專利名稱：用于壓鑄機的鑄造單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于壓鑄機的鑄造單元，該鑄造單元包括鑄造腔體和鑄造活塞。鑄造腔體具有可由鑄造材料填充的鑄造室，并且具有鑄造材料入口和鑄造材料出口。鑄造活塞可在鑄造室內(nèi)沿鑄造活塞的縱向方向向如運動，以便在壓力下經(jīng)鑄造材料出口將鑄造材料從鑄造室中排出，并且所述鑄造活塞可向后運動，由此鑄造材料可經(jīng)鑄造材料入口輸送到鑄造室內(nèi)。
背景技術(shù)：
這種鑄造單元典型地用于通過相應(yīng)壓鑄機、例如熱室型或冷室型壓鑄機中的鑄造活塞的動作而在高速和高壓下將熔融金屬從鑄造室傳送出來而進入模腔中。在模腔中， 通過熔融金屬的固化而形成所希望的金屬鑄錠。取決于鑄造材料如鋅、鋁或鎂的合金以及待生產(chǎn)的鑄錠，鑄造單元必須要承受熔融金屬的相對高的溫度和壓力，例如超過600° C和1000巴，已經(jīng)知道，這需要有特定的結(jié)構(gòu)設(shè)計措施。在傳統(tǒng)鑄造單元的情況中，鑄造活塞典型地形成為芯軸式活塞(Schieberkolben),其可在中空柱形的鑄造腔體內(nèi)軸向地前后運動，并且其外部橫截面相應(yīng)于鑄造腔體的內(nèi)部橫截面。換句話說，這種芯軸形成了鑄造室的可軸向運動的端壁，其可變地界定了鑄造室的體積，這種傳統(tǒng)類型的鑄造活塞通過其相應(yīng)于鑄造腔體內(nèi)部橫截面的外部橫截面而在此端面處密封了鑄造室體積，這還可由例如布置在活塞外周上的所配屬的密封件來輔助。通過活塞軸產(chǎn)生了到鑄造活塞上的力傳遞，所述活塞軸設(shè)置在鑄造活塞的背向鑄造室的末端部上，并且具有比鑄造活塞更小的橫截面。鑄造活塞軸例如可穿過鑄造腔體內(nèi)的相關(guān)貫穿通道而引出到鑄造腔體之外，這種貫穿通道的橫截面相應(yīng)于活塞軸的橫截面，并且小于鑄造活塞的外部橫截面和柱形鑄造腔體的內(nèi)部橫截面。例如在公開的德國專利申請DE 102005009669AU DE 19544716A1和DE4316927A1中、并且也在歐洲專利EP 1483074B1的說明書中公開了不同的傳統(tǒng)鑄造單元。帶有所述類型芯軸的鑄造單元提出了一些特定的技術(shù)挑戰(zhàn)。一個存在問題的方面是所謂的表層固化效應(yīng)。鑄造腔體的相對較冷的柱形壁可導(dǎo)致熔融材料在其內(nèi)壁上硬化，并且妨礙或阻擋了鑄造活塞以密封方式通過二維面接觸而沿其運動。此外，隨著鑄造活塞向后運動，在鑄造室內(nèi)不僅有鑄造材料，通常還有空氣，在充模期間、例如當(dāng)鑄造活塞向前運動時，該空氣需要再次驅(qū)出，否則會導(dǎo)致熔融材料氧化的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決了該技術(shù)問題，其中為壓鑄機提供了一種鑄造單元，通過其可消除或至少減輕芯軸類型的傳統(tǒng)鑄造單元的上述困難。本發(fā)明通過提供具有如權(quán)利要求I所述特征的鑄造單元而解決了這種問題。通過這種鑄造單元，鑄造活塞從外部經(jīng)鑄造腔體的貫穿通道而延伸到鑄造室中，通過適當(dāng)?shù)匦∮阼T造腔體的內(nèi)部橫截面的鑄造活塞的外部橫截面，在向前運動到鑄造室內(nèi)的鑄造活塞的外側(cè)面和鑄造腔體的相對于鑄造活塞的縱向方向橫向地位于與該外側(cè)面相反一側(cè)的內(nèi)壁面之間形成了鑄造室的自由空間區(qū)域。換句話說，在根據(jù)本發(fā)明的鑄造單元的情況中，鑄造活塞是位移型的，其通過向前運動到鑄造室內(nèi)來適當(dāng)?shù)販p小鑄造室體積，而不會象傳統(tǒng)芯軸一樣通過其外部橫截面以密封方式在其整個表面區(qū)域上頂靠著鑄造腔體的內(nèi)部橫截面。