(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホットチャンバダイキャストマシンの溶湯保持炉（１）に対して取付け可能な注入容器（２）であって、立上り流路領域（２ｃ）における立上り流路（４）、及び、前記溶湯保持炉から前記立上り流路を介して溶湯（１１）を計量搬送する注入ピストンユニット（９、９ａ）を有する注入容器（２）と、
前記立上り流路領域の少なくとも一部分を能動加熱する電気抵抗加熱ユニット（１２、１２ａ、２６、３４ａ〜３４ｄ）を有する加熱装置とを備える、ホットチャンバダイキャストマシン用の計量装置において、
（ｉ）前記電気抵抗加熱ユニットが、電気加熱導体構造が設けられた円筒ケーシングを有する中空円筒形状の加熱シリンダによって構成されて、前記注入ピストンユニットのピストンロッド（９）の貫通通過するピストンロッド貫通ボア（８）内に同軸に挿入されるか、又は
（ｉｉ）前記電気抵抗加熱ユニットが、電気加熱導体構造が設けられた円筒ケーシングを有する中空円筒形状の加熱シリンダによって構成されて、前記立上り流路（４）を包含する立上りボア（４ａ）内に前記立上り流路（４）から電気絶縁されて同軸に挿入されるか、又は
（ｉｉｉ）前記注入容器内に特に設けられたヒータ受容空間であって、注入容器（２）の円筒状受容ボア（３７）と、円錐状内側表面及び前記円筒状受容ボア（３７）内に挿入可能であるように円筒状外側表面を有する挿入スリーブ（３８）とを具備する円錐状のヒータ用ボアからなるヒータ受容空間内に前記電気抵抗加熱ユニットが配置されるか、又は
（ｉｖ）前記注入容器（２）内に特に設けられたヒータ受容空間であって、対応する立上り部を環状に囲繞する受容空間（２２，２７）からなるヒータ受容空間内に前記電気抵抗加熱ユニットが配置されること、を特徴とするホットチャンバダイキャストマシン用の計量装置。
【請求項２】
前記加熱シリンダの円筒ケーシングは、電気絶縁様式で前記電気加熱導体構造（１４）を支持する熱伝導支持スリーブ（１３）を包含することを特徴とする、請求項１記載の計量装置。
【請求項３】
前記熱伝導支持スリーブ（１３）はその内側又は外側に断熱体（１８）を備えることを特徴とする、請求項２記載の計量装置。
【請求項４】
前記断熱体（１８）は、前記支持スリーブ（１３）に接触して中空断熱空間（１９）を形成する断熱材料製の断熱スリーブ（１８）を包含することを特徴とする、請求項３記載の計量装置。
【請求項５】
ホットチャンバダイキャストマシンの溶湯保持炉（１）に対して取付け可能な注入容器（２）であって、立上り流路領域（２ｃ）における立上り流路（４）、及び、前記溶湯保持炉から前記立上り流路を介して溶湯（１１）を計量搬送する注入ピストンユニット（９、９ａ）を有する注入容器（２）と、
前記立上り流路領域の少なくとも一部分を能動加熱する電気抵抗加熱ユニット（１２）を有する加熱装置とを備える、ホットチャンバダイキャストマシン用の計量装置において、
前記電気抵抗加熱ユニットが、電気加熱導体構造が設けられた円筒ケーシングを有する中空円筒形状の加熱シリンダによって構成されて、前記注入ピストンユニットのピストンロッド（９）の貫通通過するピストンロッド貫通ボア（８）内に同軸に挿入され、
前記注入容器（２）は、該注入容器が前記溶湯保持炉（１）に取付けられたときに該溶湯保持炉の内側にある溶湯保持炉側部分（２ａ）と、該注入容器が前記溶湯保持炉に取付けられたときに該溶湯保持炉の外側となる頂部（２ｂ）とを有し、
前記加熱シリンダは、該加熱シリンダの上端が、注入容器の溶湯保持炉側部分（２ａ）から前記立上り流路の最大高さ距離のレベル以上に位置するように、及び該加熱シリンダの下端が、注入容器の溶湯保持炉側部分（２ａ）の上端以下に位置するように、前記注入容器の前記頂部（２ｂ）内で延在することを特徴とする計量装置。
【請求項６】
ホットチャンバダイキャストマシンの溶湯保持炉（１）に対して取付け可能な注入容器（２）であって、立上り流路領域（２ｃ）における立上り流路（４）、及び、前記溶湯保持炉から前記立上り流路を介して溶湯（１１）を計量搬送する注入ピストンユニット（９、９ａ）を有する注入容器（２）と、
前記立上り流路領域の少なくとも一部分を能動加熱する電気抵抗加熱ユニット（３４ｃ）を有する加熱装置とを備える、ホットチャンバダイキャストマシン用の計量装置において、
前記注入容器内に特に設けられたヒータ受容空間であって、注入容器（２）の円筒状受容ボア（３７）と、円錐状内側表面及び前記円筒状受容ボア（３７）内に挿入可能であるように円筒状外側表面を有する挿入スリーブ（３８）とを具備する円錐状のヒータ用ボアからなるヒータ受容空間内に前記電気抵抗加熱ユニットが配置されており、
前記電気抵抗加熱ユニットは、外部的に円錐状のアダプタスリーブ（３９）により受容されて、該スリーブと共に前記ヒータ用ボア内に挿入されていることを特徴とする計量装置。
【請求項７】
前記加熱装置は複数個の電気抵抗加熱ユニットを包含し、前記複数個の電気抵抗加熱ユニットの第１の加熱ユニットが前記ピストンロッド貫通ボア内に、及び他の加熱ユニットが前記立上りボア内もしくは前記注入容器に特に設けられた前記ヒータ受容空間内に配置されるか、又は第１の加熱ユニットが前記立上りボア内に、及び他の加熱ユニットが前記注入容器に特に設けられた前記ヒータ受容空間内に配置されることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の計量装置。
【請求項８】
