專利名稱：具有切斷閥的噴射工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種噴射工具，具體地為模具噴射裝置的一部分，用于利用工作介質(zhì)
噴射模具的模具壁的至少一部分，包括 多個噴射元件，其用于分配工作介質(zhì)，以及 至少一條工作介質(zhì)供給線路，其向多個噴射元件供給工作介質(zhì)。
背景技術(shù)：
使用這種噴射工具的一種可能應(yīng)用是作為模具噴射裝置，例如，其用于在一個工 作循環(huán)之后制備落錘鍛造(drop-forging)裝置的模具半體的壁，以用于下一個工作循環(huán)。 為了這樣做，利用工作介質(zhì)噴射兩個模具半體的壁。這里關(guān)于當(dāng)今落錘鍛造裝置提出兩個 問題，即第一，每個鍛模部分僅需約l-2秒的短循環(huán)時間，第二，將噴射工具插入在落錘鍛 造裝置的模具半體之間的可用安裝空間小。 為了能夠允許前述短循環(huán)時間，落錘鍛造裝置的兩個模具半體必須同時被噴射工 作介質(zhì)。但是，為了這樣做，需要噴射工具在面向相反方向的兩個表面上配備有多個噴射元 件。這種加倍對于各個噴射元件的尺寸具有相應(yīng)的結(jié)果。而且，由于前述短循環(huán)時間不允許 落錘鍛造裝置的兩個模具半體相互移動開一個大的距離，這是因為這將花費太多時間，所 以使這些結(jié)果變得甚至更嚴(yán)重。根據(jù)落錘鍛造裝置中所制成的模具部分的尺寸，僅約40mm 至約80mm的安裝空間可用于噴射工具的高度。 具有根據(jù)內(nèi)部混合原理操作的噴射元件的噴射工具在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的，其中 包括混合室的噴射元件的主體被旋擰到噴射工具的基座部分內(nèi)。工作介質(zhì)通過通道系統(tǒng)而 從共用的切斷閥供給到多個噴射元件。因此，不可避免的是，在噴射了落錘鍛造裝置的模具 半體之后，工作介質(zhì)的殘渣保留在通道系統(tǒng)中。如果隨后從落錘鍛造裝置的兩個模具半體 之間的空間高速取出噴射工具，由于慣性，可能發(fā)生一部分工作介質(zhì)以不想要的方式從噴 射元件逸出而沒有被霧化，且隨后落入落錘鍛造裝置的模具半體的一個內(nèi)。因為這樣將太 多的工作介質(zhì)引入了落錘鍛造裝置內(nèi)，所以有損壞落錘鍛造裝置的危險。
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種開始部分聽限定類型的噴射工具，對比現(xiàn)有技術(shù)， 如果不是完全避免的話，利用這種噴射工具也至少減少了操作過程中工作介質(zhì)的不需要的 逸出。 根據(jù)本發(fā)明，該目的通過開始部分所限定類型的噴射工具實現(xiàn)，其中噴射元件的 至少一部分配備有單獨的閥單元，該噴射元件的噴射噴嘴在操作期間向下指向，該閥單元 鄰近所述噴射噴嘴，且閥單元的閥元件被彈性地預(yù)加應(yīng)力到閉合位置，在閉合位置中，閥單 元停止分配工作介質(zhì)，但在液壓和/或氣動壓力的作用下，閥單元能夠被轉(zhuǎn)移到打開位置， 在打開位置中，閥單元允許分配工作介質(zhì)。通過該措施，可至少明顯減少在噴射工具的運動 中在慣性影響下能夠穿過噴射噴嘴的工作介質(zhì)的量。
