CN109139573A - 用于冷室压铸机的液压式切换组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于冷室压铸机的液压式切换组件，包括：提供液压流体的积蓄器；具有工作缸活塞腔的工作缸；具有第一控制阀的管路连接部，积蓄器经由该管路连接部与工作缸活塞腔连接；增压器，具有增压器活塞腔和增压器杆腔，用于工作缸活塞腔中压力升高；管路连接部，积蓄器经由该管路连接部与增压器活塞腔连接，第一控制阀具有截止位置和穿通位置，在积蓄器与工作缸活塞腔之间的管路连接部中，在第一控制阀后方不设有用于封闭该管路连接部的安装件，流体从工作缸活塞腔出来的返回馈送通过第一控制阀的截止而禁止，积蓄器借助与第一控制阀并联的管路连接部与增压器活塞腔连接：经由该管路连接部能在压力升高期间加载增压器活塞腔。

Description

用于冷室压铸机的液压式切换组件

技术领域

本发明涉及一种用于冷室压铸机(Kaltkammerdruckgussmaschine)的液压式切换组件，该冷室压铸机用于制造金属构件，所述液压式切换组件包括：用于提供液压流体的积蓄器(Akku)；具有工作缸活塞腔的工作缸；具有第一可驱控的控制阀的管路连接部(Leitungsverbindung)，积蓄器经由该管路连接部可与工作缸活塞腔连接；具有增压器活塞腔及增压器杆腔的增压器(Druckübersetzer)，用于工作缸活塞腔中的压力升高；以及如下管路连接部：积蓄器经由该管路连接部与增压器活塞腔连接或可连接。此外，本发明还涉及一种用于运行冷室压铸机的方法：在第一阶段中，借助于工作缸的工作缸活塞杆的缓慢进给运动，给前置于模具空腔的填充套口(Füllbüchse)填充液态金属；在第二阶段中，借助于工作缸活塞杆的快速进给运动，将液态金属推入到模具空腔中；在第三阶段中，在已推入的金属的冷却期间，借助于增压器将作用于工作缸活塞杆的压力升高，其中，借助于积蓄器实现以液压流体穿过第一控制阀对工作缸的工作缸活塞腔的供给，并且借助于积蓄器也实现以液压流体对增压器的增压器活塞腔的供给。

背景技术

这种冷室压铸机特别是用于制造机动车的结构件，其中，具有越来越精细形式的、越来越大的结构件要在冷室压铸机中制造。因此值得期望的是，特别是已经在第二阶段中能够在工作缸活塞腔上实现高压。

具有开头所述特征的切换组件和方法由文献EP 2 295 171 B1已知。在已公知的用于冷室压铸机的切换组件中，总是将止回阀设置在这样的管路连接部中，该管路连接部将工作缸活塞腔与增压器活塞腔连接。该止回阀在第二阶段中在液态金属流入之后是用于：阻止液压液体在第三阶段中从工作缸活塞腔出来的返回馈送(Rückspeisung)，从而工作缸活塞腔中的压力升高能够借助于增压器实现。然而，该止回阀降低了第一和第二阶段中在工作缸活塞腔的馈送期间的穿通横截面进而降低了工作缸活塞腔中可实现的压力。此外，该止回阀必须被定期维护并且必要时需要被更换。

文献EP 2 365 888 B1因此提出，增压器自身具有阀座，该阀座与增压器活塞构成截止阀或止回阀，该截止阀或止回阀禁止了第三阶段中从工作缸活塞腔出来的返回馈送。为了构成这种功能，然而需要阀座可运动地支承在增压器中，从而提高了增压器的制造成本及其维护成本。

发明内容

因此本发明的任务在于，克服关于现有技术所描述的缺点并且特别是提出一种用于冷室压铸机的液压式切换组件以及一种用于运行冷室压铸机的方法，其中，在第一和第二阶段中，能够在工作缸活塞杆上实现较高的力，同时降低了制造和维护耗费。

