CN109764009A - 液压的铸造单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液压的铸造单元，其被设置用于造型机、特别是压力铸造机并且具有带有沿移出方向有效的压力室的铸造缸、低压源和高压源，其中，在铸造缸的压力室和低压源之间的流体连接通过带有两个接头的以电液压的方式进行预控制的2/2方向座阀打开和关闭，所述方向座阀具有能移动的主活塞和预控制阀，主活塞的两个端侧与同一接头流体连接。应当如此设计这种液压的铸造单元，使得能改善铸造单元的运行并且改善压铸件的质量。这以如下方式实现：即，主活塞与两个端侧中的每一个相间隔地具有控制凸缘，该控制凸缘将两个相对于端侧密封的控制室彼此分离，控制室能通过预控制阀被如此加载压力，使得根据额定值来设定主活塞的位置。

Description

液压的铸造单元

技术领域

本发明涉及一种液压的铸造单元，该铸造单元被设置用于造型机、特别是用于压力铸造机，并且该铸造单元具有带有沿移出方向有效的压力室的铸造缸、低压源和高压源，铸造缸的所提及的压力室在预填充阶段和/或充模阶段期间与该低压源流体连接，铸造缸的压力室在增压阶段（Nachdruckphase）期间与该高压源流体连接，其中，在铸造缸的压力室和低压源之间的流体连接通过带有两个接头的以电液压的方式进行预控制的2/2方向座阀打开和关闭（auf- und zugesteuert），所述方向座阀具有能移动的主活塞和预控制阀，主活塞的两个端侧与同一接头流体连接。高压源可以是例如高压存储器或增压器（Druckübersetzer）。

背景技术

这种液压的铸造单元例如由WO 2006/042500 A2公知。在那里，在铸造缸的沿移出方向有效的压力室和低压源之间的流体连接由构造成开关阀的逻辑阀打开和关闭。逻辑阀的弹簧侧的背后的控制面通过预控制阀（Vorsteuerventil）要么能够沿关闭方向被加载低压源的压力，要么能够卸去压力。沿打开方向在第二控制面上作用的是低压源的压力，并且在第三控制面上作用的是存在于铸造缸的压力室内的压力。第二控制面和第三控制面正好都和背后的第一控制面一样大。为了使逻辑阀在增压阶段保持关闭，通过换向阀分别将更高的压力从压力室和低压源施加到（gegeben）第一控制面上。

由DE 10 2012 016 838 A1已知一种液压的铸造单元，在该铸造单元中，在铸造缸的沿移出方向有效的压力室和低压源之间的流体连接可以利用能持续地调整的逻辑阀打开和关闭。逻辑阀的弹簧侧的并且沿关闭方向有效的第一控制面持久地与被加载存在于铸造缸的压力室中的压力的第三控制面连接，并且大于该第三控制面。通过预控制阀能将压力介质输送给与沿打开方向作用的第二控制面邻接的控制室或能将压力介质从该控制室挤出。第二控制面和第三控制面正好都和背后的第一控制面一样大。如果控制室在第二控制面上与储罐连接，那么逻辑阀基于相比于第三控制面更大的第一控制面并且基于关闭弹簧的力而关闭。

发明内容

应当如此设计液压的铸造单元，使得能够改进该铸造单元的运行并且改进压铸件的质量。

这一点通过如下方式达到：即，主活塞与两个端侧中的每一个相间隔地具有控制凸缘，控制凸缘将两个相对于端侧进行密封的控制室相互分离，控制室能通过预控制阀被如此加载压力，使得主活塞的位置能根据额定值持续地得到调整。

方向阀因此是能持续地调整的方向阀。因此可以在2/2方向阀上分别设定期望的通流横截面。通过方向阀的体积流以及因此铸造缸的速度在预填充阶段以及在充模阶段中在主活塞的特定的位置中还取决于通过方向阀的压力差。在认识到这种压力差时或者通过检测铸造缸的速度，可以将主活塞调设（stellen）到这样的位置上，在该位置中达到了期望的速度。方向阀主动地通过压力介质到其中一个控制室内的输送和压力介质从另一个控制室的挤出被关闭并且在此也代替了止回阀。这种止回阀在公知的液压的铸造单元中将低压源与铸造缸的处于高压下的压力室分离。

