浇注一个铸件或围铸一个部件的方法及实施该方法的装置

摘要

一种用于浇铸铸件(38)的方法及实施该方法的装置，尤其是用浇铸材料(12)注入其中可能容纳待围铸部件的铸模(10)，该铸模在一个浇铸站(14)中必要时在真空(16)下被注入浇铸材料及从浇铸站输送到具有至少一个加热装置(20)的凝结站(18)及在凝结站(18)中将注入浇铸材料(12)的铸模(10)用加热装置(20)加热。凝结站处于大气压力下，铸模(10)具有一个缓冲存储器(24)或铸模(10)与一个缓冲存储器(24)连接，该缓冲存储器需要时注有浇铸材料(12)，及当铸模(10)在凝结站(18)中的停留期间该缓冲存储器至少暂时地用高于大气压力(22)的过压(26)加载。

说明书

技术领域

本发明涉及用于浇注一个铸件或围铸/浇铸一个部件的方法，尤其是用浇铸材料如浇铸树脂(Giessharz)注入一个其中可能容纳一个待围铸/浇铸部件的铸模、以及涉及浇铸材料在铸模中凝结的方法，其中铸模在一个浇铸站中必要时在真空下被注入浇铸材料，从浇铸站输送到具有至少一个加热装置的凝结站及在凝结站中将注入浇铸材料的铸模用加热装置加热。

背景技术

由EP 0 632 760 B1公知了一种具有开始部分所述特征的、用一种浸渍材料或浇铸材料浇铸部件的方法。在此情况下浇铸是在处于负压或形成真空的浇铸室中进行的。浇铸材料的凝结或硬化在后置的炉中进行，该炉由包括一个炉闸前室、一个主室及一个炉闸后室的多个室组成。其中的缺点是，整个炉或其各个室必需处于过压下，由此为了较经济地运行要设置多个炉闸。而这些压力闸结构繁琐及亦昂贵。当然对于整个炉体情况也一样，它同样必需作成耐压的。该公知方法的另一缺点是，由于基于总体的过压的闸门操作过程-输入新鲜空气及排出废气，其结构非常复杂及昂贵。并且炉内输送装置要求传动装置作成耐压的，这也与高成本相联系。这还附带地引起，对于在过压下运行的炉的投入运行通常必需官方验收，由此使费用及时间花费进一步增加。

还需要考虑，其中放置待浇铸部件的铸模由多个部分组成，它们之间具有必要的间隙。于是在公知的方法中需要相应密封地构造铸模，以避免引起事先在真空下注入铸模的浇铸材料受到不可控制的压力冲击。否则将导致，处于铸模泄漏区域的浇铸材料受到凝结炉或硬化炉中过压的作用，由此可在铸件中形成缩孔。

由DE 27 48 982 C3公知了一种将浇铸树脂或类似的可浇铸流动介质注入铸模的装置，它由多个储料容器及其所属的配料泵以及设置在配料泵后的公共混合室或一个可抽真空的容器组成，后者带有继续输送混合物的泵，其中输送导管从混合室或泵接到各个铸模。在到铸模的每个输送导管中设有一个缓冲单元，它具有一个压力介质接口及在其浇铸介质入口上的阀。通过该缓冲单元可当浇铸材料在模中与收缩相关的固化期间保持一定的压力。在此情况下材料将从该缓冲单元补充到模中，以便补偿收缩。由此配料泵被在固化期间保持的压力卸载。在该装置工作中首先借助泵使材料从储料容器通过缓冲单元压入铸模中，由此注满铸模的腔。在泵的继续输送中将使浇铸材料注入缓冲单元，其中缓冲单元的活塞抵抗该活塞另一侧上的压力介质的作用力被位移。当操作一个控制触头时使泵关断，其中一个这时关闭的阀避免了浇铸材料在泵方向上的回流。压力介质在浇铸材料中保持一定压力，使其继续进入铸模。当在浇铸材料固化过程中出现收缩时，浇铸材料将从缓冲单元压入铸模，其中缓冲单元的活塞将位移。当缓冲单元被排空一定程度时，控制触头又被操作，使所属的泵重新接通及使缓冲单元注料到一定程度，直到控制触头重新被操作及泵被关断为止。

