Вентиляционное устройство для форм литья под давлением - RU2082546C1

Чертежи

Показать все 8 чертежа(ей)

Описание

Изобретение относится к клапанным устройствам для удаления воздуха из форм для литья под давлением с вытяжным каналом, расположенным в вытяжном канале воздушным клапаном и приводным устройством для закрывания воздушного клапана, причем приводное устройство имеет датчик силы, на который может подаваться литейный материал, поступающий из полости формы в вытяжной канал, и который находится в механической кинематической связи с подвижной запорной частью воздушного клапана.

Клапанные устройства такого рода обычно монтируются на одной из двух стыкующихся частей формы для литья под давлением, а именно на внешнем крае соответствующей поверхности стыка, и имеют находящуюся в одной плоскости с поверхностью стыка переднюю поверхность, которая при закрытой литейной форме плотно прилегает к поверхности стыка другой части формы. Вытяжной канал клапанного устройства открыт со стороны его передней поверхности и образует продолжение предусмотренного в соответствующей части формы вытяжного канала, ведущего из полости формы и также открытого со стороны поверхности стыка. Ведущий наружу конец вытяжного канала клапанного устройства может либо оставаться открытым, либо соединен с вакуумным насосом, который отсасывает воздух, содержащийся в полости формы и вытесняемый втекающим в форму литейным материалом.

Воздушный клапан, который закрывается после удаления воздуха, должен предотвращать попадание жидкого литейного материала наружу или в вакуумный насос. Закрытие воздушного клапана вызывается проникающим в вытяжной канал клапанного устройства литейным материалом. Для этой цели, с учетом практического опыта возникающий в клапанном устройстве скоростной напор поступающего литейного материала механически преобразуется в силу, вызывающую закрытие воздушного клапана. Учитывая то, что литейный материал подается в форму для литья под высоким давлением и после заполнения полости формы с соответственно большой скоростью поступает в вытяжной канал и к воздушному клапану, это преобразование силы должно осуществляться с минимальной потерей времени, чтобы процесс закрытия закончился до того, как литейный материал поступит к воздушному клапану. Прежде всего должно быть предотвращено попадание литейного материала в пропускное отверстие воздушного клапана, поскольку в этом случае он не будет работать.

Предыдущий опыт эксплуатации подобных устройств показал, что путем подходящего совершенствования средств преобразования силы удается достигнуть крайне малой потери времени (менее чем 1 мс), так что требуемая скорость закрытия клапана и безупречное его функционирование гарантированы.

Из патента Швейцарии N 633 208 известно, например, клапанное устройство вышеописанного типа, которое работает упомянутым образом и удовлетворяет указанным требованиям. Это клапанное устройство содержит поршневой клапан, продольная ось которого проходит перпендикулярно к передней стороне клапанного устройства и имеет сообщенный с вытяжным каналом цилиндр и движущийся в нем поршень. Поршень клапана снабжен головкой, которая при открытом воздушном клапане выступает над передней стороной клапанного устройства в вытяжном канале и при закрывании воздушного клапана утапливается в цилиндре клапана.

Приводное устройство в качестве датчика силы имеет механизм с рабочим цилиндром, который сообщен с участком вытяжного канала, находящимся по направлению потока перед поршневым клапаном, и с рабочим поршнем, нагружаемым втекающим литейным материалом. Оси рабочего цилиндра приводного устройства и цилиндра поршневого клапана параллельны друг другу, а рабочий поршень соединен с поршнем клапана таким образом, что нагружаемый и приводимый в движение литейным материалом рабочий поршень вызывает движение поршня клапана в направлении закрытия.

В клапанном устройстве (патент Швейцарии N 633 208) рабочий поршень приводного устройства соединен с поршнем воздушного клапана посредством геометрического замыкания, либо поводка, причем этот поводок движется по пути, параллельному осям этих поршней. В одном из вариантов предусмотрено, чтобы рабочий поршень взаимодействовал с поводком лишь посредством силового замыкания. Однако в каждом случае путь, проходимый рабочим поршнем при срабатывании, равен по величине ходу поршня клапана при его закрытии, который может составлять, например, от 5 до 10 мм. Это обстоятельство по разным причинам является недостатком.