該計量装置は、前記立上り流路が開口する前記注入容器の接続領域に対して取付け可能なノズル（７）を包含し、
前記加熱装置は、前記注入容器の前記接続領域を外側から、及び／又は前記ノズルを外側から加熱する無炎加熱ユニット（１２ｂ）を付加的に有することを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の計量装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホットチャンバダイキャストマシンの溶湯保持炉に対して取付け可能な注入容器であって、立上り流路領域における立上り流路、及び溶湯保持炉から立上り流路を介して溶湯を計量搬送する注入ピストンユニットを有する注入容器と、立上り流路領域の少なくとも一部分を能動加熱する無炎加熱ユニットを有する加熱装置とを備える、ホットチャンバダイキャストマシン用の計量装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホットチャンバ鋳造プロセスにおいて、注入容器と、注入ピストンユニットの注入ピストンとは、対応する溶解炉の溶湯保持炉内で溶融している液状鋳造材料の内側に在ることから、一般的に効率は、コールドチャンバ鋳造プロセスに依るよりも相当に高い。それは例えば亜鉛及びマグネシウムのダイキャストにおいて使用され、その場合に鋳造材料としてのマグネシウムは合金に依存して典型的には約６３０℃〜約６６０℃の処理温度を有する。
【０００３】
例えばマグネシウムのダイキャストにおいて上述の高い処理温度に伴う冷え込みの問題を防止するために、ホットチャンバダイキャストマシンに対しては、注入容器と、該容器に対して通常は取付けられて金型まで通ずるノズルとを能動的に加熱することが知られている。この点に関して先の提案に依れば、ノズルと、少なくとも該ノズルが取付けられる接続領域における注入容器とが、ガス加熱される。しかしこの開放式のガス火炎ヒータは安全性の理由だけで問題である。更にこの技術を用いるとノズルを一定温度で加熱することが困難であることから、ノズルの変形に帰着し得ると共に、ノズル及び注入容器の高価な材料が、ガス火炎ヒータによる比較的に大きな応力に晒される。
【０００４】
故にガス火炎加熱に対しては、特に電気抵抗ヒータ及び電気誘導ヒータなどの種々の代替策が既に提案されている。例えば特許文献１は、立上り流路及び近傍のノズルの直接的な電気抵抗ヒータを記述しており、その場合に立上り流路及びノズルは、それら自体が抵抗加熱要素として作用する金属製の立上り流路管及びノズル管であって断熱材料により囲繞された金属製の立上り流路管及びノズル管により形成される。しかしこれは、搬送される溶融材料もまた通常は導電的なので、電気ヒータによる熱入力は立上り流路管及びノズル管を溶湯が充填する度合いに応じて大きく変動することから、其処では過熱を防止するためにノズルの制御式空冷が行われる、という欠点を有する。
【０００５】
特許文献２に開示されたホットチャンバダイキャストマシンにおいては、注入容器とノズルとを備えた計量装置が溶湯保持炉の完全な外側に配置され、該溶湯保持炉内には充填チャンバが挿入され、該充填チャンバに対して計量装置は協働する接続用立上り管を介して接続される。充填チャンバはバルブを用いて溶湯保持炉から遮断され得ると共に、加圧された不活性気体を導入することで溶湯は接続用立上り管を介して注入容器内へ搬送される。注入容器と、ノズルと、溶湯保持炉の外側となる接続用立上り管の部分と、注入容器から溶湯保持炉内へ通ずるオーバーフロー管とは、周囲の電気誘導ヒータにより加熱可能である。
【０００６】
特許文献３は、一般的な計量装置を備えた更なるホットチャンバダイキャストマシンを記述している。該マシンの配置構成においては、ノズルと、注入容器の接続領域とに対し、誘導体が外部的に絶縁された管から成る誘導加熱装置が配備され、該誘導加熱装置は、中波によって又は高周波の下限にある周波数によって駆動される共に、前記絶縁管に空気が流される。その場合に注入容器はカバーの助力を以て上方から溶湯保持炉内へ挿入され、すなわち、注入容器は、下部を溶湯保持炉の内側に、且つ、注入ピストン駆動器を含む頂部とノズルに対する接続領域とを溶湯保持炉の外側に配置される。溶湯保持炉の上方に可及的に接近して注入容器の加熱を可能にするために、誘導加熱装置は任意選択的に、保持炉カバーの直ぐ上の注入容器ネックの回りに配置された付加的な環状誘導体を含む。誘導ヒータの強制冷却のために、水冷の代わりに、例えばマグネシウムのダイキャストにおいては究極的に安全な空冷システムが使用される。それを行うために誘導体は、思うままには減少され得ない十分な設置空間を必要とする。誘導タイプの加熱装置に依る更なる問題は漂遊磁界の発生であり、これは、例えば加熱されたノズルの近傍における金型の領域などの他の近傍構成要素の望ましくない加熱に繋がることがある。
【０００７】
【特許文献１】西独国特許出願公開第２１４１５５１号明細書
【特許文献２】西独国特許出願公開第２４２５０６７号明細書