但该公知装置的工作还是依赖于浇铸室或那里所设置的用于对铸模腔注料的泵。而该泵在浇铸材料固化期间将持续地通过缓冲单元与铸模连接。借助缓冲单元仅用来在固化期间所需过压不是由泵连续地提供，而是由缓冲单元施给，直至在缓冲单元中的浇铸材料为补偿收缩被施给完为止。在此情况下，将通过泵重新对缓冲单元注入浇铸材料。从上述工作原理可清楚地了解，在铸模中的浇铸材料固化期间泵间接地继续与铸模相连接，及由此当浇铸材料在铸模中固化以前泵不能用于加注其它的铸模。

发明内容

与此相比，本发明的任务在于，对具有开始部分所述特征的方法进一步改进，以使得铸件的浇注或部件的浇铸/围铸可连续地或节拍地或近似连续地进行，其中对此所需的工作站、尤其是凝结站可结构简单及成本合理地构成。

根据本发明，对于该任务将在具有开始部分所述特征的方法上实质上这样地解决：凝结站处于大气压力下，铸模具有一个缓冲存储器或铸模与一个缓冲存储器连接，该缓冲存储器必要时至少部分地注有浇铸材料，及当铸模在凝结站中的停留期间该缓冲存储器至少暂时地用例如一个过压装置的高于大气压力的过压加载。

通过这些措施可实现凝结站特别简单的结构，它既不需要构造成密封的，也不需要具有多重结构。在凝结期间作用在铸模中的浇铸材料上的压力将这样来产生，即每个铸模例如通过浇口通道用压力加载。通过使缓冲存储器-也称为储料器-集成在每个铸模中或在凝结期间对接到铸模上，可以补偿铸模中浇铸材料在凝结期间出现的收缩，方式是借助来自缓冲存储器的过压使浇铸材料注入到铸模腔中。

在大气下工作的凝结站的另一特殊优点在于，铸模本身无需对过压密封。而可以在铸模中设置用于浇注本身及也可能用于凝结的附加的排气孔或通道，从这些排气孔或通道可使模内可能具有的空气泄漏出来。在一个气体密封的铸模中这实际上是不可能作到的。

所提出的缓冲存储器或压力储料器涉及一个或大些或小些的小压力容器，它部分地注入浇铸材料如浇铸树脂，其中剩余体积被加载过压、如压缩空气。

在另一构型中，缓冲存储器或储料器在铸模中例如集成在浇口通道上，这样在凝结站中过压施加在该集成的缓冲存储器上。因为置于过压下的区域仅涉及铸模本身，从现在起就可以放弃暂时性铸模或壳体，如用于小型变压器、点火线圈或类似装置的暂时性铸模或壳体。

可以理解，为了实现在大气下工作的凝结站的优点，只要使铸模中浇铸材料在凝结期间被施加过压就足够了，其中该过压将通过适当的装置施加到相应的铸模或浇口通道或模腔中。通过设置至少部分地注有浇铸材料的附加的缓冲存储器及使在缓冲存储器中的浇铸材料被过压加载，还可以作到：在凝结期间出现的铸模腔中材料的收缩被补偿。但这仅是一个附加措施。本发明的主要任务仅通过在凝结站中用过压对每个铸模单独地加载即可实现，由此则不需要使整个凝结站工作在过压气氛中。