Под напором продвигающегося вперед литейного материала приведенная в движение масса (рабочий поршень, поводок, поршень клапана) приобретает в конце пройденного рабочего хода относительно большую кинетическую энергию, которая должна снова снизиться при торможении этой движущейся массы. Жесткий удар движущейся массы может при определенных обстоятельствах привести к повреждениям клапанного устройства. Поэтому требуются подходящие средства для демпфирования удара, которые довольно дорогостоящи, особенно тогда, когда путь торможения или время торможения малы. В связи с этим следует обратить внимание на то, чтобы плунжер воздушного клапана имел определенную глубину погружения. Если эта глубина хотя бы временно продлевается в процессе торможения, то литейный материал, проникающий в полость цилиндра, может поставить под угрозу безопасность функционирования воздушного клапана.

С другой стороны, при приведении в движение рабочего поршня часть цилиндрической поверхности рабочего цилиндра открывается для доступа литейного материала. Длина этой части цилиндрической поверхности вдоль оси равна ходу рабочего поршня. Вследствие этого литейный материал, проникающий на внутреннюю поверхность цилиндра, образует после своего затвердевания прилив, который может заклиниваться на поверхности цилиндра и из-за его протяженности может быть удален из цилиндра лишь с большим усилием. Возникающие при этом трудности при открытии литейной формы и удалении этого прилива могут привести к повреждению поверхности цилиндра, что необходимо принимать во внимание по меньшей мере в связи с преждевременным износом, которому еще способствует возможная агрессивность литейного материала.

В основу изобретения положена задача улучшить клапанное устройство вышеупомянутого типа с помощью мер, которые вместе с устранением названных недостатков уменьшат кинетическую энергию, воспринимаемую от датчика силы, до величины, достаточной для закрывания воздушного клапана, с тем, чтобы вследствие этого сделать режим работы приводного устройства более благоприятным.

Согласно изобретению эта задача решена с помощью признаков, указанных в п.1 формулы изобретения.

В решении согласно изобретению кинетическая энергия датчика силы может удерживаться в приемлемых границах благодаря сокращенному рабочему ходу последнего и восприниматься при жестком соударении без риска повреждения устройства при отсутствии специальных средств для демпфирования удара. Запорная часть воздушного клапана, приведенная в движение импульсом силы, движется далее свободно в направлении закрытия. Вследствие этого свободного хода, т. е. осуществленной импульсом силы выборки зазора в силовом замыкании между короткоходовым ударным механизмом и приводимой им в движение массой, достигается, кроме того, то, что большая часть рабочего хода этой массы может быть использована как тормозной путь для преобразования ее кинетической энергии. Необходимые для этого средства торможения могут быть соответственно проще и дешевле, чем демпфер для всей общей массы, которую необходимо затормозить лишь в конце рабочего хода, определяемого ходом закрытия воздушного клапана. Время закрытия воздушного клапана не увеличивается вследствие свободного хода запорной части и составляет порядка 1 мс.

Для случая, когда нагружаемый литейным материалом ударный механизм в соответствии с предпочтительной конструктивной формой осуществления изобретения выполнен в виде свободного поршня, который может перемещаться в рабочем цилиндре, выходящем в вытяжной канал, часть цилиндрической поверхности рабочего цилиндра, доступная для литейного материала, может быть к тому же выполнена настолько короткой, что эффективно устраняются образование прилива затвердевшего литейного материала.

В противоположность этому, благодаря ограничению рабочего хода, оказывается возможным выполнить датчик силы в виде мембраны, которая закрывает отверстие вытяжного канала. При этом полностью исчезают недостатки, связанные с поршнем, нагружаемым литейным материалом. Правда, известно решение (патент Австрии N 325 226), предусматривающее для закрывания воздушного клапана нагружаемую литейным материалом мембрану, которая, например, служит для открытия управляющего клапана, для замыкания электрических контактов или для приведения в действие системы рычагов. Однако во всех этих конструктивных выполнениях рабочий ход мембраны соответствует рабочему ходу органа, на который она действует. Во всяком случае нет и речи о свободном ходе подвижной запорной части воздушного клапана.

