DE112013006075B4

DE112013006075B4 - Giessvorrichtung und Giessverfahren

Info

Publication number: DE112013006075B4
Application number: DE112013006075.2T
Authority: DE
Inventors: Kouji Furutani; Shinichi Kakimoto
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2012-12-19
Filing date: 2013-12-05
Publication date: 2019-09-26
Anticipated expiration: 2033-12-06
Also published as: US9630245B2; DE112013006075T5; US20150273574A1; CN104884191B; CN104884191A; JP5987674B2; JP2014117741A; MX2015006030A; WO2014097565A1; MX361276B

Abstract

Gießvorrichtung, umfassend:eine metallische Form (2) mit einer Einspritzvorrichtung (15), welche umfasst:eine rohrförmige Büchse (20), die sich in einer im Wesentlichen horizontalen Richtung erstreckt und ein erstes Ende und ein zweites Ende umfasst, wobei die rohrförmige Büchse (20) an der Seite des ersten Endes mit dem Hohlraum (Ca) in Verbindung steht, undeinen Kolben (24), der geeignet ist, ein geschmolzenes Metall, das einem Inneren der rohrförmigen Büchse zugeführt wird, in den Hohlraum (Ca) einzuspritzen;eine erste Saugvorrichtung (35), die geignet ist, Luft aus dem Inneren der rohrförmigen Büchse (20) zu saugen; undeine dritte Saugvorrichtung (45), die geeignet ist, Luft aus einem Inneren des Hohlraums (Ca) zu saugen, wobeidie rohrförmige Büchse (20) umfasst einen Zufuhrport (21), durch den das geschmolzene Metall zugeführt werden kann, und eine Öffnung (22), die nahe dem Zufuhrport (21) an der Seite des ersten Endes zum Saugen von Luft mittels der ersten Saugvorrichtung (45) ausgebildet ist,der Kolben (24) eine Stange (25) und eine mit einem vorderen Ende der Stange verbundene Einspritzspitze (28) aufweist, und einen Taillenabschnitt (Sb), der zwischen der Einspritzspitze und dem vorderen Ende der Stange ausgebildet ist, wobei der Kolben (24) in dem Inneren der rohrförmigen Büchse (20) zwischen einer Warteposition und einer vorbestimmten Betätigungsposition bewegbar ist, wobei die Warteposition solcher Art ist, dass sich ein vorderes Ende der Einspritzspitze (28) bezüglich des Zufuhrports (21) an einer Seite des zweiten Endes befindet, wobei der Kolben (24) ausgelegt ist, um sich von der Warteposition zu der Betätigungsposition zum Einspritzen des geschmolzenen Metalls aus dem Inneren der rohrförmigen Büchse (20) in den Hohlraum (Ca) zu bewegen,gekennzeichnet durcheine zweite Saugvorrichtung (40) im Bereich des Taillenabschnitts (Sb), wobei der Taillenabschnitt (Sb) einen geschlossenen Raum bildet und die zweite Saugvorrichtung (40) geeignet ist, Luft aus dem Inneren der rohrförmigen Büchse (20) bezüglich des vorderen Endes der Einspritzspitze (28) durch einen Spalt zwischen einer Innenumfangsfläche der rohrförmigen Büchse (20) und einer Außenumfangsfläche der Einspritzspitze (28) aus einem ersten Endbereich des Inneren der rohrförmigen Büchse (20) zu saugen, undeine Steuervorrichtung (60), die geeignet ist, die Saugvorrichtungen (35, 40, 45) zu steuern.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gießvorrichtung und ein Gießverfahren und insbesondere eine Gießvorrichtung und ein Gießverfahren, die zum Herstellen von Druckgusserzeugnissen aus Aluminiumlegierung oder dergleichen geeignet sind.
Technischer Hintergrund
Eine Gießvorrichtung zum Herstellen von Druckgusserzeugnissen durch Einspritzen eines geschmolzenen Metalls, das unter Verwendung eines Kolbens bei einer hohen Geschwindigkeit in eine rohrförmige Büchse befördert wird, während das geschmolzene Metall druckbeaufschlagt wird, und durch Pressen des geschmolzenen Metalls in eine metallische Form (Hohlraum), die durch ein festes metallisches Formelement und ein bewegliches metallisches Formelement gebildet ist, durch einen schmalen Anschnitt ist üblicherweise bekannt. In den letzten Jahren wurden Fahrzeugkomponenten wie etwa ein Zylinderblock eines Motors aus einer Aluminiumlegierung unter Verwenden der vorstehend erwähnten Gießvorrichtung hergestellt.
Wenn bei der vorstehend erwähnten Gießvorrichtung Luft in der rohrförmigen Büchse steht, kann die Luft in die metallische Form gesaugt werden, wobei sie in dem geschmolzenen Metall eingeschlossen wird. Dadurch können Produktdefekte, die als Blase (Blaslunker) bezeichnet werden, auftreten. Die Luft in der metallischen Form kann auch in dem druckbeaufschlagten geschmolzenen Metall eingeschlossen werden und es können sich Blasen bilden. Im Hinblick auf das Vorstehende wird bei der herkömmlichen Gießvorrichtung, wie sie vorstehend beschrieben ist und wie sie zum Beispiel in der JP 2006-891 offenbart ist, zum Verhindern der vorstehend beschriebenen Blasen Luft aus dem Inneren der rohrförmigen Büchse durch einen Spalt zwischen der rohrförmigen Büchse und dem Kolben gesaugt und ferner wird Luft aus dem Inneren der metallischen Form gesaugt.
Die in der JP 2006-891 beschriebene Gießvorrichtung ist beim Verhindern von Produktdefekten wie etwa Blasen vorteilhaft. Wenn aber der Grad des Unterdrucks des Inneren des Hohlraums aber höher als der Grad des Unterdrucks des Inneren der rohrförmigen Büchse ist, kann ein als so genannten „top molten metal“ (= oberes geschmolzenes Metall) bezeichnetes Phänomen auftreten, das Produktdefekte (Kaltschweißstellen) hervorrufen kann. Ein oberes geschmolzenes Metall ist ein geschmolzenes Metall, das vor dem Einspritzen aus dem Inneren der rohrförmigen Büchse in den Hohlraum gesaugt wird.
Als Verfahren zum Verhindern eines oberen geschmolzenen Metalls wird üblicherweise Luft aus dem Inneren der rohrförmigen Büchse und aus dem Inneren des Hohlraums gesaugt, so dass der Grad des Unterdrucks des Inneren des Hohlraums niedriger als der Grad des Unterdrucks des Inneren der rohrförmigen Büchse wird. Selbst wenn der vorstehend erwähnte Schritt ausgeführt wird, nimmt aber bei Fortschreiten des Verschleißes der rohrförmigen Büchse oder des Kolbens der Spalt zwischen der rohrförmigen Büchse und dem Kolben zu, was zu einem Unterdruckentweichen führen kann. Dies behindert eine Zunahme des Grads des Unterdrucks des Inneren der rohrförmigen Büchse und kann eine Bildung eines oberen geschmolzenen Metalls hervorrufen. Im Hinblick auf das Vorstehende wird zum Verhindern eines oberen geschmolzenen Metalls in der tatsächlichen Praxis Luft aus dem Inneren des Hohlraums gesaugt, so dass der Grad des Unterdrucks des Inneren des Hohlraums hinreichend niedriger als der Grad des Unterdrucks des Inneren der rohrförmigen Büchse ist, wobei angenommen wird, dass der Verschleiß der rohrförmigen Büchse oder dergleichen fortschreiten kann.
Luft wird mit anderen Worten aus dem Inneren der rohrförmigen Büchse oder aus dem Inneren des Hohlraums gesaugt, um Blasen zu verhindern. Um die vorstehende Aufgabe zu verwirklichen, ist es wünschenswert, den Grad des Unterdrucks des Inneren der rohrförmigen Büchse oder des Inneren des Hohlraums anzuheben. In diesem Fall wird aber wahrscheinlich ein oberes geschmolzenes Metall gebildet. Wenn der Grad des Unterdrucks des Inneren der rohrförmigen Büchse oder des Inneren des Hohlraums (insbesondere der Grad des Unterdrucks des Inneren des Hohlraums) dagegen gesenkt wird, wird die Bildung von Blasen nicht ausreichend verhindert, wenngleich eine Bildung eines oberen geschmolzenen Metalls verhindert wird. Somit besteht ein Kompromiss zwischen dem Verhindern eines oberen geschmolzenen Metalls und dem Verhindern von Blasen. Im Hinblick auf das Vorstehende ist es wünschenswert, das vorstehend erwähnte Kompromissproblem zu lösen, um die Produktivität von Gusserzeugnissen zu verbessern, während der Ertrag gesteigert wird.