因為鄰近噴射噴嘴設(shè)置的閥單元與現(xiàn)有技術(shù)相比為額外的部件，所以也必須為它 們提供額外的安裝空間。但是，因為由于上述情況沒有可用的額外的安裝空間，所以必須節(jié) 省其他地方的安裝空間。這可通過多種措施來實現(xiàn)，在本發(fā)明的進一步實施方式中，可單獨 地或相互組合地執(zhí)行這些措施。 例如，噴射元件可以設(shè)置成借助于輔助介質(zhì)，例如空氣，根據(jù)外部混合原理使工作 介質(zhì)霧化，或者在不使用輔助介質(zhì)的情況下使工作介質(zhì)霧化。這樣，可省去內(nèi)部混合室所需 的安裝空間。 另外地或可選地，閥單元可以設(shè)置成被容納在噴射工具的主體的壺形間隙中，并 通過噴射工具的蓋板而固定在所述壺形間隙中。這允許閥單元的無螺紋設(shè)計，并因此消除 了螺紋所需的安裝空間。 在本發(fā)明的另一實施方式中，也可以獨立于閥單元的無螺紋設(shè)計，而使用噴射工 具的蓋板來保持噴射噴嘴或噴射噴嘴的至少一部分，使之與閥單元可操作的連接。這樣可 省略單獨的連接元件。根據(jù)一個實施方式的變化形式，噴射噴嘴或噴射噴嘴的至少一部分 可螺紋連接到蓋板。該實施方式的變化形式具有的優(yōu)點是，為了接近各個閥單元，不需要從 噴射工具移除整個蓋板，因此這有利于維護噴射工具。根據(jù)可選實施方式的變化形式，噴射 噴嘴或噴射噴嘴的至少一部分還可以優(yōu)選地從蓋板的內(nèi)側(cè)松動地插入蓋板的間隙中，或者 通過摩擦而保持在該間隙中，例如通過壓入到間隙內(nèi)。該可選實施方式的變化形式具有的 優(yōu)點是，由于省略了噴射噴嘴上的螺紋而使得制造較簡單 還可用簡單的設(shè)計來設(shè)計閥單元本身，并且因此這樣尤其是節(jié)省了軸向方向的安 裝空間。例如，閥單元可具有工作介質(zhì)入口通道，該工作介質(zhì)入口通道能夠在入口端與工作 介質(zhì)供給線路連接，并且從工作介質(zhì)入口通道的另一端引出通向閥室的出液通道，使得該 閥室的至少一個分配通道又通向閥單元的出口孔，而閥元件被容納在該閥室中。至少一個 通道所通向的壁部分形成了用于閥元件的閥安置表面。 為了能夠容易地提供閥元件的彈性預(yù)應(yīng)力，即特別是不必提供額外的元件，例如
彈簧等，在本發(fā)明的另一實施方式中，提出了閥元件由橡膠材料制成。尤其是當(dāng)閥安置表面
形成在閥單元的外周邊上且由環(huán)形閥元件環(huán)繞時，表現(xiàn)出橡膠材料的固有彈性。 如果閥元件的橫截面設(shè)計成矩形，由此優(yōu)選地將相鄰角部連接起來的兩條線中的
至少一條線設(shè)計成凹形，于是這樣能夠容易地確保閥單元上的閥元件的密封引導(dǎo)，這是因
為與上述凹形的線接壤的角部起到密封唇的作用。例如，這樣的元件已知為術(shù)語"四邊形
環(huán)"。但是，實質(zhì)上，可設(shè)想使用具有圓形橫截面的簡單的o型環(huán)。 然而，另外地或可選地，在工作介質(zhì)供給通道的延伸方向上看時，還能夠通過在閥
元件的每側(cè)上均設(shè)置至少一個密封元件來抵消工作介質(zhì)的不需要的泄漏。 如果期望，能夠通過控制介質(zhì)例如壓縮空氣在閉合方向上作用在閥元件上來支持
