(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストン／シリンダユニットの圧力流体室内の圧力を増大させるための増圧装置であって、
−増圧器シリンダ（１０）と、前記シリンダの中で軸方向に移動可能に案内される増圧器ピストン（１１）と、を有し、
−前記増圧器シリンダが、流出領域（１２）と、前記流出領域の上流の供給領域（１３）と、増圧器供給導管（２０）が連通する増圧器ピストン室（１４ａ）及び／又は増圧器背圧導管（１８）が連通する増圧器背圧室（１４ｂ）を備えたピストンガイド室（１４）と、を有し、
−前記増圧器ピストンが、前記ピストンガイド室内で案内されるピストン部分（１１ａ）と、前記ピストン部分から前記供給領域へ延びるピストンロッド（１１ｂ）と、を有し、前記ピストンロッドは、引き戻された解放位置において、前記供給領域と前記流出領域の流体接続を解放し、かつ、前進したブロック位置において、この接続を前記流出領域内へ延びる自由な終端部分によってブロックし、
−流出領域（１２）は、前記解放位置から前記ブロック位置へ移動する間に前記ピストンロッド（１１ｂ）の前記自由な終端部分によって通過可能な部分にわたって、前記自由なピストンロッド終端部分のための自由な通過横断面を有し、前記通過横断面が前記自由なピストンロッド終端部分のロッド横断面と少なくとも同じ大きさである、
増圧装置において、
−前記流出領域（１２）が、逆止め弁なしで形成されており、
−前記増圧器供給導管（２０）内に、前記ピストン／シリンダユニットの前記圧力流体室（６）内の圧力に関係なく制御される増圧器供給弁（２１）が配置されており、及び／又は
−前記増圧器背圧導管（１８）内に、前記ピストン／シリンダユニットの前記圧力流体室（６）内の圧力に関係なく制御される増圧器背圧弁（１９）が配置されており、及び／又は
−前記流出領域（１２）が、前記供給領域（１３）に比較して径方向に狭くなった、前記増圧器シリンダの部分として形成されており、前記ブロック位置における前記自由なピストンロッド終端部分と前記流出領域の周端縁との間に、中間に位置する開放した又は密閉された環状間隙（２７）を形成するために、前記流出領域の直径が、前記自由なピストンロッド終端部分の直径よりも大きく、及び／又は、前記流出領域の円筒部分の周端縁が入口側に導入円錐（２５）を有している、
ことを特徴とする、増圧装置。
【請求項２】
さらに、前記増圧器シリンダが、一体的な構成部品として形成されている、ことを特徴とする、請求項１に記載の増圧装置。
【請求項３】
さらに、前記増圧器シリンダが、前記ピストンガイド室と前記供給領域との間にピストンロッドガイド部分（１５）を有している、ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の増圧装置。
【請求項４】
さらに、前記流出領域及び前記供給領域が、前記増圧器シリンダの横断面の等しい部分を有しており、かつ、前記供給領域が、前記増圧器シリンダの前記部分内へ径方向に外部から連通する径方向の供給孔（１３ｂ）を有している、ことを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の増圧装置。
【請求項５】
さらに、前記供給領域が、前記自由なピストンロッド終端部分内に少なくとも１つの径方向の孔（３０）と軸方向の孔（２９）とを有しており、前記軸方向の孔は、前記径方向の孔と連通しかつ前側において開口している、ことを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の増圧装置。
【請求項６】
さらに、前記供給領域が、前記自由なピストンロッド終端部分の外周側に少なくとも１つの軸方向の長手溝通路（３１）を有している、ことを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載の増圧装置。
【請求項７】
さらに、前記流出領域の内側端縁に設けられたリングシール（２８）を特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記載の増圧装置。
【請求項８】
さらに、
−前記ピストン／シリンダユニットのピストンの位置を検出するための利用ピストン位置センサ（３３）、及び／若しくは、前記増圧器ピストンの位置を検出するための倍率器ピストン位置センサ（３４）と、
−コントローラ（３２）と、
を特徴とし、前記コントローラが
−前記増圧器供給弁を、前記利用ピストン位置センサの利用ピストン位置信号に従って、及び／若しくは、前記倍率器ピストン位置センサの倍率器ピストン位置信号に従って、制御し、並びに／又は
−前記増圧器背圧弁を、前記利用ピストン位置センサの利用ピストン位置信号に従って、及び／若しくは、前記倍率器ピストン位置センサの倍率器ピストン位置信号に従って、制御する、請求項１から７のいずれか１項に記載の増圧装置。
【請求項９】
−鋳造ピストン／鋳造シリンダユニット（２）と、
−増圧装置（１）と、
を有する、圧力鋳造機械用の鋳造ユニットにおいて、
−増圧装置（１）が、請求項１から８のいずれか１項に記載の増圧装置であって、かつ、前記鋳造ピストン／鋳造シリンダユニットの圧力流体室（６）内の圧力を増大させるように整えられている、
ことを特徴とする、圧力鋳造機械用の鋳造ユニット。
【請求項１０】
請求項９に記載の圧力鋳造機械用の鋳造ユニットを駆動する方法であって、
−前進する鋳造ピストンによるそれぞれの鋳造プロセスが連続的に前充填段階、型充填段階及び後圧力段階として実施され、
−前記増圧装置の前記増圧器ピストンの前進運動が、前記型充填段階の終了前に開始される、
方法。
【請求項１１】
さらに、前記増圧器ピストンの前記前進運動が、前記前充填段階の開始時又は前記前充填段階の間に開始される、ことを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
さらに、前記増圧器ピストンの前記前進運動が、前記利用ピストン位置センサの前記利用ピストン位置信号に従って、及び／又は、前記倍率器ピストン位置センサの前記倍率器ピストン位置信号に従って、制御される、ことを特徴とする、請求項１０又は１１に記載の方法。
【請求項１３】
さらに、前記増圧器ピストンの前記前進運動が、その時間的推移において、前記倍率器ピストンの移動距離又は移動速度の時間的推移のあらかじめ定められた目標プロフィールに従って、又は、前記鋳造ピストン／鋳造シリンダユニットの前記圧力流体室の圧力の時間的推移のあらかじめ定められた目標プロフィールに従って、そのストローク全体に沿って、又は、その一部分のみに沿って、開ループ制御又は閉ループ制御される、ことを特徴とする、請求項１０から１２のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前文に記載されたピストン／シリンダユニットの圧力流体室内の圧力を増大させるための増圧装置及びそれを搭載した圧力鋳造機械用の鋳造ユニット並びに関連する駆動方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の増圧装置は、たとえば、圧力鋳造機械の鋳造ユニットが搭載する、鋳造ピストン／鋳造シリンダユニットの圧力流体室内の圧力を増大させるために使用される。しかし、この種の増圧装置は、さらに、ピストン／シリンダユニットの作業ピストン又は利用ピストンが所望の作業機能又は利用機能を実施するために、ピストン／シリンダユニットの圧力流体室内の圧力増大が必要とされるところではどこでも、任意の他の目的のために使用することができる。ここで考察される構造において、増圧装置自体は、増圧器シリンダと、当該シリンダの中で軸方向移動可能に案内される増圧器ピストンと、を備えたピストン／シリンダユニットとして形成されている。圧力鋳造機械において、増圧装置は、特に鋳造プロセスの最後に向けて鋳造ピストンのために増大された後圧力を提供するために用いられる。その場合に増圧装置は、しばしば倍率器とも称される。