2/2方向阀尤其也被如此操纵，使得从低压源到铸造缸的沿移出方向有效的压力室的连接，在压力室内尽可能快地形成高压而无需提前制动铸造缸的时刻被关闭。这种布置也允许了根据额定曲线的有针对性的压力形成。此外，可以通过主动关闭2/2方向阀将在从低压源起的流入部中的脉冲部分（Impulsanteil）与铸造缸的沿移出方向有效的压力室分离。以这种方式可以将对产品有不利影响的压力峰值在充模阶段结束时以及在开始形成高压时保持得小或完全避免。

可以由从属权利要求得出根据本发明的液压的铸造单元的有利的设计方案。

有利的是，2/2方向阀被构造成2/2方向座阀。

特别有利的是，主活塞在关于在方向阀的两个接头内的压力方面至少近似压力均衡。那么用于控制主活塞的压力源毫无疑问为低压源。

当存在行程传感器，利用其能检测主活塞的位置时，能特别精确地设定2/2方向阀的主活塞的位置。主活塞的位置然后可以根据针对位置的预先给定的额定值加以调节。因此，随后对主活塞进行位置调节。

2/2方向阀可以在充模阶段期间根据铸造缸的位置被关闭。

铸造缸可以在运动开始时通过2/2方向阀被平缓地无起动颠簸地起动。当在充模阶段结束时压力上升时，2/2方向阀可以例如根据铸造缸的位置或者根据铸造缸的位置和速度被主动地关闭。可以利用压力传感器根据压力来操纵2/2方向阀，其中，根据例如在铸造缸的沿移出方向有效的压力室内的压力或者在铸造缸的沿移入方向有效的压力室内的压力来关闭2/2方向阀。也可以考虑根据压力或者根据诸如铸造缸的位置和/或速度的一个或多个其它的参数来操纵2/2方向阀。基于2/2方向阀的高动态以及在操纵2/2方向阀时的良好的重复精度，可以精确地计算出铸造缸位置，2/2方向阀应当在该铸造缸位置上被关闭，以便在增压阶段开始时获得非常短的压力形成时间。因此也可能在达到完全填充型腔之前就已经引入了2/2方向阀的关闭过程并且因此消除无效时间（Totzeit）。

通过主动快速地关闭高动态的2/2方向阀，也将低压路径的动态的油柱与铸造缸的压力室分离。因此防止了通过铸造缸在充模阶段结束时的突然的制动而产生的动态的压力波影响到产品。不过通过相应的操纵，压力波也能被用于通过捕捉（Einfangen）压力波而特别迅速地形成压力。

利用本发明以及必要时一种或多种设计方案，也可以达到一系列的系统改善。因为2/2方向阀从关闭的位置起能持续地得到调整，所以避免了铸造缸的起动颠簸。阀组变得紧凑，因为省去了单独的止回阀。在增压阶段开始时的压力形成时间能够被减少，因而压铸件的质量得到提高。基于2/2方向阀的主动的关闭，可以自由选择用于关闭的条件。可以有针对性地利用或分离动态的压力波。

附图说明

附图中示出了模具的填充的阶段和根据本发明的液压的铸造单元的两个实施例。现在借助于附图更详细地阐述本发明。

其中：

图1强烈示意性地示出了在开始压铸工件时在起始位置中的具有铸造缸的压力铸造机；

图2示出了在填入开口（Einfüllöffnung）被从铸造缸运动的铸造活塞关闭之后在预填充阶段期间的根据图1的压力铸造机；

图3示出了在预填充阶段结束时以及充模阶段开始时的根据图1的压力铸造机；

图4示出了在增压阶段中的根据图1的压力铸造机；

图5示出了作为液压的开关组件（Schaltanordnung）的第一实施例，根据该液压的开关组件，铸造缸的速度由流入铸造缸的体积流确定；

图6示出了作业液压的开关组件的第二实施例，根据该液压的开关组件，铸造缸的速度由从铸造缸流出的体积流确定；并且

图7示出了如其能够在根据图5和6的实施例中那样使用的具有能成比例调整的主活塞的以电液压的方式进行预控制的2/2方向阀。

具体实施方式

根据图1至4，压力铸造机包括铸造缸10，该铸造缸被构造成差动缸并且具有活塞11和活塞杆12，活塞杆从活塞11的一侧起延伸穿过铸造缸的内部并且在盖上从铸造缸的壳体13向外伸出。通过活塞11在铸造缸10的内部将实心圆柱形的（vollzylinderisch）、底侧的压力室14和环形的、杆侧的压力室15彼此分离。