閥元件的彈性預(yù)應(yīng)力作用。 為了簡化噴射工具的制造，能夠以基本上已知的方式使用所謂的夾心設(shè)計。例如， 可在噴射工具的主體中設(shè)計上述工作介質(zhì)供給線路，其作為設(shè)置在該主體的一表面中的凹 進部，使得另一板覆蓋該凹進部以形成工作介質(zhì)供給線路。而且，爆破空氣供給線路也可 作為凹進部形成在噴射工具的主體中，該凹進部設(shè)置在該主體的與所述一表面相對的表面 中。例如，該凹進部可通過蓋板覆蓋，以形成爆破空氣供給線路。最后，證明是有利的是，兩個主體設(shè)置成優(yōu)選地通過分隔板相互分開，且噴射工具的噴射元件在基本上相反的方向上 分配工作介質(zhì)。 另外，噴射元件不必必需設(shè)置成直排，而是代替地也可設(shè)置成與模具半體的幾何 形狀相符。這樣，可以更有效地制備成形裝置，具體地是落錘鍛造裝置的模具半體的輪廓， 以用于下一工作循環(huán)，例如更有效地冷卻并涂上潤滑劑。 還得指出，通過使用壓力比例閥，能確保連續(xù)可變地控制所分配的工作介質(zhì)的量。
為了示出外部混合原理和內(nèi)部混合原理之間的差別，可參考DE195 11 272Al，在 這點上，其公開內(nèi)容在此成為本專利申請的公開內(nèi)容的一部分。
下面參考附圖，根據(jù)示范性實施方式更詳細(xì)地理解本發(fā)明，其中
圖1示出模具噴射裝置的粗略示意圖，其中使用了本發(fā)明的噴射工具；
圖2示出本發(fā)明的噴射工具的細(xì)節(jié)的放大圖示； 圖3示出圖2所示的噴射元件的閥單元的頂視圖，這里從圖2中箭頭III的方向 來看； 圖4示出沿圖3的線IV-IV的閥單元的截面圖。
具體實施例方式
在粗略示意圖中，圖1示出作為用于熱冷成形的裝置的示例的落錘鍛造裝置10， 其中可使用本發(fā)明的噴射工具20。落錘鍛造裝置10包括下壓制沖頭12和上壓制沖頭14， 下壓制沖頭12固定地安裝在建筑物地板U上，而上壓制沖頭14可通過這里沒有示出的裝 置來回移動。這樣，兩個壓制沖頭12和14的兩個模具半體12a和14a可變得相互閉合以 形成用于成形工件的壓制空間，或者可以相互移動分開以形成用于插入噴射工具20的足 夠空間。圖l示出了后者的情形。為了能夠在兩個模具半體12a和14a之間插入噴射工具 20，將噴射工具20安裝在機器人16的臂16a上，這僅在圖1中以粗略示意形式示出。代替 具有只能延伸和/或縮短的機器人臂16a的機器人16的是，如圖1所示，當(dāng)然還可使用現(xiàn) 代的多軸機器人。機器人16和噴射工具20 —起形成模具噴射裝置18。
因為本文重要的不是用于熱和/或冷成形的裝置10的設(shè)計或機器人16的設(shè)計而 是噴射工具20的設(shè)計，且這些部分也可以是傳統(tǒng)設(shè)計，所以在這點上，此處將不給出更詳 細(xì)的解釋。 還是如圖1所示，噴射工具20包括兩排相對的噴射元件22，即指定給下模具半體 12a的排24和指定給上模具半體14a的排26。 根據(jù)圖2，噴射工具20由夾心設(shè)計構(gòu)成。其包括指定給噴射元件22的下排24的 第一主板28、指定給噴射元件22的上排26的第二主板30、用于分開兩個主板28和30的 分隔板32、指定給第一主板28的蓋板34以及指定給第二主板30的蓋板(未示出)。凹進 部28a和30a形成在兩個主板28和30中并由分隔板32覆蓋，從而形成用于工作介質(zhì)的供 給線路36和38。類似地，在主板28和30的背向凹進部28a和30a的側(cè)面上形成了另外的 凹進部，其中僅凹進部28b在圖2中示出。該另外的凹進部28b由蓋板34覆蓋，從而形成 用于爆破空氣的供給線路40，由噴射元件22分配的工作介質(zhì)通過爆破空氣被霧化。分隔板32、兩個主板28和30以及兩個蓋板34通過合適的緊固工具，例如通過螺栓和螺母相互保 持在一起。 在使噴射工具20快速移動到兩個壓制半體12和14之間的空間內(nèi)或從該空間移 出時，存在這樣的風(fēng)險，B卩至少對于噴射元件22的下排24來說，工作介質(zhì)可能在慣性影響 下從供給線路36和下噴射元件22逸出。