Eine Gießvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der DE 10 2007 060 418 A1 bekannt.
Aus der DE 30 41 340 C2 ist ein Druckgießverfahren bekannt, bei dem im zylindrischen Spalt zwischen Gießkolben und Gießkammer ein weiteres Vakuum angelegt wird.
Die DE 10 2010 046 041 A1 offenbart eine Vakuumdruckgussanlage mit einem im Bereich der Einfüllöffnung drehbar gelagerten Ring, der mit einer Durchtrittsbohrung für flüssiges Gießmaterial versehen ist und der einen Vakuumanschluss zum Evakuieren der Füllkammer aufweist.
Aus der DE 199 02 063 B4 ist eine Vorrichtung zur Evakuierung einer Füllkammer einer Druckgießmaschine bekannt, die eine radiale Einfüllöffnung für das flüssige Gießmaterial und einen im Bereich der Einfüllöffnung angeordneten, drehbar gelagerten Ring aufweist, der mit einer Durchtrittsbohrung für flüssiges Gießmaterial und mit einem Vakuumanschluss zum Evakuieren der Füllkammer versehen ist.
Aus der Literaturstelle Boris Nogowizin: Theorie und Praxis des Druckgusses; Fachverlag Schiele & Schön, S. 228 und 229, ISBN 978-3-7949-0796-0 ist es bekannt, dass der Kolben die Schmelze mit zwei Geschwindigkeiten in die Gießform drückt, wobei ein anderer Druck des Kolbens auf die Schmelze auch eine andere Geschwindigkeit des Kolbens bedingt.
Zusammenfassung der Erfindung
Im Hinblick auf das Vorstehende besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, eine Gießvorrichtung und ein Gießverfahren vorzusehen, die das Verbessern der Produktivität von Gusserzeugnissen durch signifikantes Verhindern von Blasen und Kaltschweißstellen aufgrund eines oberen geschmolzenen Metalls ermöglichen.
Eine Gießvorrichtung der Erfindung umfasst die Merkmale des Anspruchs 1. Die Gießvorrichtung ist versehen mit einer metallischen Form; einer Einspritzvorrichtung, die eine rohrförmige Büchse, die sich in einer im Wesentlichen horizontalen Richtung erstreckt und mit einem Hohlraum der metallischen Form kommuniziert, und einen Kolben, der ein zu einem Inneren der rohrförmigen Büchse befördertes geschmolzenes Metall in den Hohlraum einspritzt, umfasst; und einer ersten Saugvorrichtung und einer zweiten Saugvorrichtung, die jeweils Luft aus dem Inneren der rohrförmigen Büchse saugen. Die rohrförmige Büchse umfasst ein erstes Ende und ein zweites Ende. Die rohrförmige Büchse steht an einer Seite des ersten Endes mit dem Hohlraum in Verbindung. Die rohrförmige Büchse umfasst einen Zufuhrport, durch welchen das geschmolzene Metall zugeführt wird, und eine Öffnung, die an der Seite des ersten Endes nahe dem Zufuhrport zum Saugen von Luft ausgebildet ist. Der Kolben ist in dem Inneren der rohrförmigen Büchse zwischen einer Wartepositon und einer vorbestimmten Betätigungsposition bewegbar, wobei die Warteposition solcher Art ist, dass sich ein vorderes Ende des Kolbens bezüglich des Zufuhrports an einer Seite des zweiten Endes befindet, wobei der Kolben ausgelegt ist, um sich von der Warteposition zu der Betätigungsposition zum Einspritzen des geschmolzenen Metalls aus dem Inneren der rohrförmigen Büchse in den Hohlraum zu bewegen. Die erste Saugvorrichtung saugt die Luft durch die Öffnung aus dem Inneren der rohrförmigen Büchse. Die zweite Saugvorrichtung saugt die Luft bezüglich des vorderen Endes des Kolbens durch einen Spalt zwischen einer Innenumfangsfläche der rohrförmigen Büchse und einer Außenumfangsfläche des Kolbens aus einem ersten Endbereich des Inneren der rohrförmigen Büchse.
Ferner umfasst ein Gießverfahren der Erfindung die Merkmale des Anspruchs 4. Es handelt sich um ein Gießverfahren, das die Gießvorrichtung mit der vorstehend erwähnten Konfiguration nutzt. Das Gießverfahren umfasst einen ersten Schritt des Bewegens des Kolbens von der Warteposition hin zu der Betätigungsposition bei einer ersten Geschwindigkeit, bis das vordere Ende des Kolbens eine vorbestimmte Position zwischen der Öffnung und dem ersten Ende erreicht; und einen zweiten Schritt des Umschaltens einer Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens zu einer zweiten Geschwindigkeit, die schneller als die erste Geschwindigkeit zum Bewegen des Kolbens zu der Betätigungsposition ist. Bei dem ersten Schritt wird ein Saugen von Luft aus dem Inneren der rohrförmigen Büchse durch die erste Saugvorrichtung bei einem Zeitpunkt gestartet, da das vordere Ende des Kolbens den Zufuhrport passiert, und danach wird ein Saugen der Luft aus dem Inneren der rohrförmigen Büchse durch die zweite Saugvorrichtung bei einem Zeitpunkt gestartet, da das vordere Ende des Kolbens die Öffnung passiert.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Schaubild, das die Gesamtkonfiguration einer die Erfindung verkörpernden Gießvorrichtung zeigt;
2 ist eine Schnittansicht, die wesentliche Teile einer Einspritzvorrichtung zeigt;
3 ist eine Schnittansicht eines Kolbens (eine Schnittansicht entlang der Linie III-III von 2);
4 ist ein Diagramm (Zeitdiagramm), das eine Beziehung zwischen einem Bewegungsbetrag des Kolbens von einer Warteposition und einem Innendruck eines Hohlraums und einem Innendruck einer rohrförmigen Büchse während eines durch eine erfindungsgemäße Gießvorrichtung auszuführenden Gießvorgangs und während eines durch eine herkömmliche Gießvorrichtung auszuführenden Gießvorgangs zeigt;
5A bis 5C sind Schnittansichten, die wesentliche Teile einer Einspritzvorrichtung zeigen, wenn die Einspritzvorrichtung einen Einspritzvorgang eines geschmolzenen Metalls ausführt.

Beschreibung von Ausführungsformen
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird eine Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
1 ist ein schematisches Schaubild, das die Gesamtkonfiguration einer die Erfindung verkörpernden Gießvorrichtung zeigt. Die in 1 gezeigte Gießvorrichtung ist eine so genannte Kaltkammer-Gießvorrichtung, die ausgelegt ist, um Druckgusserzeugnisse aus Aluminiumlegierung oder dergleichen zu formen. Wie in 1 gezeigt ist, ist die Gießvorrichtung mit einer Formungsvorrichtung 1, einer Extrusionsvorrichtung 8, einer Einspritzvorrichtung 15 und einer Steuervorrichtung 60 zum integralen Steuern der Vorrichtungen 1, 8 und 15 versehen.
Um die Richtungsbeziehungen zu klären, ist in der folgenden in 1 gezeigten Ausführungsform die linke Seite von 1 als „Vorderseite“ der Gießvorrichtung definiert und die rechte Seite von 1 ist als die „Rückseite“ der Gießvorrichtung definiert.
Die Formungsvorrichtung 1 ist eine Vorrichtung zum im Wesentlichen Herstellen von Druckgusserzeugnissen. Die Formungsvorrichtung 1 ist mit einer metallischen Form 2; und einem feststehenden Boden 4 und einem beweglichen Boden 6 zum Halten der metallischen Form 2 versehen.
