模铸造机器及操作方法与流程

1.本发明涉及一种模铸造机器，该模铸造机器具有铸造模具、铸造室、以可轴向移动方式布置在铸造室中的铸造活塞、通入铸造室中的熔体入口通道、熔体入口通道中的切断阀、从铸造室通向铸造模具的熔体出口通道，以及用于控制铸造活塞的控制单元。本发明还涉及一种用于操作此类模铸造机器的方法，在该方法中，为了执行相应的铸造过程，在模具填充阶段，在切断阀闭合的情况下，铸造室中的铸造活塞从铸造开始位置前进至填充结束位置，并且因此，熔融材料经由熔体出口通道压制到铸造模具中，并且在随后的再填充阶段，铸造活塞移动回到铸造开始位置中，并且因此，在切断阀开启的情况下，熔融材料经由熔体入口通道供给回至铸造室。


背景技术：

2.该类型的、通用类型的和类似类型的模铸造机器以及相关的操作方法大体上用于在相应的铸造过程或铸造循环中铸造特定的构件(也称为铸件)。本模铸造机器(在下面还被简称为机器)和本操作方法特别地适合于金属模铸造，例如，适合于铸造液态或部分液态金属熔体，诸如锌、铅、铝、镁、钛、钢、铜以及这些金属的合金。模铸造机器可特别地为热室模铸造机器。在该实施中，铸造室形成在铸造容器中，该铸造容器沉浸在由熔体容器准备好的熔池中。
3.在铸造过程的模具填充阶段，铸造活塞的前进将位于铸造室中的熔融材料在压力之下从铸造室经由熔体出口通道压制到由铸造模具形成的模具腔中，以便形成对应的铸件。在这方面，铸造模具通常包含固定且可移动的模具半部，在它们之间形成模具腔，其也称为模具中空空间，或者以与所形成的该铸造模具同义的方式简称为模具。在典型的实施中，熔体出口通道包括铸造容器的上升管区域，该上升管区域在入口侧上包含铸造室并在出口侧上包含附接于铸造容器的口承本体，即，在其离开铸造室之后，熔融材料经由上升管区域和口承本体到达模具腔正前方的区域中的熔体入口处，所谓的浇口锥体典型地位于该区域中。
4.在再填充阶段，铸造活塞再次从其填充结束位置移动回至其初始位置(即，铸造开始位置)，并且铸造活塞的返回移动经由熔体入口通道利用熔融材料再填充铸造室。再填充阶段还可因此称为活塞返回阶段。
5.在对应机器类型的情况中，如特别地适合于本模铸造机器，熔体出口通道与熔体入口通道分开地从铸造室引导出，即，熔体入口通道和熔体出口通道形成用于熔融材料的两个单独的指引通道，其具有铸造室入口和单独的铸造室出口，在该铸造室入口处，熔体入口通道开放到铸造室中，在该单独的铸造室出口处，熔体出口通道从铸造室开放。该构造有利于熔体入口通道和熔体出口通道中的熔体流的独立控制，特别是熔体入口通道中的熔体流能够由位于那里的切断阀控制。
6.取决于系统构造，可能的是，使用纯粹由熔体压力促动的止回阀或可主动致动的切断阀作为切断阀。后者在当前情况中被称为切断控制阀并且由控制单元控制。在这些通
用类型的模铸造机器和相关的操作方法中，切断控制阀通常在整个模具填充阶段期间保持闭合，并且在整个再填充阶段期间保持开启。与单纯的止回阀相比，作为可主动控制或可致动的切断阀，其提供按需要影响或调节熔体入口通道中的熔体通流的选项，这还独立于铸造室和/或熔体入口通道中的熔体压力比。
7.取决于系统构造，控制单元包括模铸造机器的所有控制功能集成在其中的单个控制装置，或多个单个控制装置，该多个单个控制装置中的每个控制和/或调节特定的机器构件并且优选地具有关于彼此的通信链接。在该情况中，按照惯例，控制单元可至少部分地以硬件构造并且/或者至少部分地构造为软件。在当前情况中，控制单元特别地控制铸造活塞，更确切地，控制该铸造活塞的移动，并且可选地，控制一个或多个另外的机器构件，诸如特别是切断控制阀，如果切断阀由此类切断控制阀实施。
8.专利公布ep 0576406b1公开用于系统的此类程序，该系统具有位移型的铸造活塞，如已知为转轴型的铸造活塞的替换物，并且具有切断控制阀，该切断控制阀直接地布置在熔体入口通道到铸造室中的开口处。在转轴型的情况中，铸造活塞的外部尺寸对应于铸造室的内部尺寸，活塞相对于铸造室壁密封。因此，在该情况中，当铸造活塞前进时，铸造活塞将铸造室中的熔融材料完全向前推动，并且在过程中在熔融材料上施加将该熔融材料压制到模具腔中所需的压力。在位移型的情况中，铸造活塞的外部尺寸适当地小于铸造室的内部尺寸，并且因此铸造活塞在其前进时浸入铸造室的熔融材料中。在该情况中，压力在熔融材料上的作用通过浸入熔融材料中的铸造活塞的体积的位移效果引起。
9.公开公布de 3248423a1同样公开通用类型的模铸造机器和相关的操作方法，在所述文献中，具有位移型的前活塞的铸造活塞和加压气体(其附加地可供给至铸造室)被使用，并且切断控制阀位于包含铸造室的铸造容器中，在相应的距离(在在铸造室上游且在熔体入口通道中的到铸造容器中的入口下游的流方面)处。在模具填充阶段期间，切断控制阀保持闭合。在再填充阶段期间，切断控制阀开启，并且将一定量的加压气体传导到铸造室中，以便在切断控制阀开启之前，避免真空在铸造室中的形成，并且避免因此被拉动的熔体到前活塞后部的铸造活塞部件上的喷雾，并且使铸造室中的气体压力偏置达高于大气压力的一定量。在再填充阶段期间供给所需量的熔体之后，切断控制阀再次闭合。
10.在模铸造中，出于经济原因，寻求尽可能短的循环时间(即，相应铸造过程的持续时间)，并且出于与铸件的质量有关的原因，寻求尽可能低的铸件中的空气分数(即，铸件的最小空气孔隙率)。为了特别考虑后一方面，专利公布ep 1284168b1提出，在模具填充阶段开始时以及/或者在实际的模具填充阶段之前，在预填充阶段，当模具仍然开启足够远以致熔融材料填充上升通道区域和口承本体区域时，已经使铸造活塞前进，在模具接着闭合并且铸造活塞再次前进之前，执行实际的模具填充阶段。在所述文献中，铸造活塞为转轴型的并且其本身起作用为切断部件，其中该铸造活塞在再填充阶段期间通过在铸造室入口后面执行返回移动而打开铸造室入口，并且在模具填充阶段期间通过前进超过铸造室入口而切断所述铸造室入口。
11.大体上在本类型的模铸造机器的情况中待考虑的另外的方面除了别的以外为由于铸造活塞在铸造室中的冲程移动(特别是如果该铸造活塞为转轴型的)而导致的、铸造活塞和铸造室的相对定位的壁的磨损效果的最小化，以及熔融液滴在浇口锥体的区域中的非期望形成的防止，该区域常规地形成模具侧熔体通道结构的入口侧对接部，该模具侧熔体
通道结构在出口侧上开放，具有到模具腔中的浇口(出于联接于口承本体的目的)。


技术实现要素：

