guò)程進(jìn)行控制，其中所述再 冷卻裝置具有控制系統(tǒng)，借助于該控制系統(tǒng)能夠從預(yù)成形坯轉(zhuǎn)交給所 述取坯套筒或者說(shuō)冷卻套筒的時(shí)刻起立即激活所迷空氣吹入裝置。低 溫冷卻的空氣的使用立即帶來(lái)兩個(gè)巨大的優(yōu)點(diǎn) 一方面可以在轉(zhuǎn)交仍 然燙的從壓鑄模具中取出的預(yù)成形坯之后立即在敞開區(qū)域中實(shí)現(xiàn)外皮的更強(qiáng)化的立即的硬化。這意味著，在通過(guò)處理或者定型產(chǎn)生某種 機(jī)械的作用之前，這種尤其受到危害的部位就如此劇烈硬化，從而不 再出現(xiàn)橢圓化或者局部膨脹。低溫冷卻的空氣作為另外的優(yōu)點(diǎn)允許減
少冷卻空氣的量。空氣壓力比如可以代替4bar降低到僅僅lbar?？?以用小得多的空氣量來(lái)獲得與用環(huán)境空氣相同的效果。尤其所述低溫 冷卻的空氣可以在量和溫度方面得到有針對(duì)性的控制.
按照所述新穎的發(fā)明的特別有利的設(shè)計(jì)方案，在此提出，所述空 氣吹入裝置構(gòu)造為指向所述預(yù)成形坯的外面的敞開的端側(cè)的空氣導(dǎo) 引裝置。優(yōu)選所述再冷卻裝置具有接通及切斷控制系統(tǒng)，借助于所述 接通和切斷控制系統(tǒng)從將預(yù)成形坯轉(zhuǎn)交給所述取坯套筒或者說(shuō)冷卻 套筒的時(shí)刻起并且在定型階段中能夠激活所述空氣吹入裝置。按本發(fā) 明的解決方案在再冷卻的范圍內(nèi)可以在因處理存在著損壞的危險(xiǎn)的 所有地方加以運(yùn)用.
一種特別有利的設(shè)計(jì)方案具有夾具，該夾具則具有大量的內(nèi)接 頭，所述內(nèi)接頭各具有一個(gè)插入預(yù)成形坯中的插入部分，并且所述內(nèi) 接頭的插入部分具有能夠在徑向上鼓起的擠壓圉或者說(shuō)密封團(tuán)，所述 擠壓圖或者說(shuō)密封圉能夠插入所述預(yù)成形坯中。所述擠壓團(tuán)優(yōu)選構(gòu)造 為能夠在徑向上鼓起的密封圏，通過(guò)所述密封團(tuán)能夠?yàn)榕蛎泬毫Φ男?br> 述預(yù)成形坯的內(nèi)壁、的方向產(chǎn)生密封力。尤其優(yōu)選如lb控制所述膨脹壓 力，從而可以以最小的壓力開始并且該壓力一直增加到最佳的壓力。 另外一個(gè)重要的設(shè)計(jì)方案構(gòu)思在于，所述內(nèi)接頭可以在位置受控 制的情況下在處于螺紋部分和吹氣部分之間的區(qū)域中在能夠選擇的 最佳的密封位置插入所述預(yù)成形坯中。由此可以考慮螺紋部分與吹氣 部分之間的過(guò)渡帶的極為不同的形狀。在每次生產(chǎn)開始時(shí)尋找最佳的 密封位置。在移入所述內(nèi)接頭之后，整個(gè)預(yù)成形坯吹氣部分的外壁必 須與所述取坯套筒的相應(yīng)的內(nèi)壁處于壁體接觸之中。因此優(yōu)選所述預(yù) 成形坯在被所述取坯套筒接納時(shí)就已經(jīng)直至完全和充分地在里面以 整個(gè)吹氣部分包括封閉的底部進(jìn)行壁體接觸地插入所述取坯套筒中. 所述預(yù)成形坯在多個(gè)壓鑄周期的持續(xù)時(shí)間里在再冷卻器的水冷卻的 冷卻套筒中得到再冷卻，其中所述定型在一個(gè)壓鑄周期的持續(xù)時(shí)間之 內(nèi)進(jìn)行或者說(shuō)受到一個(gè)壓鑄周期的持續(xù)時(shí)間的限制。在此可以毫無(wú)問(wèn)題地將所述預(yù)成形坯從冷卻套筒中取出。
在裝置方面，每個(gè)內(nèi)接頭具有兩個(gè)能夠相對(duì)于彼此運(yùn)動(dòng)的管件， 在所述管件的端部上分別固定地安裝保持凸肩.對(duì)于兩種前面所說(shuō)明 的解決途徑來(lái)說(shuō)，每個(gè)內(nèi)接頭具有空氣通道，通過(guò)所述空氣通道能夠 在受控制的情況下將壓縮空氣輸入到所述預(yù)成形坯的吹氣部分的內(nèi) 腔中。借助于受控制的調(diào)節(jié)件，使操縱板相對(duì)于平臺(tái)運(yùn)動(dòng)，用于同時(shí) 激活所述擠壓團(tuán)或者說(shuō)密封圏.所述調(diào)節(jié)件在定型過(guò)程中具有純粹的 支撐功能。所述擠壓團(tuán)或者說(shuō)密封團(tuán)在擠壓在一起的狀態(tài)中保持在預(yù) 成形坯內(nèi)側(cè)面上。所述調(diào)節(jié)件的用于操縱板的微小的力對(duì)良好的密封 連接來(lái)說(shuō)就已足夠。有利的是，所述內(nèi)接頭通過(guò)共同的操縱板布置在 平臺(tái)上，通過(guò)所述平臺(tái)使所述內(nèi)接頭進(jìn)入預(yù)成形坯中或者說(shuō)離開預(yù)成 形坯且使所述內(nèi)接頭在取坯套筒內(nèi)部定位。為此，為所述平臺(tái)分配了 受控制的驅(qū)動(dòng)件，用于使所述擠壓團(tuán)或者說(shuō)密封圍定位在最佳的插入 深度中或者最佳的位置上。
按照優(yōu)選的第一設(shè)計(jì)方案，將所述預(yù)成形坯從取坯套筒中取出并 且在達(dá)到足夠的形狀穩(wěn)定性時(shí)但是在一個(gè)壓鑄周期的時(shí)間之內(nèi)將其 轉(zhuǎn)交給再冷卻器的冷卻套筒。在定型之后，所述擠壓圏或者說(shuō)密封團(tuán) 可以卸載并且可以取消所述吹氣部分的內(nèi)腔中的壓力.通過(guò)所述空氣 通道，通過(guò)所述內(nèi)接頭可以產(chǎn)生低壓并且借助于所述內(nèi)接頭將所述預(yù) 成形坯轉(zhuǎn)交給再冷卻器，此外，所述內(nèi)接頭不具有冷卻功能。優(yōu)選在
氣交換。所述內(nèi)接頭裝備著空氣通道:通過(guò);斤述空氣通道能夠在預(yù)成 形坯中產(chǎn)生用于取出預(yù)成形坯的低壓。在所述內(nèi)接頭的內(nèi)部，用于壓 縮空氣和抽吸空氣的空氣通道可以是相同的空氣通道。優(yōu)選所述管件 以能夠移入彼此當(dāng)中的方式來(lái)布置，其中里面的管件具有至少一條空 氣通道.對(duì)于所述第一解決途徑的方案來(lái)說(shuō)，所述裝置具有能夠控制 的取坯夾具，該取坯夾具具有一定數(shù)量的取坯套筒，該數(shù)目至少相當(dāng) 于所述壓鑄模具的壓鑄位置的數(shù)目.所述裝置裝備著能夠控制的壓縮
定型，并且所述裝置裝備著能夠控制的用于抽吸空氣的接頭，其中在 取代膨脹壓力轉(zhuǎn)換到低壓后，能夠借助于所述內(nèi)接頭將所述預(yù)成形坯 從取坯套筒中取出。在這種方案中，所述裝置除了取坯夾具之外還包括再冷卻器以及用于不依賴于壓鑄周期將預(yù)成形坯從取坯夾具轉(zhuǎn)交 或者說(shuō)改插到再冷卻器的轉(zhuǎn)移夾具，用于對(duì)預(yù)成形坯進(jìn)行最終冷卻。
