CN108290206B - 在型芯喷射机中制造冒口的方法和实施该方法的芯盒 - Google Patents

Abstract

制造冒口的方法，冒口用于放入到铸模中，冒口由冒口料库组成，冒口料库包围内部空腔，冒口料库由放热和/或保温的冒口材料制成，其中在底区域中构造了冒口开口，并且内部空腔有比冒口开口更大的直径，冒口料库通过喷射来制造，其中为了在有下和上盒体的两件式芯盒中制造一件式冒口料库，构造了模仿冒口料库的外部轮廓的空腔，在该空腔中为了制造内部空腔而这样调节中心部，使得在喷射冒口料库时其壁、盖和底区域分别通过放置进中间空间中的冒口材料来构造，中间空间在扩张的中心部和空腔的内壁之间，冒口开口通过中心部的底部段来构造，中心部在其未扩张的位置中未超出底部段直径，使得完成的冒口料库在脱模时能用其冒口开口由中心部取下。

Description

在型芯喷射机中制造冒口的方法和实施该方法的芯盒

技术领域

本发明涉及一种用于制造冒口的方法，所述冒口设置用于放入到在浇铸金属时使用的铸模中，该冒口由冒口料库组成，该冒口料库包围作为冒口容积的内部空腔，该冒口料库由放热的和/或保温的冒口材料制成，该冒口料库分别具有侧向的壁区域、盖区域以及面对构造在所述铸模中的成型空腔的底区域，其中在所述底区域中构造了冒口开口，该冒口开口用于在浇铸过程期间将冒口料库的内部空腔与所述铸模的成型空腔连接，并且所述内部的空腔在至少一个部分区域中具有比所述冒口开口的直径更大的直径，并且其中所述冒口料库通过在型芯喷射机中的喷射来进行制造。此外本发明涉及一种用在所述型芯喷射机中的、用于制造冒口料库的、合适的芯盒。

背景技术

在铸造技术中经常需要的是，在所述铸模中配属附加的冒口，其冒口料库在浇铸所述铸件时以液态的金属进行填充，并且补偿在所述铸件凝固时出现的体积不足，以便阻止在所述铸件中的孔洞形成（Lunkerbildung）。为此必须如此设计所述冒口，使得供给到其中的液态金属比所述铸件更晚凝固，以便在凝固过程中能够进行朝向铸件的材料输送，该材料输送密封地供给所述铸件。为此所述冒口由放热的和/或保温的材料制成。对于冒口的所述能力来说根本的是其冒口模数，所述冒口模数是冒口容积与该冒口面积的比，该冒口模数是对于在浇铸过程中进入到所述冒口的内部空腔中的金属的凝固速度的几何特征值。冒口的内部的空腔通常柱形地构造，这简化了其在型芯喷射机中的制造，因为在所述冒口料库中待构造的内部空腔的柱形结构对于型芯喷射机的相应的形状的构造没有特别的要求。然而，在所述冒口模数方面有利的是，内部空腔具有桶形的或者近似球形的构造，其中也能够出于铸造技术方面的原因追求更复杂的空腔几何形状，例如关于冒口在DE29510068U1中所描述的那样。

但是这样的冒口与昂贵制造的缺点相关联，因为就在型芯喷射机中待制造的冒口而言，为了制造所述冒口，具有底切结构的构造的内部空腔要求在喷射模具中使用相应的芯核几何体。因为一件式制造的冒口料库由喷射模具中的脱模导致下述问题：如何将构造出所述内部空腔的芯核通过所述冒口开口移出，所述冒口开口具有比内部的空腔更小的直径，所以这样的冒口由两个分开的部件制成，它们为了构造出统一的冒口料库而接合在一起，并且相互间优选通过黏合进行连接。