该任务通过具有相应独立权利要求所述特征的液压式切换组件和方法解决。本切换组件和本方法的有利改进方案在从属权利要求和说明书中给出，其中，有利的改进方案的各个特征以技术上有意义的方式可相互任意组合，其中，关于本方法所述的特征和优点可传递和可用于本切换组件，反之亦然。

该任务特别是通过具有开头所述特征的液压式切换组件解决，其中，第一控制阀具有截止位置和穿通位置，并且，在积蓄器与工作缸活塞腔之间的管路连接部中，在第一控制阀后方不设有这样的安装件：这些安装件用于封闭该管路连接部，其中，流体从工作缸活塞腔出来的返回馈送能够通过第一控制阀的截止被禁止，并且积蓄器借助于与第一控制阀并联的这样的管路连接部与增压器活塞腔连接或可连接：经由该管路连接部能够在上述压力升高期间使增压器活塞腔可被加载。

该任务也通过具有开头所述特征的方法解决，其中，流体在第一和第二阶段中从积蓄器至工作缸活塞腔是穿过第一控制阀并且随后没有通过其它用于关断相应管路连接部的安装件进行馈送，其中，在第三阶段中通过第一控制阀的截止而禁止了从工作缸活塞腔出来的返回馈送，并且在第三阶段中通过与第一控制阀并联的管路连接部由积蓄器加载增压器活塞腔。

本发明克服了如下技术偏见：工作缸活塞腔和增压器活塞腔必须经由至少部分共同的连接管路与积蓄器连接，并且只能够借助于被动式止回阀在从第二阶段至第三阶段的过渡中及时阻止从工作缸活塞腔出来的返回馈送。

与之不同地，按照本发明，液压流体从工作缸活塞腔出来的返回馈送在第三阶段期间通过第一控制阀阻止，该第一控制阀也在第一和第二阶段中控制该工作缸活塞杆的进给运动。而在第三阶段期间，以液压流体对增压器活塞腔的加载是借助于与第一控制阀并联的管路实现。通过在第一控制阀与工作缸活塞腔之间的管路连接部中取消了止回阀或承担止回阀功能的装置，已经能够在第一和/或第二阶段期间实现压力缸活塞腔中的较高的压力，从而较高的力可以作用于工作缸活塞，由此，可制造出较大的和/或较精细的构件，和/或可实现在第二阶段中较快速的推入时间。因为在没有另外的机械构件的情况下实现了这些优点，因此降低了这类冷室压铸机的维护耗费。因此也降低了冷室压铸机的停机时间。

外部可驱控的第一控制阀除了其在两个方向上起作用的截止位置之外优选具有可变的穿通位置，从而工作缸活塞杆在第一和第二阶段中的进给速度借助于穿通位置的打开程度是可调设的。第一控制阀特别是如此设置，以使得该第一控制阀在小于50毫秒、优选小于20毫秒或者甚至小于10毫秒以内能够从穿通位置切换成完全截止位置。

液压式切换组件特别是设置用于至少150巴的压力。特别是，在积蓄器中可产生至少150巴的压力，该压力经由可驱控的控制阀可用于加载所述缸，其中，切换组件的管路连接部也被设计用于相应压力。

优选地，与第一控制阀并联的管路连接部在积蓄器与增压器活塞腔之间实施成不具有阀。但是可以设定的是，在该与第一控制阀并联的管路连接部中设有控制阀或其它阀。

通常的是，第三阶段通过如下方式引入至工作缸活塞腔中的压力升高：即，附接在增压器杆腔上的管路连接部借助于相应的阀打开，从而使在此施加的流体可以流走。优选地，该阀构造成第二可驱控的控制阀，其具有截止位置和穿通位置。也就是说，在两个方向上起作用的截止位置中，增压器杆腔与其余的切换组件分离。第二控制阀特别是如此构造：在穿通位置中，穿过第二控制阀的穿通横截面是可变的。特别是，第二控制阀如此设置：从截止位置至穿通位置的切换可以在小于50毫秒、优选小于20毫秒或者甚至小于10毫秒内实现。