按照有利的第二設(shè)計(jì)方案，所述裝置具有構(gòu)造為取坯機(jī)械手的再 冷卻器，所述再冷卻器相對(duì)于壓鑄模具的壓鑄位置則具有成倍數(shù)目的 冷卻位置，在此，將燙的有待轉(zhuǎn)交的預(yù)成形坯推入相應(yīng)未占用的冷卻 位置中，對(duì)其進(jìn)行定型、強(qiáng)化冷卻并且在最終冷卻之后將其排出.這 里所述內(nèi)接頭利用受控制的抽吸空氣和壓縮空氣可以支持將經(jīng)過(guò)最 終冷卻的預(yù)成形坯從所述取坯套筒中排出并將其轉(zhuǎn)交給輸送帶。按照 所述第二設(shè)計(jì)方案，在定型之后也可以使所述擠壓團(tuán)或者說(shuō)密封團(tuán)卸 栽、取消所述吹氣部分的內(nèi)腔中的壓力、移出所述內(nèi)接頭并將其保持 在等候位置中直到為緊接著的壓鑄周期的預(yù)成形坯的新批次對(duì)所述 再冷卻器進(jìn)行重新定位。
對(duì)于所述兩種設(shè)計(jì)方案來(lái)說(shuō)，預(yù)成形坯的定型通過(guò)壓縮空氣來(lái)進(jìn) 行并且在持續(xù)時(shí)間中受到壓鑄周期的限制。仍然軟的預(yù)成形坯的壓緊
和定型具有巨大的優(yōu)點(diǎn)
畫第一，通過(guò)將所述預(yù)成形坯的外皮固定地壓緊在里面的用水冷 卻的取坯套筒上來(lái)保證最大的熱傳導(dǎo)和最大的冷卻作用。
-第二，用定型過(guò)程精確地再次產(chǎn)生所述預(yù)成形坯的外部尺寸并 且使其在隨后的形狀硬化的過(guò)程中得到保持。
-第三，用所謂的玻璃溫度的快速通過(guò)來(lái)保證物理的質(zhì)量參數(shù)。
-第四，隨著劇烈冷卻的和硬化的外部的材料層的產(chǎn)生為接下來(lái) 的從取坯套筒到再冷卻器的冷卻套筒中的操作以及隨后卸載到輸送 帶上的操作達(dá)到所述預(yù)成形坯的足夠的形狀穩(wěn)定性。
按照一種另外的特別有利的設(shè)計(jì)方案方法，在裝置方面提出，所
用于相應(yīng)的預(yù)成形坯區(qū)域的相應(yīng)的外部冷卻的通風(fēng)通道，此外具有用 于所述通風(fēng)通道的空氣接頭。依賴于所述預(yù)成形坯的幾何造型，所述 通風(fēng)通道布置在所述螺紋部分與頸環(huán)之間的過(guò)渡區(qū)域中和/或頸環(huán)與 吹氣部分之間的過(guò)渡區(qū)域中。優(yōu)選所述水冷卻的取坯套筒由標(biāo)準(zhǔn)化的 部件構(gòu)成，從而可以按具體情況針對(duì)客戶將用于通風(fēng)通道的導(dǎo)環(huán)用于
間的過(guò)渡^i進(jìn)4冷卻、。 ； 二 、— " 、此外，在方法方面提出，緊接在將所述預(yù)成形坯轉(zhuǎn)交給取坯夾具 的取坯套筒之后直到定型結(jié)束時(shí)在螺紋部分和吹氣部分之間的區(qū)域 中借助于空氣對(duì)所述預(yù)成形坯進(jìn)行外部冷卻。優(yōu)選為進(jìn)行定型將安裝 在內(nèi)接頭上的擠壓團(tuán)或者說(shuō)密封圖在位置控制的情況下在所述預(yù)成 形坯中一直插入所述螺紋部分和頸環(huán)之間的過(guò)渡區(qū)域中或者一直插 入所述頸環(huán)和吹氣部分之間的過(guò)渡區(qū)域中。在組合中，所述預(yù)成形坯 已經(jīng)在推入所述冷卻套筒中之后并且在定型過(guò)程中從外面在所述螺 紋部分和頸環(huán)之間的過(guò)渡區(qū)域中并且/或者直到所述頸環(huán)和吹氣部分 之間的過(guò)渡區(qū)域中從外面得到冷卻和硬化。 一種很特殊的優(yōu)點(diǎn)在于， 還在定型之前在所述預(yù)成形坯的關(guān)鍵的無(wú)支撐的部位上緊接在從所 述敞開的模具半體轉(zhuǎn)交給冷卻套筒之后所述預(yù)成形坯的外皮立即得 到更為顯著的硬化，使得機(jī)械的夾具力沒有對(duì)相應(yīng)的區(qū)域產(chǎn)生任何負(fù) 面的影響。在具有加寬的頸部的預(yù)成形坯的情況下，從外面對(duì)所述螺 紋部分和頸環(huán)之間的過(guò)渡區(qū)域進(jìn)行空氣冷卻。這里一直推入所述預(yù)成 形坯直到所述頸環(huán)抵靠到所述冷卻套筒的端面上，其中如此構(gòu)造所述 冷卻套筒，從而在所述預(yù)成形坯的底部與所述冷卻套筒的相應(yīng)的底部 之間留下優(yōu)選處于百分之一毫米的范圍內(nèi)的可以用定型來(lái)消除的最 小縫隙。


現(xiàn)在借助于幾種具有進(jìn)一步的細(xì)節(jié)的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行解釋。
其中
圖1是新穎的本發(fā)明在預(yù)成形坯的定型之前處于準(zhǔn)備位置中的
示意圖2a是最佳地插入預(yù)成形坯中的內(nèi)接頭在所述預(yù)成形坯的敞開 的端側(cè)的區(qū)域中的示意圖2b是以放大的比例尺示出的內(nèi)接頭連同浮動(dòng)布置的擠壓圍或 者說(shuō)密封圏；
圖3a是在所述預(yù)成形坯的螺紋部分和吹氣部分之間的過(guò)渡區(qū)域 的外部冷卻的示意圖3b是以更大的比例尺示出的圖3a的部分截取部分；
圖4a是空氣外部冷卻的截取部分放大圖4b是在具有加寬的頸部的預(yù)成形坯中的空氣外部冷卻；圖5a、 5b和5c再次是所述擠壓團(tuán)或者說(shuō)密封團(tuán)以及外部冷卻的 最佳的擠入位置的非常簡(jiǎn)化的示意圖，其中在圖5b和5c中額外地對(duì) 棘手的未得到支撐的區(qū)域進(jìn)行空氣外部冷卻；
圖6a是構(gòu)造不同的厚壁的預(yù)成形坯連同所述內(nèi)接頭或者說(shuō)密封 圉的相應(yīng)定位的示意圖6b是按圖6a的解決方案，但是膨脹壓力被撤銷并且密封圍被 卸栽；
圖6c是借助于承擔(dān)保持內(nèi)接頭的功能的內(nèi)接頭來(lái)取出預(yù)成形坯 的示意圖7是具有額外的再冷卻器的第一解決途徑的實(shí)施例的示意圖； 圖8是第二解決途徑的實(shí)施例的示意圖，在該實(shí)施例中取坯機(jī)械 手構(gòu)造為再冷卻器；
圖9是在未定型的情況下制成的預(yù)成形坯上采集的熱量分布； 圖10a是具有預(yù)成形坯定型的測(cè)試實(shí)例；
圖10b是有缺陷的預(yù)成形坯，在該預(yù)成形坯上未在冷卻套筒中得 到支撐的過(guò)渡區(qū)域未進(jìn)行按本發(fā)明的硬化.