為了避免這點，根據(jù)本發(fā)明，將單獨的閥單元42 指定給每個噴射元件22。閥單元42被容納在壺形凹進部28c內(nèi)，該壺形凹進部28c的壺底 通過通道28d而連接到工作介質(zhì)供給線路36。 參考圖3和圖4，現(xiàn)在將更詳細(xì)地論述閥單元42的設(shè)計。閥單元42包括基體44， 其基本上設(shè)計成柱狀對稱的，出液通道46從基體44的一個端面44a引出，并基本上沿柱軸 線Z延伸到基體44內(nèi)。以偏離嚴(yán)格柱狀對稱的形式，通向形成環(huán)形槽50的底部的環(huán)形面 50a的四個徑向通道48從出液通道46的內(nèi)端引出。相對于柱軸線Z斜著向內(nèi)延伸的四個 另外的通道52在這樣的位置從該環(huán)形槽50引出，S卩每個位置相對于通道48的嘴口偏離 約45°并且通向圍繞柱軸線Z的分配凹進部54，工作介質(zhì)又通過分配凹進部54從閥單元 42引出。 由橡膠材料制成并具有基本上方形或矩形截面的閥環(huán)56設(shè)置在環(huán)形槽50中。閥 環(huán)56的直徑使得在卸載狀態(tài)下，即沒有外力時，其與環(huán)形槽50的底部50a接觸，如果需要， 提供預(yù)先確定的預(yù)應(yīng)力。由于閥環(huán)56在徑向內(nèi)側(cè)上的表面56a設(shè)置成凹形，在此情形下閥 環(huán)56的角部56b被略微壓縮的事實，因此它們能特別有效地起到密封唇的作用并且能防止 工作介質(zhì)不需要的逸出。如果來自出液通道46的工作介質(zhì)與閥環(huán)56的邊界表面56a壓力 接觸，則在該壓力超過預(yù)先確定的值時，工作介質(zhì)使閥環(huán)56加寬。該狀態(tài)在圖4示出?；?于閥環(huán)56的位移，工作介質(zhì)能夠從出液通道46開始通過通道48、環(huán)形槽50和另外的通道 52流動到分配凹進部54。工作介質(zhì)的壓力一降下來，閥環(huán)56就由于其固有彈性而再次收 縮并防止工作介質(zhì)從通道48泄漏到其他通道52內(nèi)。 由閥環(huán)56提供的閥功能可靠地防止工作介質(zhì)由于噴射工具20快速移動的慣性而 從噴射元件2泄漏出。如果閥環(huán)56的橡膠材料的固有彈性不足以提供閥功能，則可能要考 慮從其外側(cè)另外地給閥環(huán)56預(yù)加應(yīng)力，例如通過壓縮空氣或合適的彈性元件。實際上，在 此情形中，人們甚至可以考慮完全忽略固有彈性。另外的預(yù)應(yīng)力還可用于控制工作介質(zhì)通 過閥單元42的流速。 圖4還示出設(shè)計為傳統(tǒng)的0型環(huán)的兩個密封元件58和60，用來在主板28的接收 凹進部28c中密封閥單元42。 在圖2所示的示范性實施方式中，分配噴嘴62設(shè)計為兩部分。具體地，其包括噴 嘴嘴件64和引導(dǎo)空氣的噴嘴66，噴嘴嘴件64與閥單元42的分配凹進部54接合并且用來 噴出工作介質(zhì)，引導(dǎo)空氣的噴嘴66用來噴出爆破空氣，該爆破空氣用于根據(jù)外部混合原理 來使工作介質(zhì)霧化。引導(dǎo)空氣的噴嘴66穿過蓋板34中的開口 34a。 而且，圖2示出閥單元42和引導(dǎo)空氣的噴嘴66都沒有設(shè)計螺紋。而是，閥單元42 簡單地插入主板28的凹進部28c中，并且通過引導(dǎo)空氣的噴嘴66在其內(nèi)端面66a處與閥 單元42的基體44的外端面44a接觸的事實，閥單元42由引導(dǎo)空氣的噴嘴66保持在那里。 引導(dǎo)空氣的噴嘴66則具有環(huán)形肩66b，引導(dǎo)空氣的噴嘴66利用環(huán)形肩66b與蓋板34的內(nèi) 邊界表面的環(huán)繞開口 34a的部分接觸。但是，本質(zhì)上，也可以考慮省略環(huán)形肩66b