在此特别优选的是，为了通过增压器实现工作缸活塞腔中的压力升高，能够仅操作第二可驱控的控制阀。在这种情况下，也就是说，在积蓄器与增压器活塞腔之间的管路连接部中不设有安装件，并且单独通过第二控制阀的打开而引入第三阶段，而同时第一控制阀被关断。

特别优选的是，第一控制阀和第二控制阀如此设置，从而，在通过增压器实现工作缸活塞腔中压力升高期间，第一控制阀使其连接管路完全截止，而第二控制阀使其连接管路至少部分可穿通。第一控制阀和第二控制阀例如通过上级的控制器如此设置，使得这两个控制阀同步切换。于是，在从第二阶段至第三阶段的过渡中打开第二控制阀，而第一控制阀同时被置于其截止位置。

也就是说，在第三阶段中，第二控制阀切换成至少部分可穿通，其中，特别是同步(并且优选同时)切换第一控制阀和第二控制阀。

在第三阶段结束之后，工作缸活塞可以移动回到其初始位置，即正如这在开头所述的文献EP 2 295 171 A1中所述那样。为了在第三阶段结束之后实现增压器活塞的回移(Rückfahren)，可以设定的是，在从积蓄器至增压器活塞腔的这一管路连接部中设有第三控制阀，该第三控制阀至少在第三阶段期间是打开的，并且在第三阶段结束之后在回移时是关断的，并且在从增压器活塞腔至储器(Tank)引导的这一管路连接部中设有第四控制阀，该第四控制阀在第一、三阶段中是关断的，并且为了增压器活塞的回移而打开。增压器活塞的回移于是特别是由此实现：即，积蓄器或者泵与增压器杆腔相连接。

附图说明

本发明以及技术范围在下文中根据附图示例性阐明。

附图示出用于冷室压铸机的示意性液压式切换组件。

具体实施方式

冷室压铸机包括压铸模具50，该压铸模具50具有设置在其中的模具空腔51，该模具空腔51可充以热的液态金属。模具空腔51前置有填充套口52。为了将液态金属引入到填充套口52(或模具空腔51)中，设有工作缸20。工作缸20包括工作缸活塞24，该工作缸活塞24具有一侧的工作缸活塞杆23，其中，工作缸活塞杆23设置用于移入到填充套口52中，以便将已导入到填充套口52中的金属推出到模具空腔51中。工作缸活塞24将工作缸20划分成工作缸活塞腔21和工作缸杆腔22。由于工作缸活塞腔21中施加的压力在压铸期间需要升高，因此工作缸20配属有增压器30，该增压器30包括增压器活塞34，该增压器活塞34具有一侧的增压器活塞杆33，其中，增压器活塞杆33设置用于移入到工作缸活塞腔21中。增压器活塞34将增压器内腔划分成增压器活塞腔31和增压器杆腔32。

为了给工作缸活塞腔21和增压器活塞腔31加载压力，设有积蓄器10。积蓄器10可以由第一泵71填充，其中，在第一泵71与积蓄器10之间的管路中连有第一止回阀61，以便能实现通过第一泵71填充积蓄器10，但在相反的方向上阻止了至积蓄器10的流体朝着第一泵71的方向回流。

为了馈送(或加载)工作缸活塞腔21，积蓄器-工作缸活塞腔-管路连接部11从积蓄器10引导至工作缸活塞腔21。在积蓄器-工作缸活塞腔-管路连接部11中设置有第一可驱控的控制阀41。第一可驱控的控制阀41具有截止位置和可变的穿通位置。在积蓄器-工作缸活塞腔-管路连接部11中，在第一控制阀41后方未设有用于截止管路的其它装置。

为了以液压流体馈送(或加载)增压器活塞腔31，设有积蓄器-增压器活塞腔-管路连接部12，该积蓄器-增压器活塞腔-管路连接部12将积蓄器10直接与增压器活塞腔31连接。由此，积蓄器10直接经由积蓄器-增压器活塞腔-管路连接部12与增压器活塞腔31连接，其中，在积蓄器-增压器活塞腔-管路连接部12中设置有第三控制阀43。

