本發(fā)明涉及一種用于壓鑄機組中金屬熔液的輸送裝置,其具有用于金屬熔液的儲存器和輸送通道,金屬熔液在輸送通道中能輸入模具型腔,其中,輸送通道包括柱形孔,在柱形孔中軸向可以移動地布置有活塞,并且其中,在柱形孔中設(shè)置有用于金屬熔液的匯集腔,由于活塞的軸向移動,金屬熔液能從匯集腔經(jīng)過延伸的管路引入模具型腔中。
在金屬鑄造機器中,液態(tài)的金屬、通常是金屬合金被引入模具型腔中并且在模具型腔中硬化,以便構(gòu)成與模具型腔相應(yīng)的金屬部件。在此,金屬熔液的引入在壓力下進(jìn)行,將金屬熔液置于該壓力下。
由專利文獻(xiàn)de102012010923a1已知一種用于金屬熔液的輸送裝置,其中,來自儲存器的金屬熔液被輸入構(gòu)造在柱形孔中的匯集腔中,接著,活塞在柱形孔中軸向地移動,以此使金屬熔液被從匯集腔中壓出并且到達(dá)延伸的管路中,金屬熔液在延伸的管路中輸入模具型腔。
用相應(yīng)的壓鑄機組制造的金屬部件的品質(zhì)主要取決于,金屬熔液在其處于儲存器和模具型腔之間的輸送路徑上具有足夠的流動性并且不能在輸送路徑上處于不易流動或者甚至凝固的狀態(tài)。為此已知的是,把儲存器中的金屬熔液加熱到足夠的溫度,以保證金屬熔液在進(jìn)入模具型腔中時還具備足夠高的溫度和因此具有良好的流動性。然而在實踐中業(yè)已證明,對于能用壓鑄機組處理的大量可能的合金,保證足夠的溫度控制和以此保證流動性是很困難的。
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于,提供一種用于壓鑄機組中金屬熔液的輸送裝置,其中,對不同的金屬材料也能實現(xiàn)在輸送路徑上的良好的流動性。
所述技術(shù)問題按照本發(fā)明通過一種具有權(quán)利要求1的特征的用于壓鑄機組中金屬熔液的輸送裝置解決。在此規(guī)定,在其中構(gòu)造有匯集腔的柱形孔被第一加熱裝置包圍,第一加熱裝置具有至少一個加熱元件。
按照本發(fā)明的基本理念在于,金屬熔液在其在儲存器和模具型腔之間的輸送路徑上至少部段式地通過使用第一加熱裝置調(diào)節(jié)或者保持在期望的溫度上,以防止金屬熔液在其輸送路徑上失去流動性。另一方面,在柱形孔的區(qū)域中使用第一加熱裝置的另一優(yōu)點在于,儲存器中的金屬熔液不必過度加熱,以此避免了由于儲存器中的金屬熔液的過度加熱使得其它安裝件、尤其是輸送裝置的電子控制或者驅(qū)動裝置受損或者使它們在其功能上受限的風(fēng)險。
優(yōu)選的是,第一加熱裝置包括多個在柱形孔的周向上尤其均勻分布地布置的加熱元件,這些加熱元件例如可以以相對于柱形孔的徑向距離并且與柱形孔平行地延伸。加熱元件可以由電力管狀或者說筒形加熱器構(gòu)成,它們分別置入輸送裝置的殼體中的孔中。管狀加熱器呈現(xiàn)為電阻加熱器,然而備選地,第一加熱裝置也可以由通道構(gòu)成,熱的流體、尤其熱的液體流過所述通道。
加熱元件的數(shù)量和布置取決于壓鑄裝置和尤其是柱形孔的尺寸,然而實踐中已被證明合理的是使用四至八個加熱元件,然而本發(fā)明并不僅限于此。
若加熱元件能單獨和/或成組地被控制,則可以實現(xiàn)柱形孔的壁以及圍繞的部件和由此金屬熔液的精確的溫度調(diào)節(jié)。在本發(fā)明的改進(jìn)設(shè)計方案中可以使用調(diào)節(jié)裝置,其中,檢測和分析單獨的加熱元件和/或金屬熔液和/或柱形孔的壁的溫度,其中,單獨地或者成組地控制加熱元件,以便實現(xiàn)期望的溫度或者說期望的溫度曲線。
活塞可以在柱形孔內(nèi)部軸向地移動,以便把位于匯集腔中的金屬熔液從匯集腔中壓出。為此可以設(shè)置優(yōu)選電的或者液壓的驅(qū)動裝置和/或電子的控制裝置,這些裝置通常布置在活塞的上部的、背離匯集腔的端部上。驅(qū)動裝置和/或控制裝置是易受溫度影響的構(gòu)件,它們在過度受熱時容易失靈。為了確保驅(qū)動裝置和/或控制裝置在通過第一加熱裝置加熱金屬熔液的情況下還能正常運行,可以在本發(fā)明的改進(jìn)設(shè)計方案中規(guī)定,為驅(qū)動裝置和/或控制裝置配設(shè)冷卻裝置。所述冷卻裝置可以是電冷卻裝置、例如帕爾貼(peltier)元件,或者可以是冷卻通道,冷卻流體并且尤其冷卻液流過該冷卻通道。
