CN105436460A - 铸模、特别是真空压铸模的能够由熔体填充的模具型腔中压力测量的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于铸模、特别是真空压铸模的模具型腔中压力测量的装置,该模具型腔能够由液态熔体填充。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于铸模、特别是真空压铸模的模具型腔中压力测量的装置,该模具型腔能够由液态熔体填充。
背景技术
DE10140657C1已经公开了一种装置,该装置用于铸模、特别是真空压铸模的能够填充熔体的模具型腔中压力的测量或压力变化的测量,其中,测量通道设置为直接连接至模具型腔,该测量通道借助压力传感器用于模具型腔中直接地测量压力并且在熔融阶段、进料阶段和/或充模阶段期间通过栓封闭。
在DE10140657C1中准确地描述到,对于通过压铸法、注射成型法或类似方法制成的构件质量所提出的要求在持续提高。质量的改善也通过制造方法的扩展得以实现,其中,对各个过程参数的全面了解有着重要的意义。在包括预设的铸模排气或抽真空的铸造过程中,特别是在冲模过程期间出现在模具型腔中的压力是一个重要的参数。
例如,在DE10140657C1中解释了在压铸法中模具抽真空的意义。因此,在常规的压铸过程中,由方法决定的铸造结构中的缺陷是众所周知的。通过所包含的空气以及通过脱模剂蒸汽和润滑剂蒸汽产生压铸件中以微孔形式的缺陷。通过使用真空实现了显著减少铸件中气体含量。在此,负压对整个模具型腔、连同铸造腔以及吸料管造成影响,从而吸走空气、所产生的蒸汽以及气体。对铸造腔、浇注系统以及至少部分的模具型腔进行配料、填充。
但是,在模具型腔中直接测得压力比对于确定负压的大小和时间以及对于实现质量保证都是必不可少的。
在DE3939728A1中公开了一种用于压铸机和注射成型机的压力测量装置。但是对直接在模具型腔中有利的测量已表明,由于传感器可预期的损坏,这种用于粗糙的铸造过程的方式视为是不可能实现的。因此,本发明提出,压力测量装置仅仅在铸模上方而不是直接在模具型腔中测量压力。在此,传感器不会受到熔体的损坏作用。
EP0600324A1中已知在真空阀区域中的压力的测量。在此,在金属前沿通过关闭真空阀来保护压力传感器。
DE19500005C2中已知用于压铸模和注塑成型模中压力测量的方法和设备,其中,通过间隙进行压力测量。该间隙在此垂直于成型方向地设置在金属硬模中。该间隙在一侧上直接或经流入系统与模具型腔连接而在另一侧上直接或经流入系统与压力传感器连接。该间隙具有几乎平行的表面,其中,形成单个间隙的表面一部分设置在硬模的熔炉侧并且一部分设置在硬模所谓的铸件顶出侧。通过使模具型腔与压力传感器连接的间隙,可以几乎无误差地测量压力,该压力对应于模具型腔中的压力。在此,通过凝固的金属熔体封闭测量通道并且相应地保护压力传感器。该方法特别是使用在铝压铸或者锌压铸中。
因此在上述的现有技术中已知通过栓、借助阀门以及通过凝固的熔体封闭测量通道。
发明内容
由现有技术出发,本发明的目的在于提供一种改良的装置,该装置实现了在填充过程期间在模具型腔中直接测量压力,其中,保护压力传感器不受熔体影响,而且该装置能够以相对较低的成本加装在现有铸模中,该装置尽可能紧凑地并易磨损性低地形成而且容易制造,并且该装置可以尽可能多方面地设置在不同的铸模中。
该目的通过权利要求1所述的特征得以实现。本发明的扩展方案和有利的设计可由从属权利要求得出。
按照本发明设置一种用于铸模、特别是真空压铸模的模具型腔中压力测量的装置,该模具型腔能够由液态熔体填充,该装置包括压力传感器、测量通道和在轴向中延伸的环形间隙,该环形间隙位于内壳体和与其共轴设置的外壳体之间,其中,环形间隙在其第一端部上与模具型腔连接而其第二端部与测量通道的第一端部处于连接,其中,压力传感器设置在所述测量通道的第二端部上。