且將引導(dǎo)空氣的噴嘴66螺紋連接到開口 34a內(nèi)，如66c標(biāo)示的。在后者的情形中， 可以更換閥單元42，從而不必從噴射工具20取下整個蓋板34。 當(dāng)然，還可考慮將分配噴嘴62設(shè)計為一體件式設(shè)計。而且，分配噴嘴的噴射角可
通過其相應(yīng)的設(shè)計來選擇。但是，不管怎樣，總是必須使用相同的閥單元42。 還得指出，例如可通過銑削在主板28中形成凹進部28a和28b。但是，另外地或可
選地，還可以在其成形過程中在主板中提供這些凹進部。例如，沒有相互連接而是隨后通過
去掉各個分離部分(例如通過銑削)而連接以形成期望路線的通道系統(tǒng)的多個凹進部可在
模制過程中提供。 還應(yīng)指出，例如石墨和水的分散體可用作工作介質(zhì)。
權(quán)利要求
一種噴射工具(20)，具體地為模具噴射裝置(10)的一部分，用于利用工作介質(zhì)噴射模具(12、14)的模具壁的至少一個部分，其包括多個噴射元件(22)，其用于分配工作介質(zhì)，至少一條工作介質(zhì)供給線路(36)，其將工作介質(zhì)輸送到所述多個噴射元件(22)，其中，所述噴射元件(22)中的至少一些配備有單獨的閥單元(42)，所述噴射元件的噴射噴嘴(62)在操作期間向下指向，該閥單元鄰近所述噴射噴嘴(62)，且所述閥單元(42)的閥元件(56)被彈性地預(yù)加應(yīng)力到閉合位置，在閉合位置中，所述閥元件(56)停止分配工作介質(zhì)，但在液壓和/或氣動壓力的作用下，所述閥元件(56)能夠被帶入打開位置，在打開位置中，所述閥元件(56)能夠分配工作介質(zhì)。
2. 如權(quán)利要求l所述的噴射工具，其中，所述噴射元件(22)使用輔助介質(zhì)，例如空氣， 根據(jù)外部混合原理使工作介質(zhì)霧化，或者在不使用輔助介質(zhì)的情況下使工作介質(zhì)霧化。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的噴射工具，其中，所述閥單元(42)被容納在所述噴射工具 (20)的主體(28)的壺形間隙(28c)中，并通過所述噴射工具(20)的蓋板(34)而被固定在 所述壺形間隙(28c)中。
4. 如權(quán)利要求l-3中任一項所述的噴射工具，其中，所述噴射噴嘴(62)或所述噴射噴 嘴(62)的至少一部分(66)通過所述噴射工具(20)的蓋板(34)保持，與所述閥單元(42) 可操作地連接。
5. 如權(quán)利要求4所述的噴射工具，其中，所述噴射噴嘴(62)或所述噴射噴嘴(62)的至 少一部分(66)被螺栓連接到所述蓋板(34)。
6. 如權(quán)利要求4所述的噴射工具，其中，所述噴射噴嘴(62)或所述噴射噴嘴(62)的 至少一部分(66)優(yōu)選地從所述蓋板(34)的內(nèi)側(cè)松動地插入所述蓋板(34)中的間隙(34a) 中，或者通過摩擦而保持在所述間隙(34a)中，例如被壓入到所述間隙(34a)內(nèi)。