在增压器杆腔32上附接有增压器杆腔管路连接部13，该增压器杆腔管路连接部13引导至第二可驱控的控制阀42以及后置于该控制阀42的压力调节阀48。一管路从压力调节阀48引导至积蓄器10。此外，压力调节阀48具有至储器80的接口，从而从增压器杆腔32被挤出的流体可以导出至储器80。

为了将液压流体从增压器活塞腔31导出，设有增压器活塞腔泄压-管路连接部14，在该增压器活塞腔泄压-管路连接部14中设置有第四可驱控的控制阀44，并且该增压器活塞腔泄压-管路连接部14引导至储器80。

为了将液压流体从工作缸杆腔22导出，在该工作缸杆腔22上附接有第五可驱控的控制阀45，呈具有多个接口a、b、c的多路阀的形式。第一接口a将第五控制阀45与储器80连接，从而，在第五控制阀45相应位置中，压力缸杆腔22可以泄压至储器80。

第五控制阀45的第二接口b借助于一管路与作为增压器的倍增器连接。倍增器90具有倍增器活塞94，该倍增器活塞94具有一侧撞击的倍增器活塞杆93，其中，倍增器活塞94将倍增器90的内部划分成倍增器活塞腔91和倍增器杆腔92。一管路从倍增器杆腔92引导至积蓄器10，第二止回阀62以朝着积蓄器10取向的穿通方向接通到该管路中。

第五控制阀45的另一接口c经由一管路与积蓄器10连接，其中，第三止回阀63以朝着积蓄器10取向的穿通方向接入到该管路中。

在结束工作周期之后，首先必须将工作缸活塞腔21的流体泄压，该流体在该工作缸活塞腔21中处于高压，该高压是由增压器30倍增的压力所产生，并且，为此，工作缸活塞腔21可以经由第六可驱控的控制阀46与储器80连接。

只要在一工作周期结束之后工作缸20、增压器30和倍增器90能够被引导回其初始位置，那么第六控制阀46后置于第一泵71。从第六控制阀46引出的管路引导至工作缸活塞腔21以及工作缸杆腔22。在第六控制阀46相应地切换的情况下，由此在通过由第一泵71输送的流体加载工作缸杆腔22时能够使工作缸活塞24移动回到其初始位置，其中，由工作缸活塞腔21挤出的流体经由第六控制阀46流出至储器80。同样地，给倍增器90设有相应的第七控制阀47，该第七控制阀47具有与第二泵72和储器80附接的接口，其中，第七控制阀47借助于相应的管路与倍增器活塞腔91(或倍增器杆腔92)连接。通过这种方式，在此也实现了倍增器90的复位(Zurücksetzen)。

接下来描述根据上述切换组件的实施方法。

在工作周期开始之前，积蓄器10由第一泵71填充且装载(aufgeladen)，其中，通过第一止回阀61阻止回流。在该阶段中，第六控制阀46处于其截止位置。此外，在工作周期开始之前，第一控制阀41和第二控制阀42处于其截止位置。

为了引入第一阶段，第一控制阀41部分地打开，从而流体能够从积蓄器10流入到工作缸活塞腔21中。基于借助于第一控制阀41对流体流进行调节，能够调节工作缸活塞24用于填充所述填充套口52的移动速度。

如果已填充所述填充套口52，并且如果包含在其中的金属此时在第二阶段中应推入到压铸模具50的模具空腔51中，那么则实现具有高速度的工作缸活塞24的进一步前移。在工作缸活塞24的这种快速向前移动期间，第五控制阀45实现如下位置：在该位置中，从工作缸杆腔22挤出的流体被输送给倍增器90。基于具有倍增器活塞杆93的倍增器活塞94上的面积比例，在倍增器杆腔92中实现了针对从倍增器90推出的流体的压力的升高，该流体经由第二止回阀62导引至积蓄器10，其中，通过这种压力升高所产生的压力相应于积蓄器10中所产生的压力。