留下自由空間區(qū)域消除了在鑄造活塞的外部橫截面和鑄造腔體的相對于鑄造活塞的縱向方向橫向地位于相反一側(cè)的內(nèi)部橫截面之間的例如由于所提及的表層固化效應(yīng)而引起的任何摩擦問題。因此，由二維的表面區(qū)域摩擦接觸導(dǎo)致的任何摩擦問題可被局部地限制在貫穿通道的區(qū)域處。與在傳統(tǒng)類型的芯軸情況中沿著位移的整體長度在鑄造活塞的外部橫截面區(qū)域和鑄造腔體的內(nèi)部橫截面之間的傳統(tǒng)摩擦問題相比，本發(fā)明中的摩擦問題更加容易控制。如果需要，在鑄造活塞和鑄造室的邊界壁之間可保持僅一維、線狀的或零維、點狀的導(dǎo)向接觸。此外，根據(jù)本發(fā)明的鑄造單元的這種設(shè)計是一種提供了保持鑄造室始終完全由鑄造材料填充的可能性而環(huán)境空氣不會進入鑄造室中的相對容易的方法。在本發(fā)明的一個改進中，鑄造材料入口通向自由空間區(qū)域和/或通向鑄造室的鑄造材料出口。這有利地具有如下結(jié)果，即使鑄造活塞向前運動到最大值，鑄造室入口也不會被鑄造活塞所阻擋。因此，即使在鑄造活塞從其已經(jīng)向前運動到最大值的位置處開始向后運動時，鑄造材料也已經(jīng)通過鑄造入口輸送到鑄造室內(nèi)。與此相比，在芯軸類型的傳統(tǒng)鑄造單元的情況中，鑄造入口經(jīng)常會被已經(jīng)向前運動的鑄造活塞所阻擋，并且僅當(dāng)鑄造活塞從其已經(jīng)向前運動到最大值的位置處向后運動了特定量時，鑄造活塞才會釋放鑄造入口。因此，本發(fā)明的鑄造單元使得能夠相對統(tǒng)一、均勻地將鑄造材料輸送到鑄造室內(nèi)，并因此也避免了在鑄造活塞向后運動時經(jīng)鑄造材料出口的不希望有的湍流和不希望有的環(huán)境空氣吸入。因此，鑄造室可各易地始終保持由鑄造材料完全填充。在一種改進中，鑄造材料入口和/或配屬于該鑄造材料入口的鑄造材料輸送線路具有關(guān)閉元件，其可阻止鑄造材料經(jīng)鑄造材料入口離開鑄造室。根據(jù)要求和應(yīng)用，這可為本質(zhì)上已知的傳統(tǒng)類型的主動式或被動式作用的關(guān)閉元件，例如適當(dāng)?shù)闹够亻y。在本發(fā)明的一個改進中，鑄造腔體具有中空柱體，并且貫穿通道設(shè)置在其末端部處。鑄造活塞又可例如沿著與中空柱體的縱軸平行的活塞的縱軸經(jīng)貫穿通道軸向地延伸到鑄造室內(nèi)。在一個其他的改進中，鑄造材料出口和/或鑄造材料入口設(shè)置在中空柱體的與向貫穿通道相反一側(cè)的末端部處，或者設(shè)置在中空柱體的柱形側(cè)面上。這些定位措施可有助于優(yōu)化待引入鑄造室的鑄造材料的流動特征，以及在壓力下從鑄造室排入模腔的鑄造材料的流動特征。在本發(fā)明的一個改進中，為鑄造活塞提供了引導(dǎo)套，所述套從貫穿通道的背向鑄造室的外側(cè)向外延伸，和/或從貫穿通道的朝向鑄造室的內(nèi)側(cè)延伸進入鑄造室。通過這種引導(dǎo)套，可在鑄造活塞的向前和向后的運動期間對其施加額外的支撐和引導(dǎo)。在本發(fā)明的一個改進中，提供了用于密封鑄造活塞通道的密封件。在實現(xiàn)此的一個可能的方法中，密封件布置在貫穿通道或引導(dǎo)套的朝向鑄造室的內(nèi)側(cè)上。將其布置在內(nèi)側(cè)上所具有的優(yōu)點是，如果在此區(qū)域中發(fā)生固化效應(yīng)，則在鑄造活塞向前運動時，可以毫無 問題地將固化的熔融材料推回到鑄造室內(nèi)，不會在鑄造活塞和鑄造腔體的內(nèi)壁之間導(dǎo)致妨礙性的摩擦效應(yīng)。而且，當(dāng)鑄造活塞向后運動時，可能已經(jīng)在密封件的區(qū)域內(nèi)在貫穿通道或引導(dǎo)套的內(nèi)側(cè)上固化的熔融材料不會導(dǎo)致任何問題，這僅是由于與鑄造活塞的向前運動相t匕，這種向后運動可以幾乎無壓力地發(fā)生。