CN108145128A - 浇铸装置及浇铸方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于浇铸包含外部底切之金属组件的装置，该装置包含：基座主体(3)，其具有第一末端部分(12)及圆周侧壁(13)，该圆周侧壁包含楔形内部表面(16)；第一模零件(4)，其可插入至该基座主体(3)中且形成用于待浇铸之该组件(8)的第一模制表面(23)；多个侧模零件(5)，其可插入至该基座主体(3)中且在已插入状态下相抵于该基座主体(3)之该圆周侧壁(13)径向地受支撑且形成包含用于待浇铸之该组件(8)之内部模制表面(18)的模环(17)；第二模零件(6)，其可移动至藉由该等侧模零件(5)形成之该模环(17)中到达浇铸位置且形成用于待浇铸之该组件(8)之第二模制表面(36)，其中在该浇铸位置中，该第二模零件(6)相对于该第一模零件(4)以完全无接触方式配置。

Description

浇铸装置及浇铸方法

技术领域

本发明涉及一种用于制造金属组件，特别是轻金属车轮的装置及方法。

背景技术

在轻量构造及乘客保护方向上之努力引起对高强度及超高强度组件之增长的开发，该等组件具有低于至少具有相同强度属性之通用组件的重量。藉由浇铸制造轻量金属组件(特定而言，用于机动车辆之轻金属车轮)系已知的。

一种用于轻金属车轮之压铸的方法及装置自EP 0 423 447 A2系已知的。该装置包含一稳定支撑之中心模具零件、一高度可调整模及两个侧向半壳。该等半壳具有外部锥形表面，其可与包含锥形内部表面之高度可调整环状主体啮合。

一种用于藉助于浇铸及成型工具制造金属组件之方法及装置自EP 2 848 333 A1系已知的。该方法包含以下步骤：在第一压力下将熔融物浇铸至该浇铸及成型工具中；藉由较大第二压力将压力施加至工具中之固化熔融物；及藉由较大第三压力压缩工具中之自熔融物固化的组件。

一种用于制造金属模铸零件之方法自DE 10 2009 051 879B3系已知的。模具空腔系藉助于金属熔融物泵自下方至铸模中而被填充。在填充铸模之后，进入开口经紧密地闭合。在固化制程期间，压力随后经施加至围封于模具空腔中之金属熔融物。

鉴于将满足的关于工具(若适用)之制造准确度、磨损趋势、温度平衡及高压合适性的各种需求，亦被称作模具之可再用浇铸及成型工具的构造提出挑战。

用于制造包含侧向底切之机动车辆轮圈的低压铸模自DE 102 34 026 C1系已知的。该铸模包含：底板，其包含中心浇铸喷嘴；垂直可移动芯；以及可水平及垂直移位之对开式模具区块。该等模具区块连同芯一起固定至桥接件，且可与其一起垂直地移位。顶板系紧固至桥接件以便能够升高及降低，藉助于该顶板，该等模具区块可经由滑动楔状物对移动成彼此隔开。底板具有侧向楔状物对，在闭合状态中，该等模具区块以外部楔状物表面紧靠该等侧向楔状物对。底部模具系支撑于底板上，在该模之闭合状态中，该芯与底部模具以搁置方式接触。

此外，具有用于顶出浇铸组件之顶出销的模具系已知的。此类顶出销特定而言在高浇铸压力之状况下经受高磨损，此又可导致浇铸零件变形。

发明内容

本发明系基于提议一种用于浇铸金属组件之装置的目标，该装置具有简单设计，该装置仅经受小的磨损，且藉助于该装置，近净形(near-net-shape)组件可以高制造准确度进行制造。该目标进一步在于提议一种对应方法，其可在小的磨损下执行，且藉助于该方法，浇铸组件可以高制造准确度进行制造。

一种解决方案在于一种用于制造包含外部底切之金属组件的浇铸装置，该装置包含：基座主体，其具有第一末端部分及圆周侧壁，其中该侧壁具有内部表面，该内部表面在朝向该第一末端部分之方向上楔形化；第一模零件，其可插入至该基座主体中且形成用于待浇铸之该组件的第一模制表面；多个侧模零件，其可插入至该基座主体中，其中该等侧模零件在已插入状态下相抵于该基座主体之该圆周侧壁径向地受支撑且形成包含用于待浇铸之该组件之内部模制表面的模环；第二模零件，其可移动至藉由该等侧模零件形成之该模环中到达浇铸位置且形成用于待浇铸之该组件之第二模制表面，其中在该等侧模零件已插入至该基座主体中之该状态下，该第二模零件可相对于该等侧模零件轴向地移动，且相对于该第一模零件以完全无接触方式配置于该浇铸位置中。