12.本发明基于提供开头提及的类型的模铸造机器和相关操作方法的技术问题，其提供优于上述现有技术的优点，特别是在实现相对短的铸造循环时间和/或铸件中相对低的空气孔隙率方面，以及/或者在铸造活塞和铸造室的相对低磨损趋势和/或避免熔融液滴在浇口锥体区域中的形成方面。
13.本发明通过提供模铸造机器操作方法(具有权利要求1或权利要求9的特征)和模铸造机器(具有权利要求10或权利要求11的特征)来解决该问题。本发明的有利改进在从属权利要求中详述。
14.根据操作方法(根据本发明)的一个方面，权利要求1涉及该方面，在铸造过程的再填充阶段，先前开启的切断阀在铸造活塞依靠其返回移动到达其铸造开始位置之前闭合，并且由于铸造活塞的又一返回移动，熔体出口通道中的熔融材料被反吸，即，部分地从熔体出口通道反吸到铸造室中。切断阀的闭合可在切断控制阀的情况中由控制单元主动执行，并且在止回阀的情况中例如由预加载元件，诸如预加载弹簧主动执行，该预加载元件在阀的闭合位置中预加载阀。因此，在该操作方法中，在再填充阶段的初始时期，切断阀最初在铸造活塞移动回时开启，其结果是铸造室经由熔体入口通道利用熔融材料再填充，而在再填充阶段的剩余时期，切断阀闭合，其结果是铸造活塞的又一移动回使得反吸熔体出口通道中的熔融材料成为可能。为了开启，当实施为切断控制阀时，切断阀由指定的控制单元控制到其开启位置中，并且当实施为止回阀时，切断阀由铸造室中的熔体负压控制。
15.根据本发明的该程序有利地将铸造室经由熔体入口通道利用熔融材料的所需再填充与熔体出口通道中的熔融材料的部分反吸组合。在过程中，在填充阶段之后，熔体出口通道中的未固化熔融材料优选地不完全反吸至存在于铸造室或上游熔池中的熔体填充水平，而是可在一程度上保持在熔体出口通道中，一直到其前部区域，该程度可通过对应地选择切断阀闭合的时间点和/或铸造活塞的相关位置来设定和/或预限定，并且因此在随后的铸造过程中，首先不必须前进至熔体出口通道中的该填充水平。
16.由于这些特性，根据本发明的该程序提供许多优点。以该方式，可缩短彼此跟随的铸造过程的循环时间。类似地，可减少铸造活塞在铸造室中的移动冲程，因此可最小化相关的磨损影响。铸造室和铸造活塞(包括常用的活塞环)的受磨损折磨的部分处的磨损还因此通过根据本发明的该程序而相当大地降低，例如，与其中铸造活塞起作用为用于熔体入口通道的切断部件的常规系统相比，因为在铸造活塞在铸造室中的返回移动期间发生的负压可通过适当地控制和/或切换切断阀来按需要显然地保持较低。由于熔体出口通道可在彼此跟随的铸造过程之间主要地保持利用熔融材料填充，故在相应的铸造过程开始时，空气在对应小的程度上存在于熔体出口通道的前部部分中，由此生产的铸件的空气孔隙率可显著地降低，这因此可相当大地提高生产的铸件的质量。
17.熔体出口通道中的未固化熔融材料的反吸使得可能在可控和/或监控的程度上(即，以可控和/或可预限定的量)非常有利地防止熔融液滴在模铸造机器和/或其模制工具的浇口锥体的区域中(即，在注入口处或者在熔体出口通道或口承本体的过渡部或出口处)的非期望形成，从而通过将熔融材料远离熔体出口通道的出口区域或多或少地反吸到熔体
出口通道中而形成所述熔体出口通道的出口侧部分(关于随后的口承喷嘴或口承末端)。反吸的程度可权宜地以如下方式取决于模铸造机器的要求和条件来适当地设定或预限定(即，选择)，使得在一方面，可靠地防止熔融液滴的所述形成，并且在另一方面，熔融材料仍然在熔体出口通道中保持相对较前面，即，优选地在前部区域或位于较前面的区域中。
18.在有利的实施中，在这方面，熔融材料被反吸得足够远，以致在一方面，该熔融材料在熔体出口通道中保持(即，可用)远至所述熔体出口通道的前部区域或位于相对较前面的区域，但是在另一方面，该熔融材料以距熔体出口通道的浇口锥体或出口的例如近似5mm到近似100mm的某一相对低的距离定位在熔体出口通道后面，在该熔体出口通道处，取决于现有系统，熔融液滴否则将形成，特别是在距该出口或距位于该出口后面不远的熔化点的一距离处，并且在该熔体出口通道处，取决于要求、熔融材料的粘度和/或机器的系统构造，在浇口锥体中或在例如近似10 mm至近似50mm之间(优选地，例如近似30mm至近似40mm之间)的模具中，仍然相对液态的熔体从其前面的已经固化或部分固化的熔体中分离出来。在模铸造机器的对应的典型实施例中，出于该目的所需的铸造活塞从切断阀闭合的铸造活塞的位置至铸造开始位置的反吸冲程在一毫米到几毫米的范围内，例如，在近似2mm至20mm之间。
19.此外，反吸具有一优点：因此对应地获得铸造活塞的冲程的行进，在模具填充阶段的第一阶段，该行进可在随后的铸造过程中使用，以在铸造活塞开始将熔融材料压制到模具中之前使铸造活塞加速。在没有注入口或仅具有相对小的注入口的模具的情况下，这也可为主要有利的。
20.在其中在流道中仍然部分液态的材料之前，浇口至铸件凝固的应用的情况中，可导致反吸的又一优点。在该情况中，可能的是，将尚未固化的熔融材料从浇口锥体反吸，其结果是所述熔融材料不必再次熔化。取决于铸造模具和其它条件，这可为相对于引入到铸造模具中的熔体量的例如高达近似5%的熔融材料比例。
21.在本发明的改进中，在再填充阶段，在切断阀闭合时的时间段内，铸造活塞以低于在切断阀仍然开启时的先前时间段内的速度的速度移动回。换句话说，在该情况中，在切断阀闭合时的最终反吸时期期间，铸造活塞以低于在切断阀开启时的初始再填充时期期间的速度的速度移动回。铸造活塞在再填充阶段的非恒定速度分布曲线的该选择有利地将铸造室利用熔体的快速初始再填充与适度较慢的随后反吸操作和铸造活塞到达铸造开始位置组合。
22.在本发明的改进中，在铸造过程的再填充阶段，只要铸造活塞依靠其返回移动到达阀切换位置，先前开启的切断阀闭合。在切断控制阀的情况中，这可经由在该时间点处的主动控制的阀切换来执行，并且在止回阀的情况中，这可执行，例如其中铸造活塞在阀切换位置中停止并且/或者闭合的铸造模具开启，并且因此，没有进一步的熔体负压在铸造室中产生，因此止回阀以自动复位的方式移动到其闭合位置中。取决于铸造活塞的位置(更准确地，取决于铸造活塞到达特定位置，其在当前情况中被称为阀切换位置或阀倒转位置)，该措施使切断阀从其开启位置切换至其闭合位置。切断阀的闭合结束熔融材料经由熔体入口通道到铸造室中的供给，并且因此熔融材料可通过铸造活塞从其阀切换位置到达其铸造开始位置的又一返回移动来在期望程度上从熔体出口通道反吸到铸造室中。在止回阀的情况中，可防止切断阀在该时间段期间的非期望开启，例如其中铸造模具在铸造活塞再次从其