在本發(fā)明優(yōu)選的設(shè)計方案中規(guī)定,在加熱裝置和冷卻裝置之間設(shè)置分隔壁,活塞穿過該分隔壁。所述分隔壁用作隔熱屏障并且把借助加熱裝置加熱的區(qū)域和借助冷卻裝置冷卻的區(qū)域相互屏蔽。
在本發(fā)明優(yōu)選的設(shè)計方案中規(guī)定,分隔壁能借助冷卻裝置冷卻,方法是例如在分隔壁中集成冷卻通道。
已知的是,活塞具有軸向孔,閥桿能滑動地容納在軸向孔中。在此可以規(guī)定,閥桿在其背離匯集腔的端部上具有閥桿驅(qū)動裝置和/或電子的控制裝置,閥桿驅(qū)動裝置形式尤其是電驅(qū)動馬達(dá)或者液壓驅(qū)動裝置,其中,閥桿驅(qū)動裝置和/或控制裝置能借助冷卻裝置冷卻。以這種方式也保證了閥桿驅(qū)動裝置和/或控制裝置的正常功能并且因而保證閥桿的正常功能。
為了保證金屬熔液在輸送路徑上的足夠流動性很有幫助的是,金屬熔液在儲存器中被精確地調(diào)溫。為此目的可以規(guī)定,為金屬熔液的儲存器配設(shè)第二加熱裝置,所述第二加熱裝置能獨立于用于柱形孔的第一加熱裝置地控制。
此外,對于金屬熔液的流動性合理的是,避免在儲存器中的金屬熔液的表面上形成過多的熔渣層,因為否則就有熔渣顆粒通過輸送裝置進(jìn)入輸送路徑的危險。為了防止這種情況,在本發(fā)明的改進(jìn)設(shè)計方案中可以規(guī)定,儲存器中的金屬熔液通過保護(hù)氣體保持。為此例如可以在金屬熔液之上的儲存器內(nèi)部空間中填充和施加二氧化碳(co2)或者氮氣(n2)。
金屬熔液通過活塞從匯集腔壓出并且到達(dá)延伸的管路,在延伸的管路中通常布置有止回閥。在本發(fā)明的改進(jìn)設(shè)計方案中規(guī)定,為止回閥配設(shè)第三加熱裝置,所述第三加熱裝置能與用于柱形孔的第一加熱裝置和用于儲存器的第二加熱裝置無關(guān)地控制。
第二加熱裝置和第三加熱裝置都可以由電阻加熱器、例如電力管狀加熱器構(gòu)成,但也可以設(shè)置加熱通道,熱的流體、尤其熱的液體流過所述加熱通道。
本發(fā)明的其它細(xì)節(jié)和特征從下文參照附圖對實施例的說明中得出。在附圖中:
圖1示出剖切按照本發(fā)明的輸送裝置得到的縱向剖面并且
圖2示出具有外側(cè)加熱裝置的柱形孔的放大立體視圖。
在圖1中示出的用于壓鑄機組中金屬熔液m的輸送裝置10具備殼體11,在殼體中構(gòu)造有垂直的容納孔12。
在殼體11中設(shè)置有儲存器26,金屬熔液m填充儲存器。金屬熔液m可以以液態(tài)形式輸入儲存器26或者在儲存器中通過例如金屬顆粒材料的熔融產(chǎn)生。
儲存器26借助蓋部件45氣密地被遮蓋并且在金屬熔液m之上在儲存器26中形成的自由空間46被填充以保護(hù)氣,例如二氧化碳(co2)或者氮氣(n2)。
在儲存器26的區(qū)域中,在殼體11中集成第二加熱裝置43,所述第二加熱裝置可以是電阻加熱器,用第二加熱裝置可以將儲存器26的壁和因而將金屬熔液m置于期望的溫度或者保持在該期望的溫度。
儲存器26通過至少一個斜向下沿流動方向傾斜地延伸的輸入通道18與容納孔12連接。在容納孔12中在緊密配合情況下裝入配合件28,所述配合件28具備管形輪廓并且在其下端部封閉。配合件28可更換地保持在容納孔12中并且具備居中的軸向的柱形孔27,柱形孔設(shè)計為向上敞開的盲孔的形式。在配合件28的壁中設(shè)置傾斜延伸的連接孔30,所述連接孔30與輸入通道18對齊并且將輸入通道18與柱形孔27連接。
活塞13在緊密配合情況下能滑動或者說移動地裝入柱形孔27。在布置于活塞13的軸向長度的下半部分中的、與活塞13的下端部具有軸向距離的區(qū)域中,在活塞13的外側(cè)上構(gòu)造有環(huán)形腔17。多個在活塞13的周長上分布地布置的填充孔16在環(huán)形腔17的下端部上在活塞13中分別向活塞13的下端面延伸。活塞13的構(gòu)造有填充孔16的區(qū)域以密封的方式貼靠在柱形孔27的內(nèi)壁上。