具體實(shí)施例方式
圖1示出了在所述取坯裝置11從敞開的模具半體8和9中移出 來(lái)之后的狀況和定型過(guò)程及強(qiáng)化冷卻的開始情況。在此，具有內(nèi)接頭 30的平臺(tái)17早已處于用于按箭頭31進(jìn)入預(yù)成形坯10中的移入運(yùn)動(dòng) 的準(zhǔn)備位置中。所述平臺(tái)17通過(guò)支臂14支撐在支撐托架36上的移 動(dòng)裝置32和線性導(dǎo)軌33上并且通過(guò)線性驅(qū)動(dòng)裝置34平行于機(jī)器軸 線37進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。所述線性驅(qū)動(dòng)裝置34在背面固定在支撐板4的連接 板上。隨著所述線性驅(qū)動(dòng)裝置34的激活，所述內(nèi)接頭30相對(duì)于所述 取坯裝置11來(lái)回運(yùn)動(dòng)(按照箭頭31).為操縱板16分配了調(diào)節(jié)件 18，所述調(diào)節(jié)件18作為唯一的功能使擠壓團(tuán)或者說(shuō)密封圍56擠壓在 一起以及卸栽。
圖1和7示意示出了用于預(yù)成形坯的具有以下主要元件的壓鑄 機(jī)機(jī)床l，在該機(jī)床1上支承著支撐板4和固定的模具撐開板2以 及壓鑄單元3?；顒?dòng)的模具撐開板5以能夠軸向移動(dòng)的方式支撐在所 述機(jī)床1上。兩塊板2和4通過(guò)橫梁6彼此相連接，所述橫梁6穿過(guò) 所述活動(dòng)的模具撐開板5。在所述支撐板4和活動(dòng)的模具撐開板5之間有用于產(chǎn)生閉合壓力的驅(qū)動(dòng)單元7。所述固定的模具撐開板2和活 動(dòng)的模具撐開板5分別支撐著模具半體8或者說(shuō)9，在所述模具半體 8和9之間能夠形成大量的空穴，用于產(chǎn)生相應(yīng)數(shù)目的套筒狀的壓鑄 件.所述壓鑄件10在芯棒26以及空穴27之間的空穴中制成。在打 開所述模具半體8和9之后，所述套筒狀的壓鑄件10附著在所述芯 棒26上。處于最終冷卻的狀態(tài)中的相同的壓鑄件IO在圖7中在左上 方示出，在那里所述壓鑄件10剛剛從再冷卻裝置19中拋出。上面的 橫梁6為更好地示出打開的模具半體之間的細(xì)節(jié)起見以中斷方式示 出。按照按圖l和7的解決方案，在結(jié)束相應(yīng)于第一解決途徑的壓鑄 過(guò)程之后四個(gè)用于壓鑄件10的方法步驟如下
"A"是將所述壓鑄件或者預(yù)成形坯IO從兩個(gè)模具半體中取出。 尚為塑性的部件在此被下降到所述打開的模具半體之間的空間中的 取坯裝置11所接納(圖1)并且用該取坯裝置ll提升到位置"B"。
"B"是定型及強(qiáng)化冷卻的階段。
"B" / "C"是將所述預(yù)成形坯IO從取坯裝置11轉(zhuǎn)交給轉(zhuǎn)移夾 具12以及將所述預(yù)成形坯10從所述轉(zhuǎn)移夾具12轉(zhuǎn)交給再冷卻裝置 19，相應(yīng)于所述第一解決途徑。
"D"是將得到冷卻的并且被置于形狀穩(wěn)定的狀態(tài)中的預(yù)成形坯 IO從所述再冷卻裝置19中拋出。
圖1和7可以這樣說(shuō)示出了用于按第一解決途徑的處理過(guò)程的主 要步驟的瞬時(shí)圖像。在位置"B，，中，垂直地上下疊放地布置的壓鑄 件10被轉(zhuǎn)移夾具12或者說(shuō)12，所接納并且通過(guò)所述轉(zhuǎn)移裝置沿箭頭 P的方向的偏轉(zhuǎn)被置于豎立的位置中，按照階段"C"。所述轉(zhuǎn)移夾 具12包括能夠圍繞著軸線13回轉(zhuǎn)的平臺(tái)17,該平臺(tái)17擁有操縱板 16，所述平臺(tái)17和操縱板16以彼此平行間隔開的方式來(lái)布置。所述 操縱板16能夠通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置或者說(shuō)通過(guò)調(diào)節(jié)件18平行于所述平臺(tái) 17來(lái)調(diào)節(jié)，從而可以在位置"B，，中將所述套筒狀的壓鑄件10從所 述取坯裝置11中取出并且在回轉(zhuǎn)到所述位置"C，，中的位置中將其 推入位于上方的再冷卻裝置19中。相應(yīng)的轉(zhuǎn)交通過(guò)所述操縱板16和 平臺(tái)17之間的間距"S"的變化來(lái)進(jìn)行。仍然爽的壓鑄件10在所述 再冷卻裝置19中得到最終冷卻并且在將所述再冷卻裝置19移到位置 "D"中后被排出并且被拋到輸送帶20上。附圖標(biāo)記23表示具有相應(yīng)的輸入管路或者說(shuō)排出管路的水冷卻裝置，所述輸入管路或者說(shuō)排
出管路為簡(jiǎn)化起見用箭頭表示并且假設(shè)為公開的.附圖標(biāo)記24/25表 示空氣側(cè)，其中24代表吹入或者說(shuō)壓縮空氣供給并且25代表真空或 者說(shuō)空氣吸出(圖6a和6c)。
從圖2a中可以看出在所述內(nèi)接頭30的作為定型內(nèi)接頭的功能與 預(yù)成形坯10的錐形區(qū)段47之間的直接關(guān)聯(lián)。所述預(yù)成形坯10的相 應(yīng)的錐形的外部緊接在從敞開的模具半體8、 9中取出之后事先得到 專門的冷卻并且無(wú)支撐的外部的壁體層在冷卻套筒21內(nèi)部得到硬化 (圖3b)。這在變細(xì)的過(guò)渡帶47上給了整個(gè)預(yù)成形坯足夠的形狀穩(wěn) 定性?？諝鈱?dǎo)環(huán)114向外保持在所述冷卻套筒21的頭部143的內(nèi)部。 在裝配時(shí)，將所述空氣導(dǎo)環(huán)114連同所述冷卻套筒21的里面的套筒 144從右向左推入。冷卻空氣用箭頭145、 145，來(lái)表示。圖2a或者說(shuō) 3b示出，在所述擠壓圖或者說(shuō)密封圏56與所述預(yù)成形坯接觸之前冷 卻空氣在起作用.