Как упоминалось, по производственным причинам требуется располагать датчик силы приводного устройства и воздушный клапан в разных местах вытяжного канала клапанного устройства. Поэтому, как правило, невозможно непосредственное механическое воздействие датчика силы на подвижную запорную часть воздушного клапана. В связи с этим, в общем случае для передачи ударного импульса от датчика силы к подвижной запорной части воздушного клапана целесообразно снабдить приводное устройство силовым передаточным элементом, который перекрывает выбранное из конструктивных соображений расстояние между этими устройствами.

Например, в случае свободного поршня в качестве датчика силы силовой передаточный элемент мог бы состоять из насадки на поршень с радиальным удлинением, которая работает совместно с подвижной запорной частью воздушного клапана. Хотя такое решение очень просто, оно имеет недостаток: аксиально перемещаемый свободный поршень при передаче силы односторонне нагружается приводимой в движение массой части клапана. Вследствие возникающих при этом на свободном поршне поперечных сил могут возникнуть слишком большие потери на трение, которые вызывают увеличенный износ направляющих поршня и могут при определенных обстоятельствах привести к преждевременному отказу приводного устройства.

Более выгодным является решение, при котором силовой передаточный элемент соединен с датчиком силы посредством силового замыкания, а с подвижной запорной частью воздушного клапана посредством геометрического замыкания.

Следуя конструктивной концепции известных клапанных устройств для удаления воздуха из форм для литья под давлением, воздушный клапан предпочтительно выполнять в виде поршневого клапана с плунжером, а ударный механизм расположить как известный датчик силы, ось которого параллельна оси поршневого клапана. В этом случае силовой передаточный элемент может иметь подвижный в осевом направлении и расположенный соосно с ударным механизмом ведущий диск, который соединен своей периферией посредством геометрического замыкания с плунжером воздушного клапана и в положении покоя приводного устройства прижат пружиной к ударной поверхности ударного механизма. Чтобы при закрытом воздушном клапане удержать его запорную часть в закрытом положении, было бы достаточным наличие давления на нее вытесняемого из формы воздуха, точнее давления втекающего литейного материала. Однако следует принимать во внимание, что при определенных обстоятельствах запорная часть при достижении конечного положения отскакивает назад, так что воздушный клапан еще снова открывается незадолго перед поступлением литейного материала. Чтобы исключить эту возможность, может быть предусмотрено решение, при котором приводное устройство имеет запирающий механизм, кинематически связанный с подвижной запорной частью воздушного клапана и удерживающий ее в закрытом положении, достигнутом благодаря импульсу силы ударного механизма.

В качестве запирающего механизма служит, например, рабочий цилиндр с приводимым в действие пневматически или гидравлически рабочим поршнем, соединенным с подвижной запорной частью, например, с плунжером воздушного клапана при помощи жесткого соединительного звена посредством геометрического замыкания. При этом рабочий цилиндр расположен предпочтительно параллельно ударному механизму приводного устройства. В этом случае ведущий диск может образовывать жесткое соединительное звено и быть соединен как с подвижной запорной частью воздушного клапана, так и с рабочим поршнем запирающего механизма посредством геометрического замыкания.

Особенно выгодной оказывается в этой связи форма выполнения клапанного устройства, которая отличается тем, что подвижная запорная часть воздушного клапана и рабочий поршень запирающего механизма соединены с ведущим диском в его диаметрально противоположных местах. Вследствие симметричного расположения соединенных с ведущим диском и приводимых им в движение масс можно достигнуть определенного выравнивания масс, благодаря чему в значительной мере устраняются поперечные силы на направляющих движущихся частей. На ударный механизм поперечные силы не действуют, так как последний соединен с силовым передаточным элементом лишь посредством силового замыкания, а не геометрического.

Что касается управления запирающим механизмом, то в предпочтительной конструктивной форме выполнения осуществляется пневматическое или гидравлическое нагружение рабочего поршня запирающего механизма через управляющий клапан, приводимый в действие подвижной запорной частью воздушного клапана. Таким путем можно достигнуть того, что рабочий поршень запирающего механизма уже во время движения запорной ' части воздушного клапана в направлении закрытия создает силу, которая поддерживает силу, закрывающую клапан, и не зависит от действующей силы удара ударного механизма. Под действием этой дополнительной силы движущаяся свободно запорная часть воздушного клапана доходит до своего положения закрытия также и в том случае, когда при определенных обстоятельствах ей недостаточно для этого импульса силы, сообщаемого ударным механизмом, поэтому клапанное устройство менее зависимо от давлений в форме.

