CN103547394B - 真空压铸机 - Google Patents

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Abstract

一种真空压铸机具有带有两个模半部的铸模，在模半部之间形成模空腔，其与铸造腔连通，铸造腔可供应有来自保温炉的金属熔融物。经由抽真空装置在模空腔中产生负压。此外，设置有用于确定模空腔压力的压力确定装置和至少一个调整装置，经由其可调节模空腔压力。

Description

真空压铸机
技术领域
本发明涉及一种真空压铸机以及一种用于调整在真空压铸机的在静止的模半部与可动的模半部之间形成的模空腔中的模空腔压力的方法。
背景技术
从文件EP0790090Bl中已知一种真空压铸机，其具有由两个模半部(Formhaelfte)形成的用于容纳金属熔融物的铸模。一个模半部构造成静止的，第二模半部构造成可动的并且可在静止的模半部的方向上运动，其中，为了在模半部之间的压力密封的密封，在模半部的端侧处设置有环绕的密封绳。在模半部之间的铸模与铸造腔相连接，在铸造腔中可调整地支承有铸造活塞。抽吸管从保温炉(在其中存在金属熔融物)通到铸造腔中。在模半部之间的模空腔(Formhohlraum)(其形成铸模)联接到用于产生真空的抽真空装置处，该真空引起金属熔融物从保温炉经由抽吸管抽吸到铸造腔中。
在可动的模半部的关闭过程期间必须避免气体从模空腔经由铸造腔和抽吸管到达金属熔融物中，因为这将导致在熔融物中不期望的气泡(Gaseinschluss)和待铸造的工件的质量降低。根据文件EP0790090Bl设置成，为了避免在关闭过程期间气体引入保温炉中，使用铸造活塞作为闭锁件并且使其移动到一位置中，在该位置中经由抽吸管到保温炉中的流动连接中断。为了该目的，铸造活塞位于模空腔与抽吸管的嘴口(Muendung)之间。同时，模空腔中提高的体积可通过阀的接通被导出到大气中或者经由抽真空装置被抽出。
发明内容
因此本发明目的在于以简单的措施避免在真空压铸机的熔融物中的气泡。
根据本发明，该目的利用按本发明的用于调整在真空压铸机的在静止的模半部与可动的模半部之间形成的模空腔中的模空腔压力的方法来实现。在一种按本发明的用于调整在真空压铸机的在静止的模半部与可动的模半部之间形成的模空腔中的模空腔压力的方法中，在铸造过程开始时借助于调整装置使可动的所述模半部向静止的所述模半部运动，并且在此确定所述模空腔压力并且作为模空腔压力与金属熔融物的熔融物背压的压力差的函数来调整到允许的值上，方法是：经由所述调整装置的调整将所述模空腔压力调节成使得防止超过所述熔融物背压，其中，所述熔融物背压由在浸入所述金属熔融物中的抽吸管的嘴口与在保温炉中的所述金属熔融物的水平之间的静液压力测定并且加上在所述金属熔融物上负载的压力。
根据本发明的真空压铸机具有铸模，其带有静止的模半部和可动的模半部，在它们之间形成模空腔或铸造空腔，其用于容纳金属熔融物。模空腔与铸造腔连通，在铸造腔中可调整地布置有铸造活塞。通过铸造活塞的运动被移动到模空腔中的金属熔融物可引入铸造腔中。此外，设置有用于在模空腔中产生负压的抽真空装置。经由负压将金属熔融物从保温炉抽吸到铸造腔中。
在铸造过程开始时借助于调整装置、尤其借助于液压的调整缸使可动的模半部向静止的模半部运动。利用在模半部的相邻的端侧之间或者说在一个模半部的端侧与在另一模半部的端侧处的密封绳之间的接触在模空腔中包围空气体积，由此可产生过压，其可从模空腔经由铸造腔传播到在保温炉中的金属熔融物中，这可导致在金属熔融物中的气泡。为了避免这种情况，根据本发明设置有压力确定装置(Druckermittlungseinrichtung)，经由其可来确定模空腔压力。此外，设置有至少一个调整装置，经由其可调节模空腔压力。该调整装置根据模空腔压力与熔融物背压(Schmelzengegendruck)的压力差来调整。熔融物背压是必须被克服的压力，由此将气体从模空腔经由铸造腔引入金属熔融物中。熔融物背压由在浸入金属熔融物中的抽吸管的嘴口与在保温炉中的金属熔融物的水平之间的静液压力在考虑金属熔融物的密度的情况下测定。此外，在金属熔融物上负载的压力、通常大气压力也加至熔融物背压。