圖2b以更大的比例尺示出了按圖6a的內(nèi)接頭30的插入部分。 非常優(yōu)選的特征是所述擠壓團(tuán)或者說(shuō)密封圏56的浮動(dòng)支承。所述擠 壓圖56借助于松動(dòng)的支承環(huán)IOO保持在兩個(gè)端側(cè)上。所述兩個(gè)松動(dòng) 的支承環(huán)100具有內(nèi)直徑"D，，，該內(nèi)直徑"D"比支承管52的外直 徑"d"大了一個(gè)微小的間隙。沿縱向方向在所述支承環(huán)100和連接 件80之間也存在著間隙"Sp"。由此所述擠壓團(tuán)或者說(shuō)密封圏56 在不起作用的狀態(tài)中得到輕微的搖擺或者浮動(dòng)的意義上的運(yùn)動(dòng)自由 度。在此自動(dòng)地在所述擠壓團(tuán)或者說(shuō)密封團(tuán)56上獲得最佳的環(huán)形的 密封位置比如57、 57，或者57"。
圖3a和3b示出了在螺紋部分44和吹氣部分43之間的關(guān)鍵的過(guò) 渡帶47中所述預(yù)成形坯10xx的外部冷卻。許多預(yù)成形坯10xx在這 個(gè)區(qū)段中具有外部的錐形的變細(xì)部110。這個(gè)錐形的變細(xì)部110是不 利的，因?yàn)樗鲎兗?xì)部的與冷卻套筒21對(duì)置的區(qū)域47沒有支撐。與 所述冷卻套筒的內(nèi)壁lll之間不存在接觸。通過(guò)空氣接頭112可以吹 入冷卻空氣并且通過(guò)冷卻通道113又排放到外部。這種額外的冷卻具 有巨大優(yōu)點(diǎn)，即其可以從將所述預(yù)成形坯IO轉(zhuǎn)交給冷卻套筒21的第 一時(shí)刻起并且額外地在整個(gè)定型時(shí)間的范圍內(nèi)有效地加以使用。用相 關(guān)的預(yù)成形坯外側(cè)面的額外硬化，來(lái)防止通過(guò)所述擠壓團(tuán)或者說(shuō)密封圍56的壓緊力引起的可能的變形。與"標(biāo)準(zhǔn)的"冷卻套筒之間的最 為顯著的結(jié)構(gòu)差別在于，在敞開的入口區(qū)域(Mttndungsbereich)中 布置了空氣導(dǎo)環(huán)114。在所述空氣導(dǎo)環(huán)114的內(nèi)側(cè)面上，從所述空氣 接頭112的位置直到與周圍環(huán)境鄰接的排出位置113，圍繞著有關(guān)的 預(yù)成形坯件布置了環(huán)形的冷卻通道。由此冷卻空氣有針對(duì)性地掠過(guò)所 述預(yù)成形坯的整個(gè)相應(yīng)的錐形的外側(cè)面直至所述頸環(huán)137的端面。
圖4a和4b示出了預(yù)成形坯10x連同錐形加寬的頸部136.在這 種類型的預(yù)成形坯中，所述加寬的頸部已屬于吹氣部分并且在定型過(guò) 程中抵靠在所述冷卻套筒130的內(nèi)壁上。所述冷卻套筒內(nèi)壁給了所述 預(yù)成形坯10x指定的外部形狀。所述預(yù)成形坯10x的整個(gè)吹氣部分一 直抵靠到頸環(huán)137。所述擠壓團(tuán)或者說(shuō)密封團(tuán)56的最佳的密封位置 在所述頸環(huán)137的區(qū)域中處于圓柱形區(qū)段的區(qū)域中(圖5b)。不過(guò)， 由此這個(gè)部分在所述擠壓圏或者說(shuō)密封團(tuán)56鼓起時(shí)在變形方面受到 危害，因?yàn)檫@個(gè)部分從外面僅僅部分得到支撐。這里，額外的外部冷 卻(KL)起了作用。隨著所述螺紋部分44和頸環(huán)137的空氣冷卻， 螺紋44的外皮得到更高的強(qiáng)度。這不依賴于是否對(duì)所述預(yù)成形坯進(jìn) 行定型。
圖4b還示出了一種另外的有趣的設(shè)計(jì)方案構(gòu)思。所述冷卻套筒 由標(biāo)準(zhǔn)化的部件組成并且包括里面的冷卻套筒130、外面的冷卻套筒 131和表層套筒132以及頭部環(huán)133，用所述頭部環(huán)133來(lái)形成空氣 通道(縫隙Sp)。按所述預(yù)成形坯10、 10x、 10xx的外形來(lái)"^殳計(jì)所 述里面的冷卻套筒130并且安放相應(yīng)的頭部環(huán)133或者說(shuō)114。用138 來(lái)表示最下面的螺紋線，用134來(lái)表示操縱板的底座并且用135來(lái)表 示密封圉。按照?qǐng)D4a和4b來(lái)如此設(shè)計(jì)所述冷卻套筒10x，從而在將 預(yù)成形坯推入所述冷卻套筒中之后在底部留下十分之幾毫米的最小 縫隙139。相反，這里所述頸環(huán)137應(yīng)該在推入時(shí)已經(jīng)完全平放在所 述冷卻套筒的端面上。
在許多情況中在純圓柱形的吹氣部分的情況下按圖5a可以放棄 外部冷卻。但是，在還要更多地縮短機(jī)器周期時(shí)間的努力中，在具有
圓柱形吹氣部分的預(yù)成形坯上也有利的是，盡早使所述螺紋部分硬 化，以便再冷卻的范圍內(nèi)的每種處理不會(huì)在螺紋上導(dǎo)致?lián)p壞。
圖5b示出了具有在敞開的端部的區(qū)域中擴(kuò)大的直徑的預(yù)成形坯。這個(gè)預(yù)成形坯在頸環(huán)137及螺紋的區(qū)域中在所述冷卻套筒中不再 得到支撐。因此，這里十分有利的是，在從壓鑄模具轉(zhuǎn)交給取坯夾具 之后立即用冷卻空氣使所提到的區(qū)域的外皮硬化。
圖5c示出了一種解決方案，該解決方案在相應(yīng)的吹氣部分的變 細(xì)部上可以防止在有關(guān)的部位中出現(xiàn)變形尤其鼓起(圖10b),這首 先在低于10秒鐘的極短的周期時(shí)間以及較厚的預(yù)成形坯壁厚時(shí)使 用。在通用的用于l-2升容量的Pet-瓶的預(yù)成形坯中，用冷卻空氣處 理的區(qū)段通常為3到5厘米，其中螺紋本身大約為2厘米，
從上面的說(shuō)明中可以得知，對(duì)于預(yù)成形坯10、 10x、 10xx來(lái)說(shuō)， 從預(yù)成形坯從敞開的模具半體中取出的時(shí)刻起
-任何時(shí)候都存在著最佳可能的冷卻情況；
-所述預(yù)成形坯除了短暫的中斷之外緊接在從敞開的模具半體推 入所述冷卻套筒中之后直到移入所述內(nèi)接頭30在定型階段中壓緊在 取坯套筒40的里面的冷卻表面上；
-用于所述預(yù)成形坯IO的百分之百的抵靠的短暫中斷通過(guò)持續(xù)時(shí) 間更長(zhǎng)的定型再度得到補(bǔ)償；