发明内容

因此本发明的任务是：提出用于制造具有前述形状构造的冒口的方法以及芯盒，借助于其能够以简单的方法步骤制造一件式的冒口料库。

这个任务的解决方案包括本发明的有利的构造方案和改型方案，它们出自重新调整这个说明书的权利要求的内容。

本发明为此设置了一种方法，其中为了制造具有上述形状构造的、一件式的冒口料库，在具有下盒体和上盒体的两件式芯盒中构造了模仿所述冒口料库的外部轮廓的空腔，并且在这个空腔中如此调节其外部轮廓能够可逆地扩张的中心部，以便在所述冒口料库中制造所述内部空腔，使得在喷射所述冒口料库时其壁区域、盖区域和底区域分别通过引入到所述中间空间中（所述中间空间在扩张的中心部和空腔的内壁之间）的冒口材料来进行构造，其中，布置在所述冒口料库的底区域中的冒口开口通过所述中心部的、预先给出第一直径的底部段进行构造，并且所述中心部在其没有扩张的位置中没有超过所述底部段的直径，从而使得完成的冒口料库在由所述芯盒中脱模时能够利用其冒口开口从所述中心部上取下。

本发明具有下述优点：用于制造冒口料库（该冒口料库以型芯喷射方法进行制造）的内部空腔的芯核技术（Kerntechnik）能够被其外轮廓能够扩张的中心部代替，其中由所述扩张的中心部占据的空间在所述空腔内（该空腔实施在所述芯盒中并且模仿所述冒口料库的外部轮廓）构造出完成的冒口料库的内部空腔。在此，所述中心部的扩张有目的性地借助于单独的驱动源来进行，并且设置为可逆地，以便所述中心部在所述喷射过程之后再次占据其原始的初始构造。因为所述中心部在其初始构造中（既在其没有扩张的位置中）没有超过其底部段的直径（该底部段确定所述冒口开口），所以所述冒口料库能够在脱模时从所述中心部处被取下，其中，所述冒口料库以其冒口开口在所述中心部的完整的长度上滑动，或者替代地所述中心部能够由所述芯盒并且因此由所述冒口料库的内部空腔驶出（所述内部空腔由喷射过程制造），从而使得所述冒口料库能够由所述芯盒或者由其下盒体和上盒体中取出。

根据本发明的一种实施例，设置了，所述中心部由固定的芯轴和包围这个芯轴的柔性的薄膜组成，并且所述薄膜在所述中心部调节到构造在所述芯盒中的空腔中之后借助其直径的扩大而有目的性地扩张。所述分开的、由柔性材料制成的薄膜的布置具有下述可能性：以简单的方式进行所述中心部的扩张。此外，能够通过所述薄膜的被选取的设计形状进行之后的冒口料库的、内部空腔的构造的预先给定，从而使得相应地制造的冒口的内部空腔的不同的轮廓能够被制造。

在本发明的第一实施方式中设置了，为了有目的性地扩张所述薄膜而将气态的或者液态的介质导入到在所述薄膜和固定的芯轴之间的中间空间中，并且为了将完成的冒口料库脱模而将气态的或者液态的介质从所述中间空间中排出。这导致所述介质作为单独的驱动源。

就能够扩张的中心部的机械构造而言，能够替代地设置，在薄膜和固定的芯轴之间的中间空间中布置了在所述中心部的长度上延伸的、支撑在两个配属于所述芯轴的承台之间的弹簧元件，其直径在缩小在所述承台之间的间隔缩小的情况下变大，并且由此有目的性地扩张放置在其外部的薄膜，并且在随后所述间隔变大至所述中心部的初始位置时再次达到其初始伸展的形状。就这种实施例而言，所述弹簧元件作为单独的驱动源，用于所述中心部的扩张。因此可能的是，通过缩小在支撑所述弹簧元件的承台之间的间隔进行所述弹簧元件的相应的夹紧，而在所述喷射过程之后，所述间隔的放大导致所述弹簧元件返回到其初始位置中，在该位置中所述中心部也再次具有其初始的构造。

详细地说为此设置了，以其下盒体放置在所述底板上的芯盒配属有固定的基板——该基板具有紧固在其上的芯轴、相对于所述基板和所述芯轴能够朝向所述底板（该底板承载所述芯盒）运动的夹板，该夹板以突出部（该突出部形成用于所述弹簧元件的承台）沿着所述芯轴能够进入到位于所述底板中的开口中，并且在此至构造在所述芯轴的上端部的第二承台的间隔缩短，并且导致所述弹簧元件的直径变大。通过所述突出部借助于所述夹板的进入，在此方面能够运动的、用于所述弹簧元件的承台朝向所述另外的、位置固定的承台移动，从而使得所述间隔缩短，并且由此所述弹簧元件夹紧，并且其直径扩大。

