(57)【要約】  軽合金又は類似のものの物品を製造する装置は、一緒に結合されることが可能な下側及び上側の２つのハーフモールド（１２、１４）を含むモールド（１０）を含む。下側ハーフモールド（１２）は、液体金属の供給ダクト（１６）に隣接するモールドキャビティ（２０）を規定し、前記供給ダクト（１６）は、モールドキャビティ（２０）内への液体金属の導入通路（１８）まで下側ハーフモールド（１２）を貫通している。上側ハーフモールド（１４）は少なくとも１つの移動可能なパンチ（２４）と関連付けられており、前記パンチ（２４）は、モールドされる物品の形状をモールドキャビティ（２０）と一緒に規定するモールド表面（２１）を備える。各パンチ（２４）は、モールドキャビティ（２０）に向けた液体金属の流れを停止させるためのシャッターの機能を果たす。前記装置は温度制御手段及び温度センサを含み、前記温度制御手段及び前記温度センサは、両方のハーフモールド（１２、１４）の温度が所定の値範囲内に含まれていない場合に前記移動可能なパンチ（２４）の移動を防止する制御ユニット（３２）と接続されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム、アルミニウム合金、又は類似のものなどの軽合金の物品を製造する装置であって、一緒に結合することが可能な下側ハーフモールド（１２）と少なくとも１つの上側ハーフモールド（１４）とを含むモールド（１０）を備え、前記下側ハーフモールド（１２）は、液体金属の供給ダクト（１６）に隣接する少なくとも１つのモールドキャビティ（２０、２０ａ）を規定し、前記供給ダクト（１６）は、前記モールドキャビティ（２０、２０ａ）内への前記液体金属の導入通路（１８）まで前記下側ハーフモールド（１２）を貫通しており、前記供給ダクト（１６）は、前記下側ハーフモールド（１２）の下方に配置された溶融炉と接続されており、前記上側ハーフモールド（１４）は少なくとも１つのパンチ（２４）と関連付けられており、前記パンチ（２４）は、前記下側ハーフモールド（１２）の方向において移動可能であり、モールドされる物品の形状を前記下側ハーフモールド（１２）の前記モールドキャビティ（２０、２０ａ）と一緒に規定するように適合されたモールド表面（２１）を有し、前記少なくとも１つのパンチ（２４）は、前記導入通路（１８）を閉じて、前記モールドキャビティ（２０、２０ａ）に向けた液体金属の流れを停止させるための、シャッターの機能を果たすように適合されており、それにより前記下側ハーフモールド（１２）の前記モールドキャビティ（２０、２０ａ）内に受け入れられる液体金属の量は、モールドされる物品の体積に対応して適量配分される、装置であって、前記モールド（１０）は、前記下側ハーフモールド（１２）及び上側ハーフモールド（１４）の温度制御手段（２８、３０）を備え、前記制御手段は、各ハーフモールド（１２、１４）と関連付けられた加熱手段（２８）及び温度センサ手段（３０）を含み、前記加熱手段（２８）及び前記温度センサ手段（３０）は、両方のハーフモールド（１２、１４）の温度が所定の値範囲内にない場合に前記少なくとも１つの移動可能なパンチ（２４）の移動を防止するように適合された外部制御ユニット（３２）と接続されていることを特徴とする、装置。
【請求項２】
前記外部制御ユニット（３２）は、両方のハーフモールド（１２、１４）の温度が前記液体金属の溶融温度未満である場合かつ両方のハーフモールド（１２、１４）の温度差が閾値より小さい場合にのみ、各移動可能なパンチ（２４）の移動の承認を生成するように適合されていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記モールドキャビティ（２０）は複数の分離したインプレッション（２０ａ）を含み、前記上側ハーフモールド（１４）は、前記モールドキャビティ（２０）のインプレッション（２０ａ）の数に一致する数の移動可能なパンチ（２４）と関連付けられており、前記下側ハーフモールド（１２）は複数の加熱要素（２８）を備え、前記複数の加熱要素（２８）のそれぞれは、前記インプレッション（２０ａ）のペアに近接して配置されているか又は前記インプレッションのペアの間に配置されていることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の装置。
【請求項４】
各上側ハーフモールド（１４）は複数の加熱要素（２８）を備え、前記複数の加熱要素（２８）のそれぞれは、パンチ（２４）のペアに近接して、２つの隣接するパンチ（２４）の間に配置された位置において配置されていることを特徴とする、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記ハーフモールド（１２、１４）の前記加熱手段は、電気抵抗タイプの加熱要素（２８）及び／又は加熱流体を使用した加熱システムを含むことを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