7. 如權(quán)利要求1-6中任一項所述的噴射工具，其中，所述閥單元(42)具有工作介質(zhì) 入口通道(46)，所述工作介質(zhì)入口通道(46)能夠在一個入口端與所述工作介質(zhì)供給線路 (36)連接，且至少一個出液通道(48)從所述工作介質(zhì)入口通道(46)的另一端開始并且通 向閥室(50)，接著，至少一個分配通道(52)從所述閥室(50)通向所述閥單元(42)的出口 孔(54)，且所述閥元件(56)被容納在所述閥室(50)中。
8. 如權(quán)利要求l-7中任一項所述的噴射工具，其中，所述閥元件(56)由橡膠材料制成。
9. 如權(quán)利要求1-8中任一項所述的噴射工具，其中，所述閥元件(56)設(shè)計成環(huán)形。
10. 如權(quán)利要求l-9中任一項所述的噴射工具，其中，所述閥元件(56)的橫截面設(shè)計成 四邊形，優(yōu)選地，將相鄰角部(56b)連接起來的兩條線中的至少一條線(56a)設(shè)計成凹形。
11. 如權(quán)利要求I-IO中任一項所述的噴射工具，其中，在所述工作介質(zhì)入口通道(46) 的延伸方向看時，在所述閥元件(56)的兩側(cè)上均設(shè)置有至少一個密封元件(58、60)。
12. 如權(quán)利要求1-11中任一項所述的噴射工具，其中，所述閥元件(56)的彈性預(yù)應(yīng)力 的作用由在閉合方向上作用在所述閥元件(56)上的控制介質(zhì)支持。
13. 如權(quán)利要求1-12中任一項所述的噴射工具，其中，在所述噴射工具(20)的主體 (28、30)中設(shè)計所述工作介質(zhì)供給線路(36、38)，作為設(shè)置在所述主體(28、30)的一表面中 的凹進部(28a、30a)。
14. 如權(quán)利要求1-13中任一項所述的噴射工具，其中，爆破空氣供給線路(40)設(shè)計為所述噴射工具(20)的所述主體(28)中的凹進部，所述凹進部設(shè)置在所述主體(28)的與所 述一表面相對的表面中。
15.如權(quán)利要求1-14中任一項所述的噴射工具，其中，所述噴射工具(20)包括優(yōu)選地 通過分隔件(32)分開的兩個主體(28、30)，且所述噴射工具(20)的噴射元件(22)在基本 上相反的方向上分配工作介質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種噴射工具(20)，具體地為模具噴射裝置的一部分，用于利用工作介質(zhì)噴射模具的壁的至少一個部分，所述噴射工具包括多個噴射元件(22)，其用于分配工作介質(zhì)，以及至少一條工作介質(zhì)供給線路(36)，其向所述多個噴射元件(22)供給工作介質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明，所述噴射元件(22)中的至少一些裝備單獨的閥單元(42)，這些噴射元件的噴嘴(62)在操作期間向下指向，該閥單元鄰近所述噴嘴(62)，且其閥元件(56)被彈性地預(yù)加應(yīng)力到關(guān)閉位置，但是能夠在液壓和/或氣動壓力的作用下轉(zhuǎn)移到打開位置，在關(guān)閉位置，閥元件阻止分配工作介質(zhì)，在打開位置，閥元件允許分配工作介質(zhì)。
文檔編號F16K15/14GK101730594SQ200880023443
公開日2010年6月9日 申請日期2008年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月5日
發(fā)明者卡爾-海因里希·凱姆 申請人:漢高兩合股份公司