【特許文献３】欧州特許第０７６１３４５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の基礎となる技術的課題は、冒頭で言及された種類の計量装置であって、言及された先行技術の困難性が該装置により低減もしくは排除されると共に、特に、溶湯保持炉内の溶湯槽の外側における立上り流路領域において注入容器を、比較的小型に構築された加熱装置を用いて確実かつ安全に加熱できる計量装置を提供するに在る。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明はこの課題を、請求項１の特徴を有する計量装置を提供することにより解決する。この計量装置に依れば加熱装置は無炎加熱ユニットを備えるが、該加熱ユニットは、注入ピストンユニットのピストンロッドが貫通通過するピストンロッド貫通ボアの内側に配置されるか、又は立上り流路を収容する立上り流路ボア内において立上り流路から電気絶縁されて配置されるか、又は注入容器内に特に設けられたヒータ受容空間内に配置される。此処で“ボア”という語句は、必ずしも円形でない任意の断面を有する開孔として理解されるべきである。
【００１０】
無炎加熱ユニットを用いると、裸火によるヒータタイプの困難性が回避される。加熱ユニットに関する本発明による配置場所は、立上り流路を含む注入容器の立上り流路領域の少なくとも一部分の内部的な能動加熱を可能にする。これは、外側のみにおけるヒータと比較して、必要に応じ、溶湯保持炉の内側の溶湯槽液面すなわち充填レベルから、又はその僅かに上方から、立上り流路の効率的で均一な加熱を可能にする。
【００１１】
第１の配置の変形例においては、注入ピストンロッドを貫通通過させるためにどんな場合でも配備されるピストンロッド貫通ボアが使用されると共に、この場合にピストンロッド貫通ボアは加熱ユニットを受容する。ピストンロッド貫通ボアは注入容器を貫通して槽液面の下方まで延在することから、加熱ユニットを注入容器の内側における必要な任意の深度に配置することができる。この深度は好適には、下部が溶湯保持炉の内側にあり且つ注入ピストン駆動器及びノズル接続領域を備えた頂部が溶湯保持炉の外側にある様に注入容器が上方から溶湯保持炉内に挿入されるシステムのタイプの場合、概ね保持炉カバーまで、又は溶湯保持炉の内側における溶湯の通常もしくは最高の槽液面までの深度であり得る。
【００１２】
第２の配置の変形例において、加熱ユニットは立上り流路を形成する立上り流路ボア内に挿入され、その場合に該加熱ユニットは立上り流路内を搬送される典型的には金属である溶湯から電気絶縁される。これにより、加熱ユニットとして電気抵抗加熱ユニットが選択されたときの加熱容量の変動が防止される。この場合においても、加熱ユニットを溶湯保持炉の内側における溶湯の槽液面に対して任意の高さに位置決めすることができる。
【００１３】
第３の配置の変形例において、加熱ユニットは、この目的のために注入容器内に付加的に配備されたヒータ受容空間の内側に配置される。該空間の高さ及び側方位置は、挿入された加熱ユニットが特に溶湯槽液面においてもしくはその直ぐ上で必要な様式で立上り流路を効率的に且つ均一に加熱するように選択され得る。それを行うためにヒータ受容空間は、例えば溶湯保持炉内へ上方から挿入される注入容器を備えたタイプの場合には、溶湯保持炉の内側における溶湯の通常もしくは最高の槽液面まで、又は溶湯保持炉の概ね頂縁部まで、又は保持炉カバーの高さまでの様に、立上り流路から僅かな距離だけ離間した箇所から、該チャネルに対して平行にもしくは角度付けされて、必要な深度まで延在し得る。
【００１４】
本発明の特に好適な実施例において、請求項２に依ると加熱ユニットは電気抵抗加熱ユニットである。このタイプの電気抵抗加熱ユニットは、必要であれば比較的に小寸に構築可能であり、すなわち、それが必要とするのは比較的に小さな設置空間であることから、特にコンパクトな構造の計量装置を可能にする。電気抵抗加熱ユニットの加熱容量は、相当の空間的要件を伴う冷却ダクトを絶対的に必要とすることなく過熱が回避されるように、選択的に制御することができる。
【００１５】
更なる実施例において、請求項３に依ると電気抵抗加熱ユニットは加熱シリンダによる中空円筒形状のものであり、前記加熱シリンダは、電気加熱導体構造を自身の円筒ケーシング上に有し、該ケーシングにおいてヒータ用ボアとして設計された適切なボアもしくは受容空間内に同軸的に挿入される。このタイプの抵抗加熱ユニットは、第１には比較的に低コストで達成され得ると共に、第２には、所用の、効率的かつ一定の立上り流路の加熱を可能にする。それを行うために電気加熱導体構造を、例えば加熱導体の配置においてそれ相応に異なる密度の結果、及び／又は異なる加熱導体断面積を有する加熱導体区画の結果、種々の区画における異なる加熱容量に対して弾力的且つ適切に設計することが可能である。必要であれば加熱導体構造は、別個に制御可能な一個以上の加熱回路を含むことができる。作動時において加熱シリンダは、一般的に生ずる熱膨張の故に、近傍のボア内壁に対して堅固に接触し又は押圧されるが、これは該シリンダの堅固な位置決めに寄与すると共に、特に半径方向外側への熱伝達の場合において、近傍の注入容器領域に対する良好な熱伝達を確実にする。
【００１６】
更なる実施例において、請求項４に依ると加熱シリンダの円筒ケーシングは、電気絶縁様式で加熱導体構造を支持する熱伝導支持スリーブを包含する。加熱導体構造により生成された熱はこの様にして支持スリーブに伝達されると共に、該スリーブにより、近傍の注入容器領域もしくは立上り流路領域へ均一な分布で放出される。更なる実施例において、請求項５に依ると支持スリーブはその内側又は外側に断熱体を備え、このことは、断熱体から遠い方を向く夫々の他方の側の、近傍の注入容器もしくは立上り流路領域への熱伝達を改善する。これに加え、断熱側における望ましくない高温は確実に防止される。例えばピストンロッド貫通ボア内の望ましくない高温及び貫通通過された注入ピストンロッドに対する望ましくない高温は、加熱ユニットがピストンロッド貫通ボア内に挿入されたとき、支持スリーブの内部断熱体により防止される。更なる実施例において、請求項６に依ると断熱材料製の断熱スリーブは、例えば空気クッションの形態の中空断熱空間を形成するために支持スリーブに断熱体として当接する。