【０００３】
慣例に従って、例えば、圧力の増大した圧力流体室から圧力媒体が圧力流体貯蔵器内へ還流することを回避するために、制御すべき鋳造ピストン／鋳造シリンダユニットの圧力流体室への供給部内に逆止め弁が組み込まれている。独国特許第１９４９３６０号明細書に開示されている倍率器装置においては、逆止め弁は倍率器ピストン内に統合されている。
【０００４】
様々なやり方で増圧装置が知られており、それらにおいて増圧器シリンダは、流出領域、流出領域の上流の供給領域、及び、ピストンガイド室を有している。増圧器ピストンは、ピストンガイド室内で案内されるピストン部分と、ピストン部分から供給領域の方向へ延びるピストンロッドと、を有しており、そのピストンロッドは最大に引き戻された解放位置においては、供給領域と流出領域との間の流体接続を解放し、もっとも前へ移動されたブロック位置においては、自由な終端部分によってこの接続をブロックし、自由な終端部分は流出領域内へ延びている。
【０００５】
欧州特許第２３６５８８８号明細書は、内蔵された逆止め弁を備えたこの種の増圧装置を開示している。この既知の増圧装置においては、流出領域内に、制限されたストロークで軸方向に移動可能な弁スリーブが配置されており、その弁スリーブは倍率器ピストンへ向いた前側に円錐状の弁円錐座を有しており、その弁円錐座が、対応して円錐状に弁円錐形状に形成された、倍率器ピストンロッドの自由な端面と共に逆止め弁を形成する。そのために、弁スリーブの弁座端面が供給領域に軸方向に連続し、その供給領域は、ピストンロッドガイド部分及び流出領域又は弁スリーブの流入側の部分に比較して大きい直径を有するシリンダ部分として形成されている。ピストンロッドは、増圧器シリンダのピストンロッドガイド部分内でピストンガイド室と供給領域との間で案内される。倍率器ピストンロッドの終端部分に設けられた１つ又は複数の通過孔を介して、倍率器のピストン室が供給領域と接続されている。倍率器ピストンは前進する場合に、向き合った弁スリーブの端面に対して当接し、それによってそれらから形成される逆止め弁が閉鎖される。次に、倍率器ピストンはさらに前進運動する場合に、弁スリーブを連動させる。
【０００６】
逆止め弁は、まさに、圧力鋳造機械の鋳造ピストン／鋳造シリンダユニット内で使用する場合でも、問題がないとはいえない。それは製造の手間を意味し、故障の危険にさらされており、かつ摩耗が生じやすい。すなわち、ばねで操作される弁の場合には、ばねの破断によって部分的に著しい二次障害が発生することがある。
【０００７】
独国特許第１０２００４０１０４３８号明細書は、作業ピストンを有する高圧領域を備えた少なくとも１つの液圧シリンダ領域と、増圧器ピストンを有する少なくとも１つの空圧シリンダ領域と、を備えた、高圧適用するために定められた液圧気圧併用の増圧器を開示している。この増圧器においては、作業ピストンに作用する前進圧が所定の動圧値に達した場合に、増圧器ピストンの前進運動が開始され、その動圧値において、たとえば、作業ピストンロッドによって支持される加工工具が加工すべき工具に当接した場合に、増圧器の前段に接続された弁が切り替わる。
【０００８】
増圧器ピストンの同様な差圧制御は、独国特許出願公開第３１４５４０１号明細書に増圧されるパワーシリンダユニットのために設けられている。この差圧制御においては、前進方向において作業ピストンに作用する流体圧が吸引ノズル又は制御されるスライダを介して増圧室へフィードバックされるので、増圧器ピストンに差圧が作用し、その差圧は、それが関連する最小値を上回るとすぐに、その増圧器ピストンを前方へ移動させる。
【０００９】
独国特許出願公告第２０１７９５１号明細書は、倍率器を有する圧力鋳造機械を開示しており、それにおいては同様に、それぞれの鋳造プロセスの型充填段階の最後においてプレスピストンストローク又は鋳造ピストンストロークの最後に向かってプレス／鋳造シリンダの作業室内の圧力が型の充填によって上昇した場合に、倍率器ピストンの前進運動が開始される。その場合に、所定の圧力に調節可能な液圧パイロット制御部材が、倍率器ピストン室内へ圧力流体を導入するために、切り替え弁を操作する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】独国特許第１９４９３６０号明細書
【特許文献２】欧州特許第２３６５８８８号明細書
【特許文献３】独国特許第１０２００４０１０４３８号明細書
【特許文献４】独国特許出願公開第３１４５４０１号明細書
【特許文献５】独国特許出願公告第２０１７９５１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の技術的問題は、比較的わずかな手間と費用で形成され、かつ高い機能信頼性とわずかな摩耗傾向とを有する、冒頭で挙げた種類の増圧装置を提供することである。本発明の他の目的は、この種の増圧装置を搭載した圧力鋳造機械用の鋳造ユニット及びそのための駆動方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明はこの問題を、請求項１の特徴を有する増圧装置と請求項９の特徴を有する鋳造ユニット及び請求項１０の特徴を有する駆動方法の提供によって解決する。本発明の好ましい展開が、下位請求項に記載されている。
【００１３】
本発明に係る増圧装置においては、増圧器シリンダの流出領域は、その解放位置からそのブロック位置へ移動する間に自由なピストンロッド終端部分によって通過される部分において、自由なピストンロッド終端部分のロッド横断面と少なくとも同じ大きさの通過横断面を有している。その結果、増圧器ピストンは、所望の圧力増大を提供するために前進する場合に、そのピストンロッドをもって流出領域内へ妨げられずに延びることができる。倍率器ピストンは、必要な場合には、しかるべき体積排除によって所望の圧力増大をもたらすために、そのピストンロッドをもって倍率器ピストンの流出領域を通って、かつ、倍率器ピストンを越えて、結合されているピストン／シリンダユニットの圧力流体室内へ、前進することができる。この増圧装置においては、逆止め弁を省くことができ、かつ、該当する移動可能な弁構成部品を省くことにより、製造の手間と費用が削減される。この種の逆止め弁によって従来の増圧装置において発生することのある、たとえばばね操作される機械的構成部品のばね破断のような、不具合及び誤機能は、同様に排除される。
【００１４】
