CN1229015A - 对压铸模进行排气的方法及实施该方法的装置 - Google Patents

Abstract

为了对压铸机的压铸模进行排气在填充工作期间由一个除第一排气阀之外的第二排气阀对模型腔和/或压力室进行排气。所述第一排气阀位于一个与所述模型腔相通的排气通道部分中。一个受力器可操作地与第一排气阀连接,该排气阀接触由模型腔进入排气通道中的铸造材料,并被该铸造材料移动。第二排气阀由分开的独立装置操纵,并在所述模型腔被完全充满之前关闭。作为关闭第二排气阀的标准,可以使用填充作业期间铸造活塞所通过路径的长度。

Description

对压铸模进行排气的方法及实施该方法的装置

本发明涉及一种对压铸机的压铸模进行排气的方法，所述压铸机具有一个位于压力室中的铸造活塞，用于将液体铸造材料压入压铸模的模型腔中。所述压铸模至少有一个与模型腔相通的排气通道，并包括一个第一排气阀，该阀可操作地与一个受力器连接。该受力器与从模型腔进入排气通道里的液体铸造材料接触并由这些材料移动。另外，本发明还涉及一种用于实施该方法的装置。

为了避免在成品铸造工件中出现滞留的空气，在压铸作业期间必须分别对压铸模和该压铸模的模型腔分别进行排气。因此，必须保证不仅能排出压铸机的腔体和压铸模的模型腔中所含的空气，而且还必须保证从液体铸造材料中排出的液体也能被排出掉。

在对压铸模进行排气时，迄今为止所存在的一个问题是，排气阀的关闭时间应当尽可能的晚，以确保模型腔是排气的，如果可能，直至其被完全充满；另一方面，应当避免液体铸造材料进入排气阀中。考虑到这一问题，现有技术中所公开的排气装置有一个排气阀，该阀可操作地与一个受力器连接，该受力器由从模型腔进入排气通道的液体铸造材料操纵。通过这种设计，可以得到十分可靠的阀组件，该组件能十分迅速地工作，为了在所述受力器上产生足以完成关闭作业的冲压，所述排气通道包括方向的变化和模截面的变化。而且，排气通道在所述受力器和排气阀的实际阀体元件必须有特定的最低长度，该排气通道应当是偏转的，以确保排气阀在液体铸造材料到达排气阀之前是关闭的。通过在受力器和排气阀之间设计偏转的排气通道，还可以避免会导致铸造材料实际流入排气阀中的溅射。为了提高这种阀组件的效率，通常将一个真空泵连接在所述排气阀上。

文件EP0 612 573披露了一种与本文所述的对压铸模进行排气的目的有关的阀组件，包括一个排气通道，一个位于该排气通道中的排气阀和一个用于关闭该排气阀的操纵装置。该操作装置包括一个受力器，该受力器与从模型腔进入排气通道中的铸造材料接触。该受力器以机械可操作的方式与排气阀的活动关闭元件连接。因此，该受力器被设计成具有一个工作冲程的推压件，该冲程被局限为由排气阀的活动元件通过的行程的一部分。另外，排气阀的关闭元件可沿超出受力器的工作冲程的路径自由活动，而操纵装置包括一个动力传动件，用于将来自受力器的冲击脉冲传递给排气阀的活动关闭件。

即使这种阀组件在工作中能十分可靠的运行，也需要提高其排气效率，在模型腔具有较大容积的情况下尤其如此。所述最大排气效率尤其受到所述排气通道的偏转和横截面变化的影响，因为从模型腔中排出的气体的流阻会因此而明显提高。

为了解决上文所提到的问题，显而易见的是加大现有排气阀和排气通道的截面积。不过，用该设计所做的试验证实，加大阀和排气通道的截面积并没有取得期望的成功，因为由其偏转而产生的排气通道的流阻妨碍了有效排气，这正是常见的情形。而且，排气阀尺寸的加大，会导致阀组件的活动部件质量的增加。因此，关闭排气阀所需的力也会相应增大，和/或排气阀的关闭时间增加到不希望的高值。另外，排气阀和排气通道截面积的加大会导致出现这样的情况，即阀组件的尺寸也加大；这也是不希望的。