這是由于在鑄造活塞的向后運動期間，鑄造室內(nèi)的鑄造材料并不處于高壓、例如在當(dāng)鑄造活塞向前運動時的在充模階段期間占主導(dǎo)的壓力之下，而是沒有壓力或最多在遠低得多的輸送壓力之下，這可任選地用于使用鑄造材料來再填充鑄造室。在本發(fā)明的一個改進中，提供了用于至少在特定區(qū)域中主動式控制鑄造活塞的溫度的鑄造活塞溫度控制裝置。因此，根據(jù)要求和應(yīng)用，可以對鑄造活塞的溫度產(chǎn)生主動式影響，鑄造活塞的相應(yīng)處于鑄造室內(nèi)的部分經(jīng)受到存在于此處的熱鑄造材料的溫度的影響。在這種措施的一個改進中，鑄造活塞溫度控制裝置設(shè)計為允許根據(jù)預(yù)定的溫度曲線沿著鑄造活塞的至少一部分長度來主動式控制鑄造活塞的溫度。例如，這可包括適當(dāng)?shù)夭糠只蛲耆a償鑄造室內(nèi)的熱鑄造材料的溫度對鑄造活塞的影響，該影響會產(chǎn)生沿鑄造活塞的溫度梯度。在本發(fā)明的一個改進中，提供了用于主動式控制鑄造室的溫度的鑄造室溫度控制裝置。這可用于例如阻止熔融材料在鑄造室內(nèi)固化的作用，或用于實現(xiàn)鑄造材料在鑄造室內(nèi)的相對均勻的溫度分布。 在本發(fā)明的一個改進中，鑄造單元具有環(huán)形釋壓槽和釋壓通道，環(huán)形釋壓槽位于貫穿通道或引導(dǎo)套的朝向鑄造活塞的內(nèi)壁上，釋壓通道從環(huán)形釋壓槽通向鑄造腔體的外偵U。如果在鑄造活塞和貫穿通道或引導(dǎo)套之間例如由于磨損而存在一些熔融材料或其他流體，它們可通過可控的方式經(jīng)環(huán)形釋壓槽和釋壓通道引導(dǎo)到外部。


在下文中描述并在附圖中顯示了本發(fā)明的有利實施方案，其中圖I以示意性側(cè)視圖顯示了用于壓鑄機的鑄造單元，圖2顯示了相應(yīng)于圖I的、帶有環(huán)形釋壓槽和釋壓通道的鑄造單元變體的視圖，圖3顯示了相應(yīng)于圖2的、其中鑄造材料入口通向鑄造材料出口區(qū)域而不是鑄造室的自由空間區(qū)域的鑄造單元變體的視圖， 圖4顯示了相應(yīng)于圖2的、其中鑄造活塞引導(dǎo)套主要延伸到鑄造室內(nèi)而不是從鑄造室向外伸出的鑄造單元變體的視圖，和圖5顯示了相應(yīng)于圖4的、未設(shè)置主動式鑄造室溫度控制的鑄造單元變體的視圖。
具體實施例方式圖I中示意性顯示的鑄造單元特別適合于在相關(guān)的壓鑄機中加工液態(tài)或部分液態(tài)的熔融金屬，例如錫、鋅、鉛、鋁、鎂、鈦、鋼或銅或多種這些金屬的合金，多種這些金屬的混合物以及任選地帶有顆粒添加物的這些材料。根據(jù)要求和特別是根據(jù)壓鑄機的類型，可將鑄造單元安裝到相關(guān)的鑄造機械中，作為例如所謂的豎直的或水平的鑄造單元。鑄造單元具有鑄造腔體I，在所示實施例中其包括中空柱體la，其內(nèi)部形成了鑄造室2。在圖I右側(cè)的端面處提供有鑄造材料出口 3，鑄造材料可通過其以傳統(tǒng)方式運出鑄造室2 (這里未進一步示出)而進入模腔中，該模腔由壓鑄機的固定半模和可動半模以常規(guī)的方式形成，并且限定了待生產(chǎn)鑄件的輪廓。
此外，鑄造單元包括鑄造活塞4，其實施為狹長的位移式活塞，并且從外部經(jīng)鑄造腔體I的貫穿通道5延伸到鑄造室2中。在所示的實施例中，貫穿通道5設(shè)于中空柱形鑄造腔體I的與鑄造材料出口 3相反一側(cè)的端面處，以與鑄造材料出口 3相似的方式相對于鑄造室的中空柱體I的縱向軸Ib精確對中。鑄造活塞4保持為使得其以縱軸4a與中空柱體的縱軸Ib相一致的方式軸向地前后移動，如雙向運動箭頭B所示，在圖I中鑄造活塞4顯示為處于后端位置。鑄造活塞4具有外徑d，其至少在鑄造活塞4的可移動到鑄造室2內(nèi)或穿過貫穿通道5的部分上為恒定的，并且基本上相應(yīng)于貫穿通道5的直徑。