铸造活塞16固定在活塞杆12上，铸造活塞能够在构造在压射衬套（Schussbuchse）17内的压射腔（Schusskammer）18中直线地运动。用于液态的或面团式的（teigig）模制材料（Formmaterial）的填入开口19位于压射衬套17中，待模制的工件应当由所述模制材料构成。压射衬套17与模具20组装在一起，成型空心空间（Formhohlraum）21由所述模具形成，成型空心空间为了制造工件而要用模制材料填充并且工件的形状通过该成型空心空间预先给定。铸造通道22从压射腔18通入到成型空心空间21中。

根据图1，铸造缸10和铸造活塞16位于起始位置中，在该起始位置中，活塞杆12被完全移入。通过在铸造活塞16的所示的位置中打开的填入开口19将用于模制工件所需的模制材料量填充到压射腔中。现在也开始了压铸过程的被称为预填充阶段的第一阶段，在第一阶段中，铸造活塞缓慢地向前运动并且移动经过（überfährt）填入开口19并封闭该填入开口。随后达到的状态在图2中示出。铸造活塞然后被加速并且期间通过铸造活塞16的进一步的移动而最终达到在图3中示出的状态，在该状态下，模制材料处在成型区段（Formanschnitt）上。

压铸过程的现在在下文中也称为充模阶段的第二阶段极为迅速地随铸造活塞16的尽可能恒定的速度进行。在该第二阶段期间，以模制材料的高流动速度利用该模制材料填充模具。

在也称为增压阶段的第三阶段，模制材料被以高的压力压缩到成型空心空间21的所有的区域中并且材料收缩（Materialschwund）在此也得到了补偿。在增压阶段中所需的在铸造缸的压力室14内的高的压力可以借助于后来被视作高压源的增压器或者也直接借助于高压存储器或泵产生。

两个在图5和6中示出的液压的铸造单元包括已经由图1至4可见的铸造缸10，该铸造缸具有活塞11、活塞杆12、壳体13和底侧的压力室14以及杆侧的压力室15。存在低压存储器30、高压存储器31和定量泵32作为压力源，其能通过安置在泵支架34中的耦联器（Kupplung）由能调节转速的电动马达33驱动。

铸造缸10的底侧的压力室14可以通过能直接以电磁的方式进行致动（betätigbar）的、无电流地关闭的2/2方向座阀40直接与定量泵32的压力接头连接。铸造缸10的底侧的压力室14此外还能通过高动态的、以电液压的方式进行预控制的2/2方向座阀41直接与低压存储器30连接。当不施加电控制信号时，2/2方向座阀41就被关闭。此外，铸造缸10的底侧的压力室14能通过以电液压的方式进行预控制的2/2方向座阀42直接与高压存储器31连接。当不施加电信号时，2/2方向座阀42就被关闭。2/2方向座阀41和42能与输入信号成比例地得到调整。因此所述方向座阀是所谓的连续阀（Stetigventil）或比例阀。它们的通流横截面与输入信号成比例地变化。

低压存储器30能通过直接控制的、无电流地关闭的、带有电磁致动（Elektromagnetbetätigung）的2/2方向座阀43直接与定量泵42的压力接头连接。高压存储器31可以通过直接控制的、无电流地关闭的、带有电磁致动的2/2方向座阀44同样直接与定量泵42的压力接头连接。

铸造缸10的杆侧的压力室15在根据图5和6的两个实施例中能通过直接电磁地致动的、无电流地关闭的2/2方向阀44直接与定量泵42的压力接头连接。

在根据图5的实施例中，铸造缸的杆侧的压力室15能通过直接控制的、无电流地关闭的、带有电磁致动的2/2方向座阀45与储罐46连接。该2/2方向座阀如2/2方向座阀40、43和44那样是一种开关阀。

在根据图6的实施例中，在铸造缸10的杆侧的压力室15和储罐46之间的连接结构中没有装入（einfügen）开关阀，而是装入了能持续地调整的2/2方向座阀47，当不施加电输入信号时，该方向座阀如2/2方向座阀41和42那样以电液压的方式被预控制和关闭。