因此，本发明的目的是提供一种对压铸机的压铸模进行排气的方法，通过该方法可以取得高的排气效率，并仍然保持可靠的工作。

为了满足上述及其它目的，本发明提供了一种用于对压铸机的压铸模进行排气的方法，该压铸机具有一个位于压力室中的铸造活塞，用于将液体铸造材料压入压铸模的模型腔中。该压铸模至少具有一个与模型腔相通的排气通道，并包括一个第一排气阀，该阀可操作地与一个受力器连接。该受力器与从模型腔流入排气通道中的液体铸造材料接触，并由后者将其移动。因此，在填充作业过程中，所述模型腔和/或压力室由除所述第一排气阀之外的第二排气阀排气。第二排气阀在模型腔完全充满之前关闭。而且，第一排气阀随后被进入排气通道中并冲击冲击式发射器的铸造材料关闭。

使用上述方法可以显著提高其排气效率，因为提供一个在模型腔被完全充满之前关闭的第二排气阀，至少会使与排气效率相关的排气通道的平均截面积加倍，从而使通向第二排气阀的排气通道部分的流阻同时得到优化。

在所述方法的一种优选实施方案中，关闭第二排气阀的标准是由从填充作业开始的时间延续、或铸造活塞的位置、或铸造活塞沿其运行的路径、或压力室的填充速率、或模型腔的填充速率决定的。通过这种方法保证第二排气阀在铸造材料到达时是关闭的。

本发明的另一个目的是提供一种用于实施上述方法的装置。用于实现上述方法的装置包括一个阀组件，该组件包括一个第一排气阀和一个第二排气阀。第一排气阀可操作地与一个受力器连接，该受力器与从模型腔流入排气通道中的铸造材料接触，并适于由该铸造材料操纵。第二排气阀包括分立的独立装置用于它的操纵。

下面将结合附图对本发明的方法及用于实现本发明方法的装置的一种实施方案作进一步说明。其中：

图1是一台压铸机的示意性剖视图，其上装有一个压铸模和一个阀组件，表示其处于起始状态；

图2是一台压铸机的示意性剖视图，其上装有一个压铸模和一个阀组件，表示其处于工作的第一阶段；

图3是一台压铸机的示意性剖视图，其上装有一个压铸模和一个阀组件，表示其处于工作的第二阶段；

图4是一台压铸机的示意性剖视图，其上装有一个压铸模和一个阀组件，表示其处于工作的第三阶段；

图5是一台压铸机的示意性剖视图，其上装有一个压铸模和一个阀组件，表示其处于工作的第四阶段；

图6是所述阀组件的更详细的上视图；

图7是沿图6中线A-A的图6所示阀组件的第一幅剖视图；

图8是沿图6中线B-B的图6所示阀组件的第二幅剖视图；和

图9是沿图6中线A-A的安装在一台压铸机上的阀组件的剖视图。

参见图1，将对本发明的压铸机的一个实施方案的总体设计和一般工作模式以及装在它上面的阀组件作进一步说明，因此，仅对与本发明相关的重要的特征和方法步骤进行讨论。

在该实施例中，一个压力室1和一个铸造活塞2作为所述压铸机的关键部件安装在压力室1的内部，并由液压驱动，如图1所示。压力室1具有一个填充孔4，用于由液体铸造材料模充压力室1。在压力室1的出口端，装有一个压铸模5，该模包括两个模半体5a和5b。一个从压力室1延伸到模型腔8的连接通道6位于以上两个膜半体5a和5b之间。在压铸模5的上面装有一个阀组件10。用一个排气通道9连接阀组件10和模型腔8。阀组件10分别具有两个排气阀11和12，这两个阀分别通过两个连接管14和15与一个真空泵18连接。每一个连接管14和15分别带有一个单向阀A和B。如图1所示，位于左侧的排气阀11可操作的与一个在图1中未示出的冲击式发射器连接，关于该发射器将在下文中进一步讨论。该冲击式发射器是由从模型腔8进入排气通道9中的压铸材料操纵的。左侧的排气阀12由一个独立的装置操纵；这一过程如图1中的虚线16所示，通过这种方式将排气阀12与一个控制装置19连接。为了检测铸造活塞2的位置，设置一个传感器17，该传感器也与控制装置19连接。