鑄造活塞4的此部分任選地也可具有略微錐形的形式，在這種情況中需要提供適當(dāng)?shù)拿芊?。相比之下，鑄造室的中空柱體Ia具有較大的內(nèi)徑D，即D>d，使得在鑄造活塞的已經(jīng)向前移到鑄造室中的部分和徑向相對的鑄造室壁之間保持有作為鑄造室的自由空間區(qū)域的環(huán)形間隙6，由于其不會被鑄造活塞關(guān)閉，因此該環(huán)形間隙會始終形成鑄造室體積的一部分。換句話說，在圖I中由虛線表示的前進的鑄造活塞位置4’中，鑄造活塞4的外側(cè)面4b和中空柱形鑄造腔體I的內(nèi)壁、面Ic通過徑向的自由空間距離D-d而彼此相對，在操作期間，以這種方式形成的自由空間的環(huán)形間隙6會始終由處于鑄造室2內(nèi)的鑄造材料填充。不言而喻，鑄造活塞4在其后部、即不會移入到鑄造室2內(nèi)的部分中可具有任何所需的橫截面結(jié)構(gòu)，例如臺階的或錐形的形式。在所示的后部活塞端部位置中，鑄造活塞4的在鑄造室一側(cè)的末端部4c處于距鑄造室2內(nèi)的貫穿通道5為較小的距離處。在各情況下，鑄造活塞4可在相關(guān)的充模操作中從這一后端位置向前運動到使得所需量的液態(tài)或部分液態(tài)的鑄造材料從鑄造室2排入到模腔中的程度，即要排出的鑄造材料的體積等于鑄造活塞4已經(jīng)移入到鑄造室2內(nèi)的部分的體積。作為最大值，鑄造活塞4可向前移動至遠到其前末端部4c到達鑄造腔體I的鑄造材料出口 3所處端面處的內(nèi)壁，在該實施例中，活塞直徑d大于鑄造材料出口 3的直徑a。作為替代，可以構(gòu)思出選擇大于活塞直徑d的鑄造材料出口 3的直徑a。在這種情況中，如果針對所考慮的應(yīng)用而是有利的話，鑄造活塞4可以向前運動，使其前末端部4c進入到鑄造材料出口 3中。這里，可通過用于鑄造活塞4的傳統(tǒng)驅(qū)動沖程或通過相應(yīng)的限位擋塊來限定鑄造活塞4的前端位置。鑄造材料可通過鑄造材料輸送管路7和已經(jīng)制造在中空柱體Ia的柱形側(cè)面中的相關(guān)鑄造材料入口 8而輸送到鑄造室2中。其結(jié)果是，鑄造材料入口 8通向鑄造室2的環(huán)形間隙形式的自由空間區(qū)域6，結(jié)果，鑄造材料入口 8不會被向前運動的鑄造活塞4所關(guān)閉。鑄造材料入口 8和/或鑄造材料輸送管路7具有主動式或被動式作用的關(guān)閉元件9，通過其可阻止當(dāng)鑄造活塞4向前運動到鑄造室2內(nèi)時處于鑄造室內(nèi)的鑄造材料經(jīng)鑄造材料入口 8而泄漏。例如，該關(guān)閉元件9可實施為示意性顯示的止回閥。為了密封穿過貫穿通道5的鑄造活塞4的通道，在鑄造室一側(cè)上的貫穿通道5的內(nèi)側(cè)上設(shè)有密封件10，例如密封橡膠或金屬環(huán)。密封件10優(yōu)選設(shè)計成，例如作為適當(dāng)形成的密封唇件，其在鑄造室2內(nèi)的鑄造材料的壓力下以密封的方式擠壓從中穿過的鑄造活塞4，和/或已經(jīng)嵌入或插入到貫穿通道5中。根據(jù)要求，帶有適當(dāng)幾何形狀的彈性或非彈性形式的結(jié)構(gòu)件可用作密封件10。為了引導(dǎo)軸向可動的鑄造活塞4，提供了套內(nèi)徑相應(yīng)于活塞直徑d的引導(dǎo)套11，在所示實施例中，其實施為鑄造腔體I的軸向延長部分或法蘭。同時，在所示的該示例性實施方案中的引導(dǎo)套11用于容納引導(dǎo)套溫度控制裝置12，其用于主動式控制引導(dǎo)套的溫度，并且如所示地，其也可軸向延伸到貫穿通道5的區(qū)域中。溫度控制裝置12也可有助于控制在引導(dǎo)套11內(nèi)引導(dǎo)的鑄造活塞4的溫度。所述溫度控制裝置例如可為帶有液體或氣體溫度控制介質(zhì)的類型，所述介質(zhì)經(jīng)溫度控 制通道來輸送，該溫度控制通道在引導(dǎo)套11或貫穿通道5的相應(yīng)部分中同軸式地圍繞著鑄造活塞4。