結合されているピストン／シリンダユニットの圧力流体室から、又は、増圧器シリンダの流出領域から、供給領域内へ圧力流体が有意なほど還流することは、倍率器ピストンのピストンロッドがブロック位置において、そうでなければ解放される、供給領域と流出領域との間の流体接続をブロックすることによって、阻止される。この流体接続のブロックは、必要に応じて、この流体接続の完全な遮断として、又は、最大の通過横断面の圧倒的遮断としてのみ、実現することができる。後者の場合において、供給領域と流出領域との間に残留流体接続が残り、その通過横断面は、解放位置にピストンロッドが引き戻されている場合の最大の通過横断面よりずっと小さく、たとえばこの最大の通過横断面の１０％より小さく、好ましくは１％より小さく、特別に好ましい形態においては、最大の通過横断面の約０．０１％から約０．１％の領域内にある。この種の残留流体接続は、たとえば、ピストンロッドの外周面と、流出領域の対向する円筒部分の内周面と、の間の１つ又は複数のしかるべき間隙領域によって形成することができる。その残留流体接続は、しかるべき適用分野において、たとえば鋳造プロセスの最後に向かっての典型的な圧力増大段階の迅速な時間推移を考慮しながら、圧力鋳造機械の鋳造ユニット内で使用する場合に、増圧装置の増圧機能を問題となるほど損なうことはない。
【００１５】
本発明の１つの視点によれば、増圧器シリンダのピストンガイド室の増圧器ピストン室内へ連通する増圧器供給導管内に、ピストン／シリンダユニットの圧力流体室内の圧力に関係なく制御される増圧器供給弁が配置されており、かつ、流出領域は、逆止め弁なしで形成されている。逆止め弁なしというのは、連続するピストン／シリンダユニットの圧力流体室を含めてこの領域によって定められる容積に、逆止め弁が結合されていないことを意味している。それによって増圧器ピストンの前進運動は、好ましくは、増圧装置が対応づけられているピストン／シリンダユニット内の圧力状況に関係なく制御することができる。特に、増圧器ピストンの前進運動は、ピストン／シリンダユニット内で使用される圧力流体及びそれによってもたらされる圧力のいかなる圧力変動及び遅延時間に影響されることなしに、それぞれ所望のやり方で制御される。この措置によってさらに、上述した従来の差圧制御とは異なり、増圧器ピストンの前進運動を比較的早期に、かつ、特に、構築される差圧があらかじめ定められた閾値を上回る前にすでに、開始することが可能である。
【００１６】
上述した逆止め弁を省くことは、すでに上述した利点の他に、さらに、増圧装置によってもたらされる圧力上昇のための圧力上昇時間に関して、逆止め弁によってもたらされる、時間遅延される挙動を省くことを意味し、それは、圧力鋳造機械内で使用する場合に、鋳造プロセスを改良することができる。
【００１７】
本発明の他の視点によれば、増圧器シリンダの流出領域は、供給領域に比較して径方向に狭められた部分として形成されている。この実施形態において、増圧器ピストンは、供給領域と流出領域との間の流体接続を、増圧器ピストンがより大きい横断面を有する供給領域から、狭められた、より小さい横断面を有する流出領域内へ前進することによって、ブロックすることができる。この場合において好ましくは、流出領域内へ延びる自由なピストンロッド終端部分の横断面は、それを収容する流出領域の部分とほぼ同じ大きさであるか又はわずかに小さく、たとえば１０％未満小さく、好ましくは１％未満小さく、特に、たとえば、その約０．０１％から約０．１％未満小さい。
【００１８】
好ましくは、流出領域の該当する部分の直径は、自由なピストンロッド終端部分の直径よりも大きいので、ピストンロッド終端部分が流出領域内へ前進した場合に、中間に位置する環状間隙が形成される。適用分野に応じて、この環状間隙は、開放したままにしておくことができる、又は、適切な環状シールによって密閉することができる。この措置に代替的に又は追加的に、自由なピストンロッド終端部分を収容する流出領域円筒部分の周端縁が、流入側に導入円錐を有することができる。この導入円錐は、供給領域から流出領域内へ前進するピストンロッドの導入を容易にする。必要な場合には、ピストンロッドの自由な前側を、対応するように円錐状に形成することができる。
【００１９】
本発明の展開において、増圧器シリンダは、一体的な構成部品として形成されている。これが、製造の手間及び費用を最小限に抑えることに寄与する。その場合に、一体的な増圧器シリンダ構成部品は、鋳造機械の鋳造ピストン／鋳造シリンダユニットの圧力流体作業室のような、圧力上昇が必要なピストン／シリンダユニットの圧力流体室に直接結合することができる。
【００２０】
本発明の展開において、増圧器シリンダは、ピストンガイド室と供給領域との間にピストンロッドガイド部分を有している。これは、倍率器ピストンが軸方向移動する間そのガイドを支援することができる。その場合に、ピストンロッドガイド部分を、前進するピストンロッドを収容する流出領域の部分の直径と同じ直径によって形成することが、製造技術的に好ましい場合がある。
【００２１】
本発明の展開において、増圧器シリンダの供給領域及び流出領域は、横断面の等しい部分を有しており、供給領域はさらに、径方向の供給孔を有しており、その供給孔は径方向外側から増圧器シリンダの上記の供給領域部分内へ連通している。これは、増圧器シリンダの特に簡単な製造、及び、倍率器ピストンが圧力を増大させるように前進運動する場合のその確実なガイドを可能にする。倍率器ピストンの前進によって、径方向の供給孔を遮断することができ、そのようにして供給領域と流出領域との間の流体接続をブロックする機能を提供することができる。
【００２２】
本発明の展開において、供給領域は、自由なピストンロッド終端部分内に少なくとも１つの径方向の孔と軸方向の孔とを有しており、軸方向の孔は径方向の孔と接続されておりかつ前側において開口している。したがってこの実施形態において、圧力流体は、倍率器ピストンロッドの自由な終端部分を通して制御すべきピストン／シリンダユニットの圧力流体室へ供給される。このように実現される場合に、供給領域と流出領域との間の流体接続は、流出領域による径方向のピストンロッド孔の遮断によってブロックされる。倍率器ピストンは、必要な場合には、最大に引き戻された解放位置においてすでに、そのピストンロッドをもって流出領域内へ延びることができ、それが、倍率器シリンダ内の倍率器ピストンのガイドをさらに改良することができる。
【００２３】
本発明の展開において、供給領域は、倍率器ピストンロッドの自由な終端部分の周側に少なくとも１つの軸方向の長手溝通路を有している。この場合において、制御すべきピストン／シリンダユニットに供給すべき圧力流体は、１つ又は複数の軸方向のピストンロッド長手溝通路に沿って制御すべきピストン／シリンダユニットの圧力流体作業室内へ流入する。この実施形態において、供給領域と流出領域との間の流体接続のブロックは、１つ又は複数の軸方向の長手溝通路を流出領域によって残りの流入側の供給領域から遮断することによってもたらすことができる。この実施形態においても、倍率器ピストンのピストンロッドは、最大に引き戻された解放位置においてまだ流出領域内へ延びることができる。
【００２４】
本発明の展開において、流出領域の内側端縁に環状シールが配置されている。これが、倍率器ピストンロッドのための密閉及び／又は付加的なガイドを可能にする。
【００２５】