阀切换位置移动回之前开启。在备选实施例中，在铸造过程的再填充阶段期间用于将切断阀从其开启位置倒转到其闭合位置中的致动以不同的方式触发，例如，依靠自再填充阶段开始或自铸造活塞的返回移动开始以来的时间段(能够为此预限定)的过去。
23.在本发明的发展中，铸造活塞的阀切换位置和铸造开始位置之间的冲程距离可以可变地预限定。该措施使得灵活地对不同的系统条件作出反应成为可能。铸造活塞的阀切换位置和铸造开始位置之间的冲程距离确定铸造活塞从其阀切换位置至其铸造开始位置的最终返回移动相对于整个铸造活塞冲程的比例，其由填充结束位置与铸造开始位置之间的距离给出，并且因此还由熔体出口通道中的熔体反吸的程度给出。该冲程距离自然地大于零，并且小于整个铸造活塞冲程(即，填充结束位置与铸造开始位置之间的冲程距离)，并且取决于模铸造机器的要求和系统条件，可设定为相应期望的值或对应于相应使用情形的要求的值，例如，设定为在近似2mm至20mm之间(并且更具体地，在近似4mm至8mm之间)的值，对应实施中的所述值为整个铸造活塞冲程的至多一半或至多三分之一或至多四分之一，或者甚至更少。在阀切换位置与铸造开始位置之间的冲程距离增加时，熔体出口通道中的熔融材料的反吸的程度增加；较短的冲程距离的选择减少在熔体出口通道中反吸的熔融材料的量。例如，对于模铸造机器中可互换使用的不同铸造模具而言，可不同地选择铸造活塞的阀切换位置和铸造开始位置之间的冲程距离。在备选实施例中，如果不需要可变的调整，则可以以不可变的方式预限定该冲程距离。
24.在本发明的发展中，在铸造过程的再填充阶段，铸造活塞在其再次移动回至其铸造开始位置之前的暂停时段期间保持在阀切换位置中。针对铸造活塞的返回移动的暂停时段可用于将切断阀从其开启位置切换到其闭合位置中，并且按需要，用于开启铸造模具。因此，在不存在熔体入口通道中且因此穿过切断阀的移动的熔体流，而是熔融材料在熔体入口通道中静止的时间段期间，切断阀可被切换。暂停时段可依据其暂时的持续时间(例如，取决于切断阀从开启位置切换到闭合位置中所需以及/或者开启铸造模具所需的时间段)来适当地设定，可选地，还可能的是，提供能够可变改变的规格的暂停时段。在备选实施例中，切断阀从其开启位置切换到其闭合位置中，而没有中断铸造活塞的返回移动，即，没有铸造活塞在到达其阀切换位置之后在其返回移动中完全停止。
25.在本发明的改进中，在铸造过程的再填充阶段，至少只要切断阀仍然开启，铸造模具保持闭合。该措施的结果是，依靠铸造活塞的返回移动，铸造室经由熔体入口通道利用熔融材料再填充，但是熔体出口通道中的熔融材料的可观反吸仍没有发生，假设切断阀在其开启位置中。接着，由于铸造模具仍然闭合并且包含铸件(该铸件大体上在该时间点处已经至少部分地凝固)，故没有可观量的空气可经由所述铸造模具经过到熔体出口通道中，并且因此，在再填充阶段的该初始阶段，熔融材料仍没有从熔体出口通道反吸到铸造室中。在备选实施例中，铸造模具已经开启，并且/或者在任何情况中，其开启开始，同时切断阀仍然开启。
26.在本发明的发展(如果切断控制阀用作切断阀，则该发展为特别合适的)中，在铸造过程的再填充阶段，在铸造活塞到达其铸造开始位置之后，铸造模具的开启开始。该程序引起熔体出口通道中的熔融材料的反吸，基本上不会直到铸造活塞到达其铸造开始位置。由于铸造活塞从切断控制阀闭合(当到达阀切换位置时)的阀切换位置到铸造开始位置中的返回移动，故铸造活塞首先构建对应的负压，并且在铸造模具的开启开始之后，熔融材料
接着通过相关的负压作用从熔体出口通道反吸到铸造室中达对应的程度。
27.在本发明的备选发展中，在铸造过程的再填充阶段，在铸造活塞到达其阀切换位置之后并且在铸造活塞到达其铸造开始位置之前，铸造模具的开启开始。在该程序中，在铸造活塞到其铸造开始位置中的又一返回移动期间，熔融材料已经可在熔体出口通道中被反吸，或者从熔体出口通道反吸到铸造室中。不言而喻，在对应实施例中，在铸造活塞从其阀切换位置到其铸造开始位置中的返回移动期间的任何期望的时间点处，铸造模具的开启可开始，并且在对应实施中，进一步备选地，还已经在铸造活塞到达其阀切换位置并且切断阀闭合之前，铸造模具的开启可开始。
28.在本发明的又一发展中，在铸造过程的再填充阶段，只要铸造模具在其开启时到达特定的铸造活塞触发的模具开启位置，铸造活塞在其阀切换位置中停止并且从其阀切换位置前进到其铸造开始位置中。在该实施中，铸造活塞在于其阀切换位置中停止之后的又一返回移动具体地以如下方式与铸造模具的开启过程匹配，使得铸造活塞不前进至其铸造开始位置，直到铸造模具开启到可预限定的程度，该可预限定的程度由设定的铸造活塞触发的模具开启位置限定。因此，在铸造过程的再填充阶段的最后时期反吸熔体出口通道中的熔融材料的过程可被进一步优化。在备选实施例中，铸造活塞的返回移动在不考虑铸造模具的当前开启位置的情况下发生(假设对此不存在与应用有关的要求)。
29.在本发明的改进中，在铸造模具尚未完全闭合的情况下，铸造活塞从在相应先前的铸造过程的再填充阶段期间到达的、其铸造开始位置前进至在随后的铸造过程的模具填充阶段的初始预填充阶段期间的预填充位置，并且仅在此之后，铸造模具完全闭合，并且铸造活塞进一步从该预填充位置前进至其填充结束位置。因此，由于在相应先前的铸造循环的再填充阶段期间熔体的反吸而进入熔体出口通道的前部区域的空气可在相应的当前铸造循环开始时快速地经由仍然完全开启或至少仍然部分开启的模具逸出(在模具接着完全闭合并且模具利用熔融材料的实际填充发生之前)。
30.根据本发明的又一方面(权利要求9涉及该又一方面，并且此外或作为备选，该又一方面可提供至权利要求1的首先提及的方面)，在开始操作的铸造过程期间，在切断阀闭合的情况下的模具填充阶段之前的、开始操作的铸造过程的预填充阶段，铸造室中的铸造活塞从开始操作位置前进到给定的预填充位置中，并且接着，在切断阀开启时，移动回到其铸造开始位置中。取决于要求和使用情形，铸造模具可在该预填充阶段之前或开始时已经闭合，或者作为备选，可在铸造活塞在该预填充阶段的前进期间仍然保持开启，并且仅在铸造活塞的返回移动之前或者在切断阀开启时闭合。在第一种情况中，在没有进一步措施的情况下，确保在该预填充操作期间，没有熔融材料可经由仍然开启的模具无意地离开；在后一种情况中，通过预填充过程从熔体出口通道压制出的空气可经由仍然开启的模具更加快速地逸出。