Die metallische Form 2 besteht aus einem feststehenden metallischen Formelement 2a, dessen Position feststehend ist, und einem beweglichen metallischen Formelement 2b, das relativ zu dem feststehenden metallischen Formelement 2a beweglich ist. Das feststehende metallische Formelement 2a ist auf dem feststehenden Boden 4 gelagert. Das bewegliche metallische Formelement 2b ist auf dem beweglichen Boden 6 gelagert. Der bewegliche Boden 6 ist relativ zu dem feststehenden Boden 4 in Vorder- und Rückseitenrichtungen beweglich. Die metallische Form 2 wird mit anderen Worten geöffnet und geschlossenen, wenn der bewegliche Boden 6 bewegt wird. Wie in 1 gezeigt ist, bilden das feststehende metallische Formelement 2a und das bewegliche metallische Formelement 2b zusammen einen Hohlraum Ca in einem geschlossenen Zustand, in dem das feststehende metallische Formelement 2a und das bewegliche metallische Formelement 2b übereinander gesetzt sind. Wie nachstehend näher beschrieben wird, werden die Druckgusserzeugnisse durch Einspritzen eines geschmolzenen Aluminiumlegierungsmetalls durch die Einspritzvorrichtung 15 in den Hohlraum Ca hergestellt.
Auch wenn dies nicht gezeigt ist, ist die Formungsvorrichtung 1 mit einem beweglichen Antriebsmechanismus der beweglichen metallischen Form, der einen Hydraulikzylinder als Antriebsquelle umfasst, und einem Verstärkermechanismus wie etwa einem Gelenkstangenmechanismus versehen. Die Formungsvorrichtung 1 ist so ausgelegt, dass der Antriebsmechanismus der beweglichen metallischen Form den beweglichen Boden 6 in Vorder- und Rückseitenrichtungen bewegt und der Verstärkermechanismus die Presskraft des Hydraulikzylinders zum Zuführen der erhöhten Presskraft zu dem beweglichen metallischen Formelement 2b erhöht, um zuverlässig einen geschlossenen Zustand der metallischen Form 2 zu wahren.
Der bewegliche Boden 6 umfasst ein hinteres Bodenelement 6a, das das bewegliche metallische Formelement 2b lagert, und ein vorderes Bodenelement 6b, das mit dem hinteren Bodenelement 6a in einem luftdichten Zustand an der Vorderseite des hinteren Bodenelements 6a in festen Kontakt kommt. Das vordere Bodenelement 6b weist eine Kastenform auf und erstreckt sich in der Vorder- und Rückseitenrichtung durch die Formungsvorrichtung 1. Ein Kopf 10 der Extrusionsvorrichtung 8 ist im Inneren des vorderen Bodenelements 6b angeordnet.
Die Extrusionsvorrichtung 8 ist ausgelegt, um ein geformtes Druckgusserzeugnis von der metallischen Form 2 abzunehmen. Die Extrusionsvorrichtung 8 umfasst einen nicht gezeigten Hydraulikzylinder, der an dem vorderen Bodenelement 6b zu laden ist, den Kopf 10, der relativ zu dem beweglichen metallischen Formelement 2b in Vorder- und Rückseitenrichtungen beweglich ist, während er von dem Hydraulikzylinder angetrieben wird, und mehrere Trennstifte 12, die an dem Kopf 10 befestigt sind und sich in Vorder- und Rückseitenrichtungen erstrecken. Jeder der Trennstifte 12 ist in ein im dem beweglichen metallischen Formelement 2b ausgebildeten Durchgangsloch 3 eingeführt, um in den Vorder- und Rückseitenrichtungen durch das bewegliche metallische Formelement 2b zu treten. Jeder der Trennstifte 12 ist bezüglich der Rückseite des beweglichen metallischen Formelements 2b aus- und einfahrbar, wenn der Kopf 10 bewegt wird. Die Extrusionsvorrichtung 8 ist mit anderen Worten so konfiguriert, dass ein Ragenlassen der Trennstifte 12 hinter das bewegliche metallische Formelement 2b in einem Zustand, in dem die metallische Form 2 geöffnet ist, es möglich macht, ein an dem beweglichen metallischen Formelement 2b gehaltenes Druckgusserzeugnis von der beweglichen metallischen Form 2b unter Nutzen einer Schiebekraft der Trennstife 12 gegen das bewegliche metallische Formelement 2b abzunehmen.
An einem vorderen Ende des vorderen Bodenelements 6b ist ein sich nach innen erstreckender Flanschabschnitt 66 ausgebildet. In einem Zustand, in dem der Kopf 10 eingezogen ist, kommt der Kopf 10 in festen Kontakt mit dem Flanschabschnitt 66 (ein in 1 gezeigter Zustand), wodurch ein Innenraum Sa des vorderen Bodenelements 6b in einem luftdichten Zustand nach außen hin isoliert wird.
Die Einspritzvorrichtung 15 ist ausgelegt, um ein geschmolzenes Aluminiumlegierungsmetall in den Hohlraum Ca der metallischen Form 2 einzuspritzen. Wie in 1 und 2 gezeigt ist, ist die Einspritzvorrichtung 15 mit einer rohrförmigen Büchse 20, die vorübergehend ein geschmolzenes Metall hält, einem Kolben 24, der das geschmolzene Metall von der rohrförmigen Büchse 20 einspritzt, einem Kolbenantriebsmechanismus, der den Kolben 24 antreibt, und einer ersten Saugvorrichtung 35 sowie einer zweiten Saugvorrichtung 40, die jeweils die Luft aus dem Inneren der rohrförmigen Büchse 20 saugen, versehen.
Die rohrförmige Büchse 20 ist ein rohrförmiges Element, das sich in Vorder- und Rückseitenrichtungen im Wesentlichen horizontal erstreckt. Die rohrförmige Büchse 20 ist mit dem feststehenden metallischen Formelement 2a in einem Zustand verbunden, bei dem ein vorderes Ende der rohrförmigen Büchse 20 (entsprechend einem ersten Ende der Erfindung) an dem feststehenden Boden 4 gehalten ist. Die rohrförmige Büchse 20 weist einen Zufuhrport 21, durch den ein geschmolzenes Metall zugeführt wird, sowie eine Öffnung 22 zum Saugen von Luft (Ansaugen von Luft) in einem oberen Abschnitt der rohrförmigen Büchse 20 nahe einem hinteren Ende der rohrförmigen Büchse 20 (entsprechend einem zweiten Ende der Erfindung), auf. Die Öffnung 22 zum Ansaugen von Luft weist verglichen mit dem Durchmesser des Zufuhrports 21 einen ausreichend kleinen Durchmesser auf und ist an einer vorderen Position des Zufuhrports 21 ausgebildet.
Der Kolben 24 ist ein stangenartiges Element, das sich in Vorder- und Rückseitenrichtungen erstreckt. Der Kolben 24 wird in dem Inneren der rohrförmigen Büchse 20 in Vorder- und Rückseitenrichtungen bewegt. Der Kolben 24 umfasst eine säulenförmige Stange 25, eine säulenförmige Einspritzspitze 28 zum Pressen eines geschmolzenen Metalls und eine Verbindung 27 zum Verbinden der Einspritzspitze 28 mit einem vorderen Ende der Stange 25. Der Außendurchmesser der Einspritzspitze 28 ist etwas kleiner als der Innendurchmesser der rohrförmigen Büchse 20 angesetzt. Die Stange 25 weist einen Flanschabschnitt 26 an einem vorderen Ende davon auf, der an der Innenumfangsfläche der rohrförmigen Büchse 20 gleitend beweglich ist. Der Flanschabschnitt 26 weist einen Außendurchmesser auf, der größer als der Durchmesser der Einspritzspitze 28 ist, und weist in den Vorder- und Rückseitenrichtungen eine große Dicke auf. Der Außendurchmesser der Verbindung 27 ist kleiner als der Durchmesser der Einspritzspitze 28 und der Durchmesser des Flanschabschnitts 26 festgelegt. Gemäß dieser Konfiguration ist ein Taillenabschnitt Sb der Verbindung 27 an einem vorderen Ende des Kolbens 24 ausgebildet.
Der Kolben 24 und die rohrförmige Büchse 20 sind so ausgelegt, dass bei Bewegen des Kolbens 24 von einer in 2 gezeigten Position (einer später zu beschreibenden Warteposition) nach vorne die Öffnung 22 durch die Einspritzspitze 28 gemäß der Bewegung verschlossen wird, und danach wird ein geschlossener Raum durch den Taillenabschnitt Sb an einer Position zwischen dem Zufuhrport 21 und der Öffnung 22 gebildet, während der geschlossene Zustand beibehalten wird. Im Einzelnen wird die Länge L1 von dem vorderen Ende des Kolbens 24 (dem vorderen Ende der Einspritzspitze 28) zu dem hinteren Ende des Taillenabschnitts Sb in Vorder- und Rückseitenrichtungen größer als die Länge L3 zwischen der Öffnung 22 und dem Zufuhrport 21 (die Strecke zwischen der Öffnung 22 und dem Zufuhrport 21) festgelegt, und die Länge L2 des Taillenabschnitts Sb in Vorder- und Rückseitenrichtungen wird kleiner als die Länge L3 festgelegt.