本発明の展開において、増圧装置は、ピストン／シリンダユニットのピストンの位置を検出するための利用ピストン位置センサ及び／又は増圧器ピストンの位置を検出するための倍率器ピストン位置センサと、コントローラと、を有しており、コントローラは、増圧器供給弁を、利用ピストン位置センサの利用ピストン位置信号に従って、及び／若しくは、倍率器ピストン位置センサの倍率器ピストン位置信号に従って、制御し、並びに／又は、増圧器背圧弁を、利用ピストン位置センサの利用ピストン位置信号に従って、及び／若しくは、倍率器ピストン位置センサの倍率器ピストン位置信号に従って、制御する。したがって、倍率器ピストンの前進運動が、ピストン／シリンダユニットのピストンの実際の位置に従って、及び／又は、倍率器ピストンの実際の位置に従って、制御され、それはまた、特に圧力鋳造機械のための鋳造ユニット内で使用する場合にも、特に効果的であり得る。すなわち、たとえば、倍率器ピストンの前進運動は、鋳造ピストン／鋳造シリンダユニットの鋳造ピストンの作業ストローク全体の比較的早期の段階ですでに開始することができ、それは、冒頭で説明した、逆止め弁及び／又は差圧制御を有する従来の配置に比較して、最小化された圧力上昇遅延を有する、又は、圧力上昇遅延をもたない、極めて短い圧力上昇時間を可能にし、それによって鋳造精度も改良することができる。
【００２６】
さらに、本発明に係るこの措置は、要望に応じて、倍率器ピストンの前進をその時間的推移において、様々な圧力容積内の圧力状況にまったく関係なく、最大に引き戻された位置から最大に前進した位置までのそのストローク全体に沿って、又は、このストローク全体の一部分のみに沿って、たとえば倍率器ピストンの移動距離又は移動速度の時間的な推移のあらかじめ定められたプロフィール、又は、ピストン／シリンダユニットの圧力流体室内の圧力の時間的推移のあらかじめ定められたプロフィールの形式で、自由に定めるために、開ループ制御又は閉ループ制御を使用する可能性をひらく。
【００２７】
本発明に係る増圧装置を搭載した、圧力鋳造機械用の本発明に係る鋳造ユニットは、圧力鋳造機械の経済性の向上と、当該機械によって鋳造された製品の品質の向上と、を可能にする。本発明は、この種の鋳造ユニットを有する圧力鋳造機械も含んでいる。
【００２８】
本発明に係る圧力鋳造機械の鋳造ユニットは、特に、本発明に係る方法によって駆動され、その場合に、特徴的に、増圧装置の増圧器ピストンの前進運動は、型充填段階の終了前に開始される。これは、型充填段階に伴う鋳造シリンダ内の圧力上昇に基づいて型充填段階の終了後に初めて増圧器ピストンが始動される従来の駆動方法に比較して、鋳造プロセスに必要とされる時間長さの短縮を可能にし、さらに、そのほかにおいても最適化された鋳造プロセスのシーケンスのための前提を提供する。
【００２９】
本発明の展開において、本方法によれば、増圧器ピストンの前進運動は、前充填段階の開始時にすでに、又は、前充填段階の間に、したがって型充填段階の開始前に、開始される。これは、できるだけ短い圧力上昇時間を達成し、それによって鋳造品質を向上させることに大幅に寄与する。
【００３０】
本発明の展開において、本方法によれば、増圧装置が利用ピストン位置センサ又は倍率器ピストン位置センサを有している場合に、増圧器ピストンの前進運動が、この利用ピストン位置センサの利用ピストン位置信号に従って、及び／又は、この倍率器ピストン位置センサの倍率器ピストン位置信号に従って、開ループ制御又は閉ループ制御される。それによって、増圧器ピストンの前進運動は、作業流体及び／又は鋳造シリンダ内の鋳造すべき溶融物材料の圧力状況に従うことなしに、鋳造ピストンの前進運動に効果的に結合される。
【００３１】
本発明に係る方法の展開において、増圧器ピストンの前進運動が、その時間的推移において、最大に引き戻された位置から最大に前進した位置までのそのストローク全体に沿って、又は、このストローク全体の一部分のみに沿って、様々な関与する圧力室内の圧力状況に関係なく、倍率器ピストンの移動距離又は移動速度の時間的推移のあらかじめ定められた目標プロフィールに従って、又は、ピストン／シリンダユニットの圧力流体室内の圧力の時間的な推移のあらかじめ定められた目標プロフィールに従って、開ループ制御又は閉ループ制御される。
【００３２】
本発明の好ましい実施例を、図面に示し、以下で説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】結合された圧力鋳造機械の鋳造ユニットの鋳造ピストン／鋳造シリンダユニットと共に倍率器装置を初期位置において図式的に示す側面図である。
【図２】図１の配置を構造的に実現した例を示す側面図である。
【図３】図１の配置を、圧力鋳造機械の鋳造プロセスの第１の鋳造段階において示す側面図である。
【図４】図１の配置を、倍率器始動前の第２の鋳造段階において示す側面図である。
【図５】図１の配置を、倍率器始動後の第２の鋳造段階の間において示す側面図である。
【図６】図１の配置を、第３の鋳造段階の開始時の圧力増大開始において示す側面図である。
【図７】図１の配置を、第３の鋳造段階における後圧縮の間において示す側面図である。
【図８】図１の配置を、第３の鋳造段階の終了時において示す側面図である。
【図９】図２の配置を、環状間隙シールを有する変形例について示す側面図である。
【図１０】図２の配置を、横断面の等しい供給領域と流出領域とを有する変形例について示す側面図である。
【図１１】図２の配置を、倍率器ピストンロッドの自由な終端部分内に軸方向の供給孔を有する変形例について示す側面図である。
【図１２】図２の配置を、倍率器ピストンロッドの自由な終端部分内に軸方向の供給長手溝通路を有する変形例について示す側面図である。
【図１３】図１に示す装置を、駆動されるピストン／シリンダユニットに対して角度をもって配置された倍率器装置を有する変形例について示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
図１に図式的に示す配置は、倍率器装置又は短く倍率器とも称される、増圧装置１を有しており、その増圧装置は、ここでは圧力鋳造機械の鋳造ピストン／鋳造シリンダユニット２の形式の、ピストン／シリンダユニットに結合されている。図２は、この配置の可能な好ましい構造的形態を示している。ここに示されていない限りにおいて、鋳造ピストン／鋳造シリンダユニット２を有する鋳造ユニット及びそれを搭載した圧力鋳造機械は、通常の構造を有している。
【００３５】
通常のように、倍率器によって駆動される鋳造ピストン／鋳造シリンダユニット２は、鋳造シリンダ３と、作業ピストンもしくは利用ピストンとしての鋳造ピストン４と、を有しており、その鋳造ピストンは、ヘッド部分４ａによって鋳造シリンダ３内で案内されている。ヘッド部分４ａは、連動されるシール及びガイドシステム５ａを介して鋳造シリンダ３の内壁に流体密に支持され、かつこの鋳造シリンダを、ピストン／シリンダユニット２の圧力流体室として機能する鋳造ピストンヘッド室６と鋳造ピストン環状室７とに分割している。鋳造ピストン４のピストンロッド部分は、ヘッド部分４ａとは逆の端部において、鋳造シリンダ３の関連する前側の通過孔に配置されたシール及びガイドシステム５ｂによって密閉されながら、鋳造シリンダ３から出るように延びている。関連する排出弁９を有する排出導管８が、鋳造ピストン環状室７から出ている。鋳造ピストンヘッド室６は、逆止め弁なしで形成されており、すなわちこの容積に逆止め弁は結合されていない。
【００３６】