根据第一优选实施形式提出：缓冲存储器是铸模的组成部分或集成在铸模中或与铸模相连接，或在凝结期间可与铸模连接。因此，可用压力加载的缓冲存储器或储料器或是铸模本身的组成部分，或作为单独部件在凝结站前面连接到铸模上及在离开凝结站后从铸模上取下。在这方面譬如可设想对于缓冲存储器或储料器设置一个循环回路。缓冲存储器或储料器的压力加载可在铸模进入凝结站前进行。但也可以在凝结站中缓冲存储器才被过压加载，其方式是对它配置一个过压接口。由此也带来了这样的优点，即由多个室组成的凝结站不再需要用过压加载。铸模本身可有利地设有例如一个浇口通道或类似部分，已经有多余的浇铸材料，由此仅需要将一个过压源、如压缩空气源对接或连接在铸模上，由此可在过压下进行凝结及由于集成的储料器可附加地实现收缩的补偿。

根据本发明的另一构型被证实有利的是，铸模具有一个用于容纳浇铸材料及需要时容纳部件的腔，及具有一个用于使浇铸材料注入该腔的浇口通道，其中缓冲存储器或储料器最好集成在浇口通道中或与它相连接。

在此情况下表明有利的是，凝结站具有一个过压装置，后者可被与缓冲存储器或需要时直接与铸模相连接，以便对铸模的腔中的浇铸材料施加过压。

优选地，过压装置具有一个可升起或下降的气动机构，该气动机构在凝结站中与缓冲存储器或浇口通道相连接。

在这方面有利的是，铸模节拍地或步进地借助于一个输送装置被传送通过凝结站，其中在凝结站中对铸模的每个停靠位置配置一个过压装置或气动机构。通过该措施，气动机构-例如作为气动盖构成-在铸模的每个停靠位置上可对接到譬如铸模的浇口通道上及接着对它施加过压或压缩空气。在此情况下，当浇铸材料凝结期间将有相应量的浇铸材料从缓冲存储器补充地压入模腔中。

有利的还在于，在每个停靠位置上相应的过压装置或相应的气动机构首先与缓冲存储器或铸模相连接及接着脱离连接。接着将铸模再节拍地继续传送，其中将重复进行所属过压装置或所使用的气动机构的连接或脱开连接的过程。

根据本发明的一个优选构型提出，缓冲存储器是一个独立的可操作的部件，最好是至少部分地注有浇铸材料的容器、尤其是压力容器，对该浇铸材料将用一个过压装置施加过压或压缩空气。在此情况下，当铸模停留在凝结站中期间缓冲存储器始终与其保持连接，因为缓冲存储器本身处于过压下及对模腔中的浇铸材料施加过压。在这方面根据该实施形式不再需要当铸模通过凝结站期间在每个停靠节拍上将过压装置或气动机构连接或脱开。而铸模可连续地通过凝结站，因为缓冲存储器持续地与铸模或浇口通道相连接。由于在缓冲存储器中除了压缩空气还有浇铸材料，故借助该缓冲存储器还可补偿在凝结期间出现的收缩。

根据本发明的一个构型，缓冲存储器具有一个输出通道及需要时具有一个阀装置，借助它可使输出通道打开或关闭。在此情况下还考虑，在凝结站入口处和当铸模在凝结站中停留期间，缓冲存储器与铸模、尤其是浇口通道相连接。只要缓冲存储器未与铸模连接，阀装置则关闭。当缓冲存储器连接到铸模上时阀装置则打开，由此通过该输出通道在缓冲存储器及铸模尤其浇口通道之间形成流通连接。这样对模腔中的浇铸材料施加过压及需要时用缓冲存储器中现有的另外浇铸材料加载，由此使模腔中的浇铸材料被过压加载及需要时缓冲存储器中的浇铸材料也转移到模腔中以补偿收缩。