為了主動地控制鑄造活塞的溫度，如示例性實施例所示，這里可提供相應(yīng)的鑄造活塞溫度控制裝置14，其也可例如為帶有液體或氣體溫度控制介質(zhì)的類型，所述介質(zhì)經(jīng)在鑄造活塞4自身內(nèi)延伸的一個或多個溫度控制通道4a來輸送。在所示的示例性實施方案中，這通過將溫度控制管道15縱向中心地插入到為此實施為中空柱體的鑄造活塞4的內(nèi)部空間16中且同時在溫度控制管道15和鑄造活塞的內(nèi)壁之間留下環(huán)形間隙而實現(xiàn)。環(huán)形間隙代表第一溫度控制通道，而溫度控制管道15代表第二溫度控制通道，使得溫度控制介質(zhì)能夠流過兩個溫度控制通道中的一個而進入鑄造活塞的前部區(qū)域，并且通過另一個溫度控制通道再次回到后部。為此，所提及的溫度控制裝置12、14可用于至少在鑄造活塞4的可向前運動到鑄造室內(nèi)的那部分長度上例如根據(jù)預(yù)定的溫度曲線來主動式控制鑄造活塞4或引導(dǎo)套11在相關(guān)部分內(nèi)的溫度。特別是，這使得能夠根據(jù)要求和應(yīng)用來抵消鑄造室2內(nèi)的熱熔融鑄造材料對鑄造活塞4的可移動進入鑄造室內(nèi)的那部分的溫度影響，例如為了不允許在鑄造活塞4內(nèi)形成過度的軸向溫度梯度的目的，該溫度梯度會因活塞材料的局部不同膨脹而阻止鑄造活塞4在貫穿通道5處的密封。為此，兩個溫度控制裝置12、14可適當(dāng)?shù)乇舜伺浜希杂糜阼T造活塞4 (以及適當(dāng)時也用于引導(dǎo)套11)的所需溫度控制，在替代性的實施方案中，也能夠僅提供兩個溫度控制裝置12、14中的一個。還提供了鑄造室溫度控制裝置13，通過其可以所希望的方式主動地控制鑄造室2、鑄造材料入口 8連同相鄰的鑄造材料輸送管路7以及鑄造材料出口 3連同相鄰的鑄造材料出口管路的溫度。為此，這種溫度控制裝置13也可為例如帶有液體或氣體溫度控制介質(zhì)的類型，所述介質(zhì)經(jīng)同軸式圍繞著中空柱體Ia或鑄造材料輸送管路7和/或鑄造材料出口管路的溫度控制通道而輸送。通過這種溫度控制裝置13，在所述鑄造材料為了相應(yīng)的下一鑄造操作而經(jīng)輸送管路7輸送到鑄造室2時，能夠保持鑄造材料處在相對恒定的溫度水平下而無明顯的溫度梯度，鑄造材料存儲在鑄造室2中，然后在充模操作中通過鑄造材料出口 3排出。如果需要的話，可將溫度控制裝置13分成多個可分開控制的溫度控制區(qū)或溫度控制單元。如從上文描述的結(jié)構(gòu)情況中所清楚的那樣，在所示的鑄造單元的情況中，鑄造活塞4為純位移式活塞，其進入鑄造室2的推進量決定了將從鑄造室2內(nèi)通常在高速和高壓下排出到模腔中的熔融材料的量，鑄造活塞4自由移動進入鑄造室2中，而其側(cè)面不必以其表面區(qū)域沿著鑄造腔體I的柱形內(nèi)壁滑動。在這種位移式活塞類型的鑄造單元的情況中，原則上不會對鑄造活塞和鑄造室壁之間的相應(yīng)滑動表面產(chǎn)生任何阻礙性的摩擦效果，而這在芯軸類型的傳統(tǒng)鑄造單元中是固有的。此外，在完成充模操作后，當(dāng)鑄造活塞4向后運動時，能夠相對容易地避免空氣進入鑄造室2。其原因是，向前運動的鑄造活塞4不會關(guān)閉鑄造材料入口 8，因此當(dāng)鑄造活塞4向后運動時，可通過輸送管路7和打開的關(guān)閉元件9而用鑄造材料來立即補充鑄造室2。這種鑄造材料的引入發(fā)生在例如基本上沒有任何壓力或帶有低的正壓力下，并且在任何情況中，如果需要可避免例如通過鑄造材料入口 3吸入空氣。此外，這種補充可通過阻止吸入空氣的關(guān)閉塞子來促進，所述關(guān)閉塞子由于鑄造材料朝向相應(yīng)鑄造循環(huán)的端部固化而形成在鑄造材料出口處。