具有这样环形间隙的装置实现了特别在填充过程期间在模具型腔中直接测量压力。通过内壳体和外壳体形成的环形间隙已证实特别有利于间隙中出现的熔体在间隙中的凝固。特别是,这类具有环形的间隙的装置在铸模中仅需要很小的结构空间。处于已组装状态、即形成环形间隙状态的内壳体和外壳体形成相对紧凑的单元并且容易制造。按照本发明的装置能够以相对较低的成本加装在已有的铸模中。仅需在适宜的位置上创造所需要的结构空间。该装置因此能够多方面地设置在不同的铸模中。
可能有利的是,处于已组装状态,即形成环形间隙状态的内壳体和/或外壳体具有柱状的轮廓,特别是具有圆柱形的轮廓。如果由内壳体和外壳体组成的、由熔体环流的单元不应影响铸模的填充过程,该轮廓可以是有利的。
可能有利的是,内壳体在其外侧面上而外壳体在其内侧面上这样设置时,即,在模具型腔的填充过程中,通过间隙的第一端部出现在间隙中的熔体在间隙中凝固并且在此在轴向上经过尽可能短的路径。
可能有利的是,内壳体和外壳体这样形成,即,在内壳体和外壳体之间沿轴向延伸的环形间隙的内径和/或外径在其轴向延伸上一次或多次变化。因此,环形间隙的大小或其宽度和/或环形间隙的高度可以变化。例如,熔体在间隙中直到凝固时所能经过的路径可以相应地与各种使用目的相适应。由此,由内壳体和外壳体构成的单元的尺寸可以取决于使用目的来确定。在内壳体和外壳体已组装的情况下,该间隙可以基本上等高地形成。当环形间隙在其圆周上形成地比在轴向上的长更宽时,对于特定应用可能是有利的。当环形间隙在其圆周上形成地比在轴向上的长更窄时,对于其他应用可能是有利的。
可能有效的是,内壳体和外壳体这样形成,即,在内壳体和外壳体之间沿轴向延伸的环形间隙的内径和/或外径在其轴向延伸上由其第一端部向其第二端部变小,优选为阶梯状。这样形成的环形间隙已证实特别有利于在间隙中出现的熔体在间隙中的凝固。特别是,这类具有环形间隙的装置在铸模中仅需要很小的结构空间。处于已组装状态、即形成环形间隙状态的内壳体和外壳体形成相对紧凑的单元并且容易制造。按照本发明的装置能够以相对较低的成本加装在已有的铸模中。仅需在适宜的位置上创造所需要的结构空间。该装置因此能够多方面地设置在不同的铸模中。
可能有利的是,铸模包括固定的模具半部和可移动的模具半部,其中,内壳体设置在固定的模具半部上而外壳体设置在所述可移动的模具半部上,或者相反地,优选外壳体设置在固定的模具半部上而内壳体设置在可移动的模具半部上。通过这样的布设,以简单的方式通过模具半部的对接和封闭铸模的形成实现了由内壳体和外壳体组装成形成有环形间隙的单元。在浇注和铸件凝固之后打开铸模,其中,由内壳体和外壳体组成的单元也彼此分开。随后连同在间隙中凝固的材料移除、特别是顶出铸件。因此,对应于内壳体和外壳体的模具半部可再次用于下一个真空循环或铸造循环。
为了用于形成环形间隙的外壳体和内壳体限制性地组装,当模具半部在与内壳体和外壳体的轴相平行的方向上进行运动时,可能是有利的。
可能有利的是,模具半部在对接的状态下为了形成间隙内壳体限制地、至少部分地设置在外壳体中。因此不需要为了形成环形间隙而使内壳体完全地设置在外壳体中。仅仅重要的是,这样的环形间隙设置在内壳体和外壳体的至少一部分之间。
可能有利的是,外壳体在其内侧上形成为钟形而内壳体在其外侧面形成为锥形或金字塔形。相应地,内壳体和外壳体可以简单地在脱模方向上相互分离。
可能有利的是,外壳体具有环绕用于容纳所述内壳体的开口的表面,在铸模封闭的情况下以及在内壳体相应地容纳在外壳体中的情况下,该表面位于内壳体的表面上和/或位于具有内壳体的模具半部的表面上,其中,这些表面之间的接缝形成了模具型腔与环形间隙的第一端部的连接。该连接相应地形成为环形并形成为间隙的一部分。在这种情况下,熔体可以有利地经该连接的整个圆周流入间隙。
为了对出现在间隙中的这种熔体产生影响,可能有利的是,接缝的宽度以及表面的间距在圆周上至少部分是不同的。
可能有利的是,内壳体和/或外壳体形成为能够更换的部件并且能够与相应的模具半部连接。能够更换的部件也可以是能够与模具半部的成型部件连接的部分部件。由于可替换性,磨损的内壳体和/或外壳体可以简单地由新的部件更换,而不必替换整个模具半部或模具部件。以此可以使模具部件的使用寿命整体提高。为了提高内壳体和/或外壳体的使用寿命,也可能有利的是,单个易磨损的区域由不易磨损的材料制成和/或能够分开更换地形成。