该装置之优点为包含一个或多个底切之浇铸组件可藉由其以高效方式按具有极好强度属性及高制造准确度的近净形进行制造。因为第二模零件相对于该第一模零件不具有界定止挡，亦即，其可自待设定用于浇铸之末端位置(浇铸位置)在朝向该第一模零件之方向上进一步移动，所以压力可经施加至在完全填充模具空腔之后自熔融物固化的组件。因此，组件体积之温度相关收缩可得到补偿。在该浇铸之后的该压力施加进一步促成具有小晶体之精细晶粒结构，其最终引起该组件之良好强度属性。

归因于第一模零件与第二模零件之间的无止挡组态，模系统之静态过定性得以避免，其引起该浇铸装置之良好闭合属性。由于熔融物之热输入而呈现的模零件之热膨胀有利地由侧模零件之自动轴向精细定位来补偿。在侧模零件之较大径向热膨胀的状况下，侧模零件变得较早紧靠基座主体，亦即，其不太深地穿透至基座主体中；相比而言，在较小径向热膨胀之状况下，侧模零件较深地穿透至基座主体中。取决于待浇铸之组件的大小及形状，此等定位公差可例如分别为大约1毫米之1/10或十分之几。不管热膨胀及相关联之定位公差，侧模零件分别相对于基座主体及固持于其中之第一模零件始终居中。

操作装置可经设置以产生该第二模零件与该第一模零件之间的相对移动。该第二模零件可藉助于该操作装置在轴向方向上移动。特定而言，该第二模零件可分别在朝向基座主体或朝向第一模零件之方向上移动超过末端位置，以便将压力施加至待浇铸之组件。就此而言，该操作装置亦可被称作压力施加装置。因此，该浇铸装置及/或形成模具空腔之该等模零件分别组态为经压力加载，且分别适合于将至少1巴，特定而言大于10巴，较佳在10与1000巴之间的压力施加至工件及耐受彼等压力。对于侧模零件，一个或多个固持装置可经设置以用于当压力经由该压力施加装置而引入至固化组件中时在已插入状态下将该等侧模零件固持于闭合位置中。该(等)固持装置可按可控制动力单元(例如，液压定位缸)之形式进行设计。

举例而言，该第一模零件可为下部模零件，其系以一稳定方式固持于支撑件上。在此状况下，该第二模零件可为上部模零件，其可相对于该下部零件移动。然而应理解，反向指派(亦即，第一模零件作为上部零件且第二模零件作为下部零件)亦系可能的。关于两个零件中之哪一者以稳定方式固持且两个零件中之哪一者可轴向地移动的指派可经自由选择。在本发明之上下文中，就此而言，以使得一个组件可相对于另一组件移动之方式进行的描述将始终亦包括运动反转。该第一模零件、该第二模零件及该等侧模零件形成待填充有熔融金属之模具空腔。其亦可被称作第一模具零件、第二模具零件及侧模具零件。

所有可浇铸金属及金属合金分别可用作用于制造组件之材料。特定而言，诸如铝、镁及/或钛之轻金属之金属合金可能用于制造作为浇铸零件之车轮。取决于浇铸材料，该浇铸装置可经设计以制造具有例如5至100公斤之重量的组件。该等模零件之形状系根据待制造之组件的通常可变的形状而调适。该浇铸装置尤其适合于制造包含侧向底切之主体，特定而言，旋转对称主体，诸如车轮，但不限于此。该浇铸装置较佳经组态以使得藉由该等模零件围封之模具空腔具有至少0.5公升，特定而言至少3.0公升及/或最大50公升之容积。取决于待制造之组件的形状及大小，该模具空腔亦可经设计为腔巢，以使得多个组件可同时藉由一个浇铸制程而制造。所使用之侧模零件的数目取决于待制造之组件的形状。举例而言，两个、三个、四个或大于四个侧模零件可经设置。为制造旋转对称主体，个别侧模零件在闭合状态中接合以形成环。藉此提供个别片段之均匀划分系有利的，例如，两个半壳或各自包含120°圆周范围之三个片段，或各自包含90°圆周范围之四个片段。

根据较佳实施例，该装置具有包含模制表面之模具端环，该模制表面在朝向该第一末端部分之方向上楔形化，其中该模具端环相抵于该基座主体轴向且径向地受支撑。该模具端环可制造为单独组件且可插入至该基座主体中。作为替代例或另外，该模具端环亦可分别固定地连接至基座主体(特定而言，藉助于螺杆连接)或可经设计为与基座主体成一体。根据另一选项，该模具端环亦可固定地连接至该第一模零件，特定而言，与该第一模零件一体地形成。在任何状况下，该模具端环相抵于该基座主体轴向且径向地受支撑，即，在该模具端环经指派至该第一模零件时间接地相抵，或在该模具端环经指派至该基座主体时直接地相抵。