Wie in 1 gezeigt ist, umfasst der Kolbenantriebsmechanismus einen Hydraulikzylkinder 30 zum Antreiben des Kolbens 24 und einen Hydraulikkreis 32 zum Zuführen und Ablassen von Hydrauliköl zu und von dem Hydraulikzylinder 30. Ein Veranlassen der Steuervorrichtung 60, Ventilelemente des Hydraulikkreises 32 zu schalten, macht es möglich, den Kolben 24 zwischen einer Warteposition (der in 2 gezeigten Position), in der sich das vordere Ende des Kolbgens 24 (das vordere Ende der Einspritzspitze 28) bezüglich des Zufuhrports 21 an der Rückseite befindet, und einer Betätigungsposition (der in 1 durch die Einpunkt-Strich-Linie gezeigten Position), bei der das vordere Ende des Kolbens 24 eine Position nahe des Anschnitts des feststehenden metallischen Formelements 2a erreicht, durch den ein geschmolzenes Metall eingespritzt wird. Insbesondere wenn ein geschmolzenes Metall eingespritzt wird, treibt zunächst der Kolbenantriebsmechanismus den Kolben 24 bei einer niedrigen Einspritzgeschwindigkeit an. Wenn der Kolben 24 dann eine vorbestimmte Geschwindigkeitsumschaltposition erreicht, wird die Einspritzgeschwindigkeit zu einer hohen Geschwindigkeit umgeschaltet. Diese Steuerung macht es möglich, ein geschmolzenes Metall augenblicklich in den Hohlraum Ca einzuspritzen und den Hohlraum Ca mit dem geschmolzenen Metall zu füllen.
Nahe einer Ausgangswelle des Hydraulikzylinders 30 ist ein Hubsensor 56 angeordnet. Der Hubsensor 56 liest eine an der Ausgangswelle ausgebildete Skala ab und gibt die gelesenen Daten zu der Steuervorrichtung 60 aus, um einen Bewegungsbetrag des Kolbens 24 von der Warteposition zu detektieren. Die Steuervorrichtung 60 detektiert mit anderen Worten die Geschwindigkeitsumschaltposition beruhend auf einem Detektionssignal von dem Hubsensor 56 und steuert das Umschalten der Einspritzgeschwindigkeit des Kolbens 24 durch die Detektion.
Die erste Saugvorrichtung 35 saugt die Luft aus dem Inneren der rohrförmigen Büchse 20 durch die in der rohrförmigen Büchse 20 ausgebildete Öffnung 22. Die erste Saugvorrichtung 35 umfasst einen ersten Unterdruckkanal 36, der mit dem Inneren der rohrförmigen Büchse 20 durch die Öffnung 22 in Verbindung steht, und umfasst auch eine erste Unterdruckpumpe 37, einen ersten Unterdrucktank 38 und ein erstes Steuerventil 39, die in dieser Reihenfolge von der stromaufwärts liegenden Seite an dem ersten Unterdruckkanal angeordnet sind.
Die zweite Saugvorrichtung 40 ist andererseits ausgelegt, um die Luft aus dem Inneren der rohrförmigen Büchse 20 von der Rückseite der Einspritzspitze 28 durch einen Spalt zwischen der Außenumfangsfläche des Kolbens 24 (im Einzelnen der Außenumfangsfläche der Einspritzspitze 28) und der Innenumfangsfläche der rohrförmigen Büchse 20 zu saugen. Die zweite Saugvorrichtung 40 umfasst einen zweiten Unterdruckkanal 41 und umfasst auch eine zweite Unterdruckpumpe 42, einen zweiten Unterdrucktank 43 und ein zweites Steuerventil 44, die in dieser Reihenfolge von einer stromaufwärts liegenden Seite an dem zweiten Unterdruckkanal 41 angeordnet sind.
Ein bestimmter vorderer Endbereich des zweiten Unterdruckkanals 41 besteht aus einem Metallsaugrohr 41a (entsprechend einem Kanalabschnitt der Erfindung), das entlang des Kolbens 24 befestigt ist. Wie in 2 und 3 gezeigt ist, ist ein vorderes Ende des Saugrohrs 41a in einem in dem Flanschabschnitt 26 der Stange 25 in Vorder- und Rückseitenrichtungen ausgebildeten Durchgangsloch 26a aufgenommen, und ein hinterer Abschnitt des Saugrohrs 41a ist bezüglich des Aufnahmeabschnitts an der Stange 25 in einem Zustand befestigt, in dem der hintere Abschnitt in einer Nut 25a angeordnet ist, die in der Außenumfangsfläche der Stange 25 in Vorder- und Rückseitenrichtungen ausgebildet ist. Wie später beschrieben wird, saugt die zweite Saugvorrichtung 40 mit anderen Worten die Luft durch das Durchgangsloch 26a aus dem Inneren eines geschlossenen Raums, der durch den Taillenabschnitt Sb gebildet ist, um die Luft von der hinteren Seite der Einspritzspitze 28 durch den Spalt zwischen der Innenumfangsfläche der rohrförmigen Büchse 20 und der Außenumfangsfläche der Einspritzspitze 28 aus dem Inneren der rohrförmigen Büchse 20 zu saugen.
Bei dem Bezugszeichen 25b von 3 ist ein in der Stange 25 ausgebildeter Kühlwasserkanal angedeutet. Der Kühlwasserkanal 25b steht mit einem in der Einspritzspitze 28 und in der Verbindung 27 ausgebildeten, nicht gezeigten Kühlwasserkanal in Verbindung. Die Einspritzvorrichtung 15 ist mit anderen Worten ausgelegt, um der Einspritzspitze 28 durch den Kühlwasserkanal 25b Kühlwasser zuzuführen, um eine thermische Verformung oder dergleichen der Einspritzspitze 28 zu verhindern.
Wie in 1 gezeigt ist, ist die Gießvorrichtung mit einer dritten Saugvorrichtung 45 und einer vierten Saugvorrichtung 50 versehen, die zusätzlich zu der ersten Saugvorrichtung 35 und der zweiten Saugvorrichtung 40 jeweils Luft aus dem Innenraum der Formungsvorrichtung 1 saugen. Die dritte Saugvorrichtung 45 saugt die Luft aus dem Inneren des Hohlraums Ca. Die vierte Saugvorrichtung 50 saugt die Luft aus dem Innenraum Sa des vorderen Bodenelements 6b.
Die dritte Saugvorrichtung 45 umfasst einen dritten Unterdruckkanal 46, der mit dem Hohlraum Ca an einem oberen Abschnitt der metallischen Form 2 in Verbindung steht, und umfasst auch eine dritte Unterdruckpumpe 47, einen dritten Unterdrucktank 48 und ein drittes Steuerventil 49, die in dieser Reihenfolge von einer stromaufwärts liegenden Seite an dem dritten Unterdruckkanal 46 angeordnet sind.
Die vierte Saugvorrichtung 50 umfasst dagegen einen vierten Unterdruckkanal 51, der mit dem Innenraum Sa des vorderen Bodenelements 6b in Verbindung steht, und umfasst auch eine vierte Unterdruckpumpe 52, einen vierten Unterdrucktank 53 und ein viertes Steuerventil 54, die in dieser Reihenfolge von der stromaufwärts liegenden Seite an dem vierten Unterdruckkanal 51 angeordnet sind.
Die Steuervorrichtung 60 ist aus einer CPU, einem ROM, der verschiedene Programme zum Steuern der CPU speichert, einem RAM, der zeitweilig verschiedene Daten während eines Betriebs speichert, und einem HDD gebildet. Wie vorstehend beschrieben steuert die Steuervorrichtung 60 integral das Antreiben der Formungsvorrichtung 1, einer Extrusionsvorrichtung 8 und der Einspritzvorrichtung 15. Insbesondere bezüglich der der Erfindung zugeordneten Steuerungen steuert die Steuervorrichtung 60 das Antreiben des Kolbens 24, um ein geschmolzenes Metall aus der rohrförmigen Büchse 20 in den Hohlraum Ca einzuspritzen, und steuert die erste Saugvorrichtung 35, die zweite Saugvorrichtung 40 und die dritte Saugvorrichtung 45, um die Luft aus dem Inneren der rohrförmigen Büchse 20 und aus dem Inneren des Hohlraums Ca bei einem vorbestimmten Zeitpunkt beruhend auf einem Ausgangssignal von dem Hubsensor 56 in Verbindung mit dem Antreiben des Kolbens 24 zu saugen. Die Saugzeitpunkte der Saugvorrichtungen 35, 40 und 45 werden in dem ROM oder in der anderen Speichervorrichtung gespeichert.