【００１７】
請求項７に係る更なる実施例は、例えば計量装置を上方から溶湯保持炉内に挿入し又は該溶湯保持炉上に取付けることによって、注入容器が、溶湯保持炉に取付けられたとき、その溶湯保持炉側部分を溶湯保持炉の内側に配置し且つその頂部を溶湯保持炉の外側に配置するシステムのタイプに関するものである。本発明のこの実施例において加熱シリンダは、頂部においては、注入容器の溶湯保持炉側部分まで、又は少なくとも部分的に、溶湯保持炉側の注入容器部分の内側まで延在する。付加的に又は代替的に加熱シリンダは、注入容器の頂部において溶湯保持炉から遠い方を向く該注入容器の側にて、少なくとも、該注入容器の溶湯保持炉側部分から立上り流路の最大高さ距離まで延在し、すなわち加熱シリンダは少なくとも、溶湯保持炉から離間した立上り流路までは延在する。この後者の構成は、取り付けられるノズルの中への開口まで溶湯保持炉から更に離間する立上り流路の区画における該立上り流路の能動加熱に寄与する一方、前者の構成は、溶湯保持炉の内側における溶湯の槽液面にて又は該液面の直ぐ上における立上り流路の加熱を可能にする。
【００１８】
請求項８に従い好適に設計された本発明の実施例において、加熱シリンダを受容するボアは円錐形態であり、且つ、該加熱シリンダは、その内側に配置されたアダプタスリーブであって外側は円錐状のアダプタスリーブの助力を以て、適切なボア内に挿入される。円錐形状は、加熱シリンダを備えたアダプタスリーブを、保守もしくは交換目的でボアから取り出すことを容易にする。更なる実施例においては、請求項９に従い、外側は円筒形状であると共に内部テーパ付けされた挿入スリーブであって密接嵌合を以て注入容器の円筒状受容ボア内に挿入される挿入スリーブによって、テーパ付きボアが形成される。この様にして、注入容器自体には円錐状ボアが形成される必要はなく、更に単純な製造技術を用い円筒状受容ボアを設ければ十分である。
【００１９】
請求項１０に係る本発明の好適実施例において、加熱装置は数個の無炎加熱ユニットを包含し、その各々は、ピストンロッド貫通ボア内、及び／又は立上り流路ボア内、及び／又は注入容器に特に配備された一個以上のヒータ受容空間内に配置される。この様にして注入容器の内側の種々の箇所において立上り流路と熱接触させて数個の加熱ユニットを配置すると、注入容器の立上り流路領域に対する加熱の均一性が改善されると共に、加熱された注入容器領域における温度勾配が減少される。必要であれば、加熱されるべき注入容器の立上り流路領域に沿う種々の箇所におけるボアもしくはヒータ受容空間の内のひとつのボアもしくは空間内に数個の加熱ユニットを配置することも可能である。これらの加熱ユニットの内の幾つかもしくは全てが、例えば言及された加熱シリンダの形態の電気抵抗加熱ユニットによって夫々形成され得ることは言うまでもない。
【００２０】
請求項１１に係る本発明の実施例において、加熱装置は更なる無炎加熱ユニットを備え、該ユニットにより、注入容器のノズル接続領域、及び／又はそれに対して取付け可能なノズルは外側から付加的に加熱される。この場合にも、接続領域及び／又はノズルの回りにおいて電気加熱導体構造を以て布置される加熱シリンダの形態の電気抵抗加熱ユニットが使用できる。これは接続領域及びノズルのコンパクトな構造に対して好都合である、と言うのも、電気加熱容量の適切な制御により過熱が防止されるので、嵩張る冷却ダクトを省略できるからである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の好適実施例は、図面中に示されると共に以下において記述される。
【００２２】
図１は、例えばマグネシウム部品を鋳造するために使用可能なホットチャンバダイキャストマシンの計量装置の関心部分を示している。約６３０℃〜６８０℃の処理温度における液体マグネシウムのような鋳造材料は通常は、此処では部分的にのみ示された付属する溶湯保持炉１内の詳細には示されない溶解炉により溶融される。溶湯保持炉内には頂部から、保持炉カバー３を貫通して延び且つ該カバーからシールされる注入容器２が挿入される。注入容器２は注入容器本体を有し、該本体は、溶湯保持炉１に取付けられた図示状態においては下部２ａが溶湯保持炉１内に突出する一方、頂部２ｂが溶湯保持炉の外側、この例においては溶湯保持炉１の上方にある。図１の左側における注入容器２の立上り流路領域２ｃにおいては、それ自体公知の様式で立上り流路４を画成する立上りボア４ａが形成されると共に、該ボアは、注入容器下部２ａから上方へ注入容器頂部２ｂ内に延在してから溶湯保持炉１の外方に延在する。其処で立上りボア４ａは、注入容器２の立上り流路領域２ｃの上端部におけるノズル接続領域５内に配備された角度付き外方テーパ口金６により終端する。此処では部分的に示されたノズルは、口金６内に挿入されると共に、該ノズルの不図示の口金により通常の様式で金型のゲート領域まで延在する。
【００２３】