为此，根据本发明的实施例能够设置，包围所述芯轴的弹簧元件分别利用在其两个端部构造的法兰抵靠所述两个承台进行支撑，并且被扩张的薄膜在所述弹簧元件的法兰之间进行延伸。在这种情况下，能够设置，由柔性材料制成的薄膜紧固在所述弹簧元件的法兰上，从而使得所述薄膜能够分别跟随所述弹簧元件的运动。

根据本发明的有利的实施方式设置了，所述弹簧元件由已知的笼式弹簧制成，所述笼式弹簧在由施加的压力导致的形变之后能够自动地再次占据其初始的构造。

本发明此外涉及适合用于实施所述制造方法的芯盒，所述芯盒由上盒体和下盒体以及能够在所述芯盒中调节的中心部组成；在这种情况下尤其设置了，所述中心部是其外轮廓能够借助驱动源可逆地扩张的中心部。

为此根据本发明的实施例设置了，所述中心部由固定的芯轴和包围这个芯轴的柔性薄膜组成，并且所述薄膜借助于其直径的放大能够扩张。

在第一实施方式中设置了，将至少一个导管连接到在所述固定的芯轴和所述薄膜之间的中间空间处，借助于该导管能够将气态的或者液态的介质导入到所述中间空间中，并且能够从所述中间空间中导出。

替代地能够设置，弹簧元件布置在所述固定的芯轴和所述薄膜之间的中间空间中，以便有目的性地扩张所述中心部，通过该弹簧元件的受力能够扩大所述薄膜的直径，并且通过该弹簧元件之后的放松，所述薄膜的直径能够回到初始状态中。

附图说明

在附图中描绘了本发明的一种实施例，该实施例接下来被描述。附图示出：

图1 在喷射过程开始之前的用于喷射冒口料库的芯盒，具有配属于所述芯盒的中心部（König），

图2 图1的、在夹板（Spannplatte）的移动之后的物体，和由此导致的、所述中心部的扩张，

图3 图2的、在喷入给料材料之后的物体，

图4 图3的、在驶回所述夹板之后的物体，和由此导致的、所述中心部到其初始构造中的回复，

图5 在芯盒的上盒体被拿去的情况下，图4的、在被喷射的冒口料库的脱模期间的物体。

具体实施方式

在图1中示意性示出的、用于以型芯喷射方法制造冒口料库的芯盒10由下盒体11和上盒体12组成，其中所述芯盒10竖立在底板13上。在所述芯盒10的内部，空腔14共同构造在下盒体11和上盒体12中，该空腔模仿待制造的冒口料库的外部轮廓。中心部15伸入到这个空腔中，该中心部竖立于位置固定地布置的基板16上。所述中心部15由固定地与所述基板16连接的芯轴17、包围所述芯轴17的弹簧元件18组成——该弹簧元件在所示出的实施例中被理解为常见的笼式弹簧，并且由在外部包围所述弹簧元件18的薄膜19组成，该薄膜在其方面由柔性的材料制成。所述弹簧元件18在其上和下端部分别具有环绕的法兰20，其中所述薄膜19在这些法兰20之间延伸，并且所述薄膜这样紧固在所述法兰处，使得所述薄膜19分别跟随所述弹簧元件18的运动。就此而言，所述弹簧元件18起到独立的驱动源的作用，所述驱动源用于有目的性地扩张所述中心部15。

在所述基板16和承载所述芯盒的底板13之间布置了夹板27，所述夹板能够朝着芯盒10的方向运动，所述夹板被驱动设备25所加载，所述驱动设备由对应地可运动的前推杆26组成。所述夹板27具有突出部（Vorsprung）23，该突出部伸入进开口24中，该开口构造在所述底板13中，并且该突出部分别贴靠所述弹簧元件18的下部的法兰20。