Рабочий ход датчика силы составляет предпочтительно менее 1 мм. При определенных обстоятельствах рабочий ход может быть даже выбран порядка 0,1 мм, поскольку кинетическая энергия продвигающегося в клапанное устройство литейного материала достаточно высока. Это может иметь место в случае больших литейных форм и высокого давления питья.

На фиг. 1 показано продольное сечение клапанного устройства согласно первому варианту выполнения, прикрепленного к одной половине формы для литья под давлением, состоящей из двух частей (форма открыта); на фиг. 2 вид спереди первой части корпуса клапанного устройства согласно фиг. 1; на фиг. 3 горизонтальная проекция части корпуса согласно фиг. 2; на фиг. 4 вид спереди второй части корпуса, образующей переднюю сторону клапанного устройства; на фиг. 5 продольное сечение клапанного устройства в соответствии с фиг. 1, литейная форма закрыта, воздушный клапан открыт; на фиг. 6 продольное сечение клапанного устройства в соответствии с фиг. 5, воздушный клапан закрыт; на фиг. 7 продольное сечение клапанного устройства в соответствии со вторым вариантом выполнения; на фиг. 8 выносной элемент устройства согласно фиг. 7; на фиг. 9 выносной элемент устройства согласно фиг. 7, видоизмененный в соответствии с третьим вариантом выполнения клапанного устройства согласно изобретению.

Клапанное устройство 1 согласно фиг. 1 6 размещено в прямоугольном, состоящем из двух частей 2, 3 корпусе, который разделен вдоль плоскости 4 разъема на заднюю часть 2 и переднюю часть 3 корпуса, образующую плоскую переднюю поверхность 5. Корпус 2, 3 установлен на части 6 формы для литья под давлением, состоящей из двух стыкующихся друг с другом и представленных лишь схематично частей 6, 7, известным образом, а именно на внешнем крае соответствующей поверхности 8 стыка. Передняя поверхность 5 корпуса 2, 3 лежит в одной плоскости с поверхностью 8 стыка части 6 формы, так что при закрытой литейной форме передняя поверхность 5, как и поверхность 8 стыка плотно прилегает к поверхности 9 стыка другой части 7 формы.

Фиксация корпуса 2, 3 на части 6 формы и взаимная фиксация частей корпуса 2 и 3 осуществляется с помощью винтов (не показаны).

В части 3 корпуса известным образом выполнен вытяжной канал, обозначенный в целом позицией 10, который открыт со стороны передней поверхности 5 (фиг. 4) и образует продолжение вытяжного канала 11 литейной формы, предусмотренного в соответствующей части 6 формы, ведущего из полости формы и тоже открытого со стороны поверхности 8 стыка.

Воздушный клапан 12 клапанного устройства 1 является плунжерным клапаном типа, известного, например, из патента Швейцарии N 633 208, продольная ось которого проходит перпендикулярно к передней поверхности 5 корпуса 2, 3 и который имеет сообщенный с вытяжным каналом 10 цилиндр 13 клапана и перемещающийся в нем поршень 14 клапана. Поршень 14 клапана снабжен головкой 15, которая при открытом воздушном клапане 12 (фиг. 1, 5) выступает над передней поверхностью клапанного устройства 1 в вытяжной канал 10 и утапливается при закрывании воздушного клапана 12 в цилиндр 13 клапана (фиг. 6). На верхней стороне части 3 корпуса находится выпускной канал 16 воздушного клапана 12, к которому может быть подключен отсасывающий трубопровод вакуумного насоса (не показан). Пространство 18 цилиндра 13 клапана, находящееся за обращенным назад цилиндрическим продолжением 17 поршня 14 клапана соединено внутри части 2 корпуса с выходящим наружу каналом 19, к которому может быть, например, подключен датчик для контроля функционирования клапана.