31.根据本发明的该程序构成特定的开始操作措施，当用于在彼此跟随的铸造过程或铸造循环中借助于特定铸造模具的多个相同铸件的循环铸造的、模铸造机器的循环铸造操作开始时，例如，在模铸造机器上的铸造模具或铸造工具的组装之后，或在利用特定组装的铸造模具的模铸造机器的重新开始之后，可有利地使用该特定的开始操作措施。
32.换句话说，开始操作的铸造过程构成第一铸造过程或铸造循环，用于在机器的操作开始之后生产期望的铸件。在操作的此类开始时，熔融材料尚未位于熔体出口通道的前
部区域中，而是至多位于熔体出口通道的后部区域中，例如，一直到铸造室或熔池中的熔体填充液面的高度，包含铸造室的铸造容器沉浸在其中。特定的开始操作的铸造过程确保在机器的操作的此类开始之后，当模具填充阶段开始时，对于彼此跟随的许多铸造过程中的第一个而言，熔融材料也已经存在于熔体出口通道的前部区域中，其中铸造活塞在其填充结束位置的方向上从其铸造开始位置前进，以便将熔融材料压制到铸造模具中。
33.出于该目的，在该模具填充阶段之前，在开始操作的铸造过程的预填充阶段，铸造活塞从其在该时间点处所位于的其开始操作位置最初仅前进到预填充位置中，切断阀保持闭合，其结果是来自铸造室的熔融材料可压制到熔体出口通道中。铸造活塞的预填充位置由以下事实确定：当到达该预填充位置时，熔融材料填充熔体出口通道至期望的可预限定的程度。切断阀的随后开启，以及铸造活塞从其预填充位置到其铸造开始位置(其可对应于开始操作位置，或铸造室中的铸造活塞在操作开始位置与预填充位置之间的更前面的位置)中的返回移动以先前从铸造室压制到熔体出口通道中的量在最大程度上经由熔体入口通道再次利用熔融材料再填充铸造室。
34.对于在机器的操作开始之后的随后的第一铸造过程而言，以该方式，就机器的开始的铸造操作中的随后的另外铸造过程而论，存在相同或相似的条件(在已经达到熔体出口通道的前部区域的、可用的熔融材料方面)。换句话说，在该情况中，熔体出口通道中的熔融材料已经可用于该第一铸造过程，已经达到其前部区域，例如，在上升通道部分的整个容积中以及在熔体出口通道的相邻口承本体部分的容积中，达到口承本体的前部端部区域，并且因此还显著地高于指定熔池的熔池液面，熔融材料从该指定的熔池供给至铸造室。这导致以下优点：依靠该单一的预填充，在操作开始时，对于在操作开始之后的第一个铸造循环而言，已经可显著地减少随后的实际模具填充阶段所需的铸造活塞冲程。在备选实施例中，代替该预填充措施，在机器的操作开始之后，第一铸造过程以铸造活塞的铸造冲程执行，该铸造冲程对应地长于操作的开始时段中的另外的铸造过程的铸造冲程。
35.在根据本发明的模铸造机器的情况中，为了执行相应的铸造过程，在模具填充阶段，控制单元和切断阀构造成将切断阀带进闭合位置中，并且构造成控制铸造室中的铸造活塞从铸造开始位置前进至填充结束位置，以便将熔融材料经由熔体出口通道压制到铸造模具中，并且在随后的再填充中阶段，首先构造成将切断阀带进开启位置中，并且构造成控制铸造活塞移动回至铸造开始位置，以便将熔融材料经由熔体入口通道供给至铸造室。
36.控制单元和切断阀还构造成在铸造活塞依靠其返回移动到达其铸造开始位置之前，仍然在再填充阶段期间，将切断阀再次带进其闭合位置中，并且构造成控制铸造活塞依靠铸造活塞的又一返回移动反吸熔体出口通道中的熔融材料，以及/或者在开始操作的铸造过程期间，构造成控制铸造活塞，以在切断阀闭合的情况下的模具填充阶段之前的、开始操作的铸造过程的预填充阶段期间，在铸造室中从操作开始位置前进至预填充位置，并且接着构造成将切断阀带进其开启位置中，并且构造成控制铸造活塞移动回至其铸造开始位置。
37.因此，该模铸造机器特别地适合于执行根据本发明的操作方法的提及的方面。
38.在本发明的改进中，切断阀呈切断控制阀的形式，并且控制单元构造成控制切断控制阀。这允许切断阀借助于控制单元的主动控制，特别是以便在铸造过程期间将该切断阀带进其相应期望的开启或闭合位置中。
39.在本发明的发展中，模铸造机器包含由控制单元促动的阀促动器，用于促动切断控制阀。促动器起作用为控制单元与切断阀之间的链接元件，并且可取决于控制单元和切断阀的类型(例如，电动、磁性、液压、气动或机械类型)来适当地选择。作为备选，阀促动功能可例如直接集成在控制单元中。
40.在本发明的改进中，切断阀呈止回阀的形式，该止回阀在其闭合位置中被预加载。这构成作为切断控制阀的实施的备选方案。在该情况中，切断阀取决于作用在其上的熔融材料的压力，特别是取决于铸造室中的熔体压力而控制或促动。
41.在本发明的改进中，模铸造机器包含阀传感器单元，用于感测切断阀的一个或多个测量变量。这可例如用于经由阀传感器单元将关于切断阀的当前位置的反馈给予控制单元，并且/或者用于提供阀诊断信息，该阀诊断信息提供关于切断阀是否以无错误方式操作和/或其处于何种使用状态以及其是否需要例如维护的信息。
附图说明
42.在附图中示出本发明的有利实施例。下面更详细地解释本发明的这些实施例和另外的实施例。在图中：图1示出模铸造机器的当前情况中感兴趣的部分的示意性纵向截面视图，该模铸造机器具有作为切断阀的切断控制阀，图2示出用于说明来自图1中的模铸造机器从操作开始的操作方法的流程图，图3示出在第一铸造循环的模具填充阶段开始时根据来自图2的方法操作机器期间来自图1的视图，图4示出在模具填充阶段期间来自图3的视图，图5示出在模具填充阶段结束之后以及在第一铸造循环的再填充阶段开始时来自图3的视图，图6示出在再填充阶段期间来自图3的视图，图7示出在铸造室利用熔体的再填充结束之后来自图3的视图，图8示出在熔体再填充操作之后的熔体反吸操作期间来自图3的视图，图9示出在第一铸造循环即将结束时来自图3的视图，图10示出在第二铸造循环的模具填充阶段结束时来自图3的视图，图11示出用于说明来自图1的模铸造机器的操作方法的流程图，该操作方法呈在操作开始之后具有初始预填充阶段的变型，图12示出在初始预填充阶段开始时根据来自图11的方法操作机器期间来自图3的视图，图13示出在初始预填充阶段的较后时间点处的来自图12的视图，其中铸造室利用熔体再填充，图14示出在来自图11的方法变型中的第一铸造循环的模具填充阶段(在初始预填充阶段之后)结束时来自图12的视图，图15示出用于说明来自图1的模铸造机器的操作方法的流程图，该操作方法呈在相应铸造循环的模具填充阶段之前具有循环预填充的变型，以及图16示出用于模铸造机器的变型的来自图1的视图，该模铸造机器具有作为切断