如果现在对应于在图2中的视图地在所述喷射过程开始之前，所述基板16利用所述突出部23沿着所述芯轴17朝向所述底板13的方向移动，则所述突出部23起到用于所述弹簧元件18的、可运动的第一承台22的作用。因为所述弹簧元件18同时支撑在第二承台21的上端部（所述第二承台位置固定地布置在所述芯轴17的上端部），所以在所述两个承台21、22之间的间隔缩短，从而使得弹簧元件18的直径变大。在此，放置在所述弹簧元件18上的薄膜19相应地扩张，从而产生在空腔14的内壁40与经扩张的中心部15的外轮廓之间的中间空间41，所述空腔构造在所述芯盒10中，所述外轮廓由所述薄膜19的结构预先给出。通过这个中间空间预先给出了待制造的冒口的结构，所述冒口具有其冒口料库。

由图3能够看出，给料材料30喷入上述的中间空间41中，该给料材料分布在所述中间空间41中。

进一步由图4能够获悉，在结束所述喷射过程之后，所述夹板27首先驶回其根据图1的初始位置中，从而使得在所述上承台21与可运动的下承台22之间的间隔变大，所述下承台构造在所述突出部23处。由于这种间隔变大，所述弹簧元件18能够放松，并且重新占据其伸展的位置，由此所述薄膜19也跟随这个运动，从而使得所述中心部15占据其未扩张的位置。明显能够看出的是，冒口料库31以其侧面的壁区域32、盖区域33和底区域34成型，其中所述内部的空腔36具有近乎球形的结构，该结构对应于由在扩张的形状中的中心部（对应于图2）所占据的空间。在所述冒口料库31的底区域34中，由所述中心部15的底部段37的直径构造出了冒口开口35，所述底部段构造在所述弹簧元件18的、被推移的下部的法兰20的上方。

由图5能够看出，在移去所述上盒体之后，能够从就此而言敞开的下盒体11中取出所述冒口料库31。其中所述冒口开口35能够在未扩张的熔体15的长度上滑动。

未进一步示出也能够设置的是，在固定的芯轴17和薄膜19之间存在的中间空间借助于能够导入到所述中间空间中的液态介质或者气态介质被扩张，从而使得所述薄膜19的外直径对应地变大，并且由此形成用作所述冒口料库31的冒口容积的内部空腔。在此，所述液态或者气态介质用作单独的驱动源，所述驱动源用于有目的性地扩张所述中心部15。由此结合了对于执行所述方法所需要的设备或者芯盒的、相应的结构上的简化。

利用根据本发明的方法以及为此设置的芯盒，因此尽管实现了被称为底切结构的、所述冒口料库31的内部空腔36的球形结构，但是也实现了冒口料库31的一件式制造，而不用附加地插入或者取出芯核来构造所述内部的空腔36。

在前述的说明书、权利要求书、摘要和附图中公开的、这个文件的对象的特征能够单独地并且也能够以任意相互组合的方式对于本发明以其不同的实施方式的实现来说是主要的。

Claims (12)