该等侧模零件可包含外部接触表面，该等外部接触表面与该基座主体之该楔形内部表面相互作用，特定而言使得在至该基座主体中之一轴向插入移动后，该等侧模零件朝向彼此径向地向内移动且轴向地塞入至该模具端环中。该轴向插入移动界定用于闭合该等模零件之一闭合方向，该等模零件在完全闭合状态中形成用于待浇铸之组件的模具空腔。该等侧模零件之外部接触表面的形状经设计以便对应于该基座主体之在闭合方向上楔形化的内部表面。特定而言，该等侧模零件之外部接触表面及该基座主体之内部表面以及该模具端环之内部表面可按锥形、类锥形片段或类楔形方式进行设计。

在轴向插入移动后，形成于各别侧模零件之间的径向间隙逐渐闭合，直至该等侧模零件最终在圆周方向上相抵于彼此受支撑，且形成闭合(亦即，无间隙)模环，且该模环之下部环状边缘密封地邻接于该模具端环之该楔形模制表面上。在侧模零件之如此界定的末端位置中，由该等零件形成之模环相抵于该模具端环之在闭合方向上楔形化的内部表面轴向且径向地受支撑。在此位置中，在开放方向上加宽之内部表面在开放方向上轴向地延伸超过该模环之环状边缘，亦即，该模环及该模具端环在末端位置中彼此在一定程度上轴向地重迭。

在末端位置中，较佳地，间隙形成于该等侧模零件之下部环状边缘与该第一模零件之上部模制表面之间，该间隙形成待填充之模具空腔之一部分。在侧向上(亦即，径向外部)，该上部模制表面可藉由该模具端环之楔形内部表面定界，该楔形内部表面因此跨越间隙高度形成用于待浇铸之组件的侧向模制表面区段。由该等侧模零件形成之该模环的该内部模制表面及该模具端环之该模制表面区段轴向地连接至彼此且一起形成用于待浇铸之组件的模具空腔之侧壁。

亦可被称作模片段或模滑件之侧模零件在每一状况下紧固至载体元件，经由该载体元件，轴向移动被引入。该等载体元件支撑该等侧模零件且因此亦可被称作支撑元件。为使该等侧模零件较佳均匀地移动至基座主体中或移出基座主体且为达成高位置准确度，特定而言，规定该等载体元件可联合地轴向移动。较佳地，一个载体元件系针对每一侧模零件而设置，其中该等载体元件经固持以便可相对于稳定固持板径向地移位。

为在浇铸制程已发生之后开放浇铸装置，将侧模零件及第二模零件在远离基座主体之方向上移动。此较佳藉助于通用轴向移动而发生。根据可能实施例，上部模零件所连接至的可轴向地移动之操作板可经设置以使得上部模零件连同操作板一起轴向地移动。

根据可能实施例，一或多个斜面总成可经设置，该一或多个斜面总成经组态以将该操作板在开放方向上之轴向移动变换成分别彼此远离且远离纵向轴线之载体元件的径向移动。出于此目的，该操作板较佳针对每一载体元件具有至少一个操作斜面，其与各别载体元件之对应设定斜面合作。藉由在开放方向上轴向地移动操作板，载体元件之设定斜面沿朝向径向外部倾斜之对应操作斜面滑动且由其径向地向外加载，以使得所指派载体元件及连接至其之侧模零件径向地向外移动。

上文所提及之目标的解决方案进一步在于一种用于藉助于浇铸装置制造金属组件的方法，该浇铸装置可具有一个或多个上文所提及之实施例。根据该方法，规定该等侧模零件系在基座主体之方向上插入以便闭合浇铸装置，其中侧模零件之外部表面系沿基座主体之楔形内部表面导引，以使得侧模零件朝向彼此径向地向内移动，直至侧模零件在圆周方向上相抵于彼此受支撑且形成模环，且该模环之下部环状边缘密封地邻接于模具端环之楔形模制表面上。

藉由该方法，已结合装置提及之优点可实现，以使得就此而言，参考上述描述。应理解，关于装置所提及之所有特征可相应地经转移至方法并应用于该方法，且反之亦然，所有方法特征可类似地经转移至装置。