Для закрывания воздушного клапана 12 предусмотрено приводное устройство, состоящее из нескольких деталей. Главная деталь этого приводного устройства
датчик силы, на который воздействует поступающий из полости формы в вытяжной канал 10 литейный материал и который находится в механической кинематической связи с поршнем 14 воздушного клапана 12. Согласно изобретению датчик силы представляет собой короткоходовой ударный механизм, который в представленном примере выполнен как свободный поршень 20, перемещающийся в рабочем цилиндре 21, сообщенном с вытяжным каналом 10. При этом продольная ось рабочего цилиндра 21 проходит параллельно оси воздушного клапана 12. Обращенная назад цилиндрическая удлиненная часть 22 свободного поршня 20 почти достает до задней стенки 23 части 2 корпуса. Эта задняя стенка 23, с которой соударяется своей удлиненной частью 22 свободный поршень 20, приведенный в движение поступающим литейным материалом, ограничивает рабочий ход свободного поршня 20 до величины, составляющей только часть (например, 1/10) от хода поршня 14 клапана при его закрытии.

Для передачи ударного импульса от свободного поршня 20 на поршень 14 воздушного клапана 12 предусмотрен силовой передаточный элемент в виде ведущего диска 24, ось которого расположена параллельно оси свободного поршня 20 и который установлен посредством втулки 25 на продолжении 22 свободного поршня с возможностью осевого перемещения. Осевое перемещение ведущего диска 24 ограничено, с одной стороны частью 3 корпуса по плоскости 4 разъема и, с другой стороны, выступом 26 цилиндрического углубления 27 (фиг. 2) в части 2 корпуса. Свободный поршень 20 снабжен буртиком 28, который во время рабочего хода свободного поршня 20 надавливает на ведущий диск 24 в центре с силовым замыканием. Периферийный участок 29 ведущего диска 24 входит в паз, выполненный в продолжении 17 поршня 14 клапана и, таким образом, соединен с поршнем 14 клапана посредством геометрического замыкания.

Для возврата клапанного устройства 1 в представленное на фиг. 1 исходное состояние после окончания процесса литья служит пружинное устройство 30 с пакетом 31 пружин, который образован тарельчатыми пружинами и расположен между неподвижной упорной пластиной 32 и подвижной в осевом направлении упорной пластиной 33 внутри расточки 34 части 2 корпуса. На подвижной упорной пластине 33 находится втулка 35, которая свободно охватывает втулку 25 ведущего диска 24 и поддерживает пакет 31 пружин с внутренней стороны. Для сжатия пакета пружин имеются два толкателя 36 и 37, которые свободно проходят с возможностью осевого перемещения через часть 3 корпуса и ведущий диск 24 и упираются в подвижную упорную пластину 33 пружинного устройства 30. Толкатели 36, 37 выступают над передней поверхностью 5 из части 3 корпуса и отжимаются назад поверхностью 9 стыка части 7 формы при соединении обеих частей 6 и 7 формы для литья под давлением, что ведет к сжатию пружинного устройства 30 (фиг. 5).

На фиг. 1, а также фиг. 5 и 6 толкатели 36, 37 для лучшего понимания способа функционирования клапанного устройства представлены как лежащие в общей вертикальной плоскости. В действительности же они с учетом конструкции вытяжного канала 10 расположены в общей горизонтальной плоскости (фиг. 4).

Приводное устройство содержит далее запирающий механизм 38, который кинематически связан с поршнем 14 воздушного клапана 12 и удерживает его в закрытом положении, обеспечиваемом посредством силового импульса свободного поршня 20. Как упоминалось, запирающий механизм 38 необходим не в каждом случае, однако достоинство последнего состоит в более широкой области применения клапанного устройства.

В рассматриваемом примере запирающий механизм 38 представляет собой рабочий цилиндр 39, ось которого параллельна оси воздушного клапана 12, с приводимым в действие пневматически или гидравлически рабочим поршнем 40. Рабочий поршень 40 соединен с ведущим диском 24 посредством геометрического замыкания тем же способом, что и поршень 14 клапана через периферийный участок 41 диска, лежащий напротив участка 29. Таким образом, рабочий поршень 40 запирающего устройства 38 и поршень 14 воздушного клапана 12 соединены друг с другом посредством геометрического замыкания через ведущий диск 24, образующий жесткое соединительное звено.