Als Nächstes werden ein Einspritzvorgang eines geschmolzenen Metalls beruhend auf der Steuerung der Steuervorrichtung 60 und Vorteile des Einspritzvorgangs unter Bezug auf 4 bis 5C beschrieben. In 4 sind auch ein Grad des Unterdrucks des Inneren des Hohlraums (angedeutet durch die gestrichelte Linie) und ein Grad des Unterdrucks des Inneren der rohrförmigen Büchse (durch die Zweipunkt-Strichlinie angedeutet) bei einer herkömmlichen Vorrichtung gezeigt (siehe Patentschrift 1, nämlich ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 2006-891 ).
Zunächst werden das feststehende metallische Formelement 2a und das bewegliche metallische Formelement 2b übereinander gesetzt. Durch den Platzierungsvorgang, wie er in 1 gezeigt ist, wird der Hohlraum Ca in dem Inneren der metallischen Form 2 gebildet. Bei Bilden des Hohlraums Ca wird der Kopf 10 der Extrusionsvorrichtung 8 auf eine eingefahrene Position gesetzt. Durch den Einziehvorgang wird der Innenraum Sa des vorderen Bodenelements 6b in einem luftdichten Zustand nach außen hin isoliert. Ferner wird der Kolben 24 der Einspritzvorrichtung 15 auf eine Warteposition gesetzt.
In diesem Zustand wird ein geschmolzenes Aluminiumlegierungsmetall durch den Zufuhrport 21 in das Innere der rohrförmigen Büchse 20 befördert. Wenn die Zufuhr des geschmolzenen Metalls abgeschlossen ist, wird durch den Kolben 24 eine Einspritzung niedriger Geschwindigkeit (entsprechend einem ersten Schritt der Erfindung) gestartet. Im Einzelnen wird der Kolben 24 durch den Hydraulikzylinder 30 angetrieben und der Kolben 24 wird gestartet, um sich bei einer vorbestimmten niedrigen Geschwindigkeit von der Warteposition zu einer Betätigungsposition zu bewegen.
Wenn das vordere Ende des Kolbens 24 (das vordere Ende der Einspritzspitze 28) den Zufuhrport 21 passiert und der Kolben 24 die Position erreicht, an der der Zufuhrport 21 durch die Einspritzspitze 28 geschlossen wird (siehe die Position P1 in 5A/4), wird ein Saugen der Luft aus dem Inneren der rohrförmigen Büchse 20 durch die erste Saugvorrichtung 35 gestartet.
Wenn wie vorstehend beschrieben Luft aus dem Inneren der rohrförmigen Büchse 20 gesaugt wird, wird das Innere der rohrförmigen Büchse 20 augenblicklich in einen Zustand hohen Unterdrucks gebracht. Wie ferner in 4 gezeigt ist, wird bei Saugen von Luft aus dem Inneren des Hohlraums Ca durch die rohrförmige Büchse 20 und durch den Anschnitt das Innere des Hohlraums Ca ebenfalls in einen Unterdruckzustand gebracht. Wenn das Innere der rohrförmigen Büchse 20 und das Innere des Hohlraums Ca in einen Unterdruckzustand gebracht werden, ist eine Änderung des Innendrucks des Hohlraums Ca etwas langsam verglichen mit einer Änderung des Innendrucks der rohrförmigen Büchse 20, da der Innenraum des Hohlraums Ca verglichen mit dem Raum in der rohrförmigen Büchse 20 (der Raum ausschließlich eines von dem geschmolzenen Metall eingenommenen Teils) ausreichend groß ist.
Wenn die Öffnung 22 von der Einspritzspitze 28 durch Bewegen des vorderen Endes der Einspritzspitze 28 über die Öffnung 22 verschlossen wird und wenn der Kolben 24 die Position (die in 5B/4 gezeigte Position P2) erreicht, bei der der Zufuhrport 21 durch den Flanschabschnitt 26 durch Bewegen des vorderen Endes der Stange 25 (des Flanschabschnitts 26) über den Zufuhrport 21 geschlossen wird, im Einzelnen wenn ein geschlossener Raum durch den Taillenabschnitt Sb durch Abdecken des Taillenabschnitts Sb des Kolbens 24 von außen durch die rohrförmige Büchse 20 gebildet wird, wird ein Saugen der Luft aus dem Inneren der rohrförmigen Büchse 20 durch die zweite Saugvorrichtung 40 gestartet. Im Einzelnen wird Luft aus dem durch den Taillenabschnitt Sb gebildeten Innenraum durch das in dem Flanschabschnitt 26 gebildete Durchgangsloch 26a und durch das Saugrohr 41a gesaugt, wodurch das Saugen der Luft aus dem Inneren der rohrförmigen Büchse 20 (von dem vorderen Bereich des Inneren der rohrförmigen Büchse 20 bezüglich des vorderen Endes des Kolbens 24) durch den Spalt zwischen der Außenumfangsfläche der Einspritzspitze 28 und der Innenumfangsfläche der rohrförmigen Büchse 20 gestartet wird.
Wie vorstehend beschrieben wird Luft aus dem Inneren der rohrförmigen Büchse 20 durch kombinierte Verwendung der ersten Saugvorrichtung 35 und der zweiten Saugvorrichtung 40 gesaugt, wodurch der Unterdruckzustand des Inneren der rohrförmigen Büchse 20 gefördert wird.
Wenn ferner das vordere Ende der Stange 25 (der Flanschabschnitt 26) die Öffnung 22 passiert und der Kolben 24 die Position erreicht, bei der die Öffnung 22 durch den Flanschabschnitt 26 verschlossen wird (siehe die in 5C/4 gezeigte Position P3), wird das Saugen der Luft aus dem Inneren des Hohlraums Ca durch die dritte Saugvorrichtung 45 gestartet. Wenn das Saugen der Luft gestartet wird, wie in 4 gezeigt ist, wird der Grad des Unterdrucks des Inneren des Hohlraums Ca erhöht. In der Ausführungsform ist es möglich, den Grad des Unterdrucks des Inneren des Hohlraums Ca auf einen Unterdruckgrad etwas unter dem Grad des Unterdrucks des Inneren der rohrförmigen Büchse 20 zu steigern.
Wenn der Kolben 24 eine vorbestimmte Geschwindigkeitsumschaltposition erreicht (die in 4 gezeigte Position P4), wird von dem Kolben 24 ein Hochgeschwindigkeitseinspritzen (entsprechend einem zweiten Schritt der Erfindung) gestartet. Im Einzelnen wird die Antriebsgeschwindigkeit des Kolbens 24 durch den Hydraulikzylinder 30 auf eine vorbestimmte Geschwindigkeit umgeschaltet, die schneller als die niedrige Einspritzgeschwindigkeit ist. Durch den Umschaltvorgang wird das geschmolzene Metall augenblicklich von der rohrförmigen Büchse 20 durch den Anschnitt in den Hohlraum Ca eingespritzt und das Innere des Hohlraums Ca wird mit dem geschmolzenen Metall gefüllt. Das Saugen der Luft aus dem Inneren der rohrförmigen Büchse 20 durch die erste Saugvorrichtung 35 und durch die zweite Saugvorrichtung 40 wird bei einem vorbestimmten Zeitpunkt durch Steuern der Position des Kolbens 24 gestoppt. Ferner wird nach Beenden des Füllens des Inneren des Hohlraums Ca mit dem geschmolzenen Metall ein Saugen der Luft aus dem Inneren des Hohlraums Ca durch die dritte Saugvorrichtung 45 bei einem vorbestimmten Zeitraum gestoppt.