在模空腔压力与熔融物背压之间的压力差在模空腔与金属熔融物之间的流动连接打开时对于压力是否从模空腔中扩散直到金属熔融物中并且在那里引起气泡是决定性的。如果模空腔压力低于熔融物背压，则尽管在模空腔与保温炉之间的流动连接打开也没有空气到达金属熔融物中。在模空腔压力相对金属熔融物的熔融物背压更高时才存在空气引入金属熔融物中的风险。经由调整装置的调整将模空腔压力调节成使得防止超过熔融物背压。
该实施方案具有该优点，即不必中断模空腔与带有金属熔融物的保温炉之间的流动连接。因此不需要将铸造活塞(其可调整地布置在铸造腔中)调整到中断流动路径的位置中。而铸造活塞有利地停留在拉回的位置中，在该位置中在模空腔与保温炉之间的流动连接打开。这同时具有该优点，即用于接下来的用于将金属熔融物抽吸到铸造腔中的抽真空过程的铸造活塞位于对于引入金属熔融物所期望的位置中。铸造活塞可在可动的模半部的进给过程期间和在接下来的抽真空过程期间保持拉回的位置。在金属熔融物被输送到铸造腔中之后，铸造活塞才必须将铸造腔中的熔融物体积通过向前运动输送到模空腔中。
调整装置的调整运动是影响模空腔压力的调整参数。如上所述，作为模空腔压力与熔融物背压的压力差的函数来确定调整装置的运动。在调节或控制装置中产生调整信号，其被输送给调整装置，由此其占据用于实现理论模空腔压力的所期望的位置。
原则上可考虑不同的调整装置以影响模空腔压力。根据一有利的实施方案设置成，调整装置由铸模的可动的模半部形成，其中，为了调整模空腔压力，影响可动的模半部的进给速度。通常在进给过程中使可动的模半部以预设的速度廓线运动，可偏离于此，以影响模空腔压力。尤其利用模半部的端侧与在第二模半部的相对的端侧处的环绕的包围模空腔的密封绳的接触在模半部之间包围空气体积，其中，随着可动的模半部继续接近静止的模半部，在模空腔中存在过压的风险。通过减小可动的模半部的接近速度可避免在模空腔中动态地引起的压力峰值。由此可能经由可动的模半部的接近速度的影响将模空腔压力保持在熔融物背压之下。
可动的模半部经由执行器来调整，执行器的运动经由调节或控制装置的调整信号来调整。执行器例如是液压缸。
根据另一有利的实施方案，设置有布置在模空腔处的压力阀，模空腔经由压力阀联接到抽真空装置处。压力阀至少可在打开的位置(在其中模空腔与抽真空装置相连接)与关闭的位置之间来调整。根据优选的实施方案，压力阀构造为三通阀，其除了关闭的位置和与抽真空装置相连接的位置之外可被置于第三位置中，在其中模空腔与大气相连接。由此，提供附加的调整可能性，经由其可来影响模空腔压力。由此例如可能当经由调整装置来执行用于调节模空腔压力的干预时将三通阀保持或置于抽真空位置中。但是也可能当执行调节模空腔压力的干预时将三通阀保持在与大气相连接的打开位置中或置于该位置中。
借助于压力确定装置来确定模空腔压力。该压力确定装置优选地是压力传感器，其布置在模空腔中或在其处并且经由其可直接或间接地来测量模空腔压力。但是原则上也可能使用测量值评估器作为压力确定装置，经由其例如基于数学模型来评估该压力。
在一种用于调整在真空压铸机的模空腔中的模空腔压力的方法中根据当前的模空腔压力与熔融物背压的压力差来调整在模空腔中所期望的压力。模空腔压力的调整尤其在封闭的调节回路中实现，在该调节回路中来确定模空腔压力的压力值并且与输送压力相比较，接着在调整装置处来执行调整干预，以将当前的模空腔压力带到实际压力上。在经由调整装置改变之后重新来确定模空腔中的压力并且必要时重新来执行调整干预。例如可将模空腔压力与熔融物背压的压力差调整到零或一余数(Residuum)上。必要时出于安全原因可预设负的余数，以保证模空腔压力小于输送压力。