在本情況中實現(xiàn)的位移式活塞的原理使得能較容易建立高壓，并且能高速地移動鑄造活塞4以實現(xiàn)充模,接著，閉合的關(guān)閉元件9使鑄造材料入口 8保持關(guān)閉，使得鑄造活塞4所移動的鑄造材料僅通過鑄造材料出口 3而離開鑄造室2，以便填充模腔。此外，根據(jù)本發(fā)明的鑄造活塞結(jié)構(gòu)具有的優(yōu)點是，不需要活塞潤滑油，因此在所生產(chǎn)的鑄件中不會產(chǎn)生相應(yīng)的剩余物。圖2到5說明了根據(jù)圖I的鑄造單元的多個有利的變體，為了更容易地理解，相同或功能等同的元件使用相同的附圖標(biāo)記，并且就此可參考上文中關(guān)于根據(jù)圖I所示鑄造單元的說明。圖2所示的鑄造單元除了根據(jù)圖I的部分還具有環(huán)形釋壓槽17和釋壓通道18。在這種實施例中，環(huán)形釋壓槽17制成為在引導(dǎo)套11的內(nèi)壁中的圓環(huán)形式，以便在鑄造腔體I的貫穿通道5和引導(dǎo)套11的軸向外末端部之間精確地處于軸向水平。釋壓通道18從環(huán)形釋壓槽17中向外引出到鑄造室I之外的外部空間中，為此，釋壓通道18已經(jīng)制成為例如穿過引導(dǎo)套11的壁的徑向孔。環(huán)形釋壓槽17與釋壓通道18 —起形成了用于運走泄漏物的結(jié)構(gòu)，以便能以可控的方式排出任何材料，例如熔融材料，其會不希望地滲入鑄造活塞4和貫穿通道5或引導(dǎo)套11之間的中間空間中，這例如是由于對鑄造活塞4的外側(cè)、密封件10和/或貫穿通道5或引導(dǎo)套11的內(nèi)側(cè)的磨損作用所引起。圖3所的鑄造單元不同于圖I和2中的鑄造單元之處在于，鑄造材料入口 8不通向自由空間區(qū)域6，而是通向鑄造室2的鑄造材料出口 3的區(qū)域。鑄造材料入口 8的這種布置也保證了其不會被向前運動的鑄造活塞4所關(guān)閉。另外，上文中根據(jù)圖I和2的示例性實施方案所描述的性能和優(yōu)點也能以同樣的方式用于根據(jù)圖3的鑄造單元。圖4所示的鑄造單元不同于圖I和2中的鑄造單元之處在于，引導(dǎo)套11’形成用于鑄造活塞4的支撐引導(dǎo)，在這種情況中，所述套主要在鑄造室2內(nèi)延伸，即所述套以預(yù)定的軸向引導(dǎo)套長度進入到保持在鑄造活塞4和鑄造室內(nèi)壁Ic之間的自由空間區(qū)域6中。在這種實施例中，密封件10布置在引導(dǎo)套11’的內(nèi)末端部的區(qū)域中，或嵌入其中。也可任選地提供在鑄造單元的這一變體中的環(huán)形釋壓槽17和釋壓通道18位于鑄造活塞4的從鑄造室的實際中空柱體Ia朝向外部的引導(dǎo)套支撐體的相對短的軸向部分區(qū)域中。由于在實施方案的這種變體的情況中引導(dǎo)套11’的主要部分位于鑄造室2內(nèi)，并因此在操作期間被存在于這里的熔融材料加熱，因此任選地能夠免除如圖I到3所示的引導(dǎo)套溫度控制裝置12。圖5所示的鑄造單元相應(yīng)于根據(jù)圖4的鑄造單元，其不同點在于，在這種情況中沒有設(shè)置用于主動式控制鑄造活塞的溫度的溫度控制裝置13。這種鑄造單元例如適合于不要求主動式加熱鑄造室2的應(yīng)用。這種變體可例如用于整個鑄造單元浸入在熔池中的情況， 使得鑄造單元由熱熔融材料被動式加熱，即熱的液態(tài)熔融材料圍繞著鑄造室2或鑄造腔體I，并且也從外側(cè)將其加熱。此外，通過鑄造材料入口 8從熔池引入鑄造室2的熔融材料可從內(nèi)部使鑄造室2保持為熱的，其他所示的示例性實施方案也是如此。不言而喻，根據(jù)本發(fā)明的鑄造單元也可以有其他的變體，其中可以一些其他的方式將與根據(jù)圖2到5的變體有關(guān)的不同改進相結(jié)合。因此，例如在所有情況中，帶有釋壓通道18的環(huán)形釋壓槽17可以任選地存在或不存在。