图2-5表示处于四个不同工作阶段的压铸机及其阀组件：

参见图2，在第一阶段，液体铸造材料G由填充孔4填充到压力室1中。然后，开始将液体铸造材料G送入模型腔8中工作。为此，铸造活塞2向图2中的右侧移动，即向压铸模5移动。

参见图3，在第二阶段，所述压力活塞向压铸模5运动的程度足以使填充孔4关闭。此时，真空泵18启动，而且两个单向阀A和B打开。通过这种方式，容纳在压力室1和模型8中的气体可以排出并分别通过两个开放的单向阀A和B吸出。

参见图4，在第三阶段，压力活塞已经向右，即向着压铸模5移动到一定程度，使位于铸造活塞2右侧的压力室1的一部分完全充满液体铸造材料G。不过，液体铸造材料尚未到达模型腔8。在此阶段，左侧排气阀12是关闭的。上述操作是通过管16气动实现的。

作为关闭左侧排气阀12的一个标准，在该实施例中使用铸造活塞2的绝对位置，由于压力室1的填充速率是已知的，并可以根据其几何学分别进行计算已填充进去的液体铸造材料G的量和铸造活塞2的绝对位置。因为模型腔8中填充有铸造材料G，原则上在20-80毫秒内，左侧排气孔12在液体铸造材料G进入模型腔8之前关闭。可以这样理解，左侧排气阀12只有在液体铸造材料G到达它之前才马上关闭的。情况是这样的，一旦模型腔被完全充满，铸造材料就会进入排气通道9。不过，在这种情况下，存在着这样的危险，喷溅会导致实际的铸造材料G进入排气阀12并堵塞它。因此，这种现象通过早期关闭左侧排气阀12可得到克服。而且左侧排气阀12的早期关闭具有以下优点，即某些工作参数的波动对于阀组件的可靠的工作方式并不重要；这种波动通过这种压铸机的工作原理进行定性，例如，填充到压力室1中的液体铸造材料G的量的波动。而且，可以使用一种较简单的控制装置。不过，应当理解，左侧排气阀12的实际关闭量可以适应存在于任何情形下的工作参数。

除了铸造活塞2的绝对位置以外，还可将其相对位置用作关闭左侧排气阀12的标准。其他可能性有从填充作业开始持续的时间、压力室1的填充水平或模型腔的填充水平，这些被用作关闭左侧排气阀12的标准，因此，这些实施例绝不是最后的。

由于左侧排气阀12已经关闭，真空泵18的单向阀A可以关闭。仍然滞留在模型腔8中的所有气体可以排出，并能分别经右侧排气阀11吸出。右侧排气阀11保持开放直到进入排气通道9中的铸造材料G到达在图2-5中未示出的受力器。正如在本文的以下部分将要作更详细的说明的，受力器与右侧排气阀11的阀体一起运动，因此，阀11由运动中的铸造材料G所包含的动能关闭。工作的第四阶段示于图5中。

图6是阀组件10的更详细的上视图。通入阀组件10的排气通道用参考编号9表示，而通向第一排气阀11的排气通道部分用参考编号9b表示，通向第二排气阀12的排气通道部分用参考编号9a表示。通向第二排气阀12的排气通道部分9a采用的是垂直设计，以保证排出气体的流阻尽可能的低。通向冲击式发射器20和通向第一排气阀11的阀体30的排气通道部分9b是偏转的。排气通道部分9b的这种设计起到防止引导实际铸造材料G的铸造材料和阻碍铸造材料G在到达受力器20以后的流动的作用，是以这种方式实现的：在铸造材料到达阀体30以前，阀体30就以达到其关闭状态。受力器20位于排气通道部分9b的旁路9c的末端。另外，在受力器20的范围内设置一个贮液室9d，在其中可以形成受力器20和可操作的与受力器20连接的元件的关闭运动所需的冲击压力。另外，还示出了两个推杆38和39，这两个推杆是用于对在图6中未示出的弹簧组件施压的。