各ハーフモールド（１２、１４）は、それぞれの温度センサ（３０）と関連付けられていることを特徴とする、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記上側ハーフモールド（１４）は、前記少なくとも１つのパンチ（２４）の移動の潤滑手段（３４）を備えることを特徴とする、請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記潤滑手段（３４）は、各パンチ（２４）について、関連するパンチ（２４）の側部表面に面する位置において前記上側ハーフモールド（１４）内に形成された環状座（３８）を備え、前記環状座（３８）は潤滑流体の供給チャネル（３６）と接続されており、前記環状座（３８）内に環状ガスケット（４０）が配置されていることを特徴とする、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記環状ガスケット（４０）は、高温耐性のある繊維、特に、鉱物由来の人工耐熱性繊維からなることを特徴とする、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記環状座（３８）は、前記ガスケット（４０）の下側受け入れ部分と、潤滑流体の前記供給チャネル（３６）に面する上側スロート（４２）とを有することを特徴とする、請求項８又は請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記環状座（３８）の前記下側部分と前記上側スロート（４２）との間に、前記環状座（３８）の前記下側部分内に前記ガスケット（４０）を保持するための、前記ガスケット（４０）のリテイニング手段（４４）が存在することを特徴とする、請求項１０に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、アルミニウム、アルミニウム合金、又は類似のものなどの軽合金の物品を製造する装置に関する。より具体的には、本発明は、添付の請求項１のプレアンブルにおいて規定されたタイプの装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、「スクイズ鋳造（ｓｑｕｅｅｚｅ  ｃａｓｔｉｎｇ）」としても知られる「溶湯鍛造（ｌｉｑｕｉｄ  ｍｅｔａｌ  ｆｏｒｇｉｎｇ）」プロセスを実施する装置が記載されている。この既知の装置は、一緒に結合されることが可能な下側ハーフモールドと少なくとも１つの上側ハーフモールドとを本質的に含み、下側ハーフモールドは、前記モールドの下方に配置された金属の溶融炉と接続された液体金属（ｌｉｑｕｉｄ  ｍｅｔａｌ）導入ダクトによって横切られる。下側ハーフモールドにおいて、液体金属導入ダクトの縁部に隣接して少なくとも１つの下側インプレッションが規定され、前記下側インプレッションは、前記ダクトを介して供給される、かつそのようなダクトの縁部からオーバーフローすることによって適量配分される量の液体金属を受け入れることが意図される凹形部分を有する。上側ハーフモールドは、両方のハーフモールドが閉構成にある場合にそれらを基準にして移動可能な少なくとも１つの移動可能なパンチと関連付けられており、前記パンチは、モールドされる物品の形状を画定するために前記少なくとも１つの下側インプレッションと結合されることが可能な表面を規定する。各移動可能なパンチはまた、関連する下側インプレッションの凹形部分を液体金属が充填した後で前記液体金属の通路を閉じるための、シャッターの機能を果たす。
【０００３】
この既知の装置は、モールド工程の最後にモールドから物品を取り出した後でそれらの物品をさらに処理することを回避するために、スプルーレスの非常に緻密（ｃｏｍｐａｃｔ）な構造を有する物品を得るという目的を有する。
【０００４】
それにもかかわらず、本願出願人によって実施された試験では、この既知の装置は、得られる物品の品質がわずか数回の生産サイクルの後で急速に低下するため、使用効率があまり高くないことが実証された。実際に、この既知の装置を用いて得られる物品の構造は概してあまり緻密ではなく、かつそれらの物品は明らかなバリを有し、その除去のためには高価な仕上げ操作を実施する必要がある。基本的に、早くもわずか数回の機械加工サイクルの後でこの既知の装置は停止される必要があり、次に準備工程の後で再び始動可能になり、これは工業生産の間の装置の通常の動作においては許容できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】欧州特許第１４７２０２７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