同時，作為對所提及的圓形結(jié)構(gòu)的替代，環(huán)形釋壓槽17例如也可具有螺旋纏繞形狀。在圖4和5的變體的情況中，也可提供如圖3所示的通向鑄造材料出口 3區(qū)域中的鑄造材料入口 8。此外，在帶有根據(jù)圖5的非主動式加熱的鑄造室2的變體中，作為所示的主要朝向鑄造室2內(nèi)的引導(dǎo)套11’的替代，可提供主要向外朝向的引導(dǎo)套，如在圖I到3的變體情況中的引導(dǎo)套11。同樣不言而喻地是，本發(fā)明不限于在圖中或上文所述的示例性實施方案。因此，在本發(fā)明的其他示例性實施方案中，可提供其他改進，例如可使用具有非圓形橫截面的鑄造活塞和相應(yīng)設(shè)計的貫穿通道，和/或引導(dǎo)套可實施為與鑄造腔體分開的、能夠作為安裝在所述腔體上的部件。在本發(fā)明的其他實施方案中，鑄造材料入口和鑄造材料出口可相對 于在所示的示例性實施方案中的其位置而對換位置，或在任何其他要求的位置處通向鑄造室。在相應(yīng)的實施方案中，鑄造活塞也可相對于鑄造材料出口和/或鑄造材料入口的縱向方向橫向地延伸進入鑄造室內(nèi)。對于每個所提及的溫度控制裝置12、13、14，不但可使用所提及的構(gòu)造類型，而且可使用本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟悉針對該用途的任何其他類型，例如對于加熱裝置，也可使用帶有電加熱件的電加熱裝置。在所示的實施例中，自由空間區(qū)域形成為在周向上連續(xù)的環(huán)形間隙，即鑄造活塞在鑄造室2內(nèi)自由運動而沒有支撐。在替代性實施方案中，可提供鑄造活塞在鑄造室內(nèi)的點狀或線性引導(dǎo)，即在這種示例性的實施方案中，鑄造活塞通過外側(cè)面沿著一個或多個線接觸和/或一個或多個點接觸頂靠著鑄造室中的與鑄造活塞的運動方向橫向上相反的分界壁。在這些情況中，盡管在鑄造活塞和鑄造室分界壁之間仍有一定量的摩擦，但是僅存在一維線接觸或零維點接觸的事實意味著比芯軸類型的傳統(tǒng)情況中的摩擦更小，在所述傳統(tǒng)情況中，鑄造活塞的外側(cè)面在二維摩擦接觸面的整個表面區(qū)域上頂靠著相反一側(cè)的鑄造室壁。因此，在線接觸意義上來說，可對所示的示例性實施方案進行改進到例如中空柱體的內(nèi)壁Ic或鑄造活塞的外側(cè)面4b具有引導(dǎo)脊的程度，所述引導(dǎo)脊圍繞著周向布置，以軸向方向部件延伸，并且保持鑄造活塞4在其軸向運動中在鑄造室2內(nèi)被引導(dǎo)。這些引導(dǎo)脊又將環(huán)形間隙6的自由空間分成多個相應(yīng)的部分。
權(quán)利要求
1.一種用于壓鑄機的鑄造單元，具有 -鑄造腔體(I)，其具有能由鑄造材料填充的鑄造室(2)，所述鑄造室(2)具有鑄造材料入口(8)和鑄造材料出口(3)，和 -鑄造活塞(4)，其可在所述鑄造室中沿所述鑄造活塞的縱向方向向前運動，以在壓力下通過所述鑄造材料出口將鑄造材料從所述鑄造室內(nèi)排出，并且所述鑄造活塞能向后運動，由此鑄造材料能通過所述鑄造材料入口輸送到鑄造室內(nèi)， 其特征在于， -所述鑄造活塞(4)從外部經(jīng)所述鑄造腔體(I)的貫穿通道(5)延伸進入所述鑄造室(2)中，其中，所述鑄造活塞的外部橫截面(d)適當(dāng)?shù)匦∮谒鲨T造腔體的內(nèi)部橫截面(D)，使得在向前運動到所述鑄造室內(nèi)的鑄造活塞的外側(cè)面(4b)和所述鑄造腔體的相對于所述鑄造活塞的縱向方向橫向地位于與所述外側(cè)面相反一側(cè)的內(nèi)壁面(Ic)之間形成了所述鑄造室的自由空間區(qū)域(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鑄造單元，其特征在于，所述鑄造材料入口通向所述自由空間區(qū)域和/或所述鑄造材料出口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鑄造單元，其特征在于，所述鑄造材料入口和/或配屬于所述鑄造材料入口的鑄造材料輸送管路(7)具有關(guān)閉元件(9)，所述關(guān)閉元件阻止鑄造材料從所述鑄造室中經(jīng)所述鑄造材料入口泄漏。
