专利名称：用于金属铸造系统的润滑剂控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于金属模具或铸造系统的润滑剂控制系统。更特别是，本发明提供一种控制最好是润滑剂的流体的润滑剂控制系统，在铸造过程中润滑剂特别是在金属铸造之前和/或之后提供到模具和铸件上。
背景技术：
金属铸锭、铸块和其它铸件通常通过铸造过程形成，尽管本发明还可用于水平模具，该铸造过程采用位于大铸坑之上的垂直取向的模具，铸坑在金属铸造设施的地面高度之下。立式铸造模具的下部件是启动块。当铸造过程开始时，启动块在模具中位于其最上面的位置。当熔融金属注入模具孔或空腔内并冷却(通常通过水)，启动块在预定速度下通过液压缸或其它装置缓慢降低。当启动块降低时，固化金属或铝从模具底部出现，并形成具有不同几何形状的铸锭、圆料或铸块，这里称为铸件。
虽然本发明适用于金属铸造，金属总体包括但不局限于铝、黄铜、铅、锌、镁、铜、铁等。给出的实例以及所披露的优选实施例针对铝，因此即使本发明更广泛地应用于多种金属，为了一致起见，可以贯穿全文使用术语铝。
虽然具有多种方式来实现并构造立式铸造配置，图1表示了一种实例。在图1中，通常在工厂地面高度以下在铸坑内进行铝的立式铸造。沉箱103直接位于铸坑地面101a之下，沉箱中放置用于液压缸的液压缸圆筒102。
如图1所示，位于铸坑101和沉箱103内的所示典型立式铝铸造设备的下部分的部件是液压缸圆筒102、顶杆106、安装底座壳体105、压板107和启动块底座108(还称为启动头或底部块)，所有表示在铸造设施地面104以下的高度上。
安装底座壳体105安装在铸坑101的地面101a上，沉箱103在铸坑101之下。沉箱103通过侧壁103b及其地面103a限定。
典型的模具台组件110同样表示在图1中，如图所示模具台组件可以通过液压缸111推动模具台倾斜臂110a倾斜，使其围绕点112枢转，由此升高并转动主壳体框架组件，如图1所示。还具有模具台承载件，使得模具台组件运动到达和离开铸坑之上的铸造位置。
图1还表示压板107和启动块底座108部分降低到铸坑101内，其中部分形成铸件或铸块113。铸锭113位于包括启动头或底部块的启动块底座108上，启动头通常(但不总是)座置在启动块底座108上，所有这些部件在本领域中是公知的，因此不更加详细表示或说明。虽然术语启动块用作部件108，应该注意到术语底部块和启动头在此工业中也用于部件108，底部块在铸造铸锭时使用，而启动块在铸造铸块时使用。
虽然在图1中启动块底座108只表示出一个启动块108和支座115，通常具有各自安装在每个启动块底座上的多个启动块和支座，在铸造过程中当启动块降低时它们同时铸造铸块、特殊形状或铸锭。
当液压流体以足够的压力引入液压缸时，顶杆106以及启动块108升高到用于铸造过程(也就是启动块位于模具台组件110内时)的所需启动高度。
通过在预定速度下计量来自缸的液压流体来实现启动块108的降低，由此在预定和受控速度下降低顶杆106以及启动块。在该过程中通常使用水冷装置受控地冷却模具，以便有助于出现的铸锭或铸块固化。
具有多种装配在模具台内的模具和铸造技术，并且不需要特别实施本发明的多个实施例，这是由于它们对于本领域的普通技术人员来说是公知的。
由于模具台放置在多种不同尺寸和构造的铸坑上，模具台具有所有的尺寸和构造。模具台适用于特定应用的需要和要求，这取决于多种因素，某些因素包括铸坑的尺寸、水源位置以及操作铸坑的机构的操作。