Рабочий поршень 40 запирающего устройства 38 находится под действием возвратной пружины 42, которая при сжатом состоянии пружинного устройства 30 прижимает ведущий диск 24 к буртику 28 свободного поршня 20 и одновременно удерживает поршень 14 воздушного клапана 12 в открытом положении. Пневматическое или гидравлическое нагружение рабочего поршня 40 в принципе осуществляется через управляющий клапан, приводимый в действие поршнем 14 воздушного клапана 12. Из-за наличия жесткого соединения между поршнем 14 воздушного клапана 12 и рабочим поршнем 40 запирающего механизма 38 оказывается целесообразным предусмотреть в качестве управляющего клапана тарельчатый клапан, причем рабочий поршень 40 запирающего механизма 38 образует клапанную тарелку. С этой целью рабочий цилиндр 39 запирающего механизма 38 имеет выступающее торцом в цилиндр впускное сопло 43, причем рабочий поршень 40 под действием возвратной пружины 42 закрывает отверстие 44 сопла своей обращенной к нему торцевой стороной. Подвод пневматической или гидравлической рабочей среды осуществляется в соответствии с фиг. 1 3 через впускное отверстие 45 (фиг. 2, 3) и каналы 46 48, проходящие внутри части 2 корпуса, а также каналы 49 51, проходящие внутри части 3 корпуса к впускному соплу 43.

Давление рабочей среды для привода запирающего механизма 38, отношение проходного сечения впускного сопла 43 к поперечному сечению рабочего поршня 40 и характеристики возвратной пружины 42, действующей на рабочий поршень 40, выбраны так, чтобы при закрытом управляющем клапане 40, 43 давление рабочей среды во впускном сопле 43, действующее на часть поперечного сечения поршня, было недостаточным для открытия управляющего клапана 40, 43, однако чтобы после механического открытия управляющего клапана рабочий поршень 40 под давлением, действующим на всю его торцевую поверхность, был в состоянии закрыть воздушный клапан 12 и удерживать его в закрытом положении.

Вытяжной канал 10 клапанного устройства 1 состоит из многочисленных каналов 52 59 и камер 60 62, которые в совокупности, как известно, служат для того, чтобы улавливать брызги, обгоняющие поток литейного материала, повысить скоростной напор на свободный поршень 20 и замедлить поток жидкого литейного материала к воздушному клапану 12. От улавливающей камеры 60, расположенной на входе вытяжного канала 10, два канала 52 и 53 ведут к расширяющейся части 63 рабочего цилиндра 21 ударного механизма. От этой расширяющейся части 63 два следующих канала 54 и 55 ведут соответственно к одной из замедляющих камер 61 или 62, из которых следующие каналы 56, 58 или 57, 59 ведут к расширяющейся части 64 цилиндра 13 воздушного клапана 12.

На фиг. 5 показано клапанное устройство 1 в состоянии готовности. Форма для литья под давлением закрыта, т.е. часть 7 формы плотно прилегает своей поверхностью 9 стыка к поверхности 8 стыка части 6 формы, точнее к передней поверхности 5 клапанного устройства 1. При закрывании формы пружинное устройство 30 сжимается с помощью толкателей 36, 37. Воздушный клапан 12 находится далее под воздействием возвратной пружины 42 запирающего механизма 38 в открытом положении так, что вытесняемый из полости формы воздух вытекает в направлении, обозначенном стрелками 65, 66 через вытяжной канал 10 клапанного устройства, открытый воздушный клапан 12 и выпускной канал 16. Управляющий клапан 40, 43 запирающего механизма 38 еще закрыт.

