发明内容

因此本发明的任务是，提出一种用于压铸的设备和方法，在所述设备和方法中避免或减少了熔渣的形成，并且所述设备和方法同时还确保了在将熔液引入到铸造腔时的良好的计量和控制。

按照DIN 8580，压铸或低压铸造涉及从液态、例如金属熔液成形的组或初成形的组。与之严格区分的则是塑料的从塑性状态的成形、例如注塑成型或压力注塑成型。

在这种背景下，本发明的任务的一个方面是，如塑料注塑成型过程那样过程安全和低维护成本地设计金属压铸过程，以便提出一种有塑料注塑成型组分和金属压铸组分的多组分方法，该方法形成了有效的复合过程。为此一方面如已经阐释的那样，力求减少或避免熔渣形成以及改进了熔液流的计量和控制，以便将压铸的维护耗费保持在很少。另一方面也应当实现无浇口和无溢流口的金属压铸，以避免在注塑成型方法步骤之前或之后分离浇口和溢流口并且因此加速和简化了复合过程。

本发明的任务通过独立权利要求的技术方案解决。本发明的有利的扩展设计方案在从属权利要求中定义。

本发明涉及一种用于压铸金属的设备，该设备具有：用于容纳金属熔液的铸造室；压铸模具，带有用于以限定的形状硬化金属熔液的铸造腔；和铸造通道，该铸造通道将铸造室与铸造腔这样连接起来，使得金属熔液能从铸造室通过铸造通道导入到铸造腔中，以便在那里以限定的形状硬化。

按照本发明，所述设备包括布置在铸造通道中的用于沿着铸造通道输送金属熔液的熔液泵，以便将金属熔液从铸造室通过铸造通道导入到铸造腔中。熔液泵因此特别是形成了用于将铸造室与铸造腔连接起来的铸造通道的一部分。换句话说，铸造通道尤其至少部分延伸通过熔液泵。

因此在本发明的范畴内能主动地在铸造通道内引起用于输送熔液的负压和/或过压。因此尤其可以省去从外部例如借助活塞对处在铸造室中的熔液主动加压。因此能成功地以有利的方式省去了溶液中诸如活塞之类的能活动的部分，由此减少或避免了熔渣形成。此外，也能改进熔液流的计量和控制。例如相对于借助于主动的压缩空气输入的低压铸造优化了可计量性和控制，因为泵送过程直接作用到了金属熔液上，所述金属熔液由于其不可压缩性而无损失地继续传送由泵送过程引起的压力。

在有作用到处在铸造室中的熔液上的压力活塞的传统压铸或热室压铸方法中，由于在所使用的焊料和铸造活塞之间的氧化作用而产生了高维护耗费。随着运行时间的推移，在活塞杆和浸焊槽上的天然的熔渣层之间的分界面处产生了大量氧化物粉尘，所述氧化物粉尘又会导致在铸造机组和模具腔之间的熔液通道堵塞。有不同的活塞几何形状、活塞材料的广泛的系列测试以及用氮气加载浸焊槽表面都不能令人满意地减少粉尘形成。用按本发明的带有熔液泵的设备减少或几乎避免了这些问题。

用熔液泵提供了一种用于在省去浸焊槽(Lotbad)表面和环境空气之间的机械运动部分的情况下处理熔液的技术方案。熔液泵尤其允许了输送低粘度的熔液或者允许了低压力的和温和的输送过程。此外，用熔液泵能在相应的系统设计下避免焊料(熔液)与环境空气的接触。

尤其考虑下列合金作为金属熔液：铟锡共晶52In(48Sn熔点约117℃)、铋锡共晶58Bi(42Sn熔点约138℃)、锡、锡焊料Sn(熔点：约180℃-232℃)以及其它较低或较高熔点的合金。尤其可以将铸造室(热室装置)和/或铸造通道至少加热到合金的熔点直至约高70℃。优选所有与熔液处于接触的材料都耐熔液(脱合金)，以避免所使用的材料(例如金属)在熔液中溶解、使熔液富含异物和/或必须替换构件。用本发明尤其能避免在熔液中的金属成分(例如活塞)，由此可以避免这种不利效果。

按本发明规定的熔液泵优选具有抽吸开口和排出开口，其中，熔液泵的抽吸开口与通往铸造室的第一铸造通道区段连接并且熔液泵的排出开口与通往铸造腔的第二铸造通道区段连接，以便通过第一铸造通道区段抽吸金属熔液并且通过第二铸造通道区段又排出金属熔液。