4.根據(jù)權(quán)利要求I到3中任一項所述的鑄造單元，其特征在于，所述鑄造腔體具有中空柱體(Ia)，并且所述貫穿通道設(shè)置在所述中空柱體的末端端部。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鑄造單元，其特征在于，所述鑄造材料出口和/或所述鑄造材料入口設(shè)置在所述中空柱體的與貫穿通道相反一側(cè)的末端端部處，或設(shè)置在所述中空柱體的柱體側(cè)面上。
6.根據(jù)權(quán)利要求I到5中任一項所述的鑄造單元，其特征在于，為所述鑄造活塞提供了引導(dǎo)套(11)，所述套從所述貫穿通道的背向所述鑄造室的外側(cè)向外延伸，和/或從所述貫穿通道的朝向所述鑄造室的內(nèi)側(cè)延伸進入所述鑄造室內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I到6中任一項所述的鑄造單元，其特征在于，提供了用于密封所述鑄造活塞通道的密封件(10)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I到6中任一項所述的鑄造單元，其特征在于，提供了用于至少在特定區(qū)域內(nèi)主動式控制所述鑄造活塞的溫度的鑄造活塞溫度控制裝置(14)，和/或引導(dǎo)套溫度控制裝置(12)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鑄造單元，其特征在于，所述溫度控制裝置設(shè)計為允許根據(jù)預(yù)定的溫度曲線沿著能向前運動進入所述鑄造室的鑄造活塞的至少一部分長度而主動式控制所述鑄造活塞的溫度。
10.根據(jù)權(quán)利要求I到9中任一項所述的鑄造單元，其特征在于，提供了用于主動式控制所述鑄造室的溫度的鑄造室溫度控制裝置(13)。
11.根據(jù)權(quán)利要求I到10中任一項所述的鑄造單元，其特征在于，在所述貫穿通道或引導(dǎo)套的朝向所述鑄造活塞的內(nèi)壁上提供有環(huán)形釋壓槽(17)，并且提供了從所述環(huán)形釋壓槽通向所述鑄造腔體的外側(cè)的釋壓通道(18)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于壓鑄機的鑄造單元，具有鑄造腔體，其具有能由鑄造材料填充的鑄造室，該鑄造室具有鑄造材料入口和鑄造材料出口；和鑄造活塞，其可在鑄造室中沿鑄造活塞的縱向方向向前運動，以在壓力下通過鑄造材料出口將鑄造材料從鑄造室內(nèi)排出，還能向后運動，由此鑄造材料能通過鑄造材料入口輸送到鑄造室內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明，鑄造活塞從外部經(jīng)鑄造腔體的貫穿通道延伸進入鑄造室中，其中鑄造活塞的外部橫截面適當(dāng)?shù)匦∮阼T造腔體的內(nèi)部橫截面，使得在向前運動到鑄造室內(nèi)的鑄造活塞的外側(cè)面和鑄造腔體的相對于鑄造活塞的縱向方向橫向地位于與外側(cè)面相反一側(cè)的內(nèi)壁面之間形成了鑄造室的自由空間區(qū)域。
文檔編號B22D17/08GK102712039SQ201080054093
公開日2012年10月3日 申請日期2010年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月30日
發(fā)明者丹尼爾·格內(nèi)爾, 于爾根·庫爾茨, 安德烈亞斯·聚德洛, 諾伯特·艾哈德, 黑爾瑪·丹納曼 申請人:奧斯卡弗里茨兩合公司