全部信号、即不仅测量信号而且调整信号在与压铸机相关联的调节或控制装置中来处理。
原则上，代替利用封闭的调节回路调节，也可考虑带有敞开的调节回路的控制部，在其中不持续地来确定模空腔压力，而是调整仅仅一次或者在限制的时间段上且基于所确定的压力经由用于改变模空腔压力的调整装置实现。
有利地，模空腔压力的调节或控制随一模半部贴靠在相对的模半部的密封绳处而开始。这可经由模空腔压力的提高来确定，或者根据另一实施方案取决于行程(通过在由可动的模半部所经过的限定的行程长度之后)开始模空腔压力的调整。
如上面所示，模空腔压力的调节有利地经由可动的模半部的进给或接近速度的调整实现。附加地或备选地也可能例如应用比例阀作为压力阀并且调整比例阀的阀体的位置以调节压力。模空腔可经由比例阀与大气或者与抽真空装置相连接。
附图说明
另外的优点和适宜的实施方案可由附图说明和附图中得悉。其中：
图1显示了带有在压铸机的两个模半部之间的模空腔处的三通阀的真空压铸机的示意图，
图2以放大的单独图示显示了在一位置中的三通阀，在该位置中抽真空装置与模空腔隔绝而模空腔与大气相连接，
图3显示了在与抽真空装置相连接的位置中的三通阀。
在附图中相同的构件设有相同的附图标记。
具体实施方式
在图1中示出了真空压铸机1，其包括两个模半部2、3，其中，模半部2保持静止而模半部3保持可动。模半部3可在以实线拉回的位置3与向静止的模半部2的方向运动的、以虚线示出的位置3'之间来调整。该调整运动借助于构造为液压缸4的执行器实现，其经由液压阀5来供应以液压流体，其中，液压阀5经由调节或控制装置6的调整信号来调整。
在模半部2、3之间包围有用于容纳金属熔融物的铸造空腔或模空腔7。模空腔7与铸造腔8流动连接，在铸造腔8中可调整地支承有铸造活塞9。铸造腔8经由抽吸管10与保温炉12中的金属熔融物11相连接。抽吸管10如此远地浸入金属熔融物11中，使得嘴口13处于金属熔融物11的熔融物液位或水平14之下量h。经由抽吸管10将气体引入金属熔融物11中需要的熔融物压力由静液压力和在熔融物液位14上负载的环境压力测定，其中，静液压力通过熔融物水平14和嘴口13之间的高度差h乘以金属熔融物的密度计算出。
模空腔7关联有三通阀15，如可由图1中的放大的图示得悉的那样其在第一位置中与抽真空装置16(其包括真空罐17和真空泵18)相连接。此外，三通阀15在以附图标记19标明的另一位置中与大气相连接。在相对的侧面上，真空阀15与型空腔7相连接。
在三通阀15处此外布置有压力传感器20，经由其可来测量模空腔压力pv。所测量的模空腔压力pv与熔融物压力pi共同作为输入信号被输送给调节或控制装置6，在其中根据所接收的信号来产生用于调整液压阀5或液压缸4的调整信号，以影响可动的模半部3的进给速度。此外可经由调节或控制装置6的调整信号来切换三通阀15。此外，也经由调节或控制装置6的调整信号来调整铸造活塞9的运动。
在进给运动期间，可动的模半部3接近静止的模半部2。在可动的模半部3的端侧处布置有构造为密封绳的、环绕的密封件21，其伸出超过可动的模半部3的端侧。一旦密封绳21与静止的模半部2的相对的端侧达到接触，在模空腔7中包围附加的空气体积。密封绳21超过可动的模半部3的端侧的超出以尺寸b标明，相应地，一旦模半部之间的距离低于尺寸b，密封绳21与静止的模半部2的端侧达到接触。