Wie vorstehend beschrieben wird gemäß der Gießvorrichtung (dem Gießverfahren), wie vorstehend beschrieben, bei Einspritzen eines geschmolzenen Metalls zunächst Luft durch die erste Saugvorrichtugn 35 durch die in der rohrförmigen Büchse 20 ausgebildete Öffnung 22 aus dem Inneren der rohrförmigen Büchse 20 gesaugt und durch den Saugvorgang wird Luft aus dem Inneren des Hohlraums Ca gesaugt. Nach dem Schließen der Öffnung 22 durch den Kolben 24 (die Einspritzspitze 28) wird aus dem Inneren der rohrförmigen Büchse 20 durch kombinierte Nutzung der ersten Saugvorrichtung 35 und der zweiten Saugvorrichtung 40 Luft gesaugt. Gemäß der Gießvorrichtung (dem Gießverfahren), wie vorstehend beschrieben, wird aus dem Inneren der rohrförmigen Büchse 20 durch die Öffnugn 22 Luft direkt gesaugt. Wie in 4 gezeigt ist, ist es daher möglich, den Grad des Unterdrucks des Inneren der rohrförmigen Büchse 20 vorteilhaft zu steigern und den Grad des Unterdrucks des Inneren des Hohlraums Ca durch die rohrförmige Büchse 20 zu steigern. Dies ist beim Steigern des Grads des Unterdrucks des Inneren der rohrförmigen Büchse 20 und des Inneren des Hohlraums Ca vorteilhaft, wodurch es möglich wird, Blasen vorteilhaft zu verhindern. Ferner wird Luft durch die rohrförmige Büchse 20 aus dem Inneren des Hohlraums Ca gesaugt. Daher ist es möglich zu verhindern, dass der Grad des Unterdrucks des Inneren des Hohlraums Ca höher als der Grad des Unterdrucks des Inneren der rohrförmigen Büchse 20 wird. Dies ist beim Verhindern der Bildung eines oberen geschmolzenen Metalls vorteilhaft.
Gemäß der Gießvorrichtung (dem Gießverfahren), wie vorstehend beschrieben, wird nach dem Saugen von Luft aus dem Inneren der rohrförmigen Büchse 20 durch die erste Saugvorrichtung 35 und durch die zweite Saugvorrichtung 40 ferner ein Saugen der Luft aus dem Inneren des Hohlraums Ca bei einem vorbestimmten Zeitpunkt durch die dritte Saugvorrichtung 45 gestartet. Gemäß der Gießvorrichtung (dem Gießverfahren), wie vorstehend beschrieben, ist es möglich, den Grad des Unterdrucks des Inneren des Hohlraums Ca so weit wie möglich auf einen Wert nahe dem Grad des Unterdrucks des Inneren der rohrförmigen Büchse 20 zu steigern. Dies ist beim zuverlässigen Verhindern von Blasen vorteilhaft. In diesem Fall ist es möglich, die Luft aus dem Inneren der rohrförmigen Büchse 20 durch die erste Saugvorrichtung 35 in einer frühen Phase der Einspritzung niedriger Geschwindigkeit durch den Kolben 24 zu saugen. Dies ist beim Verhindern, dass der Grad des Unterdrucks des Inneren des Hohlraums Ca höher als der Grad des Unterdrucks des Inneren der rohrförmigen Büchse 20 wird, vorteilhaft, wobei es möglich ist, die Bilden eines oberen geschmolzenen Metalls zu verhindern.
4 veranschaulicht andererseits auch ein Beispiel einer Beziehung zwischen Saugstartzeitpunkten und Graden des Unterdrucks des Inneren der rohrförmigen Büchse und des Inneren des Hohlraums bei der herkömmlichen Gießvorrichtung (siehe Patentschrift 1), die in dem Abschnitt Stand der Technik beschrieben ist.
Die herkömmliche Gießvorrichtung ist so ausgelegt, dass nach Starten einer Einspritzung niedriger Geschwindigkeit durch den Kolben, wenn das vordere Ende des Flansches (entsprechend dem Flanschabschnitt 26) den Zufuhrport für geschmolzenes Metall passiert (durch die Position P2 angedeutet), ein Saugen der Luft aus dem Inneren der rohrförmigen Büchse gestartet wird und dann (bei der Position P3) ein Saugen der Luft aus dem Inneren des Hohlraums gestartet wird. Bei der herkömmlichen Gießvorrichtung (Gießverfahren), wie vorstehend beschrieben, wird bei Saugen von Luft direkt aus dem Inneren des Hohlraums in einer frühen Phase nach Starten einer Einspritzung niedriger Geschwindigkeit durch den Kolben, wie es in dem Abschnitt Stand der Technik beschrieben ist, ein oberes geschmolzenes Metall gebildet, da der Grad des Unterdrucks des Inneren des Hohlraums den Grad des Unterdrucks des Inneren der rohrförmigen Büchse übersteigt, bevor die Einspritzung zu der Einspritzung hoher Geschwindigkeit umgeschaltet wird (siehe Position P4). Um dieses Phänomen zu vermeiden, ist es, wie in 4 gezeigt, erforderlich, den Grad des Unterdrucks des Inneren des Hohlraums verglichen mit dem Grad des Unterdrucks des Inneren der rohrförmigen Büchse niedrig einzustellen. Somit ist es schwierig, den Grad des Unterdrucks des Inneren des Hohlraums zu steigern.
Bei der Gießvorrichtung (dem Gießverfahren) der Ausführungsform, wie vorstehend beschrieben (siehe 4), ist es dagegen möglich, den Grad des Unterdrucks des Inneren des Hohlraums Ca vorab auf einen Wert zu erhöhen, der nicht den Grad des Unterdrucks des Inneren der rohrförmigen Büchse 20 übersteigt, indem Luft direkt aus dem Inneren der rohrförmigen Büchse 20 durch die Öffnung 22 gesaugt wird. Auf diese Weise wird Luft aus dem Inneren des Hohlraums Ca so gesaugt, dass der Grad des Unterdrucks des Inneren des Hohlraums Ca nicht den Grad des Unterdrucks des Inneren der rohrförmigen Büchse 20 übersteigt, bevor die Einspritzung von einer Einspritzung niedriger Geschwindigkeit zu einer Einspritzung hoher Geschwindigkeit umgeschaltet wird, um den Grad des Unterdrucks des Inneren des Hohlraums Ca zu steigern. Dies macht es möglich zu verhindern, dass der Grad des Unterdrucks des Inneren des Hohlraums Ca in einer frühen Phase höher als der Grad des Unterdrucks des Inneren der rohrförmigen Büchse 20 wird. Somit ist die Konfiguration der Ausführungsform beim Steigern des Grads des Unterdrucks des Inneren der rohrförmigen Büchse 20 und des Inneren des Hohlraums Ca vorteilhaft, während das Bilden eines oberen geschmolzenen Metalls verhindert wird.
Gemäß der Gießvorrichtung (dem Gießverfahren) der Ausführungsform ist es somit möglich, die Bildung von sowohl Blasen als auch Kaltschweißstellen aufgrund eines oberen geschmolzenen Metalls vorteilhaft zu verhindern. Dies ist beim Verbessern der Produktivität von Gießerzeugnissen vorteilhaft.
Die Gießvorrichtung und das Gießverfahren mittels der vorstehend beschriebenen Gießvorrichtung sind ein bevorzugtes Beispiel der Gießvorrichtung und des Gießverfahrens der Erfindung. Eine beispielhafte Konfiguration der Gießvorrichtung und ein beispielhaftes Gießverfahren können nach Bedarf abgewandelt werden, sofern solche Abwandlungen nicht vom Wesen der Erfindung abweichen.
Zum Beispiel treibt bei der Ausführungsform der Antriebsmechanismus der beweglichen metallischen Form der Formungsvorrichtung 1 den beweglichen Boden 6 (das bewegliche metallische Formelement 2b) an, wobei der Hydraulikzylinder als Antriebsquelle genutzt wird. Ferner treibt der Kolbenantriebsmechanismus der Einspritzvorrichtung 15 den Kolben 24 an, wobei der Hydraulikzylinder 30 als Antriebsquelle genutzt wird. Alternativ können diese Antriebsmechanismen ausgelegt sein, um den beweglichen Boden 6 (das bewegliche metallische Formelement 2b) unter Verwenden der anderen Antriebsquelle, etwa eines Hydraulikmotors, anzutreiben.
Ferner steuert in der Ausführungsform die Steuervorrichtung 60 die Saugstartzeitpunkte der Saugvorrichtungen 35, 50 und 45 beruhend auf einem Bewegungsbetrag des Kolbens 24 von einer Warteposition (steuert im Einzelnen die Saugstartzeitpunkte beruhend auf einem Ausgangssignal von dem Hubsensor 56). Alternativ kann die Steuervorrichtung 60 zum Beispiel die Saugstartzeitpunkte der Saugvorrichtungen 35, 40 und 45 beruhend auf einem Verstreichen einer Zeit ab dem Zeitpunkt, da sich der Kolben zu bewegen beginnt, steuern. Wenn die Saugstartzeitpunkte beruhend auf einem Bewegungsbetrag des Kolbens 24 gesteuert werden, liegt kein Einfluss aufgrund eines Fehlers der Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens 24 vor. Im Hinblick auf das Vorstehende ist es bevorzugt, die Saugstartzeitpunkte der Saugvorrichtungen 35, 40 und 45 beruhend auf einem Bewegungsbetrag des Kolbens 24 zu steuern, wie es in der Ausführungsform beschrieben ist.