根据可能实施例，该方法可包含以下步骤：将金属合金之熔融物模铸至浇铸装置中，其中该熔融物系藉由浇铸压力自基座主体外部经由第一模零件中之开口引入至模具空腔中，其中固持压力经施于侧模零件及上部模零件上，该固持压力大于该浇铸压力；感测表示模具空腔中之内部压力的压力信号；当急剧压力上升被感测到时，分别停止模铸或减小浇铸压力；及在压力减小之预定时间已过去之后，藉由相对于下部模零件移动上部模零件而将压力施加至自熔融物固化之组件，其中大于浇铸压力之模制压力经施加至组件。

藉由将模制压力施加至工件，晶体生长至少在组件及/或晶体之边缘区域中被抑制，该等晶体经产生、连续地碎开以形成较小晶体。总体而言，具有高强度之精细结构经产生。此压力施加为可能的，此系因为相对于针对浇铸制程而界定之位置，第二模零件可经加载且在模具空腔已完全被填充之后甚至进一步在朝向第一模零件之方向上移动。此又需要第二模零件相对于第一模零件以完全无接触及/或无支撑之方式固持于浇铸位置中。

附图说明

较佳实施例将藉助于图式在下文进行描述：

图1以透视图展示在闭合状态中之用于浇铸金属组件的装置；

图2以轴向视图展示来自图1之装置；

图3以纵向截面展示在闭合状态中之用于浇铸金属组件的装置；

图4以放大说明展示来自图3之装置的细节；

图5以纵向截面展示来自图1之在上部单元与下部单元之间的轴向移位位置中的装置；

图6以纵向截面展示来自图1之在上部单元与下部单元之间的轴向移位位置及侧模零件之部分侧向开放位置中的装置；

图7以纵向截面展示来自图1之在完全开放状态中的装置；

图8以透视图详细展示来自图1至图7之在闭合状态中之装置的侧模零件；

图9以轴向视图展示来自图8之侧模零件；

图10展示根据另一实施例之用于浇铸金属组件的装置之细节。

具体实施方式

图1至图10将在下文一起进行描述。根据本发明之用于自金属熔融物模制组件的装置2经展示。

亦可被称作浇铸及模制工具之装置2包含基座主体3，第一模零件4、多个侧模零件5及另一模零件6系插入至该基座主体中。在闭合状态中，该等模零件4、5、6一起形成用于待浇铸之组件8的模具空腔7。因此，该等模零件亦可被称作模具零件。浇铸装置2及个别模零件4、5、6之形状实质上分别藉由待制造之浇铸组件的形状判定。所有可浇铸金属及金属合金分别可用作对应地根据关于待制造之组件8之技术需求而选择的浇铸材料。举例而言，该模具空腔可具有介于0.5与50公升之间的容积。

在当前实施例中，装置2经组态以用于制造呈车轮形式之旋转对称主体，诸如铝、镁、钛之轻金属及/或其他合金成分的金属合金特定而言可用于该主体。待制造之旋转对称组件8包含在配置于该组件之对置轴向末端处的两个轮圈边缘9、10之间的圆周底切11。

在当前实施例中，第一模零件4系配置于底部处，相应地系自顶部插入至基座主体3中，此为其亦可被称作底部模零件或下部模零件之原因。因此，第二模零件6系配置于第一模零件5上方且可因此亦被称作上部模零件。然而应理解，该配置亦可经反转，亦即，第一模零件在顶部且第二模零件在底部。

基座主体3系以杯状方式设计且具有：末端部分12，第一模零件4系在第一方向上轴向地支撑于该末端部分上；以及圆周侧壁13，其延伸远离该末端部分。末端部分12形成包含中心开口14之底部，第一模零件4藉由连接区段坐落于该中心开口中以便形成密封。第一模零件4具有中心开口15，经由该中心开口，金属熔融物可藉由液压自下部模零件4下方压入至模具空腔7中。基座主体3可紧固至亦可被称作支撑板之稳定载板38。

侧壁13具有自末端部分12处开始之内部表面16，其在朝向侧壁13之自由末端的方向上加宽且在当前实施例中形成为圆锥形。在已插入状态下，如图3中所展示，侧模零件5相抵于基座主体3之圆周侧壁13轴向且径向地受支撑，且形成包含用于待浇铸之组件之内部模制表面18的沿圆周闭合之模环17。因此，该模环亦可被称作模具环。在当前状况下，侧模零件5之数目为四个，藉以应理解，诸如两个、三个或大于四个之不同数目亦可被使用。个别侧模零件5之划分系以规则间隔进行，亦即，四个片段经设置，其各自大致跨越整个圆周的四分之一而延伸。