如所说明的那样，熔液泵按照本发明布置在铸造通道中。熔液泵尤其不仅仅布置在铸造通道的末端处。更确切地说，熔液泵优选处在铸造室和铸造模具之间。熔液泵优选这样布置在铸造通道中，使得第一铸造通道区段的长度是铸造通道的长度的至少1％、特别是铸造通道的长度的至少10％、特别是铸造通道的长度的至少20％。优选地，相应的说明也适用于第二铸造通道区段。熔液泵优选布置在熔液外、特别优选布置在铸造室外。

熔液泵优选包括弹性元件，以便通过弹性元件的变形输送金属熔液，其中，柔性元件优选包括弹性体、特别是全氟弹性体和/或硅酮橡胶或由其构成。

此外，熔液泵优选还包括泵室、特别是与抽吸开口和排出开口连接的泵室，该泵室被无泄漏地、特别是空气密封地、特别是严密密闭地构造，特别是为了避免熔液的氧气接触。换句话说，泵室除了抽吸开口或排出开口外优选被无泄漏地、密封地和/或气密地构造。

在本发明的一种实施方式中，熔液泵具有抽吸阀、特别是布置在抽吸开口处或第一铸造通道区段中的抽吸阀，该抽吸阀设置用于，在抽吸熔液时打开。此外，抽吸阀可以在排出时关闭。此外，熔液泵也可以包括排出阀、特别是布置在排出开口处或第二铸造通道区段中的排出阀，该排出阀设置用于，在排出熔液时打开。排出阀此外还可以优选在抽吸时关闭。

在本发明的一种实施方式中，熔液泵构造成隔膜泵。换句话说，包括膜，所述膜可以被偏转以引起熔液的输送过程。所述膜因此尤其形成了之前所述的弹性元件。此外，在使用隔膜泵时，抽吸阀和排出阀尤为优选。

在本发明的另一种实施方式中，熔液泵构造成软管泵。换句话说，包括软管，软管通过外部的机械的变形实现了熔液的输送过程。软管在此尤其形成了之前所述的弹性元件。

因为有待输送的金属熔液可以具有较高的过程温度，所以有利的是，软管泵或其材料相应地耐高温。用于膜或软管的材料、特别是柔性的材料优选足够耐高温，以便持久地承受上述熔液温度。上述的全氟弹性体可以例如在高达330℃的运行温度下使用。硅酮橡胶则可以在高达250℃至约300℃的运行温度下使用。但其它的弹性体视熔液温度而定也是可以的。

熔液泵因此优选设置用于输送高达300℃、特别是高达290℃、特别是高达280℃、特别是高达270℃、特别是高达260℃、特别是高达250℃、特别是高达232℃、特别是高达138℃、特别是高达117℃的金属熔液。

此外，熔液泵还优选设置用于在高达500℃、特别是在高达400℃、特别是在高达330℃、特别是在高达300℃、特别是在高达290℃、特别是在高达280℃、特别是在高达270℃、特别是在高达260℃、特别是高达250℃时运行。

弹性元件、特别是膜和/或软管，尤其设置用于在高达500℃、特别是在高达400℃、特别是在高达330℃、特别是在高达300℃、特别是在高达290℃、特别是在高达280℃、特别是在高达270℃、特别是在高达260℃、特别是高达250℃时运行。

但泵室和优选抽吸阀和/或排出阀，优选设置用于在高达500℃、特别是在高达400℃、特别是在高达330℃、特别是在高达300℃、特别是在高达290℃、特别是在高达280℃、特别是在高达270℃、特别是在高达260℃、特别是高达250℃时运行。

在本发明的优选的扩展设计方案中，铸造腔构造成无溢流口的，即不包括设置用于让熔液流入其内的溢流口。由此能以有利的方式无浇口和无溢流口地填充所述腔，因而能简化和加快金属压铸，并且因此可以和塑料注塑成型相似地变得低维护成本和过程安全。

但铸造腔可以具有用于排出或泵出处在铸造腔中的气体的出口。所述出口优选被构造成，使得要导入到铸造腔中的金属熔液不能流入该出口。

确保要导入到铸造腔中的金属熔液无法流入出口的一种可能性在于，限定所述出口的横截面积。横截面积优选在0.0001和10平方毫米之间、特别优选在0.001和1平方毫米之间。例如形式为间隙或钻孔的出口，可以例如具有约0.05mm至1mm的直径。此外，多个出口也是可能的，它们尤其可以并联。出口也可以由铸造腔的多孔的区域、例如多孔的模具插件形成。