1.用于制造冒口的方法，所述冒口设置用于放入到在浇铸金属时使用的铸模中，该冒口由冒口料库（31）组成，该冒口料库包围作为冒口容积的内部空腔（36），该冒口料库由放热的和/或保温的冒口材料（30）制成，该冒口料库分别具有侧向的壁区域（32）、盖区域（33）以及面对构造在所述铸模中的成型空腔的底区域（34），其中在所述底区域（34）中构造了冒口开口（35），该冒口开口用于在浇铸过程期间将冒口料库（31）的内部空腔（36）与所述铸模的成型空腔连接，并且所述内部空腔（36）在至少一个部分区域中具有比所述冒口开口（35）的直径更大的直径，并且其中所述冒口料库（31）通过在型芯喷射机中的喷射来进行制造，其特征在于，为了在具有下盒体（11）和上盒体（12）的两件式芯盒（10）中制造具有预先给出的形状构造的一件式冒口料库（31），构造了模仿所述冒口料库（31）的外部轮廓的空腔（14），并且在这个空腔（14）中为了制造在所述冒口料库（31）中的内部空腔（36）而这样调节其外轮廓能够可逆地扩张的中心部（15），使得在喷射所述冒口料库（31）时其壁区域（32）、盖区域（33）和底区域（34）分别通过放置进中间空间（41）中的冒口材料（30）来构造，所述中间空间（41）在扩张的中心部（15）和空腔（14）的内壁（40）之间，其中布置在所述冒口料库（31）的底区域（34）中的冒口开口（35）通过所述中心部（15）的、预先给出第一直径的底部段（37）来构造，并且所述中心部（15）在其未扩张的位置中没有超出所述底部段（37）的直径，从而使得完成的冒口料库（31）在由所述芯盒（10）中脱模时能够利用其冒口开口（35）由所述中心部（15）处取下。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述中心部（15）由固定的芯轴（17）和包围这个芯轴的柔性的薄膜（19）组成，并且所述薄膜（19）在所述中心部（15）放入到构造在所述芯盒（10）中的空腔（14）中之后借助其直径的扩大而扩张。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，为了扩张所述薄膜（19）而将气态的或者液态的介质导入到在所述薄膜（19）和固定的芯轴（17）之间的中间空间中，并且为了将完成的冒口料库（31）脱模而将气态的或者液态的介质从所述中间空间中排出。

4.根据权利要求2所述的方法，其中，在薄膜（19）和固定的芯轴（17）之间的中间空间中构造了在所述中心部（15）的长度上延伸的、支撑在两个配属于所述芯轴（17）的承台（21、22）之间的弹簧元件（18），其直径在缩小在所述承台（21、22）之间的间隔的情况下变大，并且由此位于其外部的薄膜（19）扩张，并且在随后所述间隔变大至其初始位置时再次恢复其初始伸展的形状。

5.根据权利要求4所述的方法，其中固定的基板（16）以及紧固在其上的芯轴（17）和夹板（27）配属于以其下盒体（11）放置在基板（13）上的芯盒（10），所述夹板相对于基板（16）和芯轴（17）能够朝向承载所述芯盒（10）的底板（13）运动，该夹板能够利用突出部（23）沿着所述芯轴（17）进入到开口（24）中，所述突出部形成用于所述弹簧元件（18）的第一承台（22），所述开口位于所述底板（13）中，并且在此至第二承台（21）的间隔变短——所述第二承台构造在所述芯轴（17）的上端部，并且导致所述弹簧元件（18）的直径变大。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其中包围所述芯轴（17）的弹簧元件（18）利用法兰（20）抵靠所述两个承台（21、22）地支撑，所述法兰分别构造在该弹簧元件的两个端部，并且所述扩张的薄膜（19）在所述弹簧元件（18）的法兰（20）之间延伸。

7.根据权利要求6所述的方法，其中由柔性材料制成的薄膜（19）紧固在所述弹簧元件（18）的法兰（20）上。

8.根据权利要求4所述的方法，其中所述弹簧元件（18）是笼式弹簧。

9.用于执行根据权利要求1至8中任一项所述方法的芯盒（10），该芯盒由上盒体（12）和下盒体（11）和能够调节到所述芯盒（10）中的中心部（15）组成，其中所述中心部（15）是其外轮廓能够可逆地扩张的中心部（15）。

10.根据权利要求9所述的芯盒（10），其中所述中心部（15）由固定的芯轴（17）并且由包围这个芯轴的柔性的薄膜（19）组成，并且所述薄膜（19）能够借助于其直径的放大而扩张。

11.根据权利要求10所述的芯盒（10），其中将至少一个导管连接到在所述固定的芯轴（17）和所述薄膜（19）之间的中间空间处，借助于该导管能够将气态的或者液态的介质导入到所述中间空间中，并且能够从所述中间空间中导出。

12.根据权利要求10所述的芯盒（10），其中，弹簧元件（18）布置在所述固定的芯轴（17）和所述薄膜（19）之间的中间空间中，通过该弹簧元件的夹紧能够扩大所述薄膜（19）的直径，并且通过该弹簧元件之后的放松，所述薄膜（19）的直径能够回到初始状态中。