典型模具台的上侧可操作地连接到金属分配系统上或者与其相互作用。典型的模具台还可操作地连接到由其包括的模具上。
当使用连续铸造立式模具制造金属时，在启动块底座降低时熔融金属在模具中冷却并从模具下端连续流出。出现的铸块、铸锭或其它构造充分固化，使其保持所需形状。在出现的固化金属和可渗透环壁之间具有气隙。在其下面，在出现的固化金属和模具和相关设备下部之间具有模具空气空腔。
由于铸造过程通常采用包括润滑剂的流体，需要导管和/或管道将流体输送到模具空腔附近的所需位置。尽管在此说明书中使用术语润滑剂，应该理解到它指的是所有类型的流体，而不管是否是润滑剂。
在如上所述完成特定铸造之后，模具台通常向上倾斜并离开铸坑的顶部，如图1所示。当模具台倾斜并枢转时，而且没有润滑剂控制系统，润滑剂趋于流出导管并泄漏到铸坑或铸造设施的地面上。
出于清洁或启动方面的考虑，润滑剂在铸造之后和之前的泄漏通常是不希望的。清洁方面是显而易见的，并且启动过程需要在铸造下一次铸锭或铸块之前导管再次用润滑剂或流体填充。
某些现有技术的系统认识到润滑剂泄漏的缺陷，并试图通过提供通道或其它容器收集泄漏的润滑剂来解决该问题。这可以减小清洁问题，但不能解决启动问题。
发明内容
因此本发明的目的在于提供一种用于金属铸造系统的改进的润滑剂/流体控制系统。
下面参考附图描述本发明的优选实施例。
图1是典型立式铸坑、沉箱和金属铸造设备的立视图；图2是本发明实施例的多个模具框架中的一个模具框架的透视图；图3是图2所示模具框架的底视图；图4是用于图2所示模具框架的润滑剂盖的底视图；图5是与图8和9所示囊体结合使用的囊体歧管实施例的顶视图；图6是图5所示囊体歧管实施例的透视图；图7是图4的细节7；图8是用于本发明实施例的囊体实施例的顶视图；图9是图8所示囊体的截面9-9；
图10是表示其中按照本发明润滑剂控制系统实施例用于模具框架的油盖和模具盖的实施例的局部截面图；图11是用来实施本发明的润滑剂控制系统的可选择实施例的详细截面图；图12是图1所示润滑剂控制系统实施例的详细截面图，其中囊体收缩在润滑剂内；图13是用来实施本发明的润滑剂控制系统的可选择实施例的详细截面图，表示出润滑剂输送开口上的多孔插塞；图14是用来实施本发明的润滑剂控制系统的可选择实施例的详细截面图，表示出润滑剂输送开口上的单个止回阀或断流阀，止回阀可位于开口的入口和出口处；图15是用来实施本发明的润滑剂控制系统的可选择实施例的详细截面图，表示出安装在润滑剂盖上或内部的枢转安装的润滑剂输送开口插塞；图16用来实施本发明的润滑剂控制系统的可选择实施例的详细截面图，表示出囊体和插塞结合以便防止囊体膨胀时润滑剂流动；以及图17用来实施本发明的润滑剂控制系统的可选择实施例的详细截面图。
具体实施例方式
用于本发明的许多紧固、连接、制造和其它装置和部件是广泛公知的并用于本发明描述的领域中，并且对于本领域普通技术人员理解和使用本发明来说，不需要其准确的性质或类型；因此，它们将不进行详细说明。另外，对于本发明的任何特定应用来说，这里所示和所述的不同部件通过本发明的预料进行改变和变化，并且使用任何元件的特定应用或实施例是本领域普通技术人员广泛公知或使用的，因此每个元件将不进行详细说明。
这里用于权利要求中的术语“一个”和“该”用来与以往权利要求撰写的实践相符合，而没有限制含义。除了这里特别提出，术语“一个”和“该”不局限于一个元件，而是指的是“至少一个”。