-在定型之后，所述預(yù)成形坯10、 10x、 10xx已經(jīng)全面地處于形 狀穩(wěn)定的狀態(tài)中。所述預(yù)成形坯IO、 10x、 10xx因此在定型之后直到 最終冷卻的狀態(tài)在其外面的幾何形狀方面保持尺寸穩(wěn)定性。
在水冷卻回路最大程度地布置在
-壓鑄模具中，
-壓鑄空穴的區(qū)域中和壓鑄芯棒中以及 -取坯套筒中
時(shí)產(chǎn)生最大的強(qiáng)化作用。在此目標(biāo)不是在壓鑄周期之內(nèi)對(duì)預(yù)成形坯 10、 10x、 10xx進(jìn)行最終冷卻。但是致力于直到持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)二倍到三 倍的再冷卻結(jié)束時(shí)將預(yù)成形坯10、 10x、 10xx置于有傾倒能力、存放 能力和輸送能力的狀態(tài)中。
由此獲得巨大的優(yōu)點(diǎn)
-用于極端地縮短周期時(shí)間的前提，
畫由此進(jìn)一步提高壓鑄機(jī)的生產(chǎn)率，
-預(yù)成形坯的最大的尺寸穩(wěn)定性，
-以及預(yù)成形坯的比如也在結(jié)晶度、尺寸穩(wěn)定性及無(wú)損壞性方面的最佳可能的質(zhì)量性能。
圖6a、 6b和6c示出了借助于承擔(dān)保持內(nèi)接頭的功能的內(nèi)接頭30 對(duì)所述預(yù)成形坯IO進(jìn)行定型并且將其從取坯套筒40中取出的情況. 通過(guò)所述內(nèi)接頭30將吹氣部分的內(nèi)腔置于低壓(圖6a)，或者說(shuō)按 照?qǐng)D6b將所述預(yù)成形坯IO吸到所述內(nèi)接頭30上(-號(hào))。在支承 管52上，在后面的端部上安裝了定心環(huán)58，該定心環(huán)58剛好與所 述預(yù)成形坯10的敞開的端部相匹配，用于將所述預(yù)成形坯精確地保 持在所述內(nèi)接頭30上。在所述預(yù)成形坯10的背面，按照?qǐng)D6c將壓 縮空氣加栽到封閉的預(yù)成形坯端部(+號(hào)).所述預(yù)成形坯IO朝操縱 板16碰到止擋50，并且完全可以從取坯套筒40上取出并且比如轉(zhuǎn) 交給再冷卻器或者按照第二解決途徑通過(guò)切換到壓縮空氣這種方式 被拋出。
圖6a示意示出了壓縮空氣供給的調(diào)節(jié).通過(guò)電壓調(diào)節(jié)的控制閥 35、 38，通過(guò)以伏特計(jì)的電壓借助于控制系統(tǒng)39來(lái)調(diào)節(jié)用于定型的 壓縮空氣供給，其中優(yōu)選從所述定型開始時(shí)致力于膨脹壓力的連續(xù)增 加。由此可以防止所述預(yù)成形坯IO通過(guò)所述冷卻套筒21的冷卻作用 出現(xiàn)的收縮并且實(shí)現(xiàn)外皮的快速硬化。由此可以以最佳的方式在所述 定型的整個(gè)持續(xù)時(shí)間里將所述預(yù)成形坯10壓緊在所述冷卻套筒的內(nèi) 壁上，而不會(huì)因預(yù)成形坯的處理而在無(wú)支撐的區(qū)域的區(qū)域中出現(xiàn)膨脹 或者損壞。
圖7示出了在壓鑄過(guò)程結(jié)束且打開模具半體8或者說(shuō)9時(shí)的狀況。 所述預(yù)成形坯10的溫度在模具中用最大的冷卻作用來(lái)降低。所述預(yù) 成形坯10完全還可能形狀不穩(wěn)定，從而其在打開模具之后在立即拋 出時(shí)在極小的外部的力作用下會(huì)發(fā)生變形。在壓鑄過(guò)程結(jié)束時(shí)，所述 取坯裝置已經(jīng)處于起動(dòng)位置中(圖1)并且在打開模具之后沒有時(shí)間 遲延地下降到打開的模具半體之間。在圖7所示的解決方案中，使用 獨(dú)立的再冷卻裝置19,在該再冷卻裝置19中仍然爽的預(yù)成形坯10 在3到4個(gè)壓鑄周期中得到最終冷卻。轉(zhuǎn)移夾具12在圖7的階段"B" / "C"中將所述預(yù)成形坯IO轉(zhuǎn)交給再冷卻裝置19。所述預(yù)成形坯的 再冷卻在水冷卻的套筒中進(jìn)行。
在圖7中，水平面用EH來(lái)表示并且垂直面用EV來(lái)表示。水平 面EH通過(guò)兩個(gè)坐標(biāo)X和Y來(lái)確定并且垂直面通過(guò)坐標(biāo)Y和Z來(lái)確定，z-坐標(biāo)是垂直的，并且x-坐標(biāo)橫向于z-坐標(biāo)來(lái)定向。所述轉(zhuǎn)移
夾具12實(shí)施偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以及沿X-坐標(biāo)的線性運(yùn)動(dòng).此外，所述轉(zhuǎn)移夾 具12可以沿Y-坐標(biāo)執(zhí)行受控制的運(yùn)動(dòng)，因?yàn)樗鲛D(zhuǎn)移夾具12已經(jīng) 沿X-坐標(biāo)執(zhí)行受控制的運(yùn)動(dòng)，所以所述處于轉(zhuǎn)移夾具12的內(nèi)接頭30 上的預(yù)成形坯10沿X-方向的精確定位通過(guò)相應(yīng)受控制的/受調(diào)節(jié)的 運(yùn)動(dòng)來(lái)執(zhí)行。在這種情況下，為將所述預(yù)成形坯10轉(zhuǎn)交給再冷卻器 19,使所述再冷卻器19沿X方向移到一個(gè)固定位置上，沿Y-方向控 制/調(diào)節(jié)所述轉(zhuǎn)移夾具12并且將其置于相應(yīng)所期望的位置中。在所述 優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案中，用于再冷卻器19的運(yùn)動(dòng)器件對(duì)于所述兩個(gè)坐標(biāo) X和Y來(lái)說(shuō)能夠?yàn)榱擞糜谒鲱A(yù)成形坯10的轉(zhuǎn)交的精確定位而進(jìn)行 控制/調(diào)節(jié)。在此將所述轉(zhuǎn)移夾具12相應(yīng)地置于固定的轉(zhuǎn)交位置中。
關(guān)于這些實(shí)施方式在全部?jī)?nèi)容方面參照WO 2004/041510，此外 參照PCT 2007/000319。