侧模零件5具有外部接触表面19，该等外部接触表面经设计以便对应于基座主体3之楔形内部表面16且以类斜面方式与其合作。在当前实施例中，内部表面16及对应外部表面19分别设计为圆锥形或类锥形片段，以使得侧模零件5在轴向地插入至壳体3中时朝向彼此径向地向内移动，亦即，在朝向纵向轴线A之方向上移动。模零件5藉此愈来愈靠近彼此，直至其最终在圆周方向上彼此紧靠且形成闭合(亦即，无间隙)外部模环17，如特定而言在图8及图9中可看出。归因于基座主体3之内部锥形导引表面16，模环17至基座主体3中之进一步轴向插入系不可能的，以使得末端位置(相应地，闭合位置)经界定。在此闭合位置中，模环17相抵于基座主体3轴向且径向地受支撑。

如特定而言在图4中可看出，模具端环20经设置于待浇铸之组件8的端区中，该端环具有在朝向基座主体3之底部12的方向上楔形化的模制表面22。在当前实施例中，模具端环20经插入至基座主体3中且附接至该基座主体。该连接可按力锁定方式(例如，藉由压入配合)、按形式锁定方式(例如，藉由螺钉)及/或按实质上连接方式(例如，藉由焊接)实现。模具端环20之楔形模制表面22及侧壁13之内部表面16形成用于待插入之侧模零件5的通用内部导引表面。自几何及功能观点来看，模具端环20因此为基座主体3之整体部分，其中模具端环20之模制表面22形成侧壁13之内部表面16的一部分。在侧模零件5之已插入条件下，浇铸模具牢固地闭合而具有小的空隙。同时，模环17之锥形表面19分别与基座主体3之反锥形16及模具端环20相互作用，以便实行所提及组件相对于彼此之良好居中。模具端环20之轴向高度经选择以使得在闭合位置中，侧模零件5之下部环状边缘21配置于模具端环20内部且密封地接触其内部表面22。

就彼而言，在一侧之侧模零件5的楔形外部表面19与基座主体3之内部表面16(相应地，在另一侧之模具端环20的内部表面22)之间的表面配合满足双重功能，即，静态判定之密封止挡经形成。因此，在浇铸期间出现之模零件4、5的热膨胀系藉由侧模零件5之自动轴向精细定位来补偿，其中侧模零件5相对于第一模零件4自居中。不存在用于侧模零件之单独轴向末端止挡，以使得静态过定性得以避免。

环状间隙24形成于侧模零件5之环状边缘21与第一模零件4之模制表面23之间，该间隙形成待浇铸用于轮圈边缘9之模具空腔7的部分。第一模零件4之模制表面23的径向外部末端在侧向上藉由模具端环20之楔形内部表面22定界，该楔形内部表面在此形成用于待浇铸之组件8的侧向模制表面区段。由侧模零件5形成之模环17的内部模制表面18及模具端环20之模制表面区段轴向地连接至彼此，且一起形成用于待浇铸之组件的模具空腔之外部侧壁。

模具空腔之内部侧壁系由在浇铸之前插入至基座主体3中且进入浇铸位置中的第二模零件6形成。此系藉由对应的合适操作装置37进行。在当前实施例中，中心模零件6之主要插入移动连同侧模零件5一起发生。为此，该等模零件5、6在基座主体3之方向上联合地移动，直至侧模零件5已到达其末端位置，其中该等模零件分别相抵于基座主体3及模具端环20径向且轴向地受支撑。在侧模零件5之此末端位置中，第二模零件6可甚至分别相对于侧模零件5及第一模零件4进一步移动，以便将模具空腔调整至所要尺寸。出于此目的，第二模零件6相对于第一模零件4轴向地移动，直至所需浇铸位置到达。规定在浇铸位置中，第二模零件6相对于第一模零件4以完全无接触方式配置。在第二模零件之定界模具空腔7之末端部分28上，上部模零件6包含连同模环17之对应圆周内部表面30一起形成密封的圆周外部表面29。在浇铸位置中，两个密封表面29、30具有轴向重迭，以使得浇铸位置之精确轴向调整藉由上部模零件6之对应轴向移动系可能，但据此不影响密封功能。

第二模零件6与第一模零件4之间的相对移动系藉由操作装置37进行，该操作装置实行主要插入移动以及上部模零件至浇铸位置中之准确定位。此外，操作装置37适合于在分别朝向基座主体3及朝向第一模零件4之方向上将第二模零件6移动超过浇铸位置，以便在浇铸之后(相应地，在固化期间)将压力施加至组件。该操作装置37经组态以实现不同操作功能，即，实行第二模零件6以及侧模零件5在轴向方向上，亦即，朝向基座主体3(闭合方向)及远离其(开放方向)的轴向移位，以及侧模零件5在径向方向上，亦即，在朝向纵向轴线A之方向(闭合方向)及远离其之方向(开放方向)上的移位移动。

