用于由熔体制造构件的浇注设备和方法与流程

本发明涉及一种用于由熔体制造构件的浇注设备，所述浇注设备带有：浇注活塞；浇注通道；成型中空空间，其中，熔体能够经由浇注通道供应给成型中空空间，其中，浇注活塞能够在浇注通道中轴向地运动，其中，浇注活塞能够从第一位置移动到第二位置中，其中，在将浇注活塞从第一位置带到第二位置中时，熔体被带入到成型中空空间中，并且其中，浇注活塞在从第一位置带到第二位置中时在浇注通道内挤出的体积相应于成型中空空间的体积，成型中空空间在浇注活塞的第二位置中完全地填充以熔体。

此外，本发明涉及一种用于利用浇注设备由熔体制造构件的方法，该浇注设备带有浇注通道、浇注活塞和用于成型构件的成型中空空间，其中，浇注活塞在浇注通道中轴向地从第一位置运动到第二位置中，其中，通过浇注活塞的运动将与成型中空空间的体积相对应的体积挤出，其中，通过将所述体积挤出将熔体从浇注通道输送到成型中空空间中。

背景技术：

在浇注设备中、例如在金属浇注设备中，将呈熔体形式的液态的金属带入到成型中空空间中。金属能够在成型中空空间中固化并且作为完成的构件采用成型中空空间的预设形状。在压铸方法中，借助于浇注活塞将液态的熔体在高的压力下且以高的模具填充速度带入到压铸模具的成型中空空间中。

de102012010923a1例如示出一种注射压力机组中的用于金属熔体的输送设备。输送设备具有用于金属熔体的储备容器和输送通道。通过输送通道将金属熔体供应给成型中空空间。输送通道包含活塞，该活塞能够轴向地在输送通道中运动。此外，在输送通道中构造有流入通道，该流入通道与储备容器连接，液态的熔体能够从该储备容器中引导到输送通道中。

de102014018795a1同样公开了一种注射压力机组中的用于金属熔体的输送设备。金属熔体借助于活塞经由输送通道挤压到成型中空空间中。活塞布置在柱状的孔中。在柱状的孔中布置有可更换的配合件。因此，随时间暴露于高的热负载的配合件能够被简单地替换。

由于该负载和相对高的压力，在浇注期间的工艺波动不是罕见的。正是在热腔室压铸方法中存在工艺波动，所述工艺波动通常应通过在成型中空空间的区域中的有针对性的溢流平衡。但是这导致：产生相应的废料件(abfallanbteil)并且需要对物品进行再加工。

技术实现要素：

因此，本发明基于如下任务，给出一种用于由熔体制造构件的浇注设备和方法，所述浇注设备能够以最小的时间耗费更高效地运行。

该任务在上文提及的浇注设备中、即借助专利权利要求1的特征内容通过如下方式解决：浇注活塞能够从第二位置移动到第三位置中，浇注活塞在从第一位置带到第二位置中以及从第二位置带到第三位置中时在浇注通道内挤出的体积大于成型中空空间的体积，并且在浇注通道的区域中设置有排出装置，当浇注活塞处于第三位置中时，熔体能够通过排出装置从成型中空空间中排出。

当浇注设备填充以熔体时，则通过将浇注活塞从第一位置带到第二位置中而将熔体输送到成型中空空间中。由浇注活塞挤出的体积正好相应于成型中空空间的填充量。如果浇注活塞继续运动，也就是说从第二位置运动到第三位置中，则该浇注活塞移动经过行程点(wegpunkt)，在该行程点处浇注活塞在浇注通道中挤出的体积相应于成型中空空间的体积。由此，系统的压力升高，因为浇注活塞相对于不可压缩的介质移动。为了平衡该压力，根据本发明在浇注通道的区域中设置有排出装置。由于连续性，熔体由此从排出装置被输送出来，由此也能够将压力保持在更低的水平上。

熔体的从排出装置中排出的部分相应于浇注活塞在从第二位置带到第三位置中在浇注通道中挤出的体积。因此，本发明的优点在于，对完成的构件不必实施再加工，因为期望的构件的几何结构形状能够在仅一个方法步骤中实现。因此，可实现无废料的制造。此外，系统的压力能够保持得低，因为浇注活塞的将熔体挤压到成型中空空间中的所构建的压力能够通过排出装置降低(abbauen，有时称为削减)。排出装置呈现浇注设备的最弱的密封区域。

浇注通道能够直接地通入到成型中空空间中。但是也能够设置，浇注通道和成形中空空间经由一个或多个供应管路相互连接。熔体则经由浇注通道输送到供应管路中并且从那输送到成型中空空间中。

在根据本发明的浇注设备的第一设计方案中设置成，排出装置通过在浇注活塞与浇注通道之间的泄漏空隙形成。以这种方式，在浇注活塞内不需要另外的孔或类似物。在浇注活塞与浇注通道之间的通常而言不期望的泄漏空隙能够如此有针对性地设计，从而使得熔体经过浇注活塞以及返回到浇注通道中的特定的回流是可实现的。