应该理解到本发明适用于多种金属注入技术和构造并与其接合使用。还应该理解到本发明可用于立式或卧式铸造装置中。
因此模具必须能够接收来自熔融金属源的熔融金属，而不管其特定来源的类型。因此模具中的模具空腔必须相对于熔融金属源在流体和熔融金属接收位置取向。
本领域普通技术人员将理解到本发明范围内的实施例的多个实例用来实现偏压力和平衡力，并造成润滑剂断流装置阻挡润滑剂流过或流出润滑剂流动空腔，以下将给出几个实例。
本领域普通技术人员还将理解到润滑剂控制系统的实施例可以并将与现有系统组合和/或改装到操作铸造系统中，这都在本发明的范围内。
本领域普通技术人员将理解到润滑剂控制系统的实施例可包括定位在一个或多个润滑剂导管内和/或靠近一个或多个润滑剂导管定位的润滑剂插塞。
在本发明的某些实施例中，可膨胀囊体可放置在一个或多个导管内或靠近其放置，并且在其它实施例中，根据应用和系统的偏压，具有中间插塞或阻挡件，中间插塞直接或间接运动或定位以便造成润滑剂流动或停止流动。
本领域普通技术人员将理解到插塞或润滑剂断流装置不需要在一个或多个润滑剂导管内完全阻挡，相反按照Darby原理以及本领域普通技术人员公知的方式，可以是局部屏障、薄膜或形成毛细管作用的导管或插塞构造。
图1是典型立式铸坑、沉箱和金属铸造设备的立视图，并如所述详细说明。
图2是用于本发明实施例的多个模具框架中的一个模具框架的透视图，表示出具有模具框架132、模具空腔或模具孔口131的模具130、具有开口135的润滑剂盖134和侧壁133。
图3是图2所示模具框架的底视图，表示出模具130、模具框架132、围绕模具孔口132的内周定位的囊体137的实施例。
图4是可用于图2所示模具框架的润滑剂盖134的底视图，表示出模具孔口131、润滑剂盖框架138和容纳图8和9所示囊体实施例的囊体开口137。将注意到囊体开口通常围绕润滑剂盖138以及模具框架的内周。
图5是与图8和9所示囊体结合使用的囊体歧管160实施例的顶视图，表示出歧管主体159、润滑剂开口161、O形圈162以及插入图8和9所示柔性或半柔性囊体内并有助于将囊体保持在歧管160上的囊体插件164。
图6是图5所示囊体歧管实施例的透视图，表示出歧管主体159、润滑剂开口161、O形圈162和囊体插件开口168。所示歧管可以是例如用于给定铸锭的唯一或不唯一歧管。歧管160中的润滑剂开口161是流体(最好是空气)供应管线装配件连接到歧管上以便将流体供应到囊体的内部空腔内的地方。
图7是图4的细节7，表示出润滑剂盖框架138、囊体开口179和流体入口150。本领域普通技术人员将理解到可以多种不同的方式流体流到和/或流过模具框架和/或润滑剂盖138内的囊体，所有的方式在本领域是公知的并不特别需要用来实施本发明的实施例。
图8是用于本发明实施例的囊体180实施例的局部顶视图，表示出可以密封的第一端185、内部空腔181和囊体主体182。
图9是图8所示囊体180的图8截面9-9，表示出具有第一侧面182a、第二侧面182b、第三侧面182c和第四侧面182d的囊体主体182。本领域普通技术人员将理解到囊体的特定形状和构造可以是任何不同的形状，只要在需要时实现润滑剂断流即可。这里后面的视图表示某些作为实例的其它可能构造。图9还表示囊体180实施例的内部空腔181。