偏心的な立上りボア４ａに平行に、実質的に円筒状の注入容器２の概ね中央にピストンロッド貫通ボア８が形成され、該ボアを通して、注入ピストン／鋳造シリンダユニットのピストンロッド９がそれ自体公知の様式で貫通する。ピストンロッド９は、図１が下部２１のみを示す横材上に注入容器２と同様に保持された不図示の従来方式の注入ピストン駆動器により駆動される。その他端、すなわち図１に示された下端においてピストンロッド９は、注入ピストン９ａを有する。注入ピストン９ａは、注入容器下部２ａにおける径方向溶湯取入口１０を介して溶湯保持炉の内部と流体接続されたピストンロッド貫通ボア８の狭幅下部８ａに対して精密に嵌合して一致する。故に、溶湯保持炉内に準備された溶湯１１は、注入ピストン９ａが上昇されたときに、ピストンロッド貫通ボアの下部８ａに形成された注入ピストン／鋳造シリンダユニットの鋳造シリンダに入り、且つ、注入ピストン９ａを下方に押圧することにより溶湯は、該注入ピストン９ａが取入口１０のレベルの下方に低下すると直ちに、立上りボア４ａにより形成された立上り流路４を介してノズル７に至り且つ其処から計量様式にて金型内に運ばれる。
【００２４】
鋳造シリンダとして作用する区画８ａの上方において、ピストンロッド貫通ボア８は示されるようにより大きな直径を有することから、この領域においては、ボアの内側部と、それを通過するピストンロッド９との間に環状間隙が残る。特徴的に、図１の計量装置の場合にはこの環状間隙内へ、電気加熱シリンダ１２の形態の電気抵抗ユニットが同軸的に挿入される。示されたように加熱シリンダ１２は、軸方向に保持炉カバー３のレベルの下方へ溶湯保持炉１内へ延在し、通常もしくは最高の溶湯槽液面１１ａ、すなわち溶融鋳造材料１１による溶湯保持炉１の通常もしくは最高の充填レベルのちょうど上で終端する。加熱シリンダ１２は注入容器２の頂縁部の近傍まで上方に延在することから、鉛直方向においては、立上り流路４と、ノズル７が挿入された該チャネルの円錐状口金開口６とを越えて延在する。
【００２５】
この様にして注入容器は、溶湯１１の通常もしくは最高の溶湯槽液面１１ａと同一高さもしくは直ぐ上で依然として溶湯保持炉１の内側である領域から、立上り流路４の口金端部６の上方まで、電気抵抗加熱ユニット１２により効率的かつ均一に加熱され得る。これにより、特に溶湯保持炉１の外側である溶湯槽液面１１ａの上方から口金６までの立上り流路４の領域であって望ましくない溶湯冷却に関して特に重要な領域の全体が、特に効率的かつ均一に加熱され得る。此処で加熱シリンダ１２は立上り流路４のこの重要な上側区画に対して比較的に接近して配置され、該区画においては、ノズル接続領域５が一体的に形成される周囲の円筒状注入容器区画２３は、注入容器本体の全体と同様に、良好な熱伝導性の金属材料から成ることから、加熱シリンダ１２から立上り流路４に対する良好な熱伝達を確実にする。
【００２６】
故に、この重要領域における注入容器ヘッド２ｂの能動的な内部加熱の実施方式は、通常は、外側ヒータよりはるかに効率的に且つコンパクトな構造で達成されることが可能であり、外側ヒータは、この領域においてノズル７が取付けられた注入容器ヘッド２ｂのより複雑な外部形状によって既により困難にされたものである。好適な様式では、ピストンロッドとピストンロッド貫通ボア８の壁部との間に既に形成された環状間隙は、注入容器２の外部寸法がこの加熱ユニット１２により変更されないように、加熱シリンダ１２を収容するために使用される。
【００２７】
図２及び図３は夫々、図１において使用された電気加熱シリンダ１２を縦断面図及び側面図で示している。これらの図から、加熱シリンダ１２が、熱伝導材料から作成された円筒状支持スリーブ１３を備えた加熱カートリッジとして設計され、支持スリーブ１３の中に外側及び外側と面一の支持スリーブ１３の適切な凹所内に蛇行加熱導体構造１４が収容されることが見られる。示された例において加熱導体構造は図３から認識可能な経路による単一の蛇行加熱導体電流ループによる単一回路として設計され、その場合に２つの結び付けられた接続部１５を用いて適切な加熱電圧もしくは適切な加熱電流が印加され得る。代替実施例において加熱導体構造は多重回路であり、すなわち、その場合に該回路は、別個に制御され得る数個の個別の加熱回路を含む。故に必要であれば、局所的な変化を与えるように加熱容量を制御することが可能である。この目的の為に、代替実施例においては、局所的に異なる加熱導体区画の密度を備えるか、又は種々の領域において異なる導体断面積を有し得る加熱導体区画を備える加熱導体構造を実現することも可能である。
【００２８】
図１の応用例において、加熱シリンダ１２により生成された熱は、注入容器２の隣接する円筒状区画２３内へ半径方向外側に放出されるべきである。加熱シリンダ１２からのこの半径方向外側への熱伝達を支援するために及び一切の不必要なもしくは過剰な半径方向内側への熱放射を防止すべく、支持スリーブ１３はその内側に、断熱スリーブ１８の形態の断熱体を備える。断熱スリーブ１８は、断熱材料から成ると共に、該断熱スリーブ１８と支持スリーブ１３との間に断熱空気クッション１９が形成される様に付加的に外側凹所を有する。これにより、図１に従い加熱シリンダ１２がピストンロッド貫通ボア８内に挿入されたとき、ピストンロッド貫通ボア８の内側の、それ故にピストンロッド９に対する過剰な温度が確実に防止される。
【００２９】
必要な加熱容量を生成するために加熱シリンダ１２は、制御可能な電力出力と結び付けられた制御装置とを備えた不図示の従来方式の電力源から給電される。加熱シリンダ１２の加熱容量の調整及び制御のために、該シリンダの温度は温度センサ１６により記録され、温度センサ１６は、図２において見られるように、支持スリーブ１３とその内部断熱体１８との間の加熱シリンダ１２の中へ、結合された電力リード線１７と共に一体化されている。
【００３０】