これらの欠点を克服するための、本発明の目的は、添付の特許請求の範囲で述べた特徴を有する装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、モールドは、上側及び下側ハーフモールドの温度制御手段を含み、前記制御手段は、各ハーフモールドと関連付けられた加熱手段及び温度センサ手段を含み、前記加熱手段及び前記温度センサ手段は、両方のハーフモールドの温度が所定の値範囲内に含まれていない場合に前記少なくとも１つの移動可能なパンチの移動を防止するように適合された外部制御ユニットと接続されている。
【０００８】
このようにして、前記装置によって実施されるモールド工程の間、モールドの最適な温度状態が維持され、これにより、多くのモールドサイクルが実施された後でも、モールドされる物品の高くかつ一定した品質を得ることが可能になる。特に、これらの特徴により、前記装置の部分における異なる熱膨張の現象（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｅｄ  ｔｈｅｒｍａｌ  ｄｉｌａｔｉｏｎ  ｐｈｅｎｏｍｅｎａ）をなくすことが可能であり、これは、製造される物品の均質かつ緻密な構造を得るために、及びパンチによって実施される液体金属導入ダクトのシャッター機能を経時的に高信頼に保つためにも不可欠であり、またこれによりパンチの早期摩耗を回避することも可能になる。
【０００９】
本発明の好ましい特徴によれば、前記外部制御ユニットは、両方のハーフモールドの温度が液体金属の溶融温度より低い場合、及び両方のハーフモールドの温度差が閾値より小さい場合にのみ、各移動可能なパンチの移動の承認を生成するように適合される。これにより、２つのハーフモールドの温度状態が、モールド工程全体を通じて最適に留まるように効果的に制御されることが可能になる。
【００１０】
本発明の別の好ましい特徴によれば、上側ハーフモールドは、前記少なくとも１つのパンチの移動の潤滑手段を含む。この特徴により、装置のパンチ（１又は複数）のハーフモールドを基準にした摺動工程の間の規則的な移動が助長され、これは装置によって生産される物品の品質を最適に保つことに、及びパンチの摩耗現象をさらに抑制し、それらのパンチのシャッター機能を高信頼に保つことに寄与する。
【００１１】
本発明のさらなる特徴及び利点は、非限定の目的で提供される以下の詳細な説明から、及び添付の図面を参照して明確になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】上側ハーフモールドのレベルにおける水平面に沿って切断された、装置のモールドの概略上部立面図である。
【図２】モールドの外部の装置要素も示す、規模を縮小した図１に類似の図である。
【図３】物品のモールドに先立つ工程に対応する構成における、図１の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿って切断された、装置のモールドの側部立面図である。
【図４】図３と同じ構成における、図１の線ＩＶ−ＩＶに沿って切断された、装置のモールドの詳細を示す別の側部立面図である。
【図５】物品のモールド工程に対応する構成における、図３に類似の図である。
【図６】矢印ＶＩによって示される図５の詳細の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図を参照すると、本発明による軽合金又は類似のものの物品を製造する装置は、参照番号１０を用いて全体として示されるモールドを含む。単なる一例として、図に示す装置は、安全靴のための複数のトゥーキャップを１回のモールド動作で製造することが意図されている。
【００１４】
モールド１０は下側ハーフモールド１２と上側ハーフモールド１４とを含み、これらは両方とも金属製であり、モールド１０の閉構成において一緒に結合されることが可能である。
【００１５】
特に、下側ハーフモールド１２は、プレス機（それ自体既知のタイプのものであるため図面には示されていない）によって規定される支持面上に取り外し可能に固定されることが意図され、前記プレス機は、モールド１０の閉工程及び開工程の間に上側ハーフモールド１４が垂直に移動されると同時にそれらのハーフモールドに圧力が印加されることを可能にするものである。
【００１６】
ハーフモールド１２は、実質的に中央の位置において液体金属の垂直供給ダクト１６が横切り、図に示す実施形態を参照すると、そのようなダクト１６を基準にして等角度間隔で分離された４つの隣接する中空のインプレッション２０ａを含むモールドキャビティ２０を有する。
【００１７】