如果囊体用作本发明实施例内的部分或全部润滑剂控制系统，它可以是任何一种不同尺寸和材料。例如，可以使用的囊体可以由50硬度的硅制成，其具有一个或多个硬化端部。囊体实际上在其内部空腔内包括任何类型的气态或液态流体，其中空气是优选的。
图10是可以用来实施本发明润滑剂控制系统实施例的油盖170和模具框架实施例的截面图，表示出图8所示在油盖中囊体229可以插入其中以便阻挡润滑剂输送孔口的囊体开口。囊体229类似于图8和9所示，并具有接收空气源的内部空腔231，空气造成在箭头230方向上膨胀。囊体229的膨胀造成外表面在润滑剂出口205上膨胀。
图10还表示模具框架200、润滑剂盖201、具有润滑剂导管O形圈205的润滑剂导管203以及润滑剂分配开口204。模具台和模具框架的总体构造是本领域普通技术人员所公知的，因此不在这里更加详细说明。
润滑剂出口205是围绕模具空腔或孔口的许多孔口之一，并提供供应润滑剂的出口。
应该理解到在本发明的范围内具有多个方面可用来提供润滑剂控制系统，只有某些将在下面的附图内表示。另外，囊体的内部空腔可操作地连接到最好是空气的压缩气体源上，压缩气体将用来膨胀囊体以便控制润滑剂的流动，所有这些是本领域公知的，并不需要在这里更加详细说明。
可以和润滑剂控制系统实施例一起使用的油或润滑剂输送系统同样是本领域普通技术人员公知的，并因此不在更加详细说明。
图11是可以用来实施本发明的润滑剂控制系统的可选择实施例的详细截面图，表示出模具框架200、润滑剂盖201、具有润滑剂导管O形圈205的润滑剂导管203和润滑剂分配开口204。图11表示囊体210在润滑剂导管203内膨胀，并且构造成在膨胀时防止润滑剂流过润滑剂分配开口204，但在囊体210如图12收缩时使得润滑剂流动。
图12是图11所示润滑剂控制系统实施例的详细截面图，只是其中囊体210收缩。囊体210可以任何不同的方式膨胀和收缩，包括通过在足够的压力下引入空气到囊体210的内部空腔内以便造成囊体主体膨胀。在膨胀时，囊体阻挡润滑剂流过润滑剂输送开口，并在收缩时，不防止流动。图12还表示模具框架200、润滑剂盖201、具有润滑剂导管O形圈205的润滑剂导管203以及润滑剂分配开口204。
图13是可以用来实施本发明的润滑剂控制系统的可选择实施例的详细截面图，表示出润滑剂导管上的多孔薄膜212或阻挡件。根据润滑剂的类型、输送压力或其它条件选择特定类型的薄膜。图13还表示模具框架200、润滑剂盖201、具有润滑剂导管O形圈205的润滑剂导管203以及润滑剂分配开口204。
图14是可以用来实施本发明的润滑剂控制系统的可选择实施例的详细截面图，表示出润滑剂输送开口内的止回阀或断流阀。止回阀通常是公知的，并且可以采用多种不同类型阀中的一种。优选类型的是在此情况下可以启动的那种。在产生足够润滑剂压力以便克服阀213的偏压时，阀213或插塞在箭头214的方向上启动和运动。
图14还表示模具框架200、润滑剂盖201、具有润滑剂导管O形圈205的润滑剂导管203以及润滑剂分配开口204。
图15是可以用来实施本发明的润滑剂控制系统的可选择实施例的详细截面图，表示出安装在润滑剂或油盖201上或其内部的枢转安装的润滑剂输送插塞222。此类型的枢转安装插塞222可偏压安装在闭合位置上，使得润滑剂压力必须克服偏压以便排除润滑剂出口。还将注意到枢转安装的插塞222可以和图10所示的囊体结合使用，使得囊体的膨胀或扩张压迫插塞222以便覆盖或阻挡润滑剂流出润滑剂输送开口204。