倍率器１は、同様にピストン／シリンダユニットとして形成されており、増圧器シリンダ１０と、このシリンダの中で軸方向に移動可能に案内される増圧器ピストン１１と、を有している。倍率器シリンダ１０は、流出領域１２、流出領域１２の上流の供給領域１３及びピストンガイド室１４を有している。倍率器シリンダは、さらに、ピストンガイド室１４と供給領域１３との間にピストンロッドガイド部分１５を有している。倍率器ピストン１１は、一方の端部に、ピストンガイド室１４内で案内されるピストン部分１１ａと、そのピストン部分からピストンガイド室１４を出て供給領域１３の方向へ延びるピストンロッド１１ｂと、を有している。倍率器ピストン１１のピストン部分１１ａは、連動されるシール及びガイドシステム１６を介してピストンガイド室１４内で案内されており、そのピストンロッド１１ｂは、ピストンロッドガイド部分１５内でシール及びガイドシステム１７を介在させてピストンロッドガイド部分１５内で案内されている。流出領域１２は、鋳造ピストンヘッド室６のように、逆止め弁なしで形成されている。好ましくは、図示の例において、供給領域１３も、逆止め弁なしで形成される。
【００３７】
図１及び図２に示す、最大に引き戻された初期位置において、倍率器ピストン１１のピストンロッド１１ｂは、ピストンロッドガイド部分１５内へ延びており、そこで供給領域１３の前で終了している。代替的な形態においては、それは、供給領域１３内で終了することもできる。倍率器ピストン１１は、そのピストン部分１１ａ並びに関連するシール及びガイドシステム１６によって、倍率器シリンダ１０のピストンガイド室１４を、倍率器ピストン室１４ａと倍率器背圧室１４ｂとに分割し、その倍率器背圧室が、ここでは倍率器環状室１４ｂを形成している。倍率器環状室１４ｂから、倍率器排出弁とも称される、関連する倍率器逆止め弁１９を有する、排出導管とも称される背圧導管１８が出ている。関連する倍率器供給弁２１を有する倍率器供給導管２０が、倍率器ピストン室１４ａ内へ連通している。関連する鋳造ピストン供給弁２３を有する鋳造ピストン供給導管２２が、供給領域１３内へ連通している。なお、供給及び排出という概念は、ここでは区別するためだけに選択されており、該当する構成要素を介して圧力流体を供給する又は排出することのみ可能であることを意味していない。むしろ、適用分野に応じて、たとえば倍率器ピストン１１を引き戻すべく、背圧室１４ｂ内に背圧を提供するために、排出導管を介して圧力流体を供給することができる、及び／又は、供給導管を介して排出することもできる。そのために、背圧は、過圧である必要はなく、背圧室１４ｂと倍率器ピストン室との間にしかるべき差圧が支配していれば、充分である。
【００３８】
図１の実施例において、流出領域１２は、供給領域１３に比較して径方向に狭められた倍率器シリンダ１０の一部分として形成されている。これは、２つの領域が、供給領域１３と流出領域１２との間の移行部にしかるべきリングショルダー２４を形成しながら、直径の異なる倍率器シリンダ１０の関連する軸方向の円筒状の部分によって形成されていることにより、実現されている。その場合に、供給領域１３の直径又は横断面に比較して小さい流出領域１２の直径又は横断面は、倍率器シリンダ１０の他の円筒状の部分として、供給領域１３の流出領域１２とは反対側に配置されている、ピストンロッドガイド部分１５の直径又は横断面と等しくてもよい。同様に、流出領域１２及びピストンロッドガイド部分１５に対して径方向に拡幅されている供給領域１３の直径又は横断面は、供給領域１３とは反対の側においてピストンロッドガイド部分１５に連続する、ピストンガイド室１４の直径又は横断面と等しくてもよい。この対をなす直径同一性は、製造技術的な利点を有することができる。
【００３９】
図２は、構造的に好ましい形態を示しており、それにおいて増圧器シリンダ１０は一体的な構成部品として形成されており、その流出領域１２は、鋳造ピストン／鋳造シリンダユニット２の鋳造ピストンヘッド室６に直接連続している。倍率器シリンダ１０のためのこの一体的な構造は、製造技術的な利点及び機能的な利点を有しており、倍率器シリンダの中に収容されている倍率器ピストン１１を伴って、鋳造ユニットの鋳造シリンダ３に直接取り付けられることができる。図２においては、様々な供給導管と排出導管８、１９、２０、２２及び関連する弁９、１９、２１、２３は省かれており、それらは、当業者にそれ自体知られているように、該当する圧力流体源又は圧力流体シンクへ通じている。圧力流体という概念は、ここでは、目下の特定の適用分野において使用するために当業者が入手可能な任意の液状又はガス状の圧力媒体を意味している。
【００４０】
図１及び図２によって明らかにされるように、増圧装置１は、唯一移動する構成部品としての倍率器ピストン１１を有している。他の移動可能な構成部品、たとえば還流阻止を形成するための逆止め弁または他の移動可能な構成部品は、不要である。これが、倍率器１の機械的負荷及び摩耗の生じやすさを最小限に抑える。倍率器ピストン１１が、図１及び図２に示すその初期位置から、図１及び図２において右へ向かって前進する場合に、そのピストンロッド１１ｂがまず供給領域１３内へ達して、その後それを通り抜けて流出領域１２内へ達する。ピストンロッドは、流出領域１２へ達するとすぐに、供給領域１３と流出領域１２との間の流体接続を遮断し、それによって鋳造ピストンヘッド室６から供給領域１３内へ圧力流体が有意なほど還流することが阻止される。倍率器ピストンロッド１１ｂが流出領域１２内へ確実にセンタリングされて進入するために、導入補助を設けることができる。図２の実施変形例において、これは、供給領域１３と流出領域１２との間の移行部にリングショルダー２４によって形成される、流出領域１２の流入側の周端縁が円錐台形状の導入円錐２５を有していることによって、実現されている。それに合わせて、選択的に倍率器ピストンロッド１１ｂがその自由な前側に、関連する円錐台形状の導入円錐２６を有している。
【００４１】
倍率器ピストン１１は、鋳造ピストンヘッド室６内に必要とされる圧力増大を提供するために、そのピストンロッド１１ｂの自由な終端部分が流出領域１２内へ達するまで、軸方向前方へ移動し、その場合に、倍率器ピストンは、それぞれ形態及び必要に応じて、最大に前進したブロック位置において流出領域１２内へ延びる、又は、流出領域を越えて鋳造ピストンヘッド室６内まで延びる。この場合において、流出領域１２は、倍率器ピストン１１が移動する場合にピストンロッド１１ｂの自由な終端部分が通過することのできるセクションにわたって、自由なピストンロッド終端部分のための充分に大きい通過横断面を有している。そのために、この通過横断面は、倍率器ピストンロッド１１ｂの自由な終端部分のロッド横断面と少なくとも同じ大きさである。したがって、倍率器ピストンロッド１１ｂは、流出領域１２の該当する部分を妨げられずに通過し、倍率器ピストン１１が前進する際に他の構成部品に当接して当該他の構成部品を前進運動に連動させることはない。これは、同様に、内蔵された又は外部の逆止め弁を有する従来の増圧装置に比較して、倍率器１の摩耗の生じやすさを最小限に抑えて、機能確実性を向上させる。
【００４２】