特に、供給チャネル１６は、ハーフモールド１２の下方に配置された溶融炉（図示せず）であって好ましくは加圧タイプの溶融炉、すなわち前記炉の内圧の上昇に続いてダクト１６に沿って液体金属が上昇することを引き起こすことが可能な溶融炉と、ハーフモールド１２内に形成された導入通路１８との間で延在する。チャネル１６は通路１８において終端し、液体金属のオーバーフロー縁部２２によって画定される上端を有し、前記上端は、物品のモールド工程の直前の、モールドキャビティ２０のインプレッション２０ａの充填時に液体金属によって通り越されることが意図されるものである。
【００１８】
モールドキャビティ２０の各インプレッション２０ａについて、上側ハーフモールド１４はそれぞれのパンチ２４を含み、前記それぞれのパンチ２４はやはり金属製であり、下側ハーフモールド１２から及び下側ハーフモールド１２に向けて移動可能なように、各インプレッション２０ａを基準にして摺動可能に取り付けられている。各パンチ２４は、モールドされる物品の内側表面を規定するように適合された下側モールド表面２１を有し、それにより、モールドされる物品の形状は、ハーフモールド１２のモールドキャビティ２０の関連するインプレッション２０ａによって、及びその反対側のパンチ２４の下側表面２１によって、対向する側上で画定される。
【００１９】
導入通路１８に向かって面する各パンチ２４の側部表面は、供給チャネル１６の上側縁部２２と、それに並置される上側ハーフモールド１４の部分との間に規定された液体金属の通路ポートを閉じるための、シャッターの機能を実施するように適合されている。このようにして、ハーフモールド１２に向けたパンチ２４の移動により、導入通路１８が閉じてそれによりモールドキャビティ２０の関連するインプレッション２０ａに向けた液体金属の流れが停止することが引き起こされる。個々のパンチ２４のシャッター機能により、下側ハーフモールド１２のキャビティ２０の各インプレッション２０ａ内に、モールドされる各物品のために必要な金属の体積に一致するように自動的に適量配分された量の液体金属が供給される。
【００２０】
モールド１０は好ましくは、上側ハーフモールド１４と関連付けられたレベルセンサ２６を含み、レベルセンサ２６は、２つのハーフモールド１２及び１４の間の相対移動の方向において軸方向で延在するものであり、液体金属との接触を検出し、その結果として、溶融炉から導入通路１８に向けてのそのような金属の供給を停止させるように適合されている。
【００２１】
本発明によれば、モールド１０は上側ハーフモールド１４及び下側ハーフモールド１２の温度を制御する手段を含み、前記手段は、両方のハーフモールド１２及び１４と関連付けられた加熱部材と、ハーフモールド１２及び１４の温度センサとを含む。
【００２２】
有利には、加熱部材は、電気抵抗タイプの加熱要素２８を含むか又はこれからなるが、この代替として又はこれと組み合わせて、加熱流体タイプの加熱システムを予見することも可能である。加熱要素２８及び温度センサ３０は、モールド１０の外部に配置された電子制御ユニットＥ．Ｃ．Ｕ．３２であってセンサ３０によって検出された温度に応じてパンチ２４の移動を制御することが意図される電子制御ユニットＥ．Ｃ．Ｕ．３２に、それぞれのダクト２８ａ及び３０ａを通して接続されている。
【００２３】
特に、インプレッション２０ａを液体金属で充填する工程の後で、両方のハーフモールド１２及び１４の温度が、例えば２５０℃〜４００℃の範囲内に選択された所定の温度範囲内になく、したがって液体金属の溶融温度未満でない場合、及び２つのハーフモールド１２及び１４の温度差が、例えば数１０℃程度の所定の閾値未満でない場合、Ｅ．Ｃ．Ｕ．３２は、ハーフモールド１２に向けたパンチ２４の摺動を防止する。前述の状態のうちの少なくとも１つが発生した場合、Ｅ．Ｃ．Ｕ．３２はパンチ２４の移動の承認を提供せず、したがって、パンチ２４はハーフモールド１２を基準にしたそれらの上昇位置に留まり、導入通路１８とモールドキャビティ２０のインプレッション２０ａとの間の、液体金属の通路ポートが閉じることが防止されるため、通常は作業者によって制御されるモールド１０の始動は発生できない。作業者の介入によって制御されるモールド１０の始動の代替として、そのような始動は、Ｅ．Ｃ．Ｕ．３２によって完全に管理された制御によって自動的に行われてもよい。
【００２４】
いずれの場合も、モールド１０の動作停止状態は、２つのハーフモールド１２及び１４の温度が所定の値に到達しない限り存続する。
【００２５】
有利には、各下側ハーフモールド１２は、モールドキャビティ２０のインプレッション２０ａの数に等しい数の加熱要素２８を含み、各加熱要素２８は、隣接するインプレッション２０ａのペアの間にそれらに近接して配置される。同様にして、各上側ハーフモールド１４は、パンチ２４の数に等しい数の加熱要素２８を備え、各要素２８は、隣接するパンチ２４のペアの間にそれらに近接して配置される。
【００２６】
その上、各ハーフモールド１２、１４は単一の温度センサ３０を含む。
【００２７】