图2显示了在可动的模半部3的进给过程期间的三通阀15，图3显示了三通阀在与抽真空装置相连接的位置中。进给过程以高速实现直至在密封绳21与静止的模半部2的面向的端侧之间相接触。三通阀15包括三个单阀15a、15b、15c，其中的单阀15a与单阀15c共同控制在模空腔7与大气19之间的连接而单阀15b与单阀15c相结合地控制在模空腔7与抽真空装置16之间的流动连接。在可动的模半部的进给运动期间切断单阀15b，从而在模空腔7与抽真空装置16之间不存在流动连接。单阀15a以该方式接通，即在大气19与单阀15c的背向模空腔7的区域之间存在流动连接。单阀15c位于关闭的位置中。
随着在密封绳21和静止的模半部2的面向的端侧之间达到接触将单阀15c打开，同时也将单阀15b调整到打开位置中，使得模空腔7与抽真空装置16相连接。经由压力传感器20来测量当前在模空腔7中存在的压力。根据所确定的压力的水平，通过调节或控制装置6的调整信号实现可动的模半部3的进给速度的调整。调整以该方式实现，即在所测量的模空腔压力pv与同样被测量的熔融物压力pi之间的压力差Δp不超过一定的值。调整尤其以该方式实现，即模空腔压力pv始终小于熔融物压力pi，由此保证在模空腔7中包围的气体体积不能经由打开的连接经由铸造腔8和抽吸管10到达保温炉12中的熔融物11中。以该方式来避免熔融物11中的涡旋和气泡。
除了可动的模半部3的进给速度的匹配之外，经由抽真空装置16实现气体体积的抽空。
在可动的模半部3的进给过程期间，铸造活塞9保持在它的在图1中示出的拉回的位置中直至在两个模半部的端侧之间相接触，在该位置中，在经过铸造腔8和抽吸管10的模空腔7与在保温炉12中的金属熔融物11之间存在连续的流动接触。为了防止在进给过程期间气体引入熔融物11中，进行上述调节或控制。
在进给过程结束之后，可经由模空腔7与抽真空装置16的连接来产生负压，其将熔融物11经由抽吸管10输送到铸造腔8中。接下来，在铸造腔8中的熔融物通过铸造活塞9的向前运动被输送到模空腔7中。

Claims (6)

1.一种用于调整在真空压铸机(1)的在静止的模半部(2)与可动的模半部(3)之间形成的模空腔(7)中的模空腔压力pv的方法，其中，在铸造过程开始时借助于调整装置使可动的所述模半部(3)向静止的所述模半部(2)运动，并且在此确定所述模空腔压力pv并且作为模空腔压力pv与金属熔融物(11)的熔融物背压pi的压力差Δp的函数来调整到允许的值上，方法是：经由所述调整装置的调整将所述模空腔压力pv调节成使得防止超过所述熔融物背压pi，其中，所述熔融物背压pi由在浸入所述金属熔融物(11)中的抽吸管(10)的嘴口与在保温炉(12)中的所述金属熔融物(11)的水平(14)之间的静液压力测定并且加上在所述金属熔融物(11)上负载的压力。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述模空腔压力pv的调整在封闭的调节回路中实现。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述模空腔压力pv的调整随一个模半部(2,3)贴靠在布置在另一模半部(2,3)处的密封件(21)处而开始。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为了调整所述模空腔压力pv，改变可动的所述模半部(3)的进给速度。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在压力调节期间将布置在所述模空腔(7)处的压力阀(15)置于打开位置中。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在压力调节期间将布置在所述模空腔(7)处的压力阀(15)与抽真空装置(16)相连接。
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