由图7详细可见如其在根据图5和6的实施例中那样使用的2/2方向座阀41的构造上的设计方案。据此，2/2方向座阀41是带有壳体的插装阀（Einbauventil），该壳体具有插装衬套50和盖51，空心的主活塞52能关于插装衬套50的纵轴线在其内沿轴向方向移动。在插装衬套50上构造有径向的阀接头B和轴向的阀接头A。在两个接头之间在插装衬套中构造有阀座53，主活塞52可以利用外凸肩54安放在该阀座上。主活塞52在外凸肩54前的一个区域中在插装衬套50中的特定的直径上得到引导。此外，主活塞52在外凸肩前的区域中设有朝端侧55敞开的控制槽56。主活塞52是连续中空的，使得在位于其背向阀接头A并且位于盖51内的端侧57之前的空间58内存在与阀接头A上相同的压力。主活塞52的引导直径从所述的端侧57起在一定的长度上与主活塞在外凸肩54前的直径相同。由此，主活塞虽然基于在座区域内的直径差不是完整的（vollkommen），然而在很大程度上实现了压力均衡。

在盖51的区域中，主活塞52具有与背向阀接头A的端侧57相间隔并且当然也与端侧55相间隔的控制凸缘（Steuerbund）60，该控制凸缘将两个相对于端侧57和相对于阀接头进行密封的控制室61和62彼此分离。

2/2方向座阀41除了基本上形成主级的构件50、51和52外，还具有预控制阀65，该预控制阀被构造成单级比例阀，其具有作为机电的转换器（Wandler）的两个电磁体66和控制活塞，该控制活塞通过其位置的电的导回结构（Rückführung）与集成的导向电子器件（Pilotelektronik）67连接。第一控制通道68从预控制阀65起通往控制室61并且第二控制通道69通往主活塞52上的控制室62。

2/2方向座阀41此外还具有行程传感器70，该行程传感器具有作为核心的行程传感器棒71。该行程传感器被固定在主活塞52上并且与线圈组件72共同作用，该线圈组件安置在安装在盖51上的电子器件壳体73中。电子器件壳体73也包含用于2/2方向阀41的集成的调节电子器件74，该调节电子器件和行程传感器70一起构成了用于主活塞的位置调节回路。在集成的调节电子器件中比较针对主活塞52的位置的额定值和实际值。根据调节偏差通过成比例的电流来操纵预控制阀65的电磁体66。预控制阀占据成比例的调节位置并且控制体积流进入控制室61和62或从控制室61和62出来，由此主活塞52被移动直至调节偏差为0。主活塞52的冲程以及因此在阀接头A和B之间的通流横截面因此与额定值成比例地被调节。

在根据图5和6的铸造单元中，2/2方向阀41被如此接线，使得其轴向的阀接头A与低压存储器30并且其径向的阀接头B与铸造缸10的压力室14连接。以这种方式使在主活塞52的端侧57前的空间以及因此行程传感器70不用承受高压存储器31的高压。

在根据图5的液压的铸造单元中，铸造缸10的活塞11通过2/2方向座阀41在压铸过程的第一阶段中平缓地在没有起动颠簸的情况下起动并且在第二阶段中以期望的速度移动。在第一和第二阶段中，在此通过流入调节（Zulaufregelung）实现铸造缸的移动（Verfahren）。根据例如铸造缸10的位置和/或速度和/或在铸造缸10的压力室14或压力室15中的压力或者根据在铸造缸10上出现的力，2/2方向阀41在形成压力时被主动地关闭。同时，或者以非常小的延迟或带有时间上的预留地打开2/2方向座阀42，以便利用来自高压存储器31的高的压力进行增压（nachdrücken）。阀40、43和44在压铸过程期间被关闭，阀45被打开。活塞11在第一阶段和第二阶段中的速度在此由流入压力室14的压力介质量确定。