阀的止回阀。
具体实施方式
43.图2、图11以及图15以流程图示出用于操作模铸造机器的本发明方法的各种有利变型。图1、图3至图10和图12至图14以及图16示意性地示出根据本发明的两个实施中的模铸造机器的在此处感兴趣的部分，其可经由根据本发明的方法来操作。该模铸造机器可特别地为用于模铸造液态或部分液态金属熔体(诸如锌、铅、铝、镁、钛、钢、铜以及这些金属的合金)的热室型中的一个。出于该目的，模铸造机器特别地包括具有固定模具半部1a和可移动模具半部1b的铸造模具1、铸造室2、以可轴向移动方式布置在铸造室2中的铸造活塞3、通入铸造室2中的熔体入口通道4、熔体入口通道4中的切断阀5、从铸造室2通向铸造模具1的熔体出口通道6，以及控制单元7。
44.在图1、图3至图10以及图12至图14的实例中，切断阀5构造为切断控制阀5s，即，构造为可致动的切断阀，其由控制单元7直接地致动，或者如在示出的实例中，经由可选的阀促动器16致动。阀促动器16可为常规型的任何期望的促动器，如对于促动此类阀本身而言本领域技术人员已知的。在这方面，根据要求和使用情形，促动器16可特别地为常规的电动操作、液压操作、气动操作或机械直接操作的促动器类型，或者经由杠杆系统等机械地操作的促动器类型。在这方面，根据要求和使用情形，阀促动器16可为以纯二元方式操作并仅在第一开启位置与第二闭合位置之间切换切断阀5的促动器类型，或者作为备选，为比例促动器类型，该比例促动器类型可连续地或多级地开启切断阀5，即，还可使切断阀5在其完全开启位置与其完全闭合位置之间进入一个或多个部分开启位置并保持在那里。出于该目的，按需要，阀促动器可包括例如能够可变地设定的端部止动件，其可手动或自动地调整。在对应于图1的示意图中，图16示出模铸造机器的变型，其与图1中的模铸造机器的不同之处在于切断阀5构造为止回阀5r。
45.在当前情况中，控制单元7理解为意指包括模铸造机器的所有控制元件，用于控制和/或调节机器的各种构件，出于该目的，取决于系统构造，控制单元7可包含所有控制功能集成在其中的单个控制装置，或多个单独的控制装置，该多个单独的控制装置中的每个控制和/或调节特定的机器构件并且优选地具有关于彼此的通信链接。类似地，按照惯例，控制单元7可至少部分地以硬件构造并且/或者至少部分地构造为软件。纯粹象征性地并且以代表性的方式显示以示出控制单元7的所有机器控制功能的是致动箭头7a,7b,7c，它们分别从控制单元7通向铸造模具1、铸件活塞3以及切断阀5的阀杆5d，属于这些机器构件的控制功能在当前情况中为主要感兴趣的。为了简单起见，控制单元7的示意图仅存在于图1中；相比之下，其在图3至图10以及图12至图14中被省略。
46.除非在下面更详细地提到，否则提及的控制单元7和机器构件的其余部分两者具有结构，该结构本身为常规的并对本领域技术人员而言为熟悉的，并且因此在此不需要进一步解释。在示出的实例中，如可例如在图1中看到的，铸造室2形成在铸造单元的铸造容器8中，该铸造单元在这方面为常用的，铸造容器8在铸造操作期间沉浸在位于常规熔体容器10中的熔池9中。
47.在示出的实例中，切断阀5借助于阀壳体本体5a保持在铸造容器8上。位于阀壳体本体5a上(作为备选，在铸造容器8上的不同位置处)的是一个或多个入口开口，该一个或多
个入口开口呈用于熔体入口通道4的进口4a的形式，即，熔融材料14可经由进口4a从熔池9经过到熔体入口通道4中。切断阀5具体地利用固定的阀座5b和可移动的阀闭合本体5c定位在熔体入口通道4中，在示出的实例中，对于阀闭合本体5c而言，可能的是，移动成以便沿轴向靠在阀座5b上并经由阀杆5d远离阀座5b，以便分别闭合和开启切断阀5，即，在例如图1中示出的开启位置vo与例如图3中示出的闭合位置vs之间切换切断阀5。在这方面，取决于阀构造和/或操作情形，开启位置vo可为阀的完全开启位置或部分开启位置。在未示出的备选实施例中，切断阀5布置在铸造活塞3中，在该情况中，熔体入口通道4经由铸造活塞3引导，特别地穿过铸造活塞3，如本身已知的。
48.在图1、图3至图10，以及图12至图14的机器构造中，如已经提及的，切断阀5(即，切断控制阀5s)的切换移动经由可选的阀促动器16由控制单元7执行。在图16的机器构造中，切断阀5(即，止回阀5r)的切换移动取决于铸造室2中的熔体压力来执行，止回阀5r由常规型的预加载单元17偏置在其闭合位置vs中。当对应的熔体负压存在于铸造室2中时，止回阀5r通过该负压与预加载单元17的预加载力相反地从其闭合位置vs移动到其开启位置vo。一旦熔体负压不再存在，止回阀5r依靠预加载单元17的作用自动地返回至其闭合位置vs。预加载单元17可例如由预加载弹簧(诸如对应设计和布置的压缩或拉伸弹簧)实施，图16中的预加载单元17纯粹经由实例表示并且由拉伸弹簧的图示示意性地表示。
49.熔体出口通道6以常规方式经由在铸造容器8中形成的上升通道区域和/或上升管部分6a从铸造室2引导出，并且接着经由口承本体6b继续至模具1的区域。出于该目的，以同样常规方式，口承本体6b在入口侧上联接于口承附件11，上升管部分6a利用口承附件11从铸造容器8开放，并且在出口侧上通向模具腔13前面的固定模具半部1a中的浇口锥体12的区域，当铸造模具1闭合时，模具腔13由两个模具半部1a,1b形成并且取决于待生产的铸件来设计。
50.图2示出在模铸造机器的操作开始时(即，在为了以对应数量的铸造过程或铸造循环(彼此跟随)铸造期望数量的相同铸件而使机器开始之后)示例性实施例变型中的根据本发明的操作方法。图1以及图3至图10示意性地示出在根据来自图2的实施例变型的操作期间处于不同操作时期的机器。在这方面，在来自图1的实施例中，仅为了简单起见，示出图3至图10中的机器，但是下面的相关语句以相同的方式适用于来自图16的机器构造(除非另有提及)。
51.在图2的初始操作时期b1中，机器在操作开始时处于基本状态。图1示出在该操作时期b1中的机器，除了在基本状态下仍然开启的铸造模具1示出成已经处于其闭合状态之外。铸造活塞3相应地位于操作开始位置bs中。切断阀5仍然开启，并且因此熔融材料14到处存在，一直到熔池9的熔池液面9a的高度。具体而言，熔融材料14还在对应于熔池液面9a的相同熔体液面sh处位于熔体出口通道6中，熔融材料14延伸例如远至上升通道部分6a的中央或前部区域，但尚未远至口承本体6b。