コントローラ又は制御ユニット３２は、倍率器装置１の制御すべき構成要素を所望のように制御するために用いられる。そのためにコントローラ又は制御ユニットは、特に、上述した制御可能な弁９、１９、２１及び２３のための制御信号３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄを提供する。その場合に特に、コントローラ３２は、鋳造ピストン／鋳造シリンダユニット２内の圧力状況に関係なく、倍率器供給弁２１及び／又は倍率器排出弁１９を制御するように、設計されている。
【００４３】
選択的に増圧装置は、図示される例において、さらに、鋳造ピストン４の位置を検出するための利用ピストン位置センサ３３及び／又は増圧器ピストン１１の位置を検出するための倍率器ピストン位置センサ３４を有している。これらの位置センサ３３、３４のために、当業者にそれ自体知られた任意のセンサタイプを使用することができる。この場合において、制御ユニット３２は、倍率器供給弁２１及び／又は倍率器排出弁１９を、利用ピストン位置センサ３３が鋳造ピストン４のそれぞれの実際の位置を知らせる、利用ピストン位置信号３３ａに従って、及び／又は、倍率器ピストン位置センサ３４が倍率器ピストン１１のそれぞれ実際の位置を知らせる、倍率器ピストン位置信号３４ａに従って、制御することができる。その場合にしかるべき実施形態において、２つの位置センサ又はその一方のみが設けられており、しかるべき実施形態においては、両方の弁１９及び２１又はそれらの一方のみが、このやり方で駆動される。
【００４４】
さらに図３から図８を参照しながら、以下で、図１及び図２の配置によって実施可能な鋳造プロセスを本発明に係る鋳造ユニット駆動方法の実施例として詳細に説明し、そこからこの方法及び本発明に係る増圧装置の特性及び利点がさらに詳細に認識可能となる。関連する制御措置は、制御ユニット３２によって実施することができる。これは、該当する圧力鋳造機械の制御全体の一部であることができる、又は、特に鋳造ユニットのための別体のユニットとして設計することができる。
【００４５】
鋳造プロセスの前に、鋳造ピストン４及び倍率器ピストン１１は、それぞれ図１及び図２に示す初期位置にあって、その初期位置は、たとえばそれぞれ後方の機械的なストッパにより、又は、電子的な制御措置により、定めることができる。その後鋳造プロセスは、流れ矢印Ｓ１によって示されるように、第１の鋳造段階の開始時に、圧力流体又は液圧媒体が、関連する圧力流体源から鋳造ピストン供給導管２２と開放された供給弁２３とを介して供給領域１３内へ導入されて、供給領域１３から倍率器１の流出領域１２内へ流れ、そこから鋳造ピストンヘッド室６内へ流入することによって、開始される。同時に、流れ矢印Ｓ２によって示されるように、排出弁９が開放されている場合に、圧力流体が鋳造ピストン環状室７から関連する排出導管８を介して流出する。それによって、移動矢印Ｂ１が示すように、鋳造ピストン４が前方へ、図３において右へ向かって移動される。この第１の鋳造段階の間、このいわゆる前充填段階にとって適切であるように、鋳造ピストン４は、典型的には、比較的低い速度で移動する。このプロセスの間、倍率器ピストン１１の移動は、関連する弁１９及び２１のしかるべき駆動を介して、供給領域１３から流出領域１２への流体接続が妨げられずに解放されたままになるように、すなわち、この第１の鋳造段階においてまだ流体接続の供給絞りが有効にならないように、制御又は同期される。そのために、倍率器ピストン１１は、その最大に引き戻された解放位置に留まることができる、又は、わずかな速度ですでに前進できる若しくはすでに初期加速される、しかしながら、まだ供給絞りをもたらすことのない程度である。
【００４６】
図４は、次の、型充填段階とも称される第２の鋳造段階の開始時の配置を示している。第１から第２の鋳造段階へ移行する場合に、鋳造ピストン４は、典型的には、第１の鋳造段階の間のその速度に比較してずっと高い充填速度に加速される。この型充填段階の間、液状の金属溶融物が高い速度で圧力鋳造機械の鋳造型内へ圧入される。圧力流体流は第１の鋳造段階のそれと同様であるが、当業者にそれ自体知られているように、部分的に異なる圧力流体流れ量又は弁位置を有する。第１の鋳造段階に比較して高い鋳造ピストン速度は、長い運動矢印Ｂ２よって象徴される。
【００４７】
図５は、倍率器ピストン１１がその前進運動を開始した時点での配置を示している。倍率器ピストン１１の前進運動を開始するために、流れ矢印Ｓ３が示すように、供給弁２１が開放している場合に、倍率器ピストン室１４ａに、関連する供給導管２０を介して、圧力流体又は液圧媒体が供給される。倍率器の前進運動の開始時点は、制御技術的に、倍率器１の該当する供給及び／又は排出弁技術を利用しながら、特に制御ユニット３２によって関連する弁１９及び２１をしかるべく制御しながら、好適に定められ、かつ、図５に示すように、必要と適用分野に応じて、型充填段階の、すなわち、第２の鋳造段階の、タイムインターバル内に位置する、又は、代替的に、型充填段階の最後のみに若しくはすでに前充填段階の期間内に位置する。同時に、流れ矢印Ｓ４によって示されるように、排出弁１９が開放されている場合に、圧力流体が、倍率器環状室１４から関連する排出導管１８を介して排出される。
【００４８】
倍率器ピストン１１の前進が進むにつれて、供給領域１３及び特に供給領域１３と流出領域１２との間の流体接続が、倍率器ピストンロッド１１ｂの自由な終端部分によって連続的に狭くなり、ついには倍率器ピストンロッド１１ｂの自由な前側が流出領域１２へ達し、それによって、供給領域１３から流出領域１２内への圧力流体流Ｓ１がほぼ完全に遮断される、すなわち、供給領域と流出領域１２との間の流体接続がブロックされる。倍率器ピストン１１及び鋳造ピストン４の運動の時間的調整は、それぞれの鋳造プロセスのその他の要請及び条件と、特に供給領域１３と流出領域１２との間の流体接続の狭窄化又は遮断が早すぎもせず遅すぎもしないで行われるように溶融物による型充填の開始及び終了と、を考慮しながら、正確に調整されなければならない。このようにして、型充填段階から後続の後圧縮段階への好ましい移行が達成され、その後圧縮段階においては、知られているように、鋳造ピストン４は溶融物の圧縮によって激しく制動される。
【００４９】
図６は、第２の鋳造段階に連続する第３の鋳造段階、いわゆる後プレス段階又は後圧縮段階の開始時での配置を示している。倍率器ピストン１１は、そのために、そのピストンロッド１１ｂの自由な終端部分をもって流出領域１２内へ前進しており、それによって供給領域１３と流出領域１２との間の流体接続を遮断又はブロックしている。本発明に係るこの措置によって、倍率器ピストン１１のピストンロッド１１ｂがその前進運動により、流出領域１２内の、及び、それがその距離だけ前方へ移動する場合には同様に鋳造ピストンヘッド室６内の、体積を押しのけることによって、鋳造ピストンヘッド室６内の圧力流体の圧縮を、瞬間的に又は遅延なしで開始することができる。この改良された機能性によって、本発明に係る倍率器１は、固有の遅延をもたらす逆止め弁を有する従来の配置から、区別される。
【００５０】
倍率器ピストンロッド１１ｂの外周と流出領域１２の対向する端縁との間に環状間隙２７が残る場合がある。環状間隙２７は極めて小さく抑えられるので、供給領域１３と鋳造ピストンヘッド室６との間の流体接続は、ほぼ完全に分離されている。圧力状況にしたがって、いずれにしても極めて小さい漏れ圧力流体流が残留し、それは圧力鋳造システムにとって方法技術的に及び制御技術的に重要ではない。環状間隙は、自由な環状横断面を有し、それは、倍率器ピストン１１が引き戻されている場合に、流出領域１２の横断面の、有利には１０％よりずっと小さく、好ましくは１％より小さく、好ましくは０．０１％から０．１％より小さい。