对于每一侧模零件5，各别载体元件26经设置以分别将力传送至各别侧模零件5及移动各别侧模零件。在每一状况下，载体元件26系紧固至侧模零件5之末端部分，特定而言紧固至侧模零件5之正面。该紧固可藉由例如螺钉来实行，但不限于此。在图8及图9中可见出，在当前实施例中，四个侧模零件5及对应四个载体元件26经设置。载体元件26穿过稳定固持板27之开口31与其连接区段28啮合。开口31经设计为狭长孔，以使得载体元件26可相对于稳定固持板径向地移动。

载体元件26可藉由各别动力单元25而经力加载及移动，其中动力单元25作用于各别载体元件26之连接区段27上及/或啮合该连接区段。为将动力均匀地引入至侧模零件5中，动力单元25同时作用于载体元件26上。特定而言，动力单元25承担在压力经由操作装置37引入至固化组件中时在已插入状态下将侧模零件5固持于闭合位置中的功能。动力单元25因此亦可被称作固持装置。

对于每一侧模零件5，斜面总成32经设置，其经组态以将操作板33在开放方向R2上之轴向移动实行为载体元件26在远离纵向轴线A之方向上的径向移动。对于每一载体元件26，操作板33因此具有两个操作斜面34，其与载体元件26之分别对应设定斜面35合作。当操作板33在开放方向R2上轴向移动时，载体元件26之设定斜面35沿径向向外倾斜之对应操作斜面34滑动。操作斜面34藉此径向地向外作用于载体元件26上，以使得各别载体元件26及连接至其之侧模零件5径向地向外移动。

浇铸循环将藉助于图3至图7在下文进行描述。图3展示在闭合状态中之浇铸装置2，亦即，侧模零件5分别经插入至浇铸主体3及模具端环20中直至末端位置，且上部模零件6经调整至浇铸位置以使得所要模具空腔7就绪。熔融物之浇铸藉由合适装置(未说明)自下方经由至模具空腔7中之开口15发生。熔融物可藉助于大于100巴，特定而言大于150巴之液压而压入。金属熔融物较佳以半固态，亦即，以低于熔融物之液相线的温度而压入至模具空腔7中。

在压力填充期间，大于浇铸压力之反压力(固持压力)经施加至侧模零件5及上部模零件4。用于侧模零件5之反压力可藉助于动力单元25引入至侧模零件中。用于上部模零件4之反压力可藉由其净重或经由中心操作单元37实行。

压力感测器(未说明)可经设置，其感测表示模具空腔中之液压的压力信号。藉由压力模铸，熔融物逐渐填充模具空腔7，直至模具空腔被完全填充。一旦达到完全填充状态，液压便急剧上升，亦即，可量测液压峰值经产生。浇铸制程较佳系以使得当感测到此压力峰值时将施于熔融物上之浇铸压力最初减小持续所界定时间(例如，持续介于1秒与10秒之间的时间段)的方式受控制。在此时间期间，熔融物至少部分地固化，特定而言，在轮圈边缘9、10之区域中固化。压力接着再次增加，即，增加至大于浇铸压力且可例如超过500巴之模制压力。该模制压力系经由第二模零件4引入至工件中。

在工件之完全固化之后，浇铸装置2再次开放。此在若干部分步骤中发生，如下文所描述。

如图5中所展示，上部模零件6及侧模零件5最初分别自下部模零件4及基座主体3中轴向地向外回缩。此第一回缩系作为方向R2上之纯轴向移动而发生。在当前状况下，装置2经设计以使得上部模零件6及侧模零件5相对于下部模零件4及基座主体3移动。然而应理解，反转运动亦系可能的，亦即，上部零件及侧向零件以稳定方式固持，且基座主体与容纳于其中之下部零件联合地移动。轴向拉出位置展示于图5中。

在下一步骤中，侧模零件5开放，亦即，径向地向外移动。如上文所描述，此移动藉助于斜面总成32发生，此系因为载体元件26藉由其设定斜面35沿操作板33之各别操作斜面34滑动，其中操作板33之进一步轴向移动经变换成侧模零件5远离纵向轴线A之径向移动。斜面总成32经设定尺寸及/或组态以使得藉此实行之径向移动大于待制造之组件8的底切11之深度。图6展示侧模零件5之径向开放位置，其中紧固有上部模零件6之操作板33相对于侧模零件5向上轴向地移动，以使得该等侧模零件被径向地向外推动。