Ferner ist die zweite Saugvorrichtung 40 in der Ausführungsform ausgelegt, um die Luft aus einem Innenraum des Taillenabschnitts Sb (ein durch den Taillenabschnitt Sb geschlossener Raum) durch das Saugrohr 41a zu saugen. Alternativ kann zum Beispiel ein Saugkanal (ein Kanalabschnitt) in der Stange 25 des Kolbens 24 so ausgebildet sein, dass er sich in der Längsrichtung des Kolbens 24 erstreckt und hin zur Innenseite des Taillenabschnitts Sb mündet, um die Luft aus dem Innenraum des Taillenabschnitts Sb durch den Luftsaugkanal zu saugen.
Das Folgende ist eine Zusammenfassung der Ausführungsform der Erfindung.
Eine Gießvorrichtung gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist versehen mit: einer metallischen Form; einer Einspritzvorrichtung, die eine rohrförmige Büchse, die sich in einer im Wesentlichen horizontalen Richtung erstreckt und mit einem Hohlraum der metallischen Form kommuniziert, und einen Kolben, der ein zu einem Inneren der rohrförmigen Büchse befördertes geschmolzenes Metall in den Hohlraum einspritzt, umfasst; und einer ersten Saugvorrichtung und einer zweiten Saugvorrichtung, die jeweils Luft aus dem Inneren der rohrförmigen Büchse saugen. Die rohrförmige Büchse umfasst ein erstes Ende und ein zweites Ende. Die rohrförmige Büchse steht an einer Seite des ersten Endes mit dem Hohlraum in Verbindung. Die rohrförmige Büchse umfasst einen Zufuhrport, durch welchen das geschmolzene Metall zugeführt wird, und eine Öffnung, die an der Seite des ersten Endes nahe dem Zufuhrport zum Saugen von Luft ausgebildet ist. Der Kolben ist in dem Inneren der rohrförmigen Büchse zwischen einer Wartepositon und einer vorbestimmten Betätigungsposition bewegbar, wobei die Warteposition solcher Art ist, dass sich ein vorderes Ende des Kolbens bezüglich des Zufuhrports an einer Seite des zweiten Endes befindet, wobei der Kolben ausgelegt ist, um sich von der Warteposition zu der Betätigungsposition zum Einspritzen des geschmolzenen Metalls aus dem Inneren der rohrförmigen Büchse in den Hohlraum zu bewegen. Die erste Saugvorrichtung saugt die Luft durch die Öffnung aus dem Inneren der rohrförmigen Büchse. Die zweite Saugvorrichtung saugt die Luft bezüglich des vorderen Endes des Kolbens durch einen Spalt zwischen einer Innenumfangsfläche der rohrförmigen Büchse und einer Außenumfangsfläche des Kolbens aus einem ersten Endbereich des Inneren der rohrförmigen Büchse.
Ferner ist ein Gießverfahren nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ein Gießverfahren, das die Gießvorrichtung mit der vorstehend erwähnten Konfiguration nutzt. Das Gießverfahren umfasst einen ersten Schritt des Bewegens des Kolbens von der Warteposition hin zu der Betätigungsposition bei einer ersten Geschwindigkeit, bis das vordere Ende des Kolbens eine vorbestimmte Position zwischen der Öffnung und dem ersten Ende erreicht; und einen zweiten Schritt des Umschaltens einer Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens zu einer zweiten Geschwindigkeit, die schneller als die erste Geschwindigkeit zum Bewegen des Kolbens zu der Betätigungsposition ist. Bei dem ersten Schritt wird ein Saugen von Luft aus dem Inneren der rohrförmigen Büchse durch die erste Saugvorrichtung bei einem Zeitpunkt gestartet, da das vordere Ende des Kolbens den Zufuhrport passiert, und danach wird ein Saugen der Luft aus dem Inneren der rohrförmigen Büchse durch die zweite Saugvorrichtung an einem Zeitpunkt gestartet, da das vordere Ende des Kolbens die Öffnung passiert.
Bei dem Gießverfahren (der Gießvorrichtung), wie vorstehend beschrieben, wird zunächst in dem ersten Schritt Luft aus dem Inneren der rohrförmigen Büchse von der ersten Saugvorrichtung durch die Öffnung zum Saugen von Luft gesaugt und Luft wird aus dem Inneren des Hohlraums durch die rohrförmige Büchse gesaugt, wenn der Saugvorgang aus dem Inneren der rohrförmigen Büchse abläuft. Nachdem bei Bewegen des Kolbens das vordere Ende des Kolbens die Öffnung passiert, wird ein Saugen der Luft aus dem Inneren der rohrförmigen Büchse durch die zweite Saugvorrichtung hinzugefügt. Gemäß dem vorstehend erwähnten Gießverfahren wird die Luft direkt aus dem Inneren der rohrförmigen Büchse durch die Öffnung gesaugt, wodurch der Grad des Unterdrucks des Inneren der rohrförmigen Büchse vorteilhaft angehoben wird. Ferner wird die Luft auch aus dem Inneren des Hohlraums gesaugt, wenn der Saugvorgang aus dem Inneren der rohrförmigen Büchse abläuft. Dies macht es möglich, den Grad des Unterdrucks des Inneren des Hohlraums anzuheben. Somit werden der Grad des Unterdrucks des Inneren der rohrförmigen Büchse und des Inneren des Hohlraums vorteilhaft erhöht. Dies ist beim Verhindern von Blasen vorteilhaft. Ferner wird die Luft durch die rohrförmige Büchse aus dem Inneren des Hohlraums gesaugt. Dies verhindert, dass der Grad des Unterdrucks des Inneren des Hohlraums höher als der Grad des Unterdrucks des Inneren der rohrförmigen Büchse wird. Dies ist beim Verhindern der Bildung eines oberen geschmolzenen Metalls vorteilhaft.
Vorzugsweise kann die Gießvorrichtung ferner mit einer dritten Saugvorrichtung versehen werden, die die Luft aus einem Inneren des Hohlraums saugt.
Bei der vorstehenden Konfiguration kann bei dem ersten Schritt nach dem Starten des Saugens der Luft aus dem Inneren der rohrförmigen Büchse durch die zweite Saugvorrichtung ein Saugen der Luft aus dem Inneren des Hohlraums durch die dritte Saugvorrichtung gestartet werden.
Gemäß dem vorstehend erwähnten Gießverfahren ist es möglich, den Grad des Unterdrucks des Inneren des Hohlraums so weit wie möglich auf einen Wert nahe dem Grad des Unterdrucks des Inneren der rohrförmigen Büchse zu steigern. Dies ist beim zuverlässigen Verhindern von Blasen vorteilhaft. Bei dieser Konfiguration ist, wie vorstehend beschrieben, das Starten des Saugens der Luft aus dem Inneren des Hohlraums durch die dritte Saugvorrichtung nach dem Starten des Saugens der Luft aus dem Inneren der rohrförmigen Büchse durch die erste und die zweite Saugvorrichtung vorteilhaft beim Verhindern, dass der Grad des Unterdrucks des Inneren des Hohlraums in einer frühen Phase höher als der Grad des Unterdrucks des Inneren der rohrförmigen Büchse wird. Dies macht es möglich, die Bildung eines oberen geschmolzenen Metalls zu verhindern.
Bei der Gießvorrichtung kann die zweite Saugvorrichtung vorzugsweise einen Kanalabschnitt umfassen, der mit dem Kolben zum Saugen von Luft integral ausgebildet ist, wobei sich der Kanalabschnitt in einer Richtung im Wesentlichen parallel zu einer Bewegungsrichtung des Kolbens erstreckt und an einer Position nahe des vorderen Endes des Kolbens mündet.
Gemäß der vorstehend erwähnten Konfiguration ist es möglich, die Luft aus dem Inneren der rohrförmigen Büchse an einer Position nahe dem vorderen Ende des Kolbens durch einen Spalt zwischen der Außenumfangsfläche des Kolbens und der rohrförmigen Büchse zu saugen. Dies macht es möglich, die Luft effektiv aus dem Inneren der rohrförmigen Büchse zu saugen.