【００５１】
図７は、第３の鋳造段階の次の推移の間の配置を示している。その場合に、倍率器ピストン１１は、さらに前方へ移動されて、流出領域１２を通って鋳造ピストンヘッド室６内へ進入している。それによって、鋳造ピストンヘッド室６内の液圧は、方法技術的に望ましい水準へ増大される。それによって鋳造型内の溶融物もさらに圧縮されるので、図７に移動矢印Ｂ４で示されるように、鋳造ピストン４が第３の鋳造段階の初期の部分においてわずかなさらなる残り距離を移動する。
【００５２】
図８は、第３の鋳造段階の最後における配置を示している。溶融物が所望の鋳造圧によって完全に圧縮されたので、鋳造ピストン４は停止している。この時点で、溶融物は、鋳造推移の重要な領域又は型内ですでに部分的に硬化しており、もはやそれ以上鋳造ピストン４の前進運動は行われない。鋳造された製品は、型内で熱の引き出しによってさらに冷却される。
【００５３】
鋳造ピストンヘッド室６内の液圧は、圧力制御によって一定に維持される。そのために倍率器ピストン１１は、図８に短い運動矢印Ｂ５によって示されるように、極めて低い速度でのみさらに前進し、その場合に、倍率器ピストンロッド１１ｂと包囲する流出領域の円筒端縁との間の環状間隙２７を通して、供給領域１３の方向へ還流するのとまったく同じ量の圧力流体が鋳造ピストンヘッド室６内へ押しのけられる。この措置によって、この環状間隙２７を通る圧力流体の漏れは、圧力を一定に維持するために、倍率器ピストン１１を逆作用するように前進させることにより、簡単なやり方で補償される。そのために、倍率器システムにおける、及び／又は、鋳造シリンダシステムにおける、しかるべき圧力は、それ自体既知のやり方でコントローラ３２によって関連する弁を駆動することにより、適切に制御することができる。
【００５４】
本発明に係る倍率器によって実施可能な鋳造プロセスの上述の説明から明らかなように、本発明に係る倍率器は、逆止め弁を有する従来の倍率器装置に比べて、後圧縮段階のための圧力増大時間の削減を可能にする。倍率器は、型充填段階の最後に向かって、鋳造ピストンヘッド室への圧力流体の供給流を遮断し、その直後に鋳造ピストンヘッド室内の圧力構築がほぼ遅延なしに行われる。本発明に係る倍率器は、丈夫かつコンパクトに構成され、かつ、唯一の移動可能な構成部品としての倍率器ピストンによって実現される。
【００５５】
倍率器ピストンは、特に本発明に係る駆動方法を使用する場合に、型充填段階の最後に、又は、後圧縮段階の開始時に、すでに比較的高い速度を有し、それにともなって迅速な圧力上昇を実現することができるようにするために、すでに充分に早期に移動させることができる。ばねで付勢された逆止め弁を有する従来の倍率器システムにおいては、ばね力によって加速される弁質量によってもたらされる、閉鎖期間によって不可避のデッドタイムが生じるが、本願ではこの種の逆止め弁を省くことによりこのデッドタイムは生じない。したがって、圧力上昇時間は、本願では、鋳造ピストンヘッド室内の圧力流体を圧縮するための最終的な体積押しのけ速度のみに基づいて原理的に残留する時間長さ成分のみから生じる。
【００５６】
しかるべき実施形態において、増圧器供給弁は、利用ピストン位置センサの利用ピストン位置信号に従って、及び／若しくは、倍率器ピストン位置センサの倍率器ピストン位置信号に従って、制御され、並びに／又は、増圧器背圧弁は、利用ピストン位置センサの利用ピストン位置信号に従って、及び／若しくは、増幅器ピストン位置センサの増幅器ピストン位置信号に従って、制御される。本願において、制御の概念は、異なる記載がない限りにおいて、純粋な開ループ制御の可能性及び閉ループ制御の可能性の双方を有することが意図されている。それによって、増圧器ピストンの前進運動は、関与する様々な圧力室内の圧力状況に依存しない。必要な場合には、増圧器ピストンの前進運動を、その時間的推移において、倍率器ピストンの移動距離又は移動速度の時間的推移のあらかじめ定められた目標プロフィールに従って、最大に引き戻された位置から最大に前進した位置までのそのストローク全体に沿って、又は、このストローク全体の一部分のみに沿って、開ループ制御もしくは閉ループ制御することができる。
【００５７】
代替的に、制御ユニットは、増圧器供給弁及び／又は増圧器背圧弁をしかるべく制御することによって、増圧器ピストンの前進運動をその時間的推移において、ピストン／シリンダユニットの圧力流体室内の、すなわち鋳造ピストンヘッド室内の、圧力の時間的推移のあらかじめ定められた目標プロフィールに従って、最大に引き戻された位置から最大に前進した位置までのそのストローク全体に沿って、又は、このストローク全体の一部分のみに沿って、開ループ制御又は閉ループ制御することができる。そのために、制御ユニットは、従来の、したがってここでは詳しく示されない圧力センサ装置の圧力センサ信号を使用し、その圧力センサ装置は、通常のように、圧力鋳造機械の鋳造ピストン／鋳造シリンダユニットに対応づけられている。
【００５８】
倍率器ピストンの前進運動のこの種の目標プロフィール支援される制御は、たとえば先行計算に基づくことができ、その先行計算は、特に、倍率器が鋳造ピストンヘッド室への圧力流体供給を遮断する所望の時点の先行計算を含んでいる。それに続く倍率器駆動される圧力上昇は、倍率器ピストンと、ピストン／シリンダユニットの作業ピストンとの、すなわち圧力鋳造適用の場合には鋳造ピストン又は鋳造シリンダピストンとの、面積により重み付けされた速度差によって定められる。必要な場合には、倍率器ピストンの速度は、圧力上昇が所定の値をとるように又は所望の時間的推移に従うように、鋳造／作業ピストンの速度に合わせることができる。その際に、必要な場合には、圧力上昇は、ときにはゼロに減少される、すなわち、一定圧力が存在する、又は、ときには負の値に調節され、それは、圧力低下に相当する。
【００５９】
本発明に係る倍率器は、わずかな構成要素のみ必要とし、比較的組み立てやすい。ばね付勢される逆止め弁において生じるような、ばね破断の危険は完全に除かれる。ばねで付勢される逆止め弁を有する従来のシステムにおいては、その逆止め弁は、それぞれ設計及び貫流に応じて、振動又はノッキングすら開始することがあるが、本願では、鋳造プロセス及び鋳造ユニットの耐用期間にとって有害なこの特性は、逆止め弁が設けられず、したがってばね−質量系がないことにより、生じない。
【００６０】
逆止め弁が設けられない場合の本発明の他の利点は、特に第２の鋳造段階の間における、圧力流体源から供給弁を介して鋳造ピストンまでの流れ圧力損失が低減されていることである。これは、鋳造システムを、より小型に設計すること、及び／又は、より高い鋳造力で鋳造すること、を可能にする。
【００６１】
本発明の利点及び特性は、鋳造ピストン速度が閉ループ制御されるシステムにも、また、鋳造ピストン速度の純粋な開ループ制御を有するシステムにも、同様に該当する。言い換えると、本発明に係る倍率器は、鋳造シリンダ駆動の種類に関係なく、鋳造ユニットで使用することができる。使用可能性は、鋳造ユニットにおいて、供給する圧力流体を支援するために流出する圧力流体流をフィードバックする、いわゆるディフェレンシャル制御が存在するか及びどのように存在するか、にも関係なく、可能である。その場合に、倍率器の移動は、体積排除によって鋳造シリンダのための付加的な圧力流体流を提供する。溶融物の圧縮可能性は、一般に極めて小さいので、圧力上昇は、実質的に前進される倍率器ピストンの体積排除を介してもたらされる。