52.在图2的随后操作时期b2中，开始第一铸造循环，并且为此执行相关的模具填充阶段。出于该目的，首先闭合铸造模具1，并且切断阀5从其开启位置vo进入其闭合位置vs并且/或者保持在那里，无论切断阀5是呈由控制单元7控制的切断控制阀5s的形式还是呈由预加载单元17自动地控制的止回阀5r的形式。图3示出在该时间点处的机器。此后，铸造活塞3从操作开始位置bs前进至填充结束位置fp(即，在图1、图3至图10以及图12至图14中的
每个中向下)，其结果是熔融材料14从铸造室2经由熔体出口通道6压制到铸造模具1中。铸造活塞3的前进移动在对应的图中由相关的移动方向箭头gv表征。熔体出口通道6中的熔体流在图4中由对应的流箭头象征性地指示，图4示出在该模具填充阶段结束时的机器，其以已知方式可包括所谓的后续或保持压力阶段，其中附加的、增加的后续或保压压力施加在模具1中的熔融材料14上。
53.在图2的操作时期b3中，模具填充阶段结束，并且接着是再填充阶段和/或活塞返回阶段。出于该目的，切断阀5从其闭合位置vs切换到其开启位置vo中，并且铸造活塞3从其填充结束位置fp移动回，即，在有关的图中向上。切断阀5的切换在切断控制阀5s的情况中由控制单元7进行控制，并且在止回阀5r的情况中由熔体负压进行控制，该熔体负压在铸造室2中由于铸造活塞3的返回移动而产生。此处应当提及的是，自然地，取决于机器类型，铸造活塞3的前进或返回移动可不沿竖直方向定向，如在示出的实例中，而是相对于竖直方向垂直地或倾斜地定向。铸造模具1最初保持闭合，并且所谓的冷却时间流逝，在这期间，模具腔13中的熔融材料14被冷却，其结果是在那里凝固的熔融材料14形成期望的铸件15。铸造活塞3的返回移动将熔融材料14经由熔体入口通道4从熔池9吸取并且因此再填充到铸造室2中。图5和图6分别示出在再填充阶段的初始时间点和稍晚时间点处的机器，在这期间，来自熔池9的熔融材料14再填充铸造室2，如由对应的流箭头示出的。铸造活塞3的返回移动在对应的图中由相关的移动方向箭头gr表征。
54.在图2的操作时期b4中，铸造室2利用来自熔池9的熔融材料14经由熔体入口通道4的再填充通过将切断阀5从其开启位置vo切换到其闭合位置vs中来结束。在切断控制阀5s的情况中，这一切由控制单元7引起，而在止回阀5r的情况中，这一切通过使铸造活塞3的返回移动停止并且由此不再在铸造室2中产生熔体负压引起，其结果是止回阀5r依靠其预加载单元17自动地返回到其闭合位置vs。在该时间点处，铸造活塞3位于对应的阀倒转位置和/或阀切换位置vu中。铸造活塞3优选地在那里保持达一暂停时段，其暂时持续时间可特别地以如下方式来适当地预限定，使得当暂停时段过去时，切断阀5到达其闭合位置vs。可选地，在这方面还可能的是，选择对应于切断阀5从其开启位置vo到其闭合位置vs中的切换持续时间的暂停时段，或者监控切断阀5何时到达其闭合位置vs，并且接着结束暂停时段或者继续移动铸造活塞3。图7示出在该时间点处的机器。同时，为了形成铸件15，用于铸造模具1中的熔融材料14的冷却时间继续。
55.在暂停时段过去或者阀切换位置vu被经过之后，或者在切断阀5闭合之后，在图2的操作时期b5中，铸造活塞3进一步移动回至铸造开始位置gs，用于随后的第二铸造过程，因此熔体反吸过程开始。铸造开始位置gs可与铸造活塞3的初始操作开始位置bs相同，或者可在有限程度上与其不同。图8示出在铸造活塞3的该返回移动超过阀切换位置vu或在阀切换位置vu之外期间在铸造活塞3的中间位置zs中的机器。
56.在这方面，在具有切断控制阀5s的变型中，切断控制阀5s以受控方式保持在其闭合位置vs中，并且铸造模具1尚未开启，其结果是铸造活塞3的又一返回移动经由铸造室2引起在熔体出口通道6上的吸入作用。这在浇口锥体12的区域中产生负压，其中在口承本体6b的具体示出的实例中，熔融材料14已经稍微从熔体出口通道6的出口(位于熔体出口通道6的前面)抽取回，如在图8中由反吸箭头14a指示的。
57.在具有止回阀5r的变型中，就其与在具有切断控制阀5s且在图2中关于操作时期b5
指示的变型中选择的以上程序不同来说，在铸造活塞3的又一返回移动之前的该时间点处，铸造模具1至少以可预限定的程度开启，冷却时间过去或者等待其结束。因此，熔体出口通道6不再以相对于铸造模具1的侧部上的外部大气的气密方式密封，这具有后果：熔体负压在铸造活塞3的又一返回移动期间不再构建在铸造室2中。因此，止回阀5r保持在其闭合位置vs中。替代地，具体在口承本体6b的前部区域中的熔融材料14被进一步远离浇口锥体12的区域抽取回，即，熔融材料从熔体出口通道6的最前面的出口侧区域的有限反吸发生，这防止熔融液滴在浇口锥体12的区域中的形成。
58.铸造活塞3从阀切换位置vu到铸造开始位置gs的又一返回移动优选地在一活塞速度处发生，该活塞速度显著地低于铸造活塞3先前从填充结束位置fp移动回至阀切换位置vu的活塞速度。
59.在铸造活塞3的阀切换位置vu和铸造开始位置gs之间的冲程距离确定熔体出口通道6中的熔融材料14的反吸程度，可选地，可能的是，假设该冲程距离可被可变地预限定或者由用户设定。
60.虽然在示出的实例中，切断阀5切换到其闭合位置vs中以结束利用来自熔池9的熔融材料14再填充铸造室2的时间点与铸造活塞3到达阀切换位置vu关联，但是在备选实施例中，该阀切换以另一种方式触发，例如，在自铸造活塞3从其填充结束位置fp的返回移动的开始以来一定时间段过去之后。
61.在图2的操作时期b6中，铸造活塞3的返回移动接着在其到达其铸造开始位置gs之后终止。与此同时，在具有切断控制阀5s的变型中，还接着是如下情况：用于模具1中的成型铸件15的完全凝固的冷却时间过去，并且因此在该变型中，在来自图2的随后操作时期b7中，可能的是，依靠可移动模具半部1b的对应开启移动开始铸造模具1的开启，如图9中示出的，图9示出在该操作时间处的机器。模具1的开启使得即刻释放反吸负压成为可能，该反吸负压先前在具有切断控制阀5s的变型中在浇口锥体12的区域中产生，因此在熔体出口通道6的前部区域中(在具体示出的实例中，在口承本体6b的前部区域中)的熔融材料14被进一步远离浇口锥体12的区域抽吸回。再次，熔融材料14从熔体出口通道6的最前面的出口侧区域的抽吸回(即，有限反吸)防止熔融液滴在浇口锥体12的区域中的形成，如以上关于具有止回阀5r的变型所解释的。在两种变型中，接着可能的是，在模具1完全开启之后移除在每种情况中形成的铸件15。