В конце процесса литья жидкий литейный материал, вытекающий из полости формы через ее вытяжной канал 11, проникает в вытяжной канал 10 клапанного устройства 1 и поступает через каналы 52, 53 (фиг. 4) к свободному поршню 20 приводного устройства. Под напором втекающего литейного материала короткоходовой свободный поршень 20 резко перемещается до упора его удлиненной части 22 в заднюю стенку 23 части 2 корпуса. Буртик 28 на свободном поршне 20 передает этот импульс силы на ведущий диск 24, который под воздействием сообщаемой ему от свободного поршня 20 кинетической энергии отходит от буртика 28 свободного поршня 20 после того, как тот достигнет своего крайнего положения, и перемещается дальше вместе с поршнем 14 воздушного клапана 12 и рабочим поршнем 40 запирающего механизма, преодолевая усилие возвратной пружины 42 запирающего механизма 38. При этом воздушный клапан 12 закрывается, вследствие чего его поршень 14 утапливается в цилиндре 13 клапана. Движение при закрывании воздушного клапана 12 поддерживается рабочим поршнем 40 запирающего механизма 38, который после открытия управляющего клапана 40, 43 посредством толчка свободного поршня 20 уже полностью находится под давлением рабочей среды и передает силу, действующую в направлении закрытия клапана, от ведущего диска 24 на поршень 14 воздушного клапана 12.

На фиг. 6 показано состояние клапанного устройства, когда поступающий из полости формы в вытяжной канал 10 литейный материал 67 достиг расширяющейся части 63 перед свободным поршнем 20 и вскоре после того (например, менее чем через 1 мс) как он достиг расширяющейся части 64 перед поршнем 14 воздушного клапана. В этот период времени воздушный клапан 12 уже закрыт, причем поршень 14 клапана достиг конца своего хода закрытия ранее описанным способом. Этим гарантируется, что продолжающий поступать через каналы 56 59 к расширяющейся части 64 литейный материал не может попасть в воздушный клапан 12 и выпускной канал 16.

Движение приводного устройства заканчивается, когда ведущий диск 24 ударяется о подвижную упорную пластину 33 сжатого пружинного устройства 30. Благодаря тому, что рабочий поршень 40 запирающего механизма 38 продолжает оставаться под давлением, поршень 14 воздушного клапана 12 удерживается в закрытом положении посредством ведущего диска 24. Как следует из фиг. 6, жидкий литейный материал 67 лишь в незначительном количестве может проникнуть в полость цилиндра 21 свободного поршня 20 и затем в полость цилиндра 13 воздушного клапана 12, так что последующее удаление затвердевшего литейного материала из вытяжного канала 10 не представляет трудностей.

При открытии литейной формы, когда части 6 и 7 формы разъединяются, пружинное устройство 30 разгружается, поскольку толкатели 36, 37 освобождаются при удалении части 7 формы от поверхности 9 стыка. Пружинное устройство 30 под действием сжатого пакета 31 пружин отжимает ведущий диск 24 и с ним поршень 14 воздушного клапана 12, рабочий поршень 40 запирающего механизма 38, а также свободный поршень 20 назад в исходное положение согласно фиг. 1. При этом головка 15 поршня 14 клапана и нагруженная торцевая поверхность свободного поршня 20 выдавливают образовавшиеся в расширяющихся частях 63, 64 приливы затвердевшего литейного материала, так что вся литейная прибыль высвобождается из вытяжного канала 10. Кроме того, управляющий клапан 40, 43 для приведения в действие запирающего механизма 38 снова закрывается.

На фиг. 7 и 8 показан другой конструктивный вариант выполнения устройства согласно изобретению в уменьшенном масштабе. Это клапанное устройство 71 также находится в прямоугольном корпусе 72, 73, который вдоль плоскости 74 разъема разделен на заднюю 72 и переднюю часть73, образующую плоскую переднюю поверхность 75. Клапанное устройство 71 может быть смонтировано на одной из частей (не показаны) формы для литья под давлением, состоящей из нескольких частей, тем же способом, что и клапанное устройство 1 согласно фиг. 1 6.