只要在第二阶段的推入过程结束时实现对工作缸活塞24的制动，那么，在这个短的时间间隔期间，第一控制阀41实现低的打开位置，从而工作缸活塞腔21仅仅还被加载少量流体。同时，第五控制阀45重新被置于如下位置(位置c)，在该位置中，工作缸杆腔22与积蓄器10连接，从而，从工作缸杆腔22推出的流体馈送返回到积蓄器10中。在这个短的阶段中在工作缸杆腔22中所构建的系统高压力是用于：使活塞运动无延迟地在几毫秒中降低到期望值，其中，多余能量以流体压力的形式无峰值地馈送返回到积蓄器10中。

在工作缸的制动阶段结束时，第一控制阀41完全关断并且处于其截止位置，由此阻止了液压流体从工作缸活塞腔21出来的返回馈送。同时，为了引入第三阶段，在第三控制阀43打开的情况下，将第二控制阀42完全打开，从而，增压器活塞34朝着工作缸20的方向移动，并且增大了工作缸活塞腔21中的压力。从增压器杆腔32流出的流体经由第二控制阀42和压力调节阀49导出至储器80。只要在第三阶段结束时必须实现对工作缸活塞腔21中所施加的高压进行泄压，那么流体经由第六控制阀46和第一止回阀61馈送至积蓄器10，从而多余能量以流体的形式同样通过返回馈送到积蓄器10中而成为可用的。

只要在工作周期结束时应分别实现所涉及的缸的回调(Rückstellung)，那么这通过相应切换这些控制阀41至47实现。由此，第六控制阀46置于到如下位置：在该位置中，通过流体馈入到工作缸杆腔22中，使工作缸活塞24回移，其中，从工作缸活塞腔21挤出的流体被导出至储器80。相应地适用于倍增器90借助与之相配属的第六控制阀46所进行的回调。

为了将增压器活塞34回调，于是将第三控制阀43关断，从而增压器杆腔32经由压力调节阀48以及第二控制阀42与积蓄器10连接，该第二控制阀42在这个回移期间是打开的。同时，将第四控制阀44打开，从而，从增压器活塞腔31挤出的流体可以挤到储器80中。

附图标记列表：

10 积蓄器

11 积蓄器-工作缸活塞腔-管路连接部

12 积蓄器-增压器活塞腔-管路连接部

13 增压器杆腔-管路连接部

14 增压器活塞腔泄压-管路连接部

20 工作缸

21 工作缸活塞腔

22 工作缸杆腔

23 工作缸活塞杆

24 工作缸活塞

30 增压器

31 增压器活塞腔

32 增压器杆腔

33 增压器活塞杆

34 增压器活塞

41 第一可驱控的控制阀

42 第二可驱控的控制阀

43 第三可驱控的控制阀

44 第四可驱控的控制阀

45 第五可驱控的控制阀

46 第六可驱控的控制阀

47 第七可驱控的控制阀

48 压力调节阀

50 压铸模具

51 模具空腔

52 填充套口

61 第一止回阀

62 第二止回阀

63 第三止回阀

71 第一泵

72 第二泵

80 储器

90 倍增器

91 倍增器活塞腔

92 倍增器杆腔

93 倍增器活塞杆

94 倍增器活塞

Claims (9)