备选或附加地可以规定，所述设备包括用于冷却出口的冷却装置，因此金属熔液在出口处硬化，因而有待导入到铸造腔中的金属熔液不会流入出口。换句话说，可以在出口的区域中或者出口中或者多孔的插件的区域中设置主动冷却，以便确保熔液快速固化。额外可以为此使用能良好导热的材料，例如有高铜含量的材料。但如果熔液仍能最小程度地侵入到出口中，那么也可以设置安置在出口中的顶料器，以便在每次喷射后为出口清除侵入的熔液的残余。

此外还可以包括负压泵、特别是真空泵，其与铸造腔的出口连接，以便通过出口来泵出处在铸造腔中的气体。(负)压力尤其可以处在-1.1至-0.7bar之间的范围内，例如约为-0.9bar。

用于压铸金属的设备特别是为了避免或减少熔渣形成还包括用于容纳流体、特别是气体的外容器，以便确保处在铸造室中的熔液表面的氧气隔绝。外容器可以容纳铸造室或者由这个铸造室形成。尤其可以规定，覆盖熔液表面的流体为了形成氧气隔绝而主动对外部的熔液表面加压。

除了之前所说明的设备外，本发明也涉及一种特别是借助用于压铸金属的设备来压铸金属的方法，所述设备包括铸造室、带铸造腔的铸造模具和铸造通道，所述铸造通道将铸造室与铸造腔连接起来，优选如之前所阐释那样。

在按本发明的方法中，特别是通过主动在铸造通道内引起熔液中的压力改变将金属熔液被引入到铸造室中并且从铸造通道内将其抽吸出铸造室。金属熔液此外又优选从铸造通道内朝着铸造腔的方向排出，由此又可以主动在铸造通道内引起了熔液中的压力改变。主动在铸造通道内在此指的是，引发压力改变的地点，不处在铸造通道外，这就是说，压力改变不只是传播到铸造通道中。

优选从熔液外、特别优选从铸造室外抽吸和/或排出熔液。

此外，用于压铸金属的方法也包括上文中在用于压铸金属的设备的范畴内阐释的其它特征。

因此金属熔液例如尤其通过弹性元件、特别是膜和/或软管的变形被抽吸和/或排出。此外，金属熔液优选被无泄漏地、特别是空气密封地抽吸和/或排出。在抽吸金属熔液时也可以打开抽吸阀和/或在排出金属熔液时也可以打开排出阀。

按本发明的方法尤其可以使用在有至少一种塑料注塑成型组分和至少一种金属压铸组分的多组分方法(复合过程)中。在此，按照DIN8580明确区分特别是涉及到金属熔液的术语压铸和与此相对特别是涉及到塑料的术语注塑成型。

原则上在按本发明的方法中首先可以规定，在将金属熔液导入到铸造腔之前，将构件置入到铸造腔中，使得构件用金属熔液完全或至少部分浇注包封。换句话说，在本公开文本的范畴内也说明了一种用于浇注包封构件的方法。

在处于压铸之前的步骤中，所述构件尤其能用塑料至少部分注塑包封，使得在将构件置入到铸造腔之前，在构件上形成了塑料注塑成型组分。然后可以在压铸的范畴内用金属熔液至少部分浇注包封在构件上形成的塑料注塑成型组分，从而在塑料注塑成型组分上形成了金属铸造组分。

此外，可选地可以在用金属熔液至少部分浇注包封在构件上形成的塑料注塑成型组分之后，又至少部分用塑料注塑包封金属铸造组分，从而在金属铸造组分上形成了另一种、特别是外部的塑料注塑成型组分。

在具体的应用中，置入到铸造腔中的构件可以涉及电连接器，其中，所述电连接器包括一个或多个属于至少一条线路或至少一个插塞连接器的线路元件以及一个或多个属于至少一条线路或至少一个插塞连接器的屏蔽罩或屏蔽壳体。电连接器的其它细节参考DE102015102703A1，其使用相同的术语表并且因此通过参考引入。

在所述方法针对这种连接器的具体的应用中可以规定，电连接器的线路元件可以用塑料至少部分注塑包封，以便形成构造成中间绝缘体的塑料注塑成型组分，该塑料注塑成型组分在用金属熔液浇注包封时保护所述线路元件。

此外可以规定，构造成中间绝缘体的塑料注塑成型组分至少部分用金属熔液浇注包封，以便形成构造成屏蔽壳体的金属铸造组分，所述金属铸造组分或是将多个屏蔽罩相互连接起来，或者将至少一个屏蔽罩与至少一个屏蔽壳体连接起来或者将多个屏蔽壳体相互连接起来，或是形成了屏蔽壳体的一部分。

此外可以规定，构造成屏蔽壳体的金属铸造组分又至少部分用塑料注塑包封，从而在金属铸造组分上形成了外部的塑料注塑成型组分。