随后，上部单元及下部单元进一步轴向地移开，以使得所制造之组件8可被移除。此完全开放位置展示于图7中。

图10展示在稍微经修改之实施例中的用于浇铸金属组件之根据本发明的装置2之细节。根据图10之装置实质上对应于根据图1至图9之装置，就此而言，参考图1至图9之装置之描述。相同细节藉此由如根据图1至图9之实施例中的相同参考数字来提供。

仅有的差异在于第一模零件4及模具端环20之组态，其将描述于下文中。在根据图10之当前实施例中，第一模环4径向地向外延伸超过模具端环20之内部表面22。模具端环20连接至基座主体3且至少在轴向方向上相抵于第一模环4受支撑(相应地，被撑紧)。举例而言，此可藉助于螺钉实行，该等螺钉系自下方插入至底部区段12中，导引穿过第一模零件4中之对应通口且自下方旋拧至模具端环20中。模具端环20因此相抵于第一模零件4之正面被固定地撑紧，以使得形成于此等零件之间的间隙系最小的。径向间隙较佳在径向外部设置于第一模零件4之圆周外部表面与基座主体3之内部表面之间，以使得模零件4之热膨胀可得到补偿。

所描述之装置2及方法分别始终实现浇铸模具之紧闭。在一侧的侧向零件5及在另一侧的基座主体3及模具端环20之楔形接触表面促成此紧闭；该等接触表面可针对旋转对称组件而设计为锥形及反锥形。系统之静态过定性得以避免。在浇铸后呈现于个别模零件中之不同温度梯度最佳对浇铸模具之可靠闭合仅具有小的影响。空隙及磨损因此为小的，且制造准确度相应地为高的。包含底切之工件可按近净形制造。当使用高压支援式浇铸方法时，诸如肘节杆机构之大规模机械锁定机构系不需要的。实际上，该锁定可仅藉由相应地例如藉助于液压机将轴向压力施加至侧模零件5及上部模零件6而发生。归因于第二模零件6相对于第一模零件4之无止档设计，压力仍可在浇铸之后及在至少部分固化之后经施加至组件8。

附图标记列表

2 浇铸装置

3 基座主体

4 第一模零件/下部模零件/第一模环

5 侧模零件/侧向零件

6 第二模零件/中心模零件/上部模零件

7 模具空腔

8 组件

9 轮圈边缘

10 轮圈边缘

11 圆周底切

12 第一末端部分/底部区段

13 圆周侧壁

14 中心开口

15 中心开口

16 楔形内部表面

17 模环

18 内部模制表面(5)

19 外部接触表面/锥形表面

20 模具端环

21 下部环状边缘

22 楔形模制表面/内部表面(20)

23 第一模制表面(4)

24 环状间隙

25 动力单元/压力施加单元

26 载体元件

27 稳定固持板/连接区段

28 末端部分/连接区段

29 圆周外部表面/密封表面

30 圆周内部表面/密封表面

31 开口

32 斜面总成

33 可轴向移位之操作部件/操作板

34 操作斜面

35 设定斜面

36 第二模制表面(6)

37 操作装置/中心操作单元

38 稳定载板

A 纵向轴线

R1 轴向方向/开放方向

R2 轴向方向/开放方向

Claims (15)

1.一种用于浇铸包含外部底切的金属组件、特别是用于制造轻金属车轮的装置，其包含：

基座主体(3)，其具有第一末端部分(12)及圆周侧壁(13)，其中该侧壁(13)具有内部表面(16)，该内部表面在朝向该第一末端部分(12)之方向上楔形化；

第一模零件(4)，其可插入至该基座主体(3)中且形成用于待浇铸之该组件(8)的第一模制表面(23)；

多个侧模零件(5)，其可插入至该基座主体(3)中，其中该等侧模零件(5)在已插入状态下相抵于该基座主体(3)之该圆周侧壁(13)径向地受支撑且形成包含用于待浇铸之该组件(8)之内部模制表面(18)的模环(17)；

第二模零件(6)，其可移动至藉由该等侧模零件(5)形成之该模环(17)中直至用于浇铸之浇铸位置且形成用于待浇铸之该组件(8)之第二模制表面(36)，

该装置之特征在于，在该等侧模零件(5)已插入至该基座主体(3)中之该状态下，该第二模零件(6)可相对于该等侧模零件(5)轴向地移动，且相对于该第一模零件(4)以完全无接触方式配置于该浇铸位置中。

2.如权利要求1之装置，其特征在于用于在轴向方向(R1、R2)上移动该第二模零件(6)之操作装置(37)，其中该第二模零件(6)可在朝向该第一模零件(4)之方向上移动超过该浇铸位置，以便将压力，特定而言大于1巴之压力施加至待浇铸之该组件(8)。