图15还表示模具框架200、润滑剂盖201、具有润滑剂导管O形圈205的润滑剂导管203以及润滑剂分配开口204。
图16是可以用来实施本发明的润滑剂控制系统的可选择实施例的详细截面图，表示出在囊体膨胀时囊体和插塞相结合以便防止润滑剂流动。图16还表示模具框架200、润滑剂盖201、具有润滑剂导管O形圈205的润滑剂导管203以及润滑剂分配开口204。
应该注意到本发明实施例可以变化，例如提供被偏压或预置到润滑剂输送开口的开启或闭合状态的系统。例如在图16所示的实施例中，囊体的正常或预置状态可以是膨胀或收缩，其中开口插塞216或盖定位成允许流动或防止流动。如果预置选择成闭合，囊体219处于在润滑剂输送开口的出口205上保持开口插塞216的状态，由此防止润滑剂流动。在此实施例中，当铸造过程开始时，系统启动以便造成开口插塞216运动离开出口205，即通常闭合的实施例。本领域普通技术人员将理解到通常开启的实施例还可用于本发明的范围中。
如图17所示的阻挡件221可具有毛细管类型的开口，该开口使用润滑剂的表面张力防止流过毛细管开口，直到润滑剂压力克服所施加的表面张力为止。
图17是可以用来实施本发明的润滑剂控制系统的可选择实施例的详细截面图，表示出具有所使用的流动开口的阻挡件，流动开口设置尺寸以便当压力不充分时防止润滑剂流动，但是在润滑剂压力升高到预定程度时允许润滑剂流动。
图17还表示模具框架200、润滑剂盖201、具有润滑剂导管O形圈205的润滑剂导管203以及润滑剂分配开口204。
一旦模具台或模具启动，润滑剂通常最好引入润滑剂导管并同时围绕模具空腔区域分配。接着一旦铸造过程开始，润滑剂随后均匀围绕模具空腔，这趋于将润滑剂更加接近地同时引入模具。
如本领域普通技术人员所理解的那样，可以使用本发明的多个实施例以及元件和部件的变型，所有这些都在本发明的范围内。
例如本发明的一个实施例是用于金属铸造方法的润滑剂控制系统，包括布置成从润滑剂入口接收润滑剂流并将润滑剂分配到模具空腔周围的润滑剂出口的润滑剂导管；以及布置成在出现预定条件下防止润滑剂流过润滑剂出口的润滑剂导管插塞。在其另一实施例中润滑剂插塞可以是定位成在膨胀时堵塞润滑剂出口并在收缩时允许流过润滑剂出口的止回阀；润滑剂插塞在润滑剂导管内放置在通常位置上；和/或润滑剂插塞可通常靠近润滑剂导管定位。
在其另一实施例中，润滑剂控制系统设置用于金属铸造模具台，并包括布置成从润滑剂入口接收润滑剂流并将润滑剂分配到模具空腔周围的润滑剂出口的润滑剂导管；以及靠近润滑剂出口布置以便在出现预定条件下防止润滑剂回流通过润滑剂出口的润滑剂断流装置。在其另一实施例中润滑剂断流装置布置在润滑剂出口处；润滑剂导管和铸造模具是整体；其中由于铸造结束出现预定条件；其中由于与润滑剂控制系统相关模具运动出现预定条件；和/或其中出现预定条件以有助于模具和润滑剂控制系统相关地运动。
在所述的本发明另一实施例中，润滑剂控制系统还可包括多个润滑剂出口和相应的润滑剂导管插塞；并且在另一实施例中，润滑剂导管插塞可以是定位成膨胀时阻塞多个润滑剂出口并在收缩时允许流过润滑剂出口的膨胀囊体。
在本发明的另一实施例中，设置金属模具，模具通常包括具有用于接收熔融金属的模具孔口的模具框架；与模具框架形成整体的润滑剂控制系统；布置成从润滑剂入口接收润滑剂流并将润滑剂分配到模具空腔周围的润滑剂出口的润滑剂导管；以及设置与多个润滑剂出口相对应的至少一个润滑剂导管插塞，该插塞布置成在出现预定条件下防止润滑剂流过润滑剂出口，并且启动润滑剂导管插塞以便阻挡润滑剂流过多个润滑剂出口。