图7是沿图6中线A-A的阀组件10的剖视图；因此，阀组件10处于其静止状态。为了更好地理解，两个推杆38、39被显示位于同一个垂直平面上。

除了受力器20、将装入阀孔34中的阀体30和两个推杆38、39之外，图中还示出了由弹簧件25施压的工作活塞24、提升阀27、传动杆23、压板35以及弹簧组件36。阀体30包括一个带有轴向凹槽33的轴环32，来自排气通道部分9b的气体通过这些凹槽进入位于阀体30上方并与真空泵18连接的出口孔41。受力器20具有一个轴环21，该轴环在发生反向运动时与传动板23接合。传动板23的上部与阀体30接合，而其下部与工作活塞24接合。在传动板的背面，装有弹簧组件36，该组件通过压力板35将受力器20、以及阀体30和工作活塞24推入正向的静止位置，如图7所示。在将阀组件10安装到压铸机中时，弹簧组件36通过推杆38、39施压，所述推杆通过传动板23。因此，受力器20能在铸造材料G中所包含的动能的影响下反向运动，受力器正如下文将要作更详细的说明的。

受力器20关闭运动的途经被局限于阀体30和工作活塞24的关闭运动途径的一部分。因此，由铸造材料G传递到活动部分20、23、24和30的动能可以保持在特定的合理范围内。为了将阀体30从图7所示的开放位置移动到关闭位置，受力器20必须传递一个冲击动量。通过该冲击动量，传动板23与阀体30和工作活塞24一起以空转方式运动到其最终位置。为了支持所述关闭运动，和/或为了保持工作活塞24、传动板23和阀体30处于其最终位置，工作活塞24可以承受由空气通道28输送的高压空气所产生的气动力。一旦工作活塞24将提升阀27升起，工作活塞的整个正面都要遇到高压空气，因此，关闭运动得到支持，而工作活塞24也相应处于其最终位置。

图8表示沿图6中线B-B的所述阀组件10的第二排气阀12的剖视图。排气阀12包括一个关闭活塞45、一个传动板48、一个压力板49，两个弹簧件50、51，以及一个装入阀孔54中的阀体52。活动关闭活塞45也具有一个轴环46，该轴环通过一个反向运动与传动板48接合。传动板48可操作地连接于阀体52上，使阀体52与其上部接合。传动板48与阀体52和关闭活塞45一起由两个弹簧件50和51向前推动。为了将阀体52从图8所示的开放位置移动到其关闭位置，通过一个与关闭活塞45相通的通道44输送压力介质。该压力介质作用于关闭活塞45的正面并将其移动，并同时移动传动板48和阀体52，移动时要克服弹簧件50、51的力，并沿朝向末端止动件的反方向运动。因此，阀体52的头部53进入阀孔54，将阀孔54密封。

由于第二排气阀12是由分开的独立装置操纵的，通向排气阀12的排气通道部分9a可以是直的，其结果是流阻极低。不过，必须确保第二排气阀12在铸造材料到达它之前是关闭的。

图9是沿图6中线A-A的阀组件的剖视图，此时该阀组件安装在一个由两个半体5a和5b组成的压铸模5上。在图9所示的安装位置上，弹簧组件36是由顶着压铸模5的半体5a和5b之一的两个推杆38和39施压的。另外，阀体30处于其开放位置，即受工作活塞24的弹簧件25的影响。因此，滞留在模型腔8中的气体可以经过排气通道9和阀孔34流入出口孔41，如图9中的箭头所示。一旦铸造材料G到达受力器20，该受力器在冲击其正面的铸造材料的冲击下突然移动到其末端止动件。设置在受力器20上的轴环21将上述冲击力传递给传动板23。一旦受力器到达其末端位置，传动板23就在从受力器20传递到传动板23的动能的作用下与受力器分离，并与阀体30和工作活塞24一起克服关闭弹簧25的力继续其运动。因此，排气阀11是关闭的，而阀体的头部31进入阀孔34。排气阀11的关闭运动是由作用于关闭活塞24上的压力介质的力支持的。一旦关闭活塞与控制阀27分离，所述压力介质就作用于关闭活塞24的整个正面。不过，必须指出的是，原则上讲，即使没有工作活塞24的支持，排气阀11也能关闭，因为排气阀11的关闭运动所需的能量是由从模型腔进入排气通道9的铸造材料G产生的。