図１の例において、加熱シリンダ１２は、それ自身の溶湯保持炉側の端面で、ピストンロッド貫通ボア８の適切な直径変化により形成されたリングカラー２０に接触し、ボア８は其処から、挿入された加熱シリンダ１２のレベルにおけるよりも僅かに小さな直径を以て下方に延在する。この様にしてラビリンスシール状の飛沫防護体が提供され、これは支持スリーブ１３及び断熱スリーブ１８と協働して、動作の間において鋳造シリンダ領域８ａ又は取入口領域１０から外側上方に何らかの溶湯飛沫が跳ねたとしても斯かる飛沫から加熱シリンダ１２の加熱導体構造を保護する。
【００３１】
図４は、接続領域５に取付けられるノズルなしでの注入容器ヘッド２ｂに対する概略的平面図において、加熱シリンダ１２により生成されて半径方向外側に向かう熱放射Ｗを示しており、熱放射Ｗは、典型的には耐熱鋼又は良好な熱伝導率を備えた他の耐熱材料から成る注入容器ヘッド２ｂの中へ適切な均一性で結合される。能動的な加熱作用の間において加熱シリンダ１２は熱膨張の故にピストンロッド貫通ボア８の内壁に当接して強固に押圧するが、これは注入容器ヘッド２ｂへの熱伝達に対して好都合である。結果として注入容器ヘッド２ｂは均一に加熱されることから、溶湯保持炉１の上方における重要区画における注入容器２の立上り流路領域に適合した効率的で能動的な加熱が提供される。図４において、ピストンロッド貫通ボア８と接続領域５又は口金６との間における立上り流路４の側方位置は点線により表される。注入容器ヘッド２ｂの均一な加熱に依り、其処における望ましくない急な温度勾配が防止される。
【００３２】
必要であれば注入容器ヘッド２ｂの加熱は、加熱シリンダ１２の異なる加熱容量を場所に応じて設定することにより最適化され得る。例えばそれを行うために加熱シリンダ１２は、立上り流路４の方に向いた側において、立上り流路４から遠い方を向く側よりも大きな加熱容量を得るために設計され得る。これは例えば、立上り流路４の方に向いた側にて、該立上り流路から遠い方を向く側におけるよりも相互接近して即ちより高密度で布置された加熱導体により達成され得るか、又は異なる導体断面積が選択される。例えば、溶湯保持炉１からの距離が増加するにつれてより大きな加熱容量を設定することによって加熱シリンダ１２の加熱容量を軸方向に変化させることも可能である。これは、加熱導体の布置において相応して異なる密度によって、及び／又は異なる導体断面積を選択することによっても達成され得る。
【００３３】
特に立上り流路領域２ｃの重要な上側部分の内部の能動加熱を更に最適化するために、図１の注入容器２のノズル接続領域５には第２内部電気加熱ユニット１２ａが配備される。この目的の為に、開口立上り流路口金６の回りにおいて該口金から一定の径方向距離だけ離れた接続領域５の端面には十分な深度の環状溝２２が形成され、該溝内には、同様に加熱シリンダとして設計された第２加熱ユニット１２ａが挿入され得る。換言すると、注入容器ヘッド２ｂのノズル接続領域５には別個のヒータ受容空間が環状溝２２によって画成され、該空間内に第２加熱シリンダ１２ａが挿入される。
【００３４】
第２加熱シリンダ１２ａはその形状において、ピストンロッド貫通ボア８内に挿入された第１加熱シリンダ１２のタイプに一致しており、すなわち、支持ケーシング上における自身の外側及び／又は内側に電気加熱導体構造を備えると共に、任意選択的に、該加熱導体構造から遠い方を向くケーシング側に断熱体を備える。代替的に、第２加熱シリンダ１２ａは従来タイプの異なる加熱カートリッジによっても実施され得る。第２加熱シリンダ１２ａは好適には、半径方向内側と、可能的かつ付加的には内側端面とにおける熱放射のために設計される。これは特に、立上り流路口金６の領域と、該口金６に挿入されて取付けられるノズル７の入口領域とにおけるノズル接続領域５の効率的な能動加熱を達成する。
【００３５】
更なる加熱選択肢として、図１の実施例において第３加熱ユニット１２ｂによるノズル７の付加的な外側加熱が提供され、また第３加熱ユニット１２ｂは、ノズルの円周部の回りに布置された加熱シリンダの形態の電気抵抗加熱ユニットとして設計される。この第３加熱シリンダ１２ｂの軸方向長さは、必要とされるノズル７の加熱長さに応じて自由に選択され得る。第３加熱シリンダ１２ｂは、またその構造において、第１加熱シリンダ１２に同じであるか、又は本明細書では詳細には説明されない別の従来タイプでもよい。いずれにしてもノズル７の電気ヒータは例えば誘導ヒータと比較して、該電気ヒータは強制冷却を必要とせず且つ更にコンパクトに構築され得ることから、外側加熱シリンダ１２ｂを備えるノズル７の直径全体は比較的に小さく維持されるという利点を有する。これに加え、注入容器２及びノズル７の専ら電気的な加熱においては、誘導ヒータでは生ずる漂遊磁界が回避される。第２加熱ユニット１２ａによる内部からの口金加熱の代わりに、例えば外部ノズルユニット１２ｂの様式で、ノズル接続領域５を囲繞する加熱ユニットによる外部からの口金加熱が提供され得る。
【００３６】
３個の電気加熱ユニット１２、１２ａ、１２ｂの助力により、溶湯保持炉１から、必要であれば当該ノズル７を含めたノズル７までの溶湯搬送ラインの十分で均一な能動加熱の実現を確実にすることができる。ピストンロッド貫通ボア８内に挿入された第１加熱シリンダ１２は既に、溶湯１１の槽液面１１ａから角度付き口金領域６までにも亙る立上り流路４の上側区画の均一な加熱の実現を確実とする一方、該口金領域は自身を囲繞する第２加熱シリンダ１２ａにより付加的に加熱される。ノズルラインは、自身を囲繞する第３加熱シリンダ１２ｂによって必要長に亙り加熱される。当然乍ら、必要であれば３個の電気加熱ユニット１２、１２ａ、１２ｂが加熱容量に関して相互に適切に調和することは可能であり、その目的のためにそれらは、電気加熱容量の調整もしくは制御のための不図示の従来タイプのユニットに対して通常の様式で取付けられ得る。代替実施例においては用途に応じて、ピストンロッド貫通ボア８内の第１加熱シリンダ１２のみが、又はノズル接続領域５内の第２加熱シリンダ１２ａのみが、付加的外部ノズルヒータ１２ｂと共に又はそれ無しで備えられてよいことも理解される。