为了更换内壳体和/或外壳体,可能有效的是,内壳体和/或外壳体具有用于紧固件、特别是螺栓的轴向钻孔,以此内壳体和/或外壳体固定在相应的、设置有钻孔的模具半部上。
可能有利的是,用于紧固件的轴向钻孔同时至少形成测量通道的一部分。因此可以有利地省去额外的钻孔。
可能有利的是,测量通道的一部分设置在模具半部中而所述测量通道的另一部分设置在外壳体和/或优选在内壳体中。因此,压力传感器可以距离内壳体和/或外壳体更远地设置。当在测量通道的第一端部上的压力传感器固定在可移动的或固定的模具半部上时,可能是有利的。
可能有利的是,紧固件、特别是螺栓头的下侧面这样形成,即,确保使设置在内壳体和/或外壳体中的钻孔或测量通道连接至环形间隙的第二端部。
可能有利的是,环形的、设置有钻孔的盖板根据垫圈的类型设置在紧固件头部,特别是螺栓头,和具有钻孔的表面之间,并且这样形成,即,确保设置在内壳体和/或外壳体中的钻孔或者测量通道连接至所述环形间隙的第二端部。
可能有效的是,盖板具有凸起,这些凸起位于盖板朝向钻孔的底面上,从而凸起之间的凹处确保了设置在内壳体和/或外壳体中的钻孔或测量通道连接至环形间隙的第二端部。
可能有利的是,环形间隙这样设置,即,经环形间隙不能从模具型腔中吸出气体。
可能有利的是,该装置仅设置用于测量模具型腔中的压力。
可能有利的是,该装置的具有内壳体和外壳体的部分设置在模具型腔中,特别是设置在两个铸造进程之间。这样的布设实现了在对待铸铸件没有造成损坏的条件下直接测量模具型腔中的压力。
可能有利的是,内壳体和/或外壳体是能够控温的。在熔体进入间隙以及继续流动的过程中,熔体将热量传递给内壳体和外壳体的壁,直到熔体在环形间隙中凝固为止。通过控温可以影响热交换。例如通过在内壳体和/或外壳体中相应地设置具有冷却剂的相应运输的冷却剂钻孔可以实现控温。其他控温的可能性也是为专业人员所熟知的。
也可以分开地或者另外通过为内壳体和/或外壳体中设置的、在必要时热导率不同的材料对热交换产生影响。
根据使用情况,钢、铜合金、钨和/或钼合金可以使用作为适宜的内壳体和/或外壳体的材料。
附图说明
随后借助一个附图中示出的实施例进一步说明本发明。在附图中:
图1示出了在封闭的真空压铸模的情况下穿过按照本发明的装置的截面图,
图2以立体图示出了相互分离状态下的内壳体和外壳体,
图3以立体图示出了组装状态下的内壳体和外壳体,
图4以立体图示出了位于内壳体上的盖板,以及
图5示出了盖板的底面的示意图。
具体实施方式
如果在图1至图5中使用到了相同的附图标记,那么相同的附图标记描述相同的部分,从而在每个附图描述中为了避免重复不再需要重新说明各个部分。
图1示出了穿过按照本发明的装置10的截面图,该装置10用于测量封闭的真空压铸模的模具型腔中的压力,该模具型腔能够由熔体填充。
装置10包括压力传感器12、测量通道14以及在外壳体18和内壳体16之间沿轴向20延伸的环形间隙22,该内壳体至少部分地共轴设置在外壳体中。
环形间隙22在其第一端部24上与模具型腔相连而且以其第二端部26与测量通道14的第一端部28连接。压力传感器12尽可能靠近间隙地设置在测量通道14的其他位置上或测量通道14的第二端部30上。
此处未进一步示出的模具型腔围绕外壳体18。
内壳体16在其外侧以及外壳体18在其内侧这样形成,即,在填充模具型腔时通过环形间隙22的第一端部24进入间隙22的熔体在间隙22中凝固。
内壳体16与外壳体18这样形成,即,在内壳体和外壳体之间在轴向20上延伸的环形间隙22的内径32和/或外径34在其轴向延伸上多次变化,如图所示有利地从其第一端部24向其第二端部26变小,即优选为阶梯状或级联状。
此处未完整示出的压铸模包括此处未示出的固定的模具半部和可移动的模具半部36,其中,外壳体18设置在固定的模具半部上而内壳体16设置在可移动的模具半部36上。
模具半部36的移动沿平行于内壳体16和外壳体18的轴38的方向进行。
在模具半部36对接的状态下,内壳体16限制地、至少部分地设置在外壳体18中。
外壳体18在其内侧上形成为钟形而内壳体16在其外侧面形成为锥形或金字塔形。