62.图9经由实例示出熔融材料14存在于熔体出口通道6的前部区域中，一直到反吸点rp，反吸点rp与浇口锥体12的区域或熔体出口通道的出口或熔化点维持期望的足够距离as，在该熔化点处，反吸熔融材料14脱离保持在模具1和浇口锥体12中的固化或部分固化的熔融材料。这使得可靠地防止所述液滴形成成为可能，图9中的该距离as仅仅为了清楚起见被放大，并且没有按真实比例示出。距离as例如为距浇口锥体12的近似5mm到100mm(在浇口锥体12处熔融液滴否则将形成)，具体而言，例如在近似10mm和近似50mm之间，优选为例如在近似30mm和近似40mm之间，这取决于要求、熔融材料的粘度和/或机器的系统构造，尤其取决于铸造活塞、上升开孔以及口承本体的直径。作为备选，距离as还可为更大的，其中在距离as变得较大时，在下一个铸造循环开始之前，更多空气存在于熔体出口通道6的出口侧区域中。
63.然而，在任何情况中，熔体出口通道6在熔池9的熔池液面9a上方保持填充有熔融
材料14，其结果是，在下一个铸造循环中，熔体出口通道6中的熔融材料14在根据图3的操作开始之后不需要像在第一铸造循环中那样从熔池液面9a前进，而是熔体出口通道6中的熔体液面sh在下一个铸造循环开始时已经相当多地高于熔池液面9a，并且熔融材料14优选地已经在熔体出口通道6的前部区域中可用。以该方式，第一铸造循环在图2的操作时期b7之后终止。
64.为了执行下一个第二铸造循环，模具1接着在图2的操作时期b8中闭合，并且铸造活塞3从其铸造开始位置gs移动至其填充结束位置fp，以便再次将熔融材料14从铸造室2经由熔体出口通道6压制到闭合的模具1中。图10示出在对应于机器状态的该第二铸造循环的模具填充阶段结束时(在图4中示出，在第一铸造循环的模具填充阶段结束时)的机器。
65.如在图10中以比较方式示出的，在第二铸造循环中，铸造活塞3从铸造开始位置gs到填充结束位置fp的轴向移动冲程(比在用于使铸造活塞3从操作开始位置bs前进至填充结束位置fp的第一铸造循环中的小)为足够的，因为对于第二铸造循环而言，熔融材料14已经呈现为显著地在熔体出口通道6中的熔池液面9a上方。换句话说，如图10中示意性地示出的，第二铸造循环中的填充结束位置fp关于铸造室2中的位置位于结束位置fp2处，结束位置fp2比该结束位置fp1更靠后，即，关于图10中的顶部更远，结束位置fp1由铸造活塞3呈现为第一铸造循环中的填充结束位置fp。
66.换言之，针对机器的对应主动操作间隔的第二和每个又一铸造循环的、填充结束位置fp与铸造开始位置gs之间的冲程距离ha=fp-gs=fp
2-gs低于针对第一铸造循环的、填充结束位置fp与操作开始位置gs之间的对应冲程距离ha=fp-bs=fp
1-bs，差异由在第一铸造循环之后且在第二铸造循环之前在熔池液面9a上方在熔体出口通道6中存在的熔融材料14的量确定。冲程差异在图10中通过第一铸造循环之后的填充结束位置fp1相对于第二铸造循环之后的填充结束位置fp2的对应冲程偏差hd＝fp
1-fp2来示出。取决于机器类型和待生产的铸件15，第二铸造循环和另外的铸造循环的该冲程长度的缩短可例如高达30%或者高达50%或更多。
67.铸造活塞3必须在模具填充阶段期间行进的冲程长度的该缩短对应地允许循环时间(即，在操作间隔内的、用于第二和每个又一铸造循环的相应铸造循环的持续时间)的缩短，例如，高达5%或10%。此外，由于熔融材料14在铸造循环之间在熔池液面9a上方保持在熔体出口通道6中，故待在熔体出口通道6的出口侧部分中置换的空气分数减少，因此并入在铸件中的空气也可减少，这有益于铸件的质量。此外，铸造活塞冲程的缩短使得减少由铸造室中的铸造活塞移动引起的铸造活塞和铸造室的磨损影响成为可能。
68.接着，第二铸造循环的模具填充阶段和随后的再填充阶段以与上面针对第一铸造循环所解释的相同的方式进行，可参照该第一铸造循环。这在图2中由从操作时期b8到操作时期b3的返回箭头表征。
69.在示出有作为切断阀5的切断控制阀5s的示例性实施例中，铸造模具1在整个再填充阶段期间在对应的程序中保持闭合，直到铸造活塞3到达作为用于下一个铸造循环的开始位置的其铸造开始位置gs。模具1仅在该时间点处开启的事实接着导致提及的即刻反吸效果。在备选的程序中，铸造模具1可较早地开启，并且因此反吸效果可在时间方面更均一地构造和/或减弱。在这方面，在对应的操作变型中，铸造模具1保持闭合，至少只要为了利用来自熔池9的熔融材料14再填充铸造室2，切断控制阀5s仍然开启。当铸造活塞3到达其阀
切换位置vu并且切断控制阀5由此闭合时，取决于要求，铸造模具1在铸造活塞3从阀切换位置vu到铸造开始位置gs中的又一返回移动的较早或较后时间点处开启。一旦模具1的开启开始，更多的空气可经由熔体出口通道6的出口经过到熔体出口通道6的前部区域中，并且因此减弱和/或减轻那里的负压影响。
70.在又一操作变型中，铸造活塞3保持在阀切换位置vu，并且铸造模具1的开启接着在冷却时间过去之后开始。一旦铸造模具1在其开启时到达确定的铸造活塞触发的模具开启位置(该位置可以以可变或永久的方式预限定，例如，当可移动模具半部1b远离固定模具半部1a移动对应的可预限定行进长度时)，铸造活塞3进一步从其阀切换位置vu移动回至其铸造开始位置gs。在这方面，铸造活塞触发的模具开启位置选择成使得空气在熔体出口通道6处经由浇口锥体12或口承喷嘴的进入为可能的。这可接着导致随着时间的过去在相对均一变型中的、熔融材料14在熔体出口通道6的最前面的区域中的反吸，而没有负压的突然降低。该操作变型例如还特别地适合于图16的机器变型，该机器变型具有作为切断阀5的止回阀5r。接着，一旦模具1以该方式开启达足以使空气在熔体出口通道6处进入的程度，熔体负压就不再由铸造活塞3的进一步返回移动产生在铸造室2中，并且止回阀5r依靠预加载单元17的作用而自动地保持在其闭合位置vs中。
71.图11示出又一有利的实施例变型中的、根据本发明的用于操作模铸造机器的方法，其具体地涉及在机器的操作开始之后的相应第一铸造循环的性能，并且主要适合于具有作为切断阀5的切断控制阀5s的机器变型。出于该目的，根据图2的初始操作时期b1，该操作变型在操作变型开始时再次从机器的基本状态进行。然而，与图2的操作变型对比，在图11的操作变型中，现在执行开始操作铸造过程(即，特定的第一铸造循环)，其中初始预填充阶段在模具填充阶段上游执行。