备选地或附加地，能够设置成，排出装置通过浇注通道中的过压阀形成。过压阀能够布置在浇注活塞与成型中空空间之间。以这种方式，当在浇注活塞与浇注通道之间没有设置有或仅设置有小的泄漏空隙时，熔体流过过压阀的流动通道，而不流动经过浇注活塞。

为了将熔体在液态状态中输送到成型中空空间中，在根据本发明的浇注设备的另一种设计方案中设置成，浇注通道是能被加热的。以这种方式确保，当溶体通过浇注通道输送到成型中空空间中时，熔体并没有已经开始固化。

为了实现所要浇注的构件的大的灵活性，在根据本发明的浇注设备的另一种设计方案中，在成型中空空间中设置有可包围浇注的嵌入部件。嵌入部件恰恰有益于轻金属-铸造构件，该嵌入部件通过包围浇注集成到构件中。以这种方式，能够实现局部的材料改善，例如实现更好的耐磨损性、更高的机械强度以及耐热性。

根据本发明的浇注设备也能够自动化地运行。为此，在另一种设计方案中设置有用于使浇注活塞移动的驱动装置、优选电驱动装置。通过熔体的低粘度，能够在每个循环中如此调整工艺，使得配量相比对于完全填充成型中空空间所需更多的体积。该更多体积在完全形状填充(formüllung)之后则又相对压力小地经由排出装置降低。驱动装置也能够液压地、机械地或借助于其他常见的方法运行。在相应的系统设计中，能够如所描述的那样通过有针对性地利用排出装置以及通过设计驱动装置来对系统压力进行有意义的限制，以便例如保护嵌入部件和系统部件免受高的负载。

为了进一步简化浇注设备的工艺控制，在本发明的另一种设计方案中设置有可被加热的储备容器，该储备容器与浇注通道连接，从而能够将熔体从储备容器输送到浇注通道中。在储备容器中，材料完全地熔化。熔体能够直接地或经由相应的填充管路流入到浇注通道中。为此，在浇注通道中能够设置有孔。

也可设想，在从储备容器至浇注通道的过渡部处设置有止回阀。当浇注活塞从第一位置运动到第二位置或第三位置中时，该止回阀保持在截止位置中。此时，成型中空空间被填充以熔体。在将浇注活塞从第三位置或第二位置带到第一位置中时，截止阀打开，从而熔体能够从储备容器到达到浇注通道中。另外的供应管路能够通入到储备容器中。例如可设想，对于排出装置通过过压阀形成的情况，设置有返回到储备容器中的流出管路。流出管路能够同样是被加热的，从而液化的熔体能够被无问题地泵送到储备容器中，并且能够在没有等待时间的情况下继续下一个浇注过程。

根据第二教导，本发明涉及一种用于运行用于由熔体制造构件的浇注设备的方法，之前得出的任务在该方法中得到解决。根据本发明的方法的特征首先且基本上在于，使浇注活塞从第二位置移动到第三位置中，由浇注活塞在从第一位置带到第二位置中以及从第二位置带到第三位置中在浇注通道内挤出的体积大于成型中空空间的体积，并且在从第二位置带到第三位置中时挤出的熔体的体积通过设置在浇注通道区域中的排出装置从成型中空空间输送出。

所述方法能够借助前述浇注设备执行。对于根据本发明的浇注设备的阐述内容相应地也适用于根据本发明的方法。所有关于浇注设备所做的阐述同样适用于根据本发明的方法，并且反之亦然。

在根据本发明的方法的一种优选的变型方案中，将多余的熔体经由排出装置经过浇注活塞引导回到浇注通道中。通过该方法步骤得到以下优点：没有熔体在系统中流失，而是多余的熔体直接又被引导回到浇注通道中并且能够被继续用于下一个浇注过程。通过使熔体经过浇注活塞流动到浇注通道中，得到非常简单的操纵的优点。

在根据本发明的方法的另一个实施方式中，将浇注通道加热。浇注通道的加热能够在实际的浇注过程之前进行、能够在浇注过程期间进行并且也还能够在浇注过程之后维持。加热也可在浇注过程之前和期间实现或者可在浇注过程之前和期间和之后实现或者可在浇注过程期间和之后实现。通过加热实现了：熔体不在浇注通道中固化，从而没有残留物沉积在浇注通道壁处。

在根据本发明的方法的另一种变型方案中，将可包围浇注的嵌入部件带入到成型中空空间中。该嵌入部件则在浇注过程期间被包围浇注。

附图说明

详细地，存在大量可行方案来设计和改进根据本发明的浇注设备以及根据本发明的方法。为此，不仅参考从属于专利权利要求1和9的专利权利要求，而且参考随后结合附图对于优选实施例的描述。附图中：