【００６２】
図９から図１２は、図２に示す構造の変形例としての、本発明に係る増圧装置の他のいくつかの実施形態を例示している。図９の実施例は、図２の実施例から、流出領域１２の内側端縁と前進される倍率器ピストンロッド１１ｂとの間の環状間隙領域を密閉するために、付加的なシール及び／又はガイドシステム２８が、好ましくは別体の構成部品として設けられていることにおいて、区別され、その構成部品は、流出領域１２の内側端縁に取り付けられている。この実施形態において、付加的なシール及び／又はガイドシステム２８は、環状間隙２７のしかるべき付加的なシール、又は、流出領域１２内の倍率器ピストンロッド１１ｂの付加的なガイド、をもたらす。シール及び／又はガイドシステム２８は、たとえば、漏れ還流を減少させるために、圧力に従って、たとえば鋳造ピストンヘッド室６内の圧力に従って、シール作用を調節する、たとえば間隙を減少させるように形成することによって、間隙変更機能も有することができる。倍率器シリンダ１０のピストンロッドガイド部分１５の領域内のシール／ガイドシステム１７は、同様にこのようにして実現し、かつ配置することができる。
【００６３】
図１０に示す実施形態において、供給領域は、軸方向の部分１３ａと、当該部分の中へ外側から連通する径方向の供給孔１３ｂと、を有しており、その供給孔は、増圧器シリンダ１０のハウジング壁を通って延びている。軸方向の供給部分１３ａは、流出領域１２及びピストンロッドガイド部分１５と同一の直径を有する、増圧器シリンダ１０内の共通の軸方向の中心孔によって形成されている。したがって、ピストンロッドガイド部分１３のこの実施形態において、軸方向の供給部分１３ａ及び流出領域１２は、鋭く分離されることなく互いに合併している。図示される唯一の径方向の供給孔１３ｂの代わりに、倍率器シリンダ１０の周面に複数の径方向の供給孔を分配して配置することができる。選択的に、図示されないやり方で、１つ又は複数の供給孔１３ｂの１つ又は複数の連通箇所の径方向前及び／又は後ろに、付加的なシール及び／又はガイドシステムを配置することができる。この実施形態において、供給領域１３ａ、１３ｂと流出領域１２との間の流体接続のブロックは、前進する倍率器ピストン１１のピストンロッド１１ｂが軸方向の供給部分１３ａ内の径方向の供給孔１３ｂの連通部を遮断することによって、行われる。
【００６４】
図１１に示す実施形態においては、倍率器ピストンロッド１１ｂは、その自由な終端部分に、前側で開口する軸方向の中心孔２９と、１つ又は複数の径方向の供給孔３０と、を有しており、その径方向の供給孔は、倍率器ピストンロッド１１ｂの前端部からあらかじめ定められた距離に、その外周面から中心孔２９へ向かって延びている。この実施形態において、倍率器ピストン１１のピストンロッド１１ｂは、図示されるように最大に引き戻された解放位置においてすでに、その自由なピストンロッド終端部分をもって流出領域１２内まで延びている。圧力流体は、流れ矢印Ｓ５で示すように、供給領域１３から１つ又は複数の径方向孔３０を介して、倍率器ピストンロッド１１ｂの中心孔２９へ、そしてそこから鋳造ピストンヘッド室６内へ達する。供給領域１３と流出領域１２との間の流体接続をブロックするために、倍率器ピストン１１は、径方向の供給孔３０が供給領域１３から完全に出て流出領域１２内へ達するまで、前進される。その場合に、流出領域１２は、その内側端縁によって１つ又は複数の径方向の供給孔３０の連通を遮断し、それによって供給領域１３と流出領域１２との間の圧力流体路をブロックする。
【００６５】
これが実現される場合に、倍率器ピストンロッド１１ｂが流出領域１２内へ進入するための機械的な導入補助領域は、省くことができる。倍率器ピストンロッド１１ｂは、倍率器ピストン１１の最大に引き戻された解放位置と、倍率器ピストン１１の最大に前進したブロック位置との間で、その移動距離全体に沿って流出領域１２内に配置されており、かつ、その流出領域を通して案内されることができる。
【００６６】
図１２に示す実施形態において、倍率器ピストンロッド１１ｂは、その自由な終端部分に１つ又は複数の長手溝通路３１を有しており、その長手溝通路は、倍率器ピストンロッド１１ｂの自由な終端部分の外側に、その前端部からあらかじめ定められた通路長さまで形成されている。図１１の実施例におけるように、図１２の実施例においても、倍率器ピストン１１のピストンロッド１１ｂは、図１２に示す、倍率器ピストン１１の最大に引き戻された解放位置においても、常に流出領域１２内まで延びている。解放位置においては、流れ矢印Ｓ６で示すように、圧力流体は、供給領域１３から１つ又は複数の長手溝通路３１を介して流出領域１２を通って鋳造ピストンヘッド室６内へ流入することができる。この場合においても、前進する倍率器ピストンロッド１１ｂが流出領域１２内へ進入するための導入補助は、省くことができる。この例において、供給領域１３と流出領域１２との間の流体接続のブロックは、倍率器ピストンロッド１１ｂが、長手溝通路３１が供給領域１３から完全に出て、流出領域１２内へ達するまで前進されることによって、もたらされる。その場合に、ここでも倍率器ピストンロッド１１ｂは、場合によっては上述したわずかな環状間隙を残しながら、供給領域１３と流出領域１２の間との間の圧力流体路を遮断する。
【００６７】
その他において、図９から図１２の実施例について、図１から図８に示す実施形態について記載された特性及び利点が同様に該当し、それらを参照することができる。
【００６８】
図１から図１２の実施形態において、倍率器１は、それによって駆動されるピストン／シリンダユニットの延長上に、すなわち、整合した２つのピストン／シリンダユニット１、２の長手軸をもって、配置されている。それに対して代替的に、倍率器１によって駆動されるピストン／シリンダユニット２に対する倍率器の任意の他の幾何学的配置、特に屈曲された配置が可能であり、それにおいて倍率器ピストン１１の長手軸は、鋳造ピストン４の長手軸に対して任意に設定された角度を形成する。それについて、図１３が実施例を示しており、それにおいて倍率器１’は、倍率器によって駆動されるピストン／シリンダユニット２’に対して９０°の角度で配置されており、その場合にその他については、倍率器１’は、図１から図１２のものに相当することができ、同様に駆動されるピストン／シリンダユニット２’は、図１から図１２のものに相当することができる。他の代替的な形態において、倍率器は、鋳造ピストンの長手軸に対して平行にオフセットされた倍率器ピストンの長手軸をもって配置されている、又は、逆向きに配置されている。後者の場合において、倍率器ピストンの長手軸は、鋳造ピストンの長手軸に対して平行であるが、倍率器ピストンは、鋳造ピストンの移動に対して逆方向に移動する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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