在圖7和8的所示出的位置中，所述兩個(gè)模具半體8和9處于打 開的狀態(tài)中，從而所述再冷卻器60可以移入所述模具半體之間的自 由的中間空隙62中。所述再冷卻器60總共具有三根運(yùn)動(dòng)軸線， 一根 沿Y-坐標(biāo)的水平運(yùn)動(dòng)軸線， 一根沿Z-坐標(biāo)的垂直運(yùn)動(dòng)軸線以及一根 旋轉(zhuǎn)軸線63，這些軸線由機(jī)器控制系統(tǒng)90來(lái)協(xié)調(diào)。所述旋轉(zhuǎn)軸線63 僅僅用于將最終冷卻的預(yù)成形坯10拋到輸送帶20上。所述旋轉(zhuǎn)軸線 63相對(duì)于底板得到支承。用于垂直運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)器件是垂直驅(qū)動(dòng)裝置 65。該垂直驅(qū)動(dòng)裝置65以能夠滑動(dòng)的方式布置在水平驅(qū)動(dòng)裝置67的 底板66上。所述水平驅(qū)動(dòng)裝置67具有帶有垂直軸線的AC-伺服馬達(dá)。 所述底板66通過(guò)四個(gè)滑動(dòng)體以能夠來(lái)回運(yùn)動(dòng)的方式支承在兩條平行 的滑軌上.所述底板66在右邊的圖側(cè)上具有垂直向上指向的底板件， 所述垂直驅(qū)動(dòng)裝置65固定在該底板件上。所述垂直驅(qū)動(dòng)裝置65同樣 具有帶有水平軸線的AC-伺服馬達(dá)。
按圖8的再冷卻裝置具有多個(gè)平行布置的列。在所示出的實(shí)施例 中，在垂直的列中分別示出了 12個(gè)冷卻套筒21。所述冷卻套筒21 相對(duì)于壓鑄成形件中的情況可以更加緊挨地來(lái)布置。因此不僅建議使
用多個(gè)平行的列而且額外地建議列的錯(cuò)移。這意味著，對(duì)于第一壓鑄 周期來(lái)說(shuō)，用數(shù)字1表示冷卻管，對(duì)于第二壓鑄周期來(lái)說(shuō)用數(shù)字2表 示冷卻管等等，如果在具有四個(gè)平行列的實(shí)施例中用數(shù)字3來(lái)填充所有的列，那就如所說(shuō)明的一樣使具有數(shù)字1的列為將預(yù)成形坯排出到
輸送帶20上作準(zhǔn)備。其余的處理則按此精神在整個(gè)生產(chǎn)時(shí)間的范圍 內(nèi)來(lái)進(jìn)行，在所示出的實(shí)施例中，全部再冷卻時(shí)間處于三到四倍的壓 鑄時(shí)間的數(shù)量級(jí)中。所述再冷卻裝置19中的空氣壓力情況或者說(shuō)低 壓情況必須能夠按列控制，以便在特定的時(shí)刻可以同時(shí)激活所有的列 l或者說(shuō)2等等。除了所述再冷卻器19以及平臺(tái)17的位移調(diào)節(jié)的精 度之外，重要的是，加速和減速功能得到最佳控制。在機(jī)器控制系統(tǒng) 或者說(shuō)機(jī)器計(jì)算機(jī)90的指令裝置中進(jìn)行可視化.運(yùn)動(dòng)過(guò)程在每個(gè)方 面都可以得到優(yōu)化。這比如涉及起動(dòng)和停止，不過(guò)考慮到速度和位移 尤其也涉及到加速和減速。
圖9示出了在未定型的情況下制成的預(yù)成形坯10xx上采集的熱 量分布。應(yīng)該注意到從62.8C到45.7"C的巨大的溫差。這在預(yù)成形坯 的桿部的端部上產(chǎn)生17.lr的徑向溫差。這在第一冷卻過(guò)程中導(dǎo)致外 部形狀的橢圓化。這種不期望的橢圓化僅僅可以通過(guò)成形模具中的更 長(zhǎng)的冷卻時(shí)間來(lái)減小或者防止。在所示出的實(shí)施例中，在周期時(shí)間為 13.5秒的情況下測(cè)量所示出的熱量分布。橢圓度大約為0.2毫米，這 恰好還處于公差極限之內(nèi)。
圖10a示出了用冷卻空氣對(duì)預(yù)成形坯10xx進(jìn)行定型的測(cè)試實(shí)例。 溫度分布處于小得多的還僅僅為3.9X:的范圍內(nèi)。在此將周期時(shí)間從 13.5秒降低到11.5秒。橢圓度不是0.2毫米而僅僅為0.05毫米。由 此表明，按本發(fā)明可以在周期時(shí)間更短的情況下制造更為精密的預(yù)成 形坯。
圖10b示出了預(yù)成形坯10xx，在該預(yù)成形坯10xx中沒有使用所 述按本發(fā)明的外部冷卻。定型壓力太高，因而該預(yù)成形坯在無(wú)支撐的 錐形區(qū)域中已經(jīng)鼓起。
權(quán)利要求
1.用于預(yù)成形坯(10)的再冷卻裝置，其中借助于取坯夾具(11)將形狀還不穩(wěn)定的預(yù)成形坯(10)從壓鑄機(jī)的敞開的模具半體(8、9)中取出并且能夠在水冷卻的取坯套筒或者說(shuō)冷卻套筒(21)中至少部分地對(duì)所述預(yù)成形坯(10)進(jìn)行再冷卻，其特征在于，在所述預(yù)成形坯(10)的外面的敞開的端側(cè)的區(qū)域中為冷卻套筒(21)集成了空氣吹入裝置，通過(guò)所述空氣吹入裝置能夠用冷卻空氣使所述預(yù)成形坯(10)的至少無(wú)支撐的區(qū)域的外皮得到硬化。
2. 按權(quán)利要求1所述的再冷卻裝置， 其特征在于，為所述再冷卻裝置分配了冷凍機(jī)組，用于產(chǎn)生低溫冷卻的冷卻空氣。
3. 按權(quán)利要求2所述的再冷卻裝置， 其特征在于，為所述再冷卻裝置分配了用于冷卻空氣的壓縮機(jī)，利用該壓縮機(jī) 能夠產(chǎn)生小于4bar的空氣壓力。
4. 按權(quán)利要求1到3中任一項(xiàng)所述的再冷卻裝置， 其特征在于，所述再冷卻裝置具有控制系統(tǒng)，借助于該控制系統(tǒng)能夠從將預(yù)成 形坯轉(zhuǎn)交給取坯套筒或者說(shuō)冷卻套筒(21)的時(shí)刻起激活所述空氣吹 入裝置。
5. 按權(quán)利要求4所述的再冷卻裝置， 其特征在于，能夠控制冷卻空氣量和/或冷卻空氣溫度，其中能夠緊接在預(yù)成 形坯轉(zhuǎn)交之后調(diào)節(jié)最大值。
6. 按權(quán)利要求1到5中任一項(xiàng)所述的再冷卻裝置， 其特征在于，所述空氣吹入裝置構(gòu)造為指向所述預(yù)成形坯的外面的敞開的端 側(cè)的空氣導(dǎo)引裝置或者說(shuō)冷卻通道(113)。
7. 按權(quán)利要求1到6中任一項(xiàng)所述的再冷卻裝置， 其特征在于，所述水冷卻的取坯套筒在螺紋部分(44)和吹氣部分(43)或者 說(shuō)圓柱形的桿部之間的區(qū)域中具有用于所述預(yù)成形坯(10)的相應(yīng)的 外部冷卻的冷卻通道(113)，此外具有用于所述冷卻通道(113)的 空氣接頭(112).