在活塞13的外周面上構(gòu)造有兩個軸向間隔的、環(huán)繞的槽29,在該槽中分別裝入切口的活塞環(huán)31,活塞環(huán)在徑向向外指向柱形孔27的內(nèi)壁的彈簧應(yīng)力下密封地貼靠在柱形孔27的內(nèi)壁上?;钊h(huán)31例如由彈簧鋼構(gòu)成。
活塞13還具有中央的軸向孔14,閥桿19能滑動地布置在軸向孔中,閥桿完全貫穿活塞13并且在其處于活塞13的端側(cè)下游的下端部承載盤式的閥體20。所述閥體20可以通過閥桿19相對于活塞13的滑動在圖1所示的閉合位置和未示出的打開位置之間改變位置或者說移動,在閉合位置中閥體20阻止金屬熔液從填充孔16流出,在打開位置中金屬熔液能從填充孔流出進(jìn)入位于下方的、構(gòu)造在柱形孔27中的匯集腔15。
閥體20的橫截面小于柱形孔27的橫截面,因此閥體20在柱形孔27內(nèi)部具有密封功能并且金屬熔液m能圍繞閥體20自由流動。
在匯集腔15中布置有僅示意性示出的壓力傳感器49,壓力傳感器通過導(dǎo)線向未示出的控制裝置輸出壓力信號,控制裝置控制活塞14的驅(qū)動裝置。以這種方式構(gòu)成用于活塞14的驅(qū)動裝置(液壓缸)的調(diào)節(jié)回路。
柱形孔27或者說在柱形孔的下部區(qū)域中構(gòu)成的匯集腔15在下端部經(jīng)過延伸的管路21與未詳細(xì)示出的模具型腔連接。延伸的管路21包括在配合件28的壁中的下部橫向孔32,下部橫向孔與殼體21中的延伸的橫向孔33對齊,匯集腔15通過其與垂直的爬升管路22連接。爬升管路22在其上端部過渡為填充通道23,金屬熔液m從填充通道23輸入模具型腔,如箭頭f所示。在爬升管路22和填充通道23之間的過渡部中布置有止回閥24,所述止回閥24具有閥體25,所述閥體25被彈簧34與流動方向相反地壓緊在閥座35上。
柱形孔27和配合件28被第一加熱裝置36包圍,第一加熱裝置具有多個在配合件28的周長上分布地布置的加熱元件37,加熱元件分別裝入構(gòu)造在殼體中的孔中,如圖1中虛線所示。加熱元件37優(yōu)選是電力管狀加熱器,加熱元件的布置在圖2中示出。如圖2所示,設(shè)置有六個加熱元件37,六個加熱元件均勻地分布在配合件28的周長上并且優(yōu)選地能夠分別單獨地或者成組地控制。借助加熱裝置36可以使得金屬熔液m在連接孔30、填充孔16、匯集腔15的區(qū)域中和至少部段式地在延伸的管路21中被置于期望的溫度或者保持該溫度。
如圖1虛線所示,為止回閥24配設(shè)第三加熱裝置44,用第三加熱裝置使得流過止回閥24的金屬熔液尤其在止回閥24內(nèi)部被調(diào)溫。第三加熱裝置44可以由電阻加熱裝置或者加熱通道構(gòu)成,熱的流體、尤其熱的液體流過所述加熱通道。
活塞13和閥桿19的背離匯集腔15的端部布置在設(shè)置于殼體11外側(cè)的驅(qū)動和控制殼體47中,在驅(qū)動和控制殼體中布置有僅示意性示出的用于活塞13的驅(qū)動裝置38和同樣僅示意性示出的閥桿驅(qū)動裝置41,通過用于活塞13的驅(qū)動裝置38和閥桿驅(qū)動裝置41能使活塞13或者說閥桿19軸向地移動。同樣,在驅(qū)動和控制殼體47內(nèi)部設(shè)置有尤其用于上述驅(qū)動裝置的電子控制裝置48,其僅示意性地示出。驅(qū)動和控制殼體47在其朝向殼體11的側(cè)面上具備分隔壁40,分隔壁被活塞13和閥桿19在緊密配合情況下穿過并且用作熱屏障。
在驅(qū)動和控制殼體47中還設(shè)置冷卻裝置39,冷卻裝置包括多個冷卻通道42,冷卻通道被冷卻液流過并且延伸經(jīng)過驅(qū)動和控制殼體47和分隔壁40。借助冷卻裝置39可以使得驅(qū)動和控制殼體47的內(nèi)部空間和用于活塞13的驅(qū)動裝置38、閥桿驅(qū)動裝置41和電子控制裝置48保持在優(yōu)選<80℃的有利工作溫度,因為由于加熱裝置36所以存在所述部件在其它情況下太熱并且因此受損的風(fēng)險。