В качестве воздушного клапана 76 также использован поршневой клапан, который имеет сообщенный с вытяжным каналом 77 цилиндр 78 с выпускным каналом 79 и подвижный в осевом направлении плунжер 80 с головкой 81. В качестве ударного механизма как и в предыдущем варианте служит нагружаемый литейным материалом свободный поршень 82, который имеет возможность осевого перемещения в рабочем цилиндре 83 и рабочий ход которого ограничен выступом 84 в рабочем цилиндре 83. На своем противоположном конце свободный поршень 82 имеет толкатель 85 с головкой 86, которая выступает в вырез 87 задней части 72 корпуса и в состоянии покоя прилегает к плоскости 74 разъема передней части 73 корпуса. Запирающий механизм 88 построен по такому же принципу, как запирающий механизм 38 согласно фиг. 1, и имеет рабочий цилиндр 89 с рабочим поршнем 91, находящимся под действием возвратной пружины 90. Рабочий поршень 91 нагружается пневматически или гидравлически рабочей средой, которая подводится через отверстие 92 сообщающегося с рабочим цилиндром 89 сопла 93. Торцевая насадка 94 на рабочем поршне 91 закрывает в состоянии покоя последнего отверстие сопла 93 и образует с ним управляющий клапан для пневматического или гидравлического приведения в действие рабочего поршня 91.

В отличие от конструктивного выполнения согласно фиг. 1 6 в этом примере передача импульса силы от свободного поршня 82 на поршень 80 воздушного клапана 76 и рабочий поршень 82 запирающего механизма 89 осуществляется не через прямолинейно движущийся силовой передаточный элемент (ведущий диск 24), а через качающийся рычаг 95, который расположен в вырезе 87 части 72 корпуса и установлен шарнирной головкой 96 на оси 97 качания. Рычаг 95 соединен с обращенной назад удлиненной частью 98 поршня 80 воздушного клапана 76 и с рабочим поршнем 91 запирающего механизма 88 с геометрическим замыканием посредством того, что два плеча 99 рычага 95, выполненного на своем свободном конце в виде вилки в соответствии с фиг. 8, зацепляются сбоку с каждой из периферийных канавок 100, 101 на удлиненной части 98 поршня и на рабочем поршне 91. Принимая во внимание качательное движение рычага 95, это зацепление должно обладать необходимыми для этого зазорами.

В общем и целом клапанное устройство (фиг. 7 и 8) работает аналогично устройству (фиг. 1- 6). При воздействии на свободный поршень 82 поступающего в вытяжной канал 77 литейного материала короткоходовой свободный поршень 82 отталкивает рычаг 95 так, что воздушный клапан 76 закрывается и удерживается в закрытом положении посредством запирающего механизма 88.

На фиг. 9 представлен еще один вариант последней описанной конструкции. Вместо свободного поршня (фиг. 8) в качестве ударного механизма предусмотрена мембрана 102, которая перекрывает отверстие 103 вытяжного канала на передней стороне 75 клапанного устройства 71 и закреплена на части 73 корпуса с помощью рым-гайки 104. Толкатель 85, который также имеет головку 86, действующую совместно с рычагом 95, продолжен здесь до мембраны 102. На части 73 корпуса позади мембраны 102 образована слегка коническая опорная поверхность 105, которая ограничивает ход мембраны до величины, составляющей только часть пути, проходимого поршнем 80 клапана (фиг. 7) при закрывании.

Разумеется, мембранное устройство такого рода может быть предусмотрено также в конструкции (фиг. 1 6) вместо свободного поршня 20.

Реферат

Клапанное устройство 1 содержит вытяжной канал 10, расположенный в вытяжном канале воздушный клапан 12 и приводное устройство 20, 24, 38 для закрывания воздушного клапана. Приводное устройство имеет датчик 20 силы, который нагружается поступающим из полости формы в вытяжной канал 10 литейным материалом 67 и находится в механической кинематической связи с подвижной запорной частью 14 воздушного клапана 12. Датчик 20 силы выполнен в виде ударного механизма, рабочий ход которого ограничен частью пути, проходимого подвижной запорной частью (14) воздушного клапана 12 при его закрытии, так что запорная часть 14 воздушного клапана 12 движется в направлении закрытия, превышая рабочий ход ударного механизма 20, посредством переданного от него импульса силы. Вследствие относительно короткого рабочего хода ударного механизма 20 его кинетическая энергия ограничивается до такой величины, что она может быть воспринята при жестком соударении без применения особых мер по демпфированию удара и без риска повреждения устройства. 16 з. п. ф-лы, 9 ил.

Формула