8. 按權(quán)利要求l到7中任一項(xiàng)所述的再冷卻裝置， 其特征在于，依賴于所述預(yù)成形坯(10)的幾何造型將通風(fēng)通道布置在螺紋部 分(44)與頸環(huán)(137)之間的區(qū)域中和/或頸環(huán)(137)與圓柱形吹 氣部分(43)之間的過(guò)渡區(qū)域中。
9. 按權(quán)利要求1到8中任一項(xiàng)所述的再冷卻裝置， 其特征在于，構(gòu)造所述水冷卻的取坯套筒，使得整個(gè)預(yù)成形坯吹氣部分除螺紋 部分(44)和頸環(huán)(137)之外能夠完全插入所述取坯套筒中。
10. 按權(quán)利要求1到9中任一項(xiàng)所述的再冷卻裝置， 其特征在于，所述水冷卻的取坯套筒由標(biāo)準(zhǔn)化的部件構(gòu)成，從而按具體情況能 夠?qū)⒂糜谕L(fēng)通道的導(dǎo)環(huán)(114)用于螺紋部分(44)和頸環(huán)(137) 之間的過(guò)渡區(qū)域和/或頸環(huán)(137)和吹氣部分(43)之間的過(guò)渡區(qū)域 的冷卻。
11. 按權(quán)利要求1到10中任一項(xiàng)所述的再冷卻裝置， 其特征在于，所述再冷卻裝置具有設(shè)有大量的各帶有一個(gè)插入預(yù)成形坯(10) 中的插入部分的內(nèi)接頭(30)的裝置并且所述內(nèi)接頭(30)的插入部 分具有能夠在徑向上鼓起的擠壓圏或者說(shuō)密封團(tuán)(56)，所述擠壓團(tuán) 或者說(shuō)密封圏(56)能夠插入所述預(yù)成形坯(10)中。
12. 按權(quán)利要求11所述的再冷卻裝置， 其特征在于，所述擠壓團(tuán)構(gòu)造為能夠在徑向上鼓起的尤其浮動(dòng)地得到支承的 密封團(tuán)(56)，通過(guò)所述密封圖(56)能夠?yàn)樵谒鲱A(yù)成形坯(10) 的吹氣部分(43)的內(nèi)腔中形成膨脹壓力而朝所述預(yù)成形坯(10)的 內(nèi)壁的方向產(chǎn)生能夠以機(jī)械方式產(chǎn)生和調(diào)節(jié)的密封力。
13. 按權(quán)利要求11或12中任一項(xiàng)所述的再冷卻裝置，其特征在于，所述內(nèi)接頭(30)能夠以尤其浮動(dòng)地得到支承的擠壓圏或者說(shuō)密 封團(tuán)(56 )在位置控制的情況下在處于螺紋部分(44 )和吹氣部分(43 ) 之間的區(qū)域中在能夠選擇的最佳的密封位置上插入所述預(yù)成形坯 (10)中。
14. 按權(quán)利要求11到13中任一項(xiàng)所述的再冷卻裝置， 其特征在于，所述預(yù)成形坯(10)能夠在仍然燙的形狀不穩(wěn)定的狀態(tài)中為進(jìn)行 再冷卻從壓鑄模具轉(zhuǎn)交給水冷卻的取坯套筒并且能夠借助于能夠插入所述預(yù)成形坯(10)中的內(nèi)接頭(30)用壓縮空氣定型到精確的外 部尺寸。
15. 按權(quán)利要求11到14中任一項(xiàng)所述的再冷卻裝置， 其特征在于，所述內(nèi)接頭(30)布置在共同的操縱板(16)上，為該操縱板(16) 分配了受控制的驅(qū)動(dòng)件，用于將所述擠壓團(tuán)或者說(shuō)密封圏(56)插入 和定位在對(duì)密封團(tuán)(56)在預(yù)成形坯(10)中或者說(shuō)取坯冷卻套筒中 最佳的插入深度中或者說(shuō)最佳的位置上。
16. 按權(quán)利要求1到15中任一項(xiàng)所述的再冷卻裝置， 其特征在于，所述再冷卻裝置具有能夠控制的取坯夾具(11 )，該取坯夾具(11 ) 至少具有一定數(shù)目的水冷卻的取坯套筒，該數(shù)目相當(dāng)于壓鑄模具的壓 鑄位置的數(shù)目，優(yōu)選該數(shù)目相當(dāng)于壓鑄模具中的壓鑄位置的數(shù)目的三 到四倍。
17. 按權(quán)利要求1到16中任一項(xiàng)所述的再冷卻裝置， 其特征在于，所述再冷卻裝置具有帶有水冷卻的取坯套筒的取坯夾具(11)、 帶有內(nèi)接頭(30)的轉(zhuǎn)移夾具(12、 12，)以及具有與壓鑄位置的三 到四倍的數(shù)目相當(dāng)?shù)臄?shù)目的冷卻位置的再冷卻器(19)，其中所述預(yù) 成形坯(10)的吹氣部分(43)能夠在所述取坯套筒中得到定型并且 所述預(yù)成形坯(10)能夠以預(yù)先給定的精確的形狀在每個(gè)壓鑄周期之 內(nèi)借助于所述轉(zhuǎn)移夾具(12、 12，)轉(zhuǎn)交給所述再冷卻器(19)并且 在最終冷卻之后轉(zhuǎn)交給運(yùn)出裝置(20)。
18. 用于對(duì)具有螺紋部分(44 )、吹氣部分(43 )以及頸環(huán)(137 ) 的預(yù)成形坯(10)進(jìn)行再冷卻的方法，所述預(yù)成形坯(10)在仍然燙 的形狀不穩(wěn)定的狀態(tài)中在水冷卻的冷卻套筒(21)中至少部分地得到再冷卻，其特征在于，所述預(yù)成形坯(10)的外面的敞開的無(wú)支撐的端側(cè)的至少一部分 的外皮通過(guò)集成在冷卻套筒(21)中的空氣吹入裝置用冷卻空氣得到 冷卻并且在這過(guò)程中得到硬化。