1.一种用于冷室压铸机的液压式切换组件，所述冷室压铸机用于制造金属构件，所述液压式切换组件包括：

-积蓄器(10)，用于提供液压流体；

-工作缸(20)，该工作缸具有工作缸活塞腔(21)；

-一管路连接部，该管路连接部具有可驱控的第一控制阀(41)，所述积蓄器(10)能够经由该管路连接部与所述工作缸活塞腔(21)连接；

-增压器(30)，该增压器具有增压器活塞腔(31)和增压器杆腔(32)，该增压器用于所述工作缸活塞腔(21)中的压力升高；以及

-一管路连接部，所述积蓄器(10)经由该管路连接部与所述增压器活塞腔(31)连接或可连接，

其特征在于，

-第一控制阀(41)具有截止位置和穿通位置，

-在积蓄器(10)与工作缸活塞腔(21)之间的管路连接部(11)中，在第一控制阀(41)后方不设有用于封闭该管路连接部(11)的安装件，其中，流体从工作缸活塞腔(21)出来的返回馈送能够通过第一控制阀(41)的截止而禁止，以及

-积蓄器(10)借助于与第一控制阀(41)并联的如下管路连接部(12)与增压器活塞腔(31)连接或可连接：经由该管路连接部能够在所述压力升高期间使增压器活塞腔(31)被加载。

2.根据权利要求1所述的液压式切换组件，

其中，在附接到增压器杆腔(32)上的管路连接部(13)中，设有可驱控的第二控制阀(42)，该第二控制阀具有截止位置和穿通位置。

3.根据权利要求1或2所述的液压式切换组件，

其中，为了通过增压器(30)实现工作缸活塞腔(21)中的压力升高，能够操作在附接到增压器杆腔(32)上的管路连接部(13)中设置的可驱控的第二控制阀(42)。

4.根据上述权利要求之一所述的液压式切换组件，

其中，第一控制阀(41)以及在附接到增压器杆腔(32)上的管路连接部(13)中设置的可驱控的第二控制阀(42)设置成：在通过增压器(30)实现工作缸活塞腔(21)中压力升高期间，第一控制阀(41)将其管路连接部(11)完全截止，并且第二控制阀(42)将其管路连接部(13)切换成至少部分可穿通。

5.根据上述权利要求之一所述的液压式切换组件，

其中，在从积蓄器(10)至增压器活塞腔(31)的管路连接部(12)中，设有第三控制阀(43)，并且

在从增压器活塞腔(31)至储器(80)引导的管路连接部(14)中，设有第四控制阀(44)。

6.一种用于运行冷室压铸机的方法，

-在所述方法的第一阶段中，借助于工作缸(20)的工作缸活塞杆(23)的缓慢进给运动，给前置于模具空腔(51)的填充套口(52)填充液态金属；

-在所述方法的第二阶段中，将液态金属借助于工作缸活塞杆(23)的快速进给运动而推入到模具空腔(51)中，并且

-在所述方法的第三阶段中，在已推入的金属冷却期间，借助于增压器(30)将作用于工作缸活塞杆(23)的压力升高，其中，借助于积蓄器(10)实现以液压流体穿过第一控制阀(41)对工作缸(20)的工作缸活塞腔(21)的供给，以及借助于积蓄器(10)也实现以液压流体对增压器(30)的增压器活塞腔(31)的供给，

其特征在于，

-在第一阶段和第二阶段中，流体从积蓄器(10)穿过第一控制阀(41)并且随后没有通过用于关断相应管路连接部(11)的其它安装件而馈送至工作缸活塞腔(21)，

-其中，在第三阶段中，从工作缸活塞腔(21)出来的返回馈送是通过第一控制阀(41)的截止而禁止，并且

-在第三阶段中，增压器活塞腔(31)通过与第一控制阀(41)并联的管路连接部(12)由积蓄器(10)加载。

7.根据权利要求6所述的方法，

其中，在第三阶段中，与增压器(30)的增压器杆腔(32)耦合的第二控制阀(42)切换成至少部分可穿通。

8.根据权利要求7所述的方法，

其中，第一控制阀(41)和第二控制阀(42)同步切换。

9.根据权利要求6至8之一所述的方法，

其中，在增压器活塞(34)返回引导的情况下，将设置在从积蓄器(10)引导至增压器活塞腔(31)的管路(12)中设置的第三控制阀(43)关断，并且将设置在从增压器活塞腔(31)引导至储器(80)的管路连接部(14)中设置的第四控制阀(44)打开。