3.如权利要求1或2之装置，其特征在于包含模制表面(22)之模具端环(20)，该模制表面在朝向该第一末端部分(12)之方向上楔形化，其中该模具端环(20)附接至该基座主体(3)。

4.如权利要求1至3中任一项之装置，其特征在于，该等侧模零件(5)具有外部接触表面(19)，该等外部接触表面与该基座主体(3)之该楔形内部表面(16)相互作用，以使得该等侧模零件(5)回应于至该基座主体(3)中之轴向插入移动(R1)而朝向彼此径向地向内移动。

5.如权利要求3或4中任一项之装置，其特征在于，该模具端环(20)牢固地连接至该基座主体(3)或该第一模零件(4)，特定而言，经一体地设计。

6.如权利要求1至5中任一项之装置，其特征在于由该等侧模零件(5)形成之该模环(17)的该内部模制表面(18)及该模具端环(20)之该楔形模制表面(22)的一部分区段，其轴向地连接至彼此且一起形成用于待浇铸之该组件(8)的模具空腔(7)之侧壁。

7.如权利要求1至6中任一项之装置，其特征在于，在该等侧模零件(5)之该已插入状态下，一间隙形成于该等侧模零件(5)之下部环状边缘(21)与该第一模零件(4)之该模制表面(23)之间，该间隙形成待填充之该模具空腔(7)之一部分。

8.如权利要求1至7中任一项之装置，其特征在于，该等侧模零件(5)各自紧固至一各别载体元件(26)，其中该等载体元件(26)可联合地轴向移动以用于将该等侧模零件(5)插入至该基座主体(3)中。

9.如权利要求1至8中任一项之装置，其特征在于，至少一个压力施加单元(25)经设置以用于在该已插入状态下将压力轴向地施加至该等侧模零件(5)。

10.如权利要求1至9中任一项之装置，其特征在于，至少两个，特定而言三个或四个侧模零件(5)及载体元件(26)经设置，其中该等载体元件(26)相对于固持板(27)以径向可移位方式固持。

11.如权利要求1至10中任一项之装置，其特征在于，至少一个斜面总成(32)经设置，该至少一个斜面总成经组态以将开放方向(R1)上之轴向移动转换成该等载体元件(26)远离彼此之径向移动。

12.如权利要求11之装置，其特征在于，至少一个可轴向移位之操作部件(33)经设置，其中该斜面总成(32)包含经指派至该操作部件(33)之至少一个操作斜面(34)及经指派至载体元件(26)之至少一个对应设定斜面(35)，其中在该操作部件(33)在开放方向(R2)上之轴向移动后，该至少一个设定斜面(35)沿该对应操作斜面(34)滑动，其中对于每一载体元件(26)，一各别斜面总成(32)经设置，其中该可轴向移位之操作部件(33)包含所有操作斜面(34)，以使得所有载体元件(26)可在该操作部件(33)之轴向移动后联合地移动。

13.如权利要求1至12中任一项之装置，其特征在于，藉由该第一模零件(4)、该等侧模零件(5)及该第二模零件(6)围封之该模具空腔(7)具有至少0.5公升，特定而言至少3.0公升的容积。

14.一种用于藉助于如权利要求1至13中任一项之浇铸装置制造金属组件的方法，其特征在于，在该基座主体(3)之方向上轴向插入该等侧模零件(5)，其中该等侧模零件(5)之该等外部表面(19)系沿该基座主体(3)之该楔形内部表面(16)导引，以使得该等侧模零件(5)朝向彼此径向地向内移动，直至该等侧模零件(5)在圆周方向上相抵于彼此受支撑且形成该模环(17)，且该模环(17)之该下部环状边缘(21)密封地邻接于该模具端环(20)之该楔形模制表面(22)上。

15.如权利要求14之方法，其特征在于以下步骤：

将金属合金之熔融物(9)模铸至该浇铸装置(2)中，其中该熔融物系在浇铸压力下自下方经由该第一模零件(4)中之开口(15)引入至该模具空腔(7)中，其中固持压力经施于该等侧模零件(5)及该第二模零件(6)上，该压力大于该浇铸压力；

感测表示该模具空腔(7)中之内部压力的压力信号；

当急剧压力上升被感测到时，减小该浇铸压力；

在压力减小之预定时间已过去之后，藉由相对于该第一模零件(4)移动该第二模零件(6)而将压力施加至自该熔融物固化之该组件(8)，其中大于该浇铸压力之模制压力经施加至该组件(8)。