19. 按權(quán)利要求18所述的方法， 其特征在于，用于定型的壓縮空氣從定型開始無(wú)級(jí)膨脹，使得所述預(yù)成形坯 (10)的外皮進(jìn)一步冷卻，直至達(dá)到最大的膨脹壓力用于收縮平衡， 其中空氣壓力的增加優(yōu)選通過(guò)在壓縮空氣供給裝置中的控制閥的控 制電壓的提高來(lái)達(dá)到。
20. 按權(quán)利要求18或19所述的方法， 其特征在于，作為冷卻空氣使用具有處于優(yōu)選低于ox:的范圍內(nèi)的溫度的低溫 冷卻的空氣。
21. 按權(quán)利要求20所述的方法， 其特征在于，4吏用小于4bar的冷卻空氣。
22. 按權(quán)利要求18到21中任一項(xiàng)所述的方法， 其特征在于，控制冷卻空氣的使用，從而在轉(zhuǎn)交預(yù)成形坯之后立即產(chǎn)生最大的 冷卻作用。
23. 按權(quán)利要求18到22中任一項(xiàng)所述的方法， 其特征在于，緊接在將所述預(yù)成形坯(10 )轉(zhuǎn)交給冷卻套筒(21)之后在螺紋 部分(44)和圓柱形吹氣部分(43)之間的區(qū)域中借助于空氣對(duì)所述 預(yù)成形坯(10)進(jìn)行外部冷卻。
24. 按權(quán)利要求18到23中任一項(xiàng)所述的方法， 其特征在于，在具有加寬的頸部的預(yù)成形坯(io)的情況下從外面對(duì)螺紋部分(44)和頸環(huán)(137)之間的過(guò)渡區(qū)域進(jìn)行空氣冷卻。
25. 按權(quán)利要求18到23中任一項(xiàng)所述的方法， 其特征在于，在具有在外部變細(xì)的頸部的預(yù)成形坯(10)的情況下從外面對(duì)所 述預(yù)成形坯(10)的這個(gè)區(qū)域進(jìn)行空氣冷卻。
26. 按權(quán)利要求18到25中任一項(xiàng)所述的方法， 其特征在于，a) 將安裝在內(nèi)接頭(30)上的擠壓圍或者說(shuō)密封團(tuán)(56)在位 置控制的情況下在螺紋部分(44)和吹氣部分(43)之間的區(qū)域中插 入各個(gè)預(yù)成形坯(10)中，其中b) 所述擠壓圍或者說(shuō)密封團(tuán)(56) —直鼓起直至接觸到所述預(yù) 成形坯(10)的內(nèi)壁，并且c) 通過(guò)在徑向上指向所述內(nèi)壁的方向的力的產(chǎn)生來(lái)向外對(duì)吹氣 部分(43)的內(nèi)腔進(jìn)行密封。
27. 按權(quán)利要求18到26中任一項(xiàng)所述的方法， 其特征在于，所述預(yù)成形坯(10)的吹氣部分(43)在將所述預(yù)成形坯(10) 推入所迷冷卻套筒(21)中且從敞開的模具半體(8、 9)中移出來(lái)之 后在壓鑄周期的持續(xù)時(shí)間之內(nèi)在所述冷卻套筒(12)的內(nèi)壁上通過(guò)無(wú) 級(jí)膨脹的壓縮空氣將所述預(yù)成形坯(10)定型到精確的外部尺寸。
28. 按權(quán)利要求18到27中任一項(xiàng)所述的方法， 其特征在于，所述具有擠壓團(tuán)或者說(shuō)密封團(tuán)(56)的內(nèi)接頭(30)在位置控制 的情況下在能夠選擇的最佳的密封位置上在處于螺紋部分(44)和吹 氣部分(43)之間的區(qū)域中插入所述預(yù)成形坯(10)中。
29. 按權(quán)利要求18到28中任一項(xiàng)所述的方法， 其特征在于，所述預(yù)成形坯(10)緊接在推入所述冷卻套筒(21)中之后從外 面在螺紋部分(44)和頸環(huán)(137)之間的過(guò)渡區(qū)域中并且/或者直到 頸環(huán)(137)和吹氣部分(43)之間的過(guò)渡區(qū)域中從外面得到空氣冷 卻并且在組合中在所述冷卻套筒(21)從所述敞開的模具半體(8、 9)中移出來(lái)之后借助于安裝在內(nèi)接頭(30)上的擠壓圏或者說(shuō)密封團(tuán) (56)在位置控制的情況下插入所述預(yù)成形坯(10)中直到螺紋部分 (44)和頸環(huán)(137)之間的過(guò)渡區(qū)域中或者直到頸環(huán)(137)和吹氣部分(43)之間的過(guò)渡區(qū)域中并且在壓鑄周期之內(nèi)得到定型，
全文摘要
本發(fā)明涉及用于對(duì)形狀不穩(wěn)定地從多重壓鑄模具中取出的預(yù)成形坯(10)進(jìn)行后處理和定型的一種裝置以及一種方法，并且提出一種集成在水冷卻的冷卻套筒(21)中的用于所述預(yù)成形坯(10)的敞開的端側(cè)的外側(cè)面的空氣冷卻。尤其對(duì)于特殊的預(yù)成形坯類型，在所述冷卻套筒(21)中無(wú)支撐的區(qū)域可以在從敞開的模具(8、9)轉(zhuǎn)交給取坯套筒或者說(shuō)冷卻套筒的過(guò)程開始時(shí)在外面通過(guò)借助于冷卻空氣或者低溫冷卻的空氣進(jìn)行的冷卻來(lái)預(yù)硬化。利用所述新穎的解決方案，通過(guò)在所述冷卻套筒(32)中的定型以及在再冷卻的區(qū)域中的處理尤其也可以在尺寸穩(wěn)定性和因應(yīng)力引起的壓痕方面保證極高的質(zhì)量。
文檔編號(hào)B29C49/64GK101588910SQ200880003040
公開日2009年11月25日 申請(qǐng)日期2008年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月25日
發(fā)明者S·博克 申請(qǐng)人:內(nèi)茲塔爾機(jī)械公司