Bei der vorstehenden Konfiguration kann der Kolben vorzugsweise einen Taillenabschnitt an einer Position nahe dem vorderen Ende des Kolbens umfassen, eine Länge des Kolbens von dem vorderen Ende desselben zu einem hinteren Ende des Taillenabschnitts kann in der Bewegungsrichtung des Kolbens größer als eine Strecke zwischen der Öffnung und dem in der rohrförmigen Büchse ausgebildeten Zufuhrport sein und der Kanalabschnitt der zweiten Saugvorrichtung kann hin zu einer Innenseite des Taillenabschnitts geöffnet sein.
Gemäß der vorstehend erwähnten Konfiguration wird, wenn das hintere Ende des Taillenabschnitts den Zufuhrport passiert, wenn der Kolben von der Warteposition hin zu der Betätigungsposition bewegt wird, der Taillenabschnitt von außen von der rohrförmigen Büchse bedeckt und durch den Taillenabschnitt wird ein geschlossener Raum gebildet. Wenn durch die zweite Saugvorrichtung Luft aus dem geschlossenen Raum gesaugt wird, wird die Luft aus dem Inneren der rohrförmigen Büchse durch den Spalt zwischen der Außenumfangsfläche des Kolbens und der rohrförmigen Büchse gesaugt. Gemäß dieser Konfiguration ist es möglich, die Luft durch den Spalt effizient aus dem Inneren der rohrförmigen Büchse zu saugen.
Vorzugsweise kann die Gießvorrichtung mit einer der vorstehend erwähnten Konfigurationen weiterhin mit einer Steuervorrichtung versehen sein, die die Saugvorrichtungen steuert. Die Steuervorrichtung kann die Saugvorrichtungen so steuern, dass bei Bewegen des Kolbens von der Warteposition zu der Betätigungsposition die Steuervorrichtung die erste Saugvorrichtung steuert, um das Saugen der Luft aus dem Inneren der rohrförmigen Büchse bei einem Zeitpunkt zu starten, bei dem das vordere Ende des Kolbens den Zufuhrport passiert, und danach steuert die Steuervorrichtung die zweite Saugvorrichtung, um das Saugen der Luft aus dem Inneren der rohrförmigen Büchse bei einem Zeitpunkt zu starten, bei dem das vordere Ende des Kolbens die Öffnung passiert.
Gemäß der vorstehend erwähnten Konfiguration ist es möglich, das Gießverfahren wie vorstehend beschrieben zu automatisieren. Bei dieser Konfiguration kann die Steuervorrichtung vorzugsweise die Saugstartzeitpunkte durch die Saugvorrichtungen beruhend auf einem Bewegungsbetrag des Kolbens von der Warteposition steuern.
Gemäß der vorstehend erwähnten Konfiguration ist es möglich, Saugvorgänge durch die Saugvorrichtungen bei einem präzisen Zeitpunkt zu starten, ohne einen Einfluss aufgrund eines Fehlers der Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens zu erfahren.

Claims

Gießvorrichtung, umfassend: eine metallische Form (2) mit einer Einspritzvorrichtung (15), welche umfasst: eine rohrförmige Büchse (20), die sich in einer im Wesentlichen horizontalen Richtung erstreckt und ein erstes Ende und ein zweites Ende umfasst, wobei die rohrförmige Büchse (20) an der Seite des ersten Endes mit dem Hohlraum (Ca) in Verbindung steht, und einen Kolben (24), der geeignet ist, ein geschmolzenes Metall, das einem Inneren der rohrförmigen Büchse zugeführt wird, in den Hohlraum (Ca) einzuspritzen; eine erste Saugvorrichtung (35), die geignet ist, Luft aus dem Inneren der rohrförmigen Büchse (20) zu saugen; und eine dritte Saugvorrichtung (45), die geeignet ist, Luft aus einem Inneren des Hohlraums (Ca) zu saugen, wobei die rohrförmige Büchse (20) umfasst einen Zufuhrport (21), durch den das geschmolzene Metall zugeführt werden kann, und eine Öffnung (22), die nahe dem Zufuhrport (21) an der Seite des ersten Endes zum Saugen von Luft mittels der ersten Saugvorrichtung (45) ausgebildet ist, der Kolben (24) eine Stange (25) und eine mit einem vorderen Ende der Stange verbundene Einspritzspitze (28) aufweist, und einen Taillenabschnitt (Sb), der zwischen der Einspritzspitze und dem vorderen Ende der Stange ausgebildet ist, wobei der Kolben (24) in dem Inneren der rohrförmigen Büchse (20) zwischen einer Warteposition und einer vorbestimmten Betätigungsposition bewegbar ist, wobei die Warteposition solcher Art ist, dass sich ein vorderes Ende der Einspritzspitze (28) bezüglich des Zufuhrports (21) an einer Seite des zweiten Endes befindet, wobei der Kolben (24) ausgelegt ist, um sich von der Warteposition zu der Betätigungsposition zum Einspritzen des geschmolzenen Metalls aus dem Inneren der rohrförmigen Büchse (20) in den Hohlraum (Ca) zu bewegen, gekennzeichnet durch eine zweite Saugvorrichtung (40) im Bereich des Taillenabschnitts (Sb), wobei der Taillenabschnitt (Sb) einen geschlossenen Raum bildet und die zweite Saugvorrichtung (40) geeignet ist, Luft aus dem Inneren der rohrförmigen Büchse (20) bezüglich des vorderen Endes der Einspritzspitze (28) durch einen Spalt zwischen einer Innenumfangsfläche der rohrförmigen Büchse (20) und einer Außenumfangsfläche der Einspritzspitze (28) aus einem ersten Endbereich des Inneren der rohrförmigen Büchse (20) zu saugen, und eine Steuervorrichtung (60), die geeignet ist, die Saugvorrichtungen (35, 40, 45) zu steuern.
Gießvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zweite Saugvorrichtung (40) einen Kanalabschnitt (41a) umfasst, der mit der Stange (25) zum Saugen von Luft integral ausgebildet ist, wobei sich der Kanalabschnitt (41 a) in einer Richtung im Wesentlichen parallel zu einer Bewegungsrichtung des Kolbens (24) erstreckt und zu einer Innenseite des genannten Tallienabschnitts (Sb) mündet.
Gießvorrichtung nach Anspruch 2, wobei eine Länge (L1) der Einspritzspitze (28) von dem vorderen Ende derselben zu einem hinteren Ende des Taillenabschnitts (Sb) größer als eine Strecke (L3) zwischen der Öffnung und dem in der rohrförmigen Büchse (20) ausgebildeten Zufuhrport (21) festgelegt ist.
Gießverfahren unter Verwenden der Gießvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend: einen ersten Schritt des Bewegens des Kolbens (24) von der Warteposition hin zu der Betätigungsposition bei einer ersten Geschwindigkeit, bis das vordere Ende der Einspritzspitze (28) eine vorbestimmte Position zwischen der Öffnung und dem ersten Ende erreicht; und einen zweiten Schritt des Umschaltens einer Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens (24) zu einer zweiten Geschwindigkeit, die schneller als die erste Geschwindigkeit zum Bewegen des Kolbens (24) zu der Betätigungsposition ist, wobei bei dem ersten Schritt ein Saugen der Luft aus dem Inneren der rohrförmigen Büchse (20) durch die erste Saugvorrichtung (35) bei einem Zeitpunkt gestartet wird, bei dem das vordere Ende der Einspritzspitze (28) den Zufuhrport (21) passiert, und ein Saugen der Luft aus dem Inneren der rohrförmigen Büchse (20) durch die zweite Saugvorrichtung (40) gestartet wird, nachdem das vordere Ende der Einspritzspitze (28) die Öffnung passiert und das vordere Ende der Stange (25) den Zufuhrport (21) schließt, und ein Saugen der Luft aus dem Inneren des Hohlraums (Ca) durch die dritte Saugvorrichtung (25) gestartet wird, wenn der Kolben (24) eine Position erreicht, in der das vordere Ende der Stange (24) die Öffnung schließt.
Gießverfahren nach Anspruch 4, wobei die Saugstartzeitpunkte durch die Saugvorrichtungen (35, 40, 45) beruhend auf einem Bewegungsbetrag des Kolbens (24) von der Warteposition gesteuert werden.