图1a示出带有浇注活塞的用于由熔体制造构件的浇注设备的实施例的示意图，

图1b示出根据图1a的带有经填入的熔体的实施例，

图1c示出根据图1b的带有处于第三位置中的浇注活塞的浇注设备，

图2示出带有过压阀的浇注设备的示意图，

图3示出带有止回阀的浇注设备的示意图。

具体实施方式

图1a至图1c示出带有浇注活塞2的浇注设备1，该浇注活塞布置在浇注通道3中。构件在成型中空空间4中得到浇注。附加地，浇注设备具有排出装置5，熔体6能够从排出装置中排出。此外，设置有用于使浇注活塞2移动的驱动装置7。熔体6能够从储备容器8中输送出。

浇注活塞2可轴向移动地布置在浇注通道3中。通过电的驱动装置7能够使浇注活塞2从第一位置朝着成型中空空间4方向运动到第二位置中，并且进一步朝着成型中空空间4方向运动到第三位置中。成型中空空间4构造在模具9中，该模具经由流入通道10与浇注通道3连接。在此，模具9是可更换的，从而针对相应地浇注的构件的各种不同的几何结构形状是可行的。

图1b示出带有处于第二位置中的浇注活塞2的浇注设备1。在浇注活塞2在浇注通道内从第一位置移动到第二位置中时，由浇注活塞2挤出特定的体积。浇注活塞2在从第一位置带到第二位置中时所挤出的体积正好相应于成型中空空间4的体积，从而成型中空空间4完全地填充以熔体6。在带有不同的成形中空空间4的不同的模具9中，能够由操作者调整浇注活塞2从第一位置到第二位置中所要经过的行程，从而浇注活塞2的挤出的体积总是相应于成型中空空间4的体积。

图1c示出处于第三位置中的浇注活塞2。浇注活塞2在第一位置与第三位置之间挤出的体积大于成型中空空间4的体积。在将浇注活塞2从第二位置带到第三位置中时，系统中的压力升高。该压力通过排出装置5降低。排出装置在该实施例中借助于在浇注活塞2与浇注通道3之间的泄漏空隙构造。泄漏空隙能够如此设计，使得在相应的驱动功率的情况下实现特定的压力提高。也可设想，浇注活塞2是可更换的并且不同的浇注活塞2的泄漏空隙与不同的材料相匹配，从而工艺的其他参数相匹配或保持不变。排出装置5呈现系统的最小的密封性。因此在压力提高的情况下液态的不可压缩的熔体6被挤压通过排出装置。熔体6能够因此在压力下在成型中空空间4中固化。

在浇注活塞2从第三位置运动返回到第二位置中或运动返回到第一位置中时，在成型中空空间4与浇注通道3之间产生另外的自由体积。熔体6经历了朝着浇注通道3方向的熔体回流。所述另外的自由体积在浇注活塞2的第一位置中存在于浇注活塞2与成型中空空间4之间，这能够被用于电驱动装置7的有针对性的加速。成型中空空间4的填充必须在注射/注入的材料固化之前结束，以便在可行的小的浇注压力的情况下确保工艺可靠的填充。

储备容器8同样被加热。该储备容器能够例如是可被加热的熔炉，所要浇注的材料在该熔炉中被完全地熔化。储备容器8借助于孔11与浇注通道3连接。孔11如此布置在浇注通道3中，使得当浇注活塞2处于第一位置中时，成型中空空间4和浇注活塞2处于孔11之间。在浇注活塞2的第二位置中或在浇注活塞2的第三位置中，孔11由浇注活塞2覆盖，从而没有熔体6能够从储备容器8输送到浇注通道3中。

图3示出和图1a至图1c中所示出的实施例相类似的浇注设备1。借助于驱动装置7驱动浇注活塞2，该浇注活塞可在浇注通道3中平移地运动。浇注通道3是能被加热的，从而可行的是完全地熔化不同的材料、主要金属合金。浇注通道3与模具9连接，该模具具有成型中空空间4。

区别于根据图1a至图1c的实施例，呈过压阀形式的排出装置5布置在成型中空空间4与浇注通道3之间。排出装置5能够使液态的熔体6经由流出通道12流回到储备容器8中。流出通道12被附加地加热，从而熔体6继续保持液化的并且能够开始下一个浇注过程。

图3示出根据图2的实施例。区别于图2，当浇注活塞2处于第二位置中或处于第三位置中时，孔11没有被浇注活塞2覆盖。孔11配备有止回阀13。当浇注活塞2从第一位置运动到第二位置中或第三位置中时，止回阀13保持在截止位置中。此时，成型中空空间4被填充以熔体6。在将浇注活塞2从第三位置或第二位置带到第一位置中的情况下，止回阀13打开，从而熔体6能够从储备容器8到达到浇注通道3中。

附图标记列表

1浇注设备

2浇注活塞

3浇注通道

4成型中空空间

5排出装置

6熔体

7驱动装置

8储备容器

9模具

10流入通道

11孔

12流出通道

13止回阀