当铸模在凝结站中停留期满以后在凝结站出口处将缓冲存储器与铸模脱开连接，由此该缓冲存储器可用于下个铸模。

有利地，脱开连接的缓冲存储器被净化，需要时又注入浇铸材料并用过压加载，由此使缓冲存储器可在凝结站的入口处重新与另一个铸模连接。

在这方面被证实有利的是，铸模基本上连续地被传送通过凝结站。可以理解，铸模也可节拍地或步进地被传送通过凝结站，-只要前面的方法步骤或后面的方法步骤允许的话。

根据本发明的另一构型提出，在铸模从凝结站输出后，铸件从铸模中脱模及切割掉浇铸冒口块。该浇铸冒口块的切割可手动地或机械地实现。

根据另一构型，铸模作为多腔模构成。

在此情况下可建议，铸模具有排气通道，它们使铸模的腔与大气压力相连接。该措施不仅表明对于在浇注站在模腔中注入浇铸材料有利，而且表明对浇铸材料在凝结站中的凝结有利。通过排气通道可使在注有浇铸材料的模腔中可能存在的空气泄漏出来，这在传统的气密及压力密封的铸模上实际是不可能实现的。

有利的是，容纳在缓冲存储器中的浇铸材料的体积被这样确定大小，即在凝结期间使在模腔中浇铸材料的收缩得到补偿。在缓冲存储器中的该浇铸材料的体积最好被调节为注入到铸模中的浇铸材料的体积的2％至5％之间的范围中。

根据本发明的另一有利构型，可单独地或与上述特征相关地使用的是，用凝结站的加热装置以一定的温度落差对铸模加热。该措施具有其优点，即可合乎目的地影响模腔中的浇铸材料的凝结过程。尤其可影响浇铸材料中凝结前方部分的变化及传播。

在此情况下特别有利的是，在背离浇口通道的铸模区段区域中的温度大于在浇口通道的区域中的温度。通过该措施凝结前方部分开始于模腔中浇铸材料的远离浇口通道的位置上及从这里朝浇口通道的方向推进。通过该措施可使新鲜浇铸材料在任何时间从缓冲存储器或储料器补充到模腔中，以补偿收缩，因为在浇口通道区域中直至凝结过程即将结束前浇铸材料仍然是流动的。

根据本发明的另一实施形式提出，缓冲存储器的过压根据模温度被控制及调节，该模温度最好在铸模进入凝结站前被测量。尤其是在模温度高时提高压力或在模温度低时相应地降低压力。由此可保证，在譬如过低的模温度及在过高的缓冲存储器压力的情况下使流动的浇铸材料不会从排气孔压出来，及不会由此使铸模逐渐空缺及引起废品。

根据本发明的另一构思，缓冲存储器的压力在铸模的各个站中可被个别地调节。由此可调节譬如一个压力曲线，它开始于第一站中流动浇铸材料的低压直到最后用于凝结浇铸树脂材料的高压。

根据本发明方法的一个构型，其特征在于，多个铸模或铸造件步进地或连续地、需要时在一个循环路线中除通过浇铸站及凝结站外还通过一个或多个下列站：预热站，铸模的组装站，脱模站，硬化站，铸模净化站和/或铸模回送站。

此外被证实有利的是，待浇注或围铸的部件是一个线圈，一个变压器，一个电磁铁或类似的电部件或电子部件。

本发明还涉及一种装置，尤其是用于实施上述方法的装置，它具有一个浇铸室、一个凝结炉及一个输送装置，该输送装置用于将铸模通过浇铸室输送到凝结炉及穿过凝结炉。根据本发明，该凝结炉被施加大气压力并最好作为单室炉构成。在凝结炉中铸模与一个至少部分地注有浇铸材料的缓冲存储器形成连接。缓冲存储器在凝结炉中至少暂时用过压加载，需要时也可连续地被加载，该过压例如来自一个过压装置。通常适用的是，使用压缩空气或类似的压力介质作为过压源。