外壳体18具有围绕用于容纳内壳体16的开口的表面40,在铸模封闭的情况下以及在内壳体16相应地容纳在外壳体18中的情况下,该表面位于内壳体16的表面上和/或位于具有内壳体16的模具半部36的表面上,其中,这些表面之间的接缝42形成了模具型腔与环形间隙22的第一端部24的连接。
内壳体16和/或外壳体18形成为能够更换的部件并且能够与相应的模具半部36连接。
内壳体16和/或外壳体18具有用于紧固件的轴向的钻孔44,46,特别是用于螺栓,由此内壳体16和/或外壳体18固定在相应的、设置有钻孔48的模具半部36上。
内壳体16中存在的轴向钻孔44以及模具半部36中存在的钻孔48用于紧固件的同时还形成测量通道的至少一部分。
环形的、设置有钻孔54的盖板50根据垫圈的类型设置在紧固件头部、特别是螺栓头和具有钻孔44的表面52之间,并且这样形成,即,确保使设置在内壳体16和/或外壳体中的钻孔44或者测量通道连接至环形间隙22的第二端部26。
盖板50具有凸起56,这些凸起位于盖板朝向内壳体的钻孔44的底面上,从而凸起56之间的凹处58确保了设置在内壳体16和/或外壳体中的钻孔44或测量通道44连接至环形间隙22的第二端部26。
设置在测量通道14的第一端部28上的压力传感器12固定在可移动的模具半部36上。
附图标记列表
10装置
12压力传感器
14测量通道
16内壳体
18外壳体
20轴向
22环形间隙
24环形间隙22的第一端部
26环形间隙22的第二端部
28测量通道14的第一端部
30测量通道14的第二端部
32环形间隙22的内径
34环形间隙22的外径
36可移动的模具半部
38内壳体16和外壳体18的轴
40表面
42接缝
44钻孔(测量通道)
46钻孔
48钻孔(测量通道)
50盖板
52表面
54盖板50的钻孔
56凸起
58凹处
Claims (22)
1.一种用于铸模、特别是真空压铸模的模具型腔中压力测量的装置(10),所述模具型腔能够由液态熔体填充,所述装置包括压力传感器(12)、测量通道(14)和环形间隙(22),所述环形间隙在内壳体(16)和与所述内壳体共轴设置的外壳体(18)之间沿轴向(20)延伸,其中,所述环形间隙(22)在其第一端部(24)上与所述模具型腔连接而其第二端部(26)与所述测量通道(14)的第一端部(28)处于连接,其中,所述压力传感器(12)设置在所述测量通道(14)的第二端部(30)上。
2.根据权利要求1所述的装置(10),其特征在于,处于已组装状态,即形成所述环形间隙(22)状态的所述内壳体(16)和/或所述外壳体(18)具有柱状的轮廓,特别是具有圆柱形的轮廓。
3.根据权利要求1或2所述的装置(10),其特征在于,所述内壳体(16)和所述外壳体(18)这样形成,即,在所述内壳体和所述外壳体之间沿轴向(20)延伸的所述环形间隙(22)的内径(32)和/或外径(34)在其轴向延伸上一次或多次变化。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的装置(10),其特征在于,所述内壳体(16)和所述外壳体(18)这样形成,即,在所述内壳体和所述外壳体之间沿轴向(20)延伸的所述环形间隙(22)的内径(32)和/或外径(34)在其轴向延伸上由其第一端部(24)向其第二端部(26)变小,优选为阶梯状。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的装置(10),其特征在于,所述铸模包括固定的模具半部和可移动的模具半部(36),其中,所述内壳体(16)设置在所述固定的模具半部上而所述外壳体(18)设置在所述可移动的模具半部上,或者相反地,优选所述外壳体(18)设置在所述固定的模具半部上而所述内壳体(16)设置在所述可移动的模具半部(36)上。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的装置(10),其特征在于,所述模具半部(36)沿平行于所述内壳体(16)和所述外壳体(18)的轴(38)的方向进行移动。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的装置(10),其特征在于,在所述模具半部(36)对接的状态下,所述内壳体(16)限制地、至少部分地设置在所述外壳体(18)中。