好ましくは、前記装置は、ハーフモールド１２及び１４を基準にしたパンチ２４の均一かつ一定した経時的移動を助長するために、上側ハーフモールド１４に関連付けられた全体として３４で示された潤滑手段を備える。特に、これらの潤滑手段３４は、各パンチ２４について、関連するパンチ２４の側部表面に面する位置において上側ハーフモールド１４内に形成された、パンチ２４の移動方向に垂直な面上で延在する環状座３８を含み、前記環状座３８内には環状ガスケット４０が配置されている。各環状座３８は、関連するダクト及びコネクタ３６ａを介して潤滑液体タンク（図示せず）と接続された、潤滑流体、通常はオイルの供給チャネルと接続されている。
【００２８】
各ガスケット４０は多孔質構造を有し、好ましくは高温耐性のある繊維、特に、鉱物由来の人工耐熱性繊維からなる。例えば各ガスケット４０は、市販の、任意のそれ自体既知のタイプのそのような耐熱性繊維の比較的薄い基板を、関連する環状座３８に対応するように形成することによって得られてもよい。
【００２９】
各環状座３８は好ましくは、ガスケット４０がその中に受け入れられる下側部分と、供給チャネル３６に直接面する上側スロート４２とを有し、有利には、座３８の下側部分内にガスケット４０を保持するために、座３８の下側部分とその上側スロート４２との間に、例えば歯のように形作られたリッジ４４を形成する。
【００３０】
装置の動作において、モールド１０がその上に取り付けられたプレス機の始動に続いて、ハーフモールド１２及び１４は互いに向けて運ばれる。ハーフモールド１２の下方に配置された溶融炉の加圧が、液体金属をダクト１６に沿って導入通路１８に到達するまで上昇させるように制御される。この通路１８から、液体金属は、縁部２２を通り越してキャビティ２０の個々のインプレッション２０ａ内に、それらが完全に充填されるまでオーバーフローする。レベルセンサ２６は、液体金属の存在を検出すると炉の加圧を停止させ、それにより液体金属のレベルはダクト１６内に下降して戻る。
【００３１】
この工程において、ハーフモールド１２及び１４の加熱部材は通常は作動状態であり、これによりそのようなハーフモールドは、モールド工程のために、センサ３０を介して検出される所定の温度を呈することが可能になる。この温度は、例えば２５０℃〜４００℃の範囲内に選択された所定の範囲内にあり、したがって、通常約７２０℃である液体金属の溶融温度未満である。その上、２つのハーフモールド１２及び１４の温度差は、通常は数１０℃程度の、例えば約２０℃〜５０℃にある閾値を超えてはならない。
【００３２】
モールド１０はかくして、モールド工程を実施するために、通常は作業者によって作動される。
【００３３】
ハーフモールド１２及び１４の温度の上記の値が、予見された範囲内に入らない場合、Ｅ．Ｃ．Ｕ．３２はパンチ２４の下向きの移動を許可しない。ハーフモールド１２及び１４の温度値が設定された限界内に入る場合のみ、Ｅ．Ｃ．Ｕ．３２はパンチ２４の下向きの移動の承認信号を提供する。
【００３４】
ハーフモールド１２に向けたパンチの移動に続いて、前記パンチは、インプレッション２０ａに向かう通路ポートを閉じて導入通路１８内の液体金属を遮断し、かくしてそれらのシャッター機能を発揮する。このようにして、キャビティ２０の個々のインプレッション２０ａ内の、そのようなインプレッション２０ａの容積に応じた液体金属の正確かつ自動的な適量配分を、液体金属のオーバーフローに続いて得ることが可能である。
【００３５】
ハーフモールドの制御された温度により、及び潤滑手段３４の存在により、ハーフモールド１２及び１４を基準にしたパンチ２４の移動は完全に規則的かつ均一に行われる。
【００３６】
パンチ２４の下向きの移動により、液体金属に対する圧力作用が発揮されて、そのような金属が、縁部２２を基準にしてより高いレベルに配置されたモールド１０のキャビティの部分内に上昇することが引き起こされ、それによりモールド１０のモールドキャビティ全体の充填が得られ、モールドされる個々の物品の形状が、キャビティ２０のインプレッション２０ａとパンチ２４の関連するモールド表面２１との間で規定されることが可能になる。圧力を印加することによってモールドされる物品の良好な構造均一性と前記物品の最適な機械的強度とを得るための液体金属のコンパクティング効果を引き起し得るように、この圧力作用の程度が測定される。
【００３７】
物品のモールド工程の最後に、物品の冷却工程が所定の期間にわたって行われ、前記期間の最後にパンチ２４が上昇してハーフモールド１２から離れるように移動し、ハーフモールド１２及び１４を開くことが可能になり、モールドされた物品をモールド１０から取り外すことが可能になる。
【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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【国際調査報告】
2018514389.tif 000009
2018514389.tif 000010