有利地，缓冲存储器集成在铸模的浇口通道中，其中浇口通道可具有延长部分或扩宽部分，该部分可注入相应量的浇铸材料，以补偿在凝结期间出现的收缩。

有利地，凝结炉具有多个沿铸模的输送路径设置的过压装置，其中铸模借助一个输送装置步进地或节拍地被输送或传递通过凝结炉，及过压装置相继地与缓冲存储器连接及脱开连接。

在此情况下被证实有利的是，根据本发明的另一构型，缓冲存储器是一个用浇铸材料充注的容器、最好是压力容器，其浇铸材料被施加过压。

有利地，缓冲存储器在铸模进入凝结炉前借助一个连接装置与铸模相连接，及在铸模从凝结炉出来后，例如借助一个分离装置与铸模脱开连接。

根据本发明的另一构型，最好通过在凝结炉中相应设置温度装置使铸模在凝结炉中受到一个温度落差的作用。如果具有位于上面部分的浇口通道的铸模被传送通过凝结炉，被证实有利的是，加热装置被设置在铸模的下方，以使得浇铸材料从模腔下部区域开始凝结及仅在凝结过程结束时才达到浇口通道。因此可作到；实际上在整个凝结过程期间补偿收缩的浇铸材料通过浇口通道输入，因为模腔的在该浇口通道区域中的浇铸材料实际上是可流动的，直到凝结过程结束。

有利地，凝结炉的加热装置附加地具有一个红外线加热器或红外线辐射器。

铸模具有一个或多个排气通道或孔，它们使模腔与大气压力相连接。

有利地，缓冲存储器连续地或节拍地用过压、如压缩空气加载。

铸模在浇铸室中在负压或真空下进行浇铸材料的注入是特别有利的。

最后，根据本发明提出，在浇铸室的区域中设置一个温度传感器，它检测铸模的温度，及在模温度过高时提高压力或在模温度过低时相应地降低缓冲存储器中的压力。由此可实现，在模温度过低或压力过高时流动的浇铸材料不会从铸模的出气孔被压出，即避免铸模逐渐地空缺及使部件成为废品。

附图说明

由以下借助附图对实施例的描述将得出本发明的其它目的、优点、特征及应用可能性。其中所有的描述和/或图示特征本身或任意有意义的组合构成了本发明的主题，并且不依赖于权利要求书或其回引中的概括。

附图为：

图1：根据本发明的方法或根据本发明的装置的第一实施例的概要示图，其中在凝结站中缓冲存储器被节拍地或不连续地加载过压，及

图2：根据本发明的方法或根据本发明的装置的第二实施例的概要示图，其中在凝结站中缓冲存储器被连续地加载过压。

具体实施方式

在图1及2中所示的装置52代表实施所述方法的优选实施形式。该装置52除凝结炉56外基本上相同或相似地构成。

铸模10将借助一个输送装置58被输送通过该装置52。在此情况下，依次地连接着一个预热站40，一个组装站42，一个浇铸室54，一个凝结炉56，一个脱模站44及一个硬化站46。铸模从脱模站44可通过净化站48及一个循环运行形式的回送站50输送回组装站42。

铸模10在预热站40中进行可能的预加热后借助输送装置58被传送到组装站42，由此-需要时在装入待浇注的部件的情况下-可被组装成多腔的铸模10。接着铸模10借助输送装置58被传送到浇铸室54，其中铸模在真空16下注入浇铸材料12。在此情况下，浇铸材料12例如通过一个浇口通道32注入铸模10的腔30内。

现在被注入浇铸材料12的铸模10借助输送装置58被传送到凝结炉56，该炉处于大气压力下及具有一个加热装置20。在该凝结炉56中，位于铸模10的腔30中的浇铸材料被施加过压及加热，由此导入凝结过程。

在凝结过程结束后将在脱模站44中通过铸模10的打开使铸件38出模。然后铸件38借助输送装置58被传送到硬化站46，以便最后的硬化。

铸模10或铸模部件将从脱模站44被传送到净化站48，以便然后再在组装站42上可用于装置52的新一轮运行。

需要时，在装置52起动时铸模10在预热站40中被加热到相应温度。在该方面，图1及2中的两个装置52的功能基本上相同。其区别在于凝结炉56的构型或凝结站18中的处理流程。