【００３７】
図５は図１の実施例の変形例として、適切に改変された注入容器２５に対する更に有利な内部電気加熱の選択肢を示しており、この場合には明瞭化のために、同一のもしくは機能的に同等な要素に対しては、図１で使用されたのと同一の参照番号が使用されると共に、その限りにおいての記述が参照され得る。図５において注入容器２５は該容器の頂部２ｂの区画で示され、頂部２ｂの区画は此処で問題となる区画であって、挿入されたノズルのないノズル接続領域５を具備している。
【００３８】
図５の注入容器２５においては、加熱シリンダ２６の形態の電気加熱ユニットが備えられ、電気加熱ユニットは、角度付き口金領域６への移行の直前の鉛直区画において立上り流路４を小さな径方向距離にて囲繞している。それを行うために、例えば注入容器２５の立上り流路領域２ｃの適切な区画には、例えば略半円形状などの円弧形状の鉛直縦方向スロット開口２７が形成され、該開口は、２つの分割シェル２６ａ、２６ｂから成る加熱シリンダ２６の分割シェル２６ｂが挿入されるヒータ受容空間として作用する。示された例において他方の分割シェル２６ａは、外側から立上り流路領域２ｃに当接して配置される。特に、２つの分割シェル２６ａ、２６ｂは各々が半体シェルである。当然乍ら、加熱シリンダ２６の軸方向長さは必要に応じて選択可能である。それは立上り流路４に比較的接近して配置されることから、この加熱シリンダ２６を使って、適切な区画における立上り流路４の選択的加熱を行うことが可能である。必要であれば、図５による加熱シリンダ２６による加熱は、図１に示された３個の電気加熱ユニット１２、１２ａ、１２ｂの内の一個以上の加熱ユニットによる加熱と組み合わされてよい。
【００３９】
立上り流路に接近した更なる代替的な電気ヒータが図５で点線により示される。此処では、立上り流路４を形成する立上りボア４ａそれ自身の中の、例えばその適切な内部凹所２９内に電気加熱シリンダ２８が挿入される。代替的に、立上りボアそれ自身の中に挿入される加熱シリンダは、立上りボア４ａ内に挿入される圧入スリーブの一部であって適切な区画において立上り流路４を形成する圧入スリーブの一部であることも可能である。加熱シリンダの電気加熱導体構造は、立上りボアの内部から電気絶縁され、故に、其処を搬送されつつある溶湯から電気絶縁されることが理解される。
【００４０】
図６乃至図９は、ホットチャンバダイキャストマシンの適切な計量装置のための電気加熱可能な注入容器の更なる変形例３０を示しており、その場合に注入容器３０は此処では、加熱手段を含む注入容器頂部３０ａのみを以て示される。その他の点では、注入容器３０及び関係付けられた計量装置は、例えば図１の実施例に対応するタイプなどの通常タイプのものである。故にこの注入容器３０もまた、概ね中心の軸方向ピストンロッド貫通ボア３１と、図６乃至図９では認識し得ない偏心的立上り流路であって角度付き口金３３を備えたノズル接続領域３２内に開口する偏心的立上り流路とを有する。
【００４１】
特に立上り流路の近傍における注入容器ヘッド３０ａの能動加熱のために、この実施例においては４個の電気抵抗加熱ユニット３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄが配備されると共に、これらのユニットは、前記目的のために頂部から注入容器ヘッド３０ａ内への盲孔として特に形成されたヒータ用ボア内に挿入される。
【００４２】
特に図６において理解され得るように、４個の加熱ユニット３４ａ〜３４ｄは、注入容器３０の縦方向対称軸線３５に関して対称的に配置される。示されたように、２個の加熱ユニット３４ｃ、３４ｄはノズル接続領域３２の各側に夫々配置される一方、２個の加熱ユニット３４ａ、３４ｂはピストンロッド貫通ボア３１の方向に幾分外方に且つオフセットして夫々配置される。加熱カートリッジ３４ａに対する図７の断面図から理解されるように、後者の２個の加熱ユニット３４ａ、３４ｂは、対応する鉛直ヒータ用ボア３６内に加熱シリンダもしくは加熱カートリッジの形態で鉛直に挿入される。加熱カートリッジ３４ｃに対する図８の断面図から理解され得るように、他の２個の加熱ユニット３４ｃ、３４ｄは、傾斜して下方かつ内方に延在するヒータ用ボア３７内へ加熱シリンダもしくは加熱カートリッジとして挿入される。
【００４３】
図８及び図９は更に、ヒータ用ボア３７に挿入された加熱カートリッジ３４ｃの例を用いて、夫々の加熱カートリッジを関連するヒータ用ボア内に収容する有利な様態を更に詳細に示している。この実施方式によればヒータ用ボア３７は円筒状に設計されると共に、外部的に円筒状であり且つ内部的に円錐状である挿入スリーブ３８がヒータ用ボア３７の中に例えば締りばめにより嵌合される。外部的に円筒形状である加熱カートリッジ３４ｃは、外部的に円錐状であり且つ内部的に円筒状であるアダプタスリーブ３９により、挿入スリーブ３８により提供される内部円錐であって外側から内側にかけてテーパしている内部円錐内へ挿入される。それを行うためにアダプタスリーブ３９の外部円錐は、挿入スリーブ３８の内部円錐に整合するように選択される。