在铸造材料G固化以后，将铸造模5的右侧半体5b除去。因此，帽口由两个推杆38、39弹出，这两个推杆是受弹簧组件36的作用。

如上文所述，与常规排气阀组件相比，使用阀组件10可以明显提高排气效率，同时可避免该阀组件明显变大。通过该两部排气阀可以确保一种特别可靠的工作模式，其中，一个排气阀12是在模型腔被完全充满之前由一个分立的独立装置操纵的，而另一个排气阀11是由从模型腔8进入排气通道9中的液体铸造材料操纵的。

Claims (14)

1．一种用于对压铸机的压铸模进行排气的方法，该压铸机具有一个位于一个压力室中的铸造活塞，并适于将液体压铸材料压入所述压铸模的模型腔中，因此，该压铸模至少具有一个与所述模型腔相通的排气通道，并包括一个可操作的与一个受力器连接的第一排气阀，所述受力器接触从模型腔进入排气通道中的液体铸造材料，并由该铸造材料移动，其特征在于所述模型腔和/或压力室在填充作业期间由除所述第一排气阀之外的第二排气阀进行排气，因此，第二排气阀在模型腔被完全充满之前是关闭的，而且，第一排气阀随后也被进入所述排气通道并冲击所述受力器的铸造材料关闭。

2．如权利要求1的方法，其特征在于所述第二排气阀是由分立的独立装置操纵的，因此，关闭该第二阀的标准是由从填充工作开始延续的时间，或铸造活塞的位置，或铸造活塞沿其运动过的途径或压力室的填充速率，或模型腔的填充速率构成的。

3．如权利要求1或2的方法，其特征在于所述第二排气阀在一半以上的模型腔被铸造材料所填充之前被关闭，优选在所述铸造材料由压力室进入模型腔之前被关闭。

4．如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于在所述排气通道中形成一种真空，以支持所述排气作业。

5．如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于所述第二排气阀是通过液压或气动关闭的。

6．一种用于实施上述权利要求之一所述方法的装置，其特征在于一个包括一个第一排气阀和一个第二排气阀的阀组件，所述第一排气阀可操作的与一个受力器连接，该受力器接触由模型腔进入排气通道中的铸造材料，并适于由该铸造材料操纵，而所述第二排气阀包括分立的独立装置用于其操作。

7．如权利要求6的装置，其特征在于所述阀组件包括一个基本上垂直的排气通道部分，所述第二排气阀位于所述排气通道的垂直部分的末端。

8．如权利要求6或7的装置，其特征在于还设有另一个偏转的排气通道部分，所述第一排气阀位于所述另一个排气通道部分中。

9．如权利要求7或8的装置，其特征在于所述基本上垂直的排气通道部分和所述另一个排气通道部分与一个共同的排气通道相通。

10．如权利要求8的装置，其特征在于所述垂直的排气通道部分的截面积大于所述另一个排气通道部分的平均截面积。

11．如权利要求6-10中之一所述的装置，其特征在于所述受力器位于所述另一个偏转排气通道部分中，而所述受力器沿铸造材料的流动方向看位于所述第一排气阀之前。

12．如权利要求11的装置，其特征在于所述受力器被设计成一个具有工作冲程的推压件，该冲程被局限于由所述第一排气阀的阀体通过的行程的一部分，因此，第一排气阀的阀体能沿超出受力器的工作冲程以外的路径自由活动。

13．如权利要求6-12中之一的装置，其特征在于所述阀组件包括一个第一部分和一个第二部分，而且两个排气阀的两个阀体分别由弹簧装置施压，以及所述弹簧装置停留在所述第一和第二阀组件部分之一上。

14．如权利要求6-12中之一的装置，其特征在于设有用于测定所述铸造活塞的位置或用于测定所述铸造活塞所通过的路径的长度或用于测定从填充作业开始延续的时间或用于所述模型腔的填充速率的装置。

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