在根据图6的液压的铸造单元中，在从压力室15到储罐的流出部（Ablauf）中没有开关阀，而是有能成比例调整的阀47。在此也可以利用这个阀来控制或调节铸造缸的活塞11的速度。铸造缸10可以利用在流入部（Zulauf）中的2/2方向阀41平缓地以可能很小的起动颠簸进行起动。通过布置在从压力室15出来的流出部中的能成比例调整的阀47可以使铸造缸张紧地移动。阀47实现了非常精确的速度调节并且能通过生成反压（Gegendruck）有控制地制动铸造缸。在此，活塞11的速度在第一阶段的大部分内以及在第二阶段内由从压力室15经由阀47挤出的压力介质量确定。在根据图6的液压的铸造单元中，因此在所示出的那样利用阀47时在第一阶段的大部分内以及在第二阶段内都通过流出调节（Ablaufregelung）实现铸造缸的移动。

附图标记列表

10 铸造缸

11 10的活塞

12 10的活塞杆

13 10的壳体

14 10 的底侧的压力室

15 10的杆侧的压力室

16 铸造活塞

17 压射衬套

18 17内的压射腔

19 17内的填入开口

20 模具

21 成型空心空间

22 20内的铸造通道

30 低压存储器

31 高压存储器

32 定量泵

33 电动马达

34 泵支架

40 2/2方向座阀

41 2/2方向座阀

42 2/2方向座阀

43 2/2方向座阀

44 2/2方向座阀

45 2/2方向座阀

46 储罐

47 2/2方向座阀

50 41的插装衬套

51 41的盖

52 41的主活塞

53 41内的阀座

54 52上的外凸肩

55 52的端侧

56 52中的控制槽

57 52的端侧

58 57前的空间

60 52上的控制凸缘

61 控制室

62 控制室

65 预控制阀

66 电磁体

67 导向电子器件

68 控制通道

69 控制通道

70 行程传感器

71 行程传感器棒

72 线圈组件

73 电子器件壳体

74 调节电子器件。

Claims (9)

1.液压的铸造单元，所述铸造单元被设置用于造型机、特别是用于压力铸造机，并且所述铸造单元具有带有沿移出方向有效的压力室（14）的铸造缸（10）、低压源（30）和高压源（31），所述铸造缸（10）的沿移出方向有效的压力室（14）在预填充阶段和/或充模阶段期间与所述低压源流体连接，所述铸造缸（10）的沿移出方向有效的压力室（14）在增压阶段期间与所述高压源流体连接，其中，在所述铸造缸（10）的沿移出方向有效的压力室（14）和所述低压源（30）之间的流体连接通过具有两个接头（A、B）的以电液压的方式进行预控制的2/2方向阀（41）打开和关闭，所述2/2方向阀具有能移动的主活塞（52）和预控制阀（65），所述主活塞的两个端侧（55、57）与同一接头（A）流体连接，其特征在于，所述主活塞（52）与所述两个端侧（55、57）中的每一个相间隔地具有这样的控制凸缘（60），所述控制凸缘将两个相对于所述端侧（55、57）密封的控制室（61、62）彼此分离，并且通过所述预控制阀（65）能如此控制流入和流出所述控制室（61、62）的体积流，使得所述主活塞（52）的位置能根据额定值持续地得到调整。

2.根据权利要求1所述的液压的铸造单元，其中，所述2/2方向阀（41）被构造成2/2方向座阀。

3.根据权利要求1或2所述的液压的铸造单元，其中，所述主活塞（52）在关于所述两个接头（A、B）内的压力方面至少近似压力均衡。

4.根据权利要求1、2或3所述的液压的铸造单元，其中，存在这样的行程传感器（70），利用所述行程传感器能检测所述主活塞（52）的位置，并且其中，根据预先给定的额定值来调节所述主活塞（52）的位置。

5.根据前述权利要求所述的液压的铸造单元，其中，在所述充模阶段期间，所述2/2方向阀（41）根据所述铸造缸（10）的位置被关闭。

6.根据权利要求5所述的液压的铸造单元，其中，在所述充模阶段期间，所述2/2方向阀（41）根据所述铸造缸（10）的位置和速度被关闭。

7.根据前述权利要求所述的液压的铸造单元，其中，存在压力传感器并且所述2/2方向阀根据由所述压力传感器检测到的压力得到操纵。

8.根据前述权利要求所述的液压的铸造单元，其中，在达到对型腔的完全填充之前就已经引入了所述2/2方向阀（41）的关闭过程。

9.根据前述权利要求所述的液压的铸造单元，其中，所述2/2方向阀（41）在所述铸造缸的运动开始时就被如此控制，使得所述铸造缸没有起动颠簸地起动。