8.根据权利要求7所述的装置(10),其特征在于,所述外壳体(18)在其内侧上形成为钟形而所述内壳体(16)在其外侧面形成为锥形或金字塔形。
9.根据权利要求7或8所述的装置(10),其特征在于,所述外壳体(18)具有围绕用于容纳所述内壳体(16)的开口的表面(40),在铸模封闭的情况下以及在所述内壳体(16)相应地容纳在所述外壳体(18)中的情况下,所述表面位于所述内壳体(16)的表面上和/或位于具有所述内壳体(16)的所述模具半部(36)的表面上,其中,所述表面之间的接缝(42)形成了所述模具型腔与所述环形间隙(22)的第一端部(24)的连接。
10.根据权利要求9所述的装置(10),其特征在于,所述接缝(42)的宽以及所述表面的间距在圆周上至少部分是不同的。
11.根据权利要求5至10中任意一项所述的装置(10),其特征在于,所述内壳体(16)和/或所述外壳体(18)形成为能够更换的部件并且能够与相应的模具半部(36)连接。
12.根据权利要求11所述的装置(10),其特征在于,所述内壳体(16)和/或所述外壳体(18)具有用于紧固件、特别是用于螺栓的轴向钻孔(44,46),由此所述内壳体(16)和/或所述外壳体(18)固定在相应的、设置有钻孔(48)的所述模具半部(36)上。
13.根据权利要求12所述的装置(10),其特征在于,用于所述紧固件的轴向钻孔(44,48)同时形成测量通道(44,48)的至少一部分。
14.根据权利要求1至13中任意一项所述的装置(10),其特征在于,一部分所述测量通道(48)设置在所述模具半部(36)中而另一部分所述测量通道(44)设置在所述外壳体中和/或优选在所述内壳体(16)中。
15.根据权利要求12至14中任意一项所述的装置(10),其特征在于,所述紧固件、特别是螺栓头的下侧面这样形成,即,确保设置在所述内壳体(16)和/或所述外壳体(18)中的所述钻孔(44,48)或所述测量通道(44,48)连接至所述环形间隙(22)的所述第二端部(26)。
16.根据权利要求12至15中任意一项所述的装置(10),其特征在于,环形的、设置有钻孔(54)的盖板(50)根据垫圈的类型设置在紧固件头部、特别是螺栓头和具有所述钻孔(44)的表面(52)之间,并且这样形成,即,确保设置在所述内壳体(16)和/或所述外壳体中的所述钻孔(44)或者所述测量通道(44)连接至所述环形间隙(22)的所述第二端部(26)。
17.根据权利要求16所述的装置(10),其特征在于,所述盖板(50)具有凸起(56),所述凸起位于所述盖板朝向所述钻孔(44)的底面上,从而所述凸起(56)之间的凹处(58)确保了设置在所述内壳体(16)和/或所述外壳体中的所述钻孔(44)或所述测量通道(44)连接至所述环形间隙(22)的所述第二端部(26)。
18.根据权利要求12至17中任意一项所述的装置(10),其特征在于,在所述测量通道(14)的第一端部(28)上的所述压力传感器(12)固定在所述可移动的模具半部(36)或者所述固定的模具半部上。
19.根据权利要求1至18中任意一项所述的装置(10),其特征在于,所述环形间隙(22)这样设置,即,经所述环形间隙不能从所述模具型腔中吸出气体。
20.根据权利要求1至18中任意一项所述的装置(10),其特征在于,所述装置(10)仅设置用于测量所述模具型腔中的压力。
21.根据权利要求1至18中任意一项所述的装置(10),其特征在于,所述至少装置(10)的具有所述内壳体(16)和/或所述外壳体(18)的部分设置在所述模具型腔中,特别是设置在两个铸造进程之间。
22.根据权利要求1至20中任意一项所述的装置(10),其特征在于,所述内壳体(16)和/或所述外壳体(18)是能够控温的。
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