【００４４】
夫々の加熱カートリッジのための受容体のこの構造は、長期使用の後でさえも、保守又は交換の目的で、盲孔として設計されたヒータ用ボアからこの様にすることでのみ取出され得る加熱カートリッジの抜き取りを問題なく可能にする。通常のダイキャスト条件下及び適切な加熱温度における長期の熱応力の後でさえも、内側に保持された加熱カートリッジ３４ｃを備えたアダプタスリーブ３９は、内側から外側に向けて外方にテーパ付けされた該スリーブの外部円錐のおかげで、対応する内部円錐を備えた挿入スリーブ３８から、これらの部分が分離不能に動かなくなること無しに取出されることが可能である。必要であればこのことはまた、加熱カートリッジ３４ｃから注入容器ヘッド３０ａの材料内への良好な熱伝達を確実にするために必要とされる良好な熱伝導率に加え、良好な摺動特性を有する材料から作成されたアダプタスリーブ３９により更に増進され得る。アダプタスリーブ３９のこれらの要件に対して好都合な材料は、例えば青銅である。外部的に円筒状であり且つ内部的に円錐状である挿入スリーブ３８を使用することは製造に関して利点を有する、と言うのも、ヒータ用ボア３７自体は注入容器ヘッド３０ａ内で円筒形状で形成可能であり、大きな負担を以て円錐状に設計される必要が無いからである。
【００４５】
４個の加熱カートリッジ３４ａ〜３４ｄは、上述のようなカートリッジの配置により、特にピストンロッド貫通ボア３１とノズル接続領域３２との間の注入容器ヘッド３０ａの立上り流路領域における該注入容器ヘッドの必要な均一加熱を可能にする。この例においても、ヒータ用ボア３６、３７の深度、故に加熱カートリッジ３４ａ〜３４ｄの挿入深度は好適には、溶湯保持炉の内側の溶湯の通常もしくは最高の槽液面の直ぐ上で、又はいずれにしても保持炉カバーの領域においてもしくは該カバーの直ぐ上で、注入容器ヘッド３０ａの立上り流路領域が加熱され得るように選択される。加熱カートリッジ３４ａ〜３４ｄは口金３３の高さより上方に延在するので、注入容器頂部３０ａにおける立上り流路領域は、立上り流路開口からノズル内まで均一に加熱される。加熱カートリッジ３４ａ〜３４ｄは直角に延在する接続部４０ａ〜４０ｄを介して適切な電圧／電流源に対して接続される一方、該電圧／電流源は加熱容量を調整もしくは制御する調整／制御ユニットに対して接続される。
【００４６】
上で示されると共に説明された実施例から明らかなように、本発明は、注入容器の内部に、特に、ピストンロッド貫通ボアの内側、又は立上りボア自体の内側、又は例えばヒータ用ボアとして設計されて特に配備されたヒータ受容空間の内側に一個以上の加熱ユニットを配置することにより、溶解炉の溶湯保持炉の内側における鋳造溶湯の槽液面の上方における重要な立上り流路領域から、取り付けられたノズル内への開口まで注入容器が非常に均一に能動加熱されるホットチャンバダイキャストマシン用の計量装置を提供する。加熱シリンダ又は加熱カートリッジの形態のような電気抵抗加熱ユニットが使用される場合に、ヒータは、特にコンパクトで小寸の構造で実施され、前記構造は注入容器及びノズルの全体的に好適でコンパクトな構造である。前記ヒータは、特に金型に対するノズルの接触表面にて、並びに前記注入容器から溶解炉／保持炉カバーまで及び該カバー上の注入容器ホルダまでの放射及び熱伝達により引き起こされるシステム関連の熱損失を補償する。
【００４７】
電気加熱ユニットを使用すると、該ユニットの加熱容量及び加熱効果の制御が比較的に容易であると共に、一般的には高価で嵩張る強制冷却なしで管理が行われるという更なる利点がある。但し用途によっては、電気加熱ユニットの代わりに他の従来方式の無炎加熱ユニットを使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】溶湯保持炉内に挿入されると共にノズル及び内部電気加熱シリンダが取付けられた注入容器を備えるホットチャンバダイキャストマシン用の計量装置の縦断面図である。
【図２】図１における注入容器のピストンロッドの貫通ボア内に挿入された加熱シリンダの縦断面図である。
【図３】図２の加熱シリンダの側面図である。
【図４】図１の注入容器の頂部の平面図である。
【図５】立上り流路区画を囲繞する電気加熱シリンダを備えた図１の注入容器の変更例の詳細断面図である。
【図６】分離したヒータ用ボア内に挿入された数本の電気加熱シリンダを備えた図１の注入容器の更なる変更例の頂部の平面図である。
【図７】図６におけるVII-VII線に沿う縦断面図である。
【図８】図６におけるVIII-VIII線に沿う縦断面図である。
【図９】図８の領域IXの詳細図である。
【符号の説明】
【００４９】
１    溶湯保持炉
２    注入容器
４    立上り流路
４ａ    立上りボア
８    ピストンロッド貫通ボア
９    ピストンユロッド
１１    溶湯
１２    加熱ユニット
１２ａ    加熱ユニット
２２    ヒータ受容空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
0004791390.tif 000005
【図５】
0004791390.tif 000006
【図６】
0004791390.tif 000007
【図７】
0004791390.tif 000008
【図８】
0004791390.tif 000009
【図９】
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