根据图1，或是在铸模10的浇口通道32中设置用于附加浇铸材料12的缓冲存储器24，或是设置一个单独的可与铸模10连接的容器，后者部分地注有浇铸材料12。凝结炉56具有多个过压装置28或气动机构34，借助它们对缓冲存储器24节拍地施加过压26。

在这里选择的实施例中，在浇铸站14的区域中设有一个温度传感器60，它检测铸模10的温度，及当温度过高时将提高由过压装置28在缓冲存储器24中产生的过压，或当温度低时相应地降低压力。由此可避免：例如当铸模10在过低温度或当缓冲存储器24中过高压力情况下呈稀液的浇铸材料12通过铸模10的出气孔被压出，上述情况会导致铸模10逐渐地空缺及使部件成为废品。

凝结站18或凝结炉56的工作原理如下。在缓冲存储器24中将相应量的浇铸材料12一起运走，以便补偿在位于铸模10的腔30中的浇铸材料12的凝结期间出现的收缩。

在凝结炉56中，在借助输送装置58逐步或节拍地通过凝结站56传送到的每个铸模10的停靠位置上，设有一个可升或降的气动机构34，它对接在铸模10的浇口通道32上及对该浇口通道或容器借助过压26或压缩空气施加附加的浇铸材料12。在后来的铸件38的凝结期间将有相应量的浇铸材料12再压入到铸模10的腔30中。

在输送装置58从一个停靠站到下个停靠站的每个节拍中，过压装置28或气动机构34首先脱离连接，及接着再连接到下个铸模中的缓冲存储器24上。在离开凝结炉56后铸件38已被凝结，其中在浇口通道32中留有最少量的剩余浇铸材料12，它可借助一个工具手动地或机械地被切割掉。

与图1不同地，根据图2，当该铸模10离开浇铸站14后，与铸模10尤其是其浇口通道32连接一个缓冲存储器24，后者具有一个输出通道36。缓冲存储器24作为浇铸材料压力存储器被构造得具有一体的过压26、尤其是压缩空气的加载器，及可手动或机械地连接到铸模10上。现在铸模10可连续地或从一个停靠站到下个停靠站运行通过凝结站18，这里与图1的实施例相反，现在相应体积的浇铸材料12从缓冲存储器24连续地移动到铸模10的腔30中，以补偿收缩。在离开凝结炉56后该缓冲存储器与铸模10脱开连接，被净化及重新注入浇铸材料12并用过压26、如压缩空气加载。由此该缓冲存储器24例如在一次循环中被传送到凝结炉56的进入侧，以使得可重新与一个铸模10连接。

这两个装置或方法的区别主要在于：当铸模在凝结炉56中的停留期间铸模的腔30不连续地或连续地用过压26加载。与传统的方法或装置的区别是：凝结炉56不是整个地处于过压26作用下，而是每个铸模10本身用过压26加载，由此可使凝结炉56在大气压力22作用下工作。

根据所述的本发明，不仅是在可在大气压力22作用下工作的凝结炉56的简单结构方面具有优点，而且其优点还在于，铸模本身不需要对过压26密封。甚至可以，在铸模10中附加地设置排气通道或排气孔，后者使腔30与大气压力22相连通，由此使可能在腔30的浇铸材料12中注入的空气通过该排气通道泄漏出来。

并且对于加热装置20可在一定程度上选择特别有利的结构，例如将红外线辐射器这样地设置在凝结炉56中，即使得铸模10的浇口通道32的区域比背离浇口通道32的铸模10的区域被施加较小的热能量。这主要具有这样的优点；凝结的前方开始于远离浇口通道32的位置并从这里向浇口通道32的方向前进。以此方式，浇铸材料12可在任何时间从缓冲存储器24或材料压力存储器补充到铸模10的腔30中，以补偿收缩。