按照条例，对于结构和方法特征来说，在语言上或多或少特殊地描述了本发明。但是将理解到由于这里披露的装置包括实施本发明的优选形式，因此本发明不局限于所示和描述的特定特征。因此，本发明要求保护所附权利要求的适当范围内的任何形式或变型，权利要求按照等同概念的原则进行适当解释。
权利要求
1.一种用于金属铸造模具的润滑剂控制系统，包括布置成从润滑剂入口接收润滑剂流并将润滑剂分配到模具空腔周围的润滑剂出口的润滑剂导管；以及布置成在出现预定条件时防止润滑剂流过润滑剂出口的润滑剂导管插塞。
2.如权利要求1所述的润滑剂控制系统，其特征在于，润滑剂插塞是定位在润滑剂导管内的止回阀。
3.如权利要求1所述的润滑剂控制系统，其特征在于，润滑剂插塞是定位成在膨胀时阻挡润滑剂出口并在收缩时允许流过润滑剂出口的膨胀囊体。
4.如权利要求3所述的润滑剂控制系统，其特征在于，润滑剂插塞通常定位在润滑剂导管内。
5.如权利要求1所述的润滑剂控制系统，其特征在于，润滑剂插塞通常靠近润滑剂导管定位。
6.如权利要求1所述的润滑剂控制系统，其特征在于，具有多个润滑剂出口和相应的润滑剂导管插塞。
7.如权利要求6所述的润滑剂控制系统，其特征在于，润滑剂导管插塞是定位成在膨胀时阻挡润滑剂出口并在收缩时允许流过润滑剂出口的膨胀囊体。
8.如权利要求8所述的润滑剂控制系统，其特征在于，预定条件是由于铸造结束时出现。
9.一种用于金属铸造模具的润滑剂控制系统，包括布置成从润滑剂入口接收润滑剂流并将润滑剂分配到模具空腔周围的润滑剂出口的润滑剂导管；以及靠近润滑剂出口布置以便在出现预定条件时防止润滑剂流过润滑剂出口的润滑剂断流装置。
10.如权利要求9所述的润滑剂控制系统，其特征在于，润滑剂断流装置布置在润滑剂出口上。
11.如权利要求9所述的润滑剂控制系统，其特征在于，润滑剂导管和铸造模具是整体。
12.如权利要求9所述的润滑剂控制系统，其特征在于，预定条件是由于铸造结束时出现。
13.如权利要求9所述的润滑剂控制系统，其特征在于，预定条件是由于模具和润滑剂控制系统相关地运动时出现。
14.如权利要求9所述的润滑剂控制系统，其特征在于，预定条件出现有助于模具和润滑剂控制系统相关地运动。
15.一种金属模具，包括具有用于接收熔融金属的模具孔口的模具框架；与模具框架形成整体的润滑剂控制系统，润滑剂控制系统包括布置成从润滑剂入口接收润滑剂流并将润滑剂分配到模具空腔周围的润滑剂出口的润滑剂导管；以及布置成在出现预定条件时防止润滑剂流过润滑剂出口的润滑剂导管插塞。
16.一种在金属铸造模具中控制润滑剂的方法，包括为金属铸造模具设置模具空腔，金属铸造模具包括布置成从至少一个润滑剂入口接收润滑剂流并将润滑剂分配到围绕模具空腔定位的多个润滑剂出口的至少一个润滑剂导管；设置与多个润滑剂出口相对应的至少一个润滑剂导管插塞，润滑剂导管插塞布置成在出现预定条件时防止润滑剂流过润滑剂出口；以及启动润滑剂导管插塞以便阻挡润滑剂流过多个润滑剂出口。
全文摘要
一种用于金属铸造模具的润滑剂控制系统。本发明的各个方面包括在非铸造期间防止或控制润滑剂流出模具的润滑剂断流装置或插塞。
文档编号B22D11/07GK1705529SQ200380101393
公开日2005年12月7日 申请日期2003年10月15日 优先权日2002年10月15日
发明者T·J·库珀, B·蒂尔曼 申请人:瓦格斯塔夫公司