72.出于该目的，在图11的操作时期b2a中，该初始预填充阶段因此通过在切断控制阀5闭合并且模具1闭合之后，铸造活塞3从操作开始位置bs前进仅远至图12中示出的初始预填充位置vp而开始，图12示出在该操作时期b2a期间的机器。因此，熔体出口通道6在熔池9的熔池液面9a上方利用熔融材料14预填充，优选一直到熔体出口通道6的前部区域或口承本体6b中的预填充点va，其结果是预填充点va仅在距熔体出口通道6到模具1中的出口或距浇口锥体12的相对小的距离ds处。该距离ds可近似对应于反吸点rp与熔体出口通道6到模具1中的出口之间的距离as，例如，在距离as在图2的操作变型中且如图9中示出的、熔融材料14在熔体出口通道6中的以上解释的反吸之后存在时。作为备选，距离ds还可与距离as略微或显著不同。
73.此后，在图11的操作时期b2b中，等待某一可预限定的时间段，直到由于预填充过程形成的超压因为模具腔13中的压缩空气而降低。接着，在图11的操作时期b2c中，切断控制阀5从其闭合位置vs倒转到其开启位置os中，并且铸造活塞3从预填充位置vp移动回至其铸造开始位置gs。因此，熔融材料经由熔体入口通道4从熔池9吸取或再填充到铸造室2中，如在图13中由相关的流箭头示出的，图13示出在该操作时期b2c结束时的机器，在该操作时期b2c结束时铸造活塞3再次到达其铸造开始位置gs。
74.该熔体再填充过程可伴随熔融材料14在熔体出口通道6中的某一进一步反吸，因为一定量的空气还存在于闭合模具1中并且模具1可能还没有为完全气密的。因此，预填充点va(一直到该预填充点va，熔融材料14在熔体出口通道6中的预填充中存在)可相应地稍
微向后移位，如在图13中由熔体出口通道6中的相关的回流箭头示出的，并且与图12相比，预填充点va在口承本体6b中进一步向后定位。然而，熔融材料14保持预填充在熔体出口通道6中而显著地高于熔池9的熔池液面9a，远至所述熔体出口通道的前部区域。
75.在原理上，对于具有作为切断阀5的止回阀5r的机器变型而言，类似的预填充过程也为可能的。在该情况中，止回阀5r依靠铸造室2中的熔体压力来保持闭合，同时铸造活塞3从其操作开始位置bs前进至其预填充位置vp。当随后提供：超压在操作时期b2b中的适当降低(如以上提及的)，并且接着提供：熔融材料在熔体出口通道6中的反吸例如依靠熔体出口通道6中的可致动闭合和/或依靠铸造活塞3的足够快的返回移动来充分地阻碍或减慢时，铸造活塞3从预填充位置vp至其铸造开始位置gs的返回移动可在铸造室2中产生足以开启止回阀5r的负压，使得在该情况中，熔融材料也可经由熔体入口通道4从熔池9吸取或再填充到铸造室2中。
76.在该初始预填充阶段结束之后，第一铸造循环的模具填充阶段根据图11的操作时期b2d执行。出于该目的，切断控制阀5再次倒转到其闭合位置vs中，或者在铸造室2中的熔体负压消失之后，止回阀5r再次自动地闭合，并且铸造活塞3从其铸造开始位置gs前进至填充结束位置fp，其结果是熔融材料14再次经由熔体出口通道6从铸造室2压制到铸造模具1(具体为铸造腔13)中。
77.与没有预填充的第一铸造循环(如在图2中示出的操作变型中)相比，对于第一铸造循环的该模具填充阶段而言，初始预填充已经导致填充结束位置fp与操作开始位置bs之间的冲程距离ha=fp-bs的缩短。用于第一铸造循环的冲程的该缩短与以上解释的冲程的缩短类似地实现，在图2的操作变型中，这一切仅对于另外的铸造循环而言，通过在到达铸造开始位置gs之前以及在铸造活塞3至铸造开始位置gs的进一步返回移动之前，切断控制阀5在先前铸造循环的再填充阶段中的过早闭合来实现。图14示出在第一铸造循环的模具填充阶段结束时在该操作时期b2d中的机器，其中填充结束位置fp缩短至位置fp
1v
(对于具有初始预填充的变型而言)，位置fp
1v
位于第一铸造循环中的填充结束位置fp1(对于没有通过冲程偏差hd1=fp
1-fp
1v
预填充的、来自图2的操作变型而言)后面。换句话说，在该操作变型中，作为该预填充措施的结果，与没有预填充的图2的操作变型相比，存在用于针对第一铸造循环已经执行模具填充操作的缩短的铸造冲程。
78.因此，在图11的操作变型中，以上关于图2的操作变型中的第二铸造循环和另外的铸造循环中的冲程的缩短提及的特性和优点已经针对第一铸造循环通过图11的操作变型实现。
79.除了那里的操作时期b3外，第一铸造循环的进一步进展可对应于图2的操作变型的进展。作为备选，图11的操作变型中的第一铸造循环可根据任何期望的常规操作方法继续。
80.图15示出图2的操作方法在第二铸造循环和另外的铸造循环的性能方面的有利变型。在该方法变型中，来自第二铸造循环的相应的模具填充阶段包含预填充阶段。在这方面，在操作时期b7结束时的操作情形如图9中示出地进行。与根据图2的操作时期b8的操作变型对比，在来自图15的操作变型中，在具有铸造活塞3的前进的操作时期b8a中，不等待模具1的完全闭合，而是在模具1仍然开启时，铸造活塞3已经针对第二铸造循环从铸造开始位置gs前进至预填充位置vp2，该预填充位置vp2在当前情况中还被称为循环预填充位置vp2，
以区分根据图11的操作变型和图12中的图示的、在第一铸造循环之前的初始预填充阶段结束时的预填充位置vp。
81.该循环预填充措施使得熔融材料14(其先前根据图2的操作变型的操作时期b5至b7远离熔体出口通道6的出口反吸)再次沿熔体出口通道6的出口的方向前进，并因此在更大程度上预填充熔体出口通道6成为可能，熔体出口通道6的前部端部区域处的空气能够经由尚未闭合的模具1不受阻碍地逸出。
82.在图15的操作时期b8b中，铸造活塞3接着保持在该循环预填充位置中，直到模具1完全闭合。随后，相关的第二或又一铸造循环的模具填充阶段的剩余序列根据图15的操作时期b8c来执行，出于该目的，铸造活塞3从其循环预填充位置分别前进至填充结束位置fp和fp2，以便将熔融材料14经由预填充的熔体出口通道6从铸造室2压制到闭合的模具1或其铸造腔13中。机器的操作状态在该时间点处对应于图10的操作状态，或者对应于图2的操作时期b8的结束。换句话说，在图15的操作变型中，在模具填充阶段结束之后，在操作时期b8c结束时，继续进行再填充阶段以及从图2的操作时期b3开始的另外的步骤。
83.在第二铸造循环和另外的铸造循环的模具填充阶段开始时的循环预填充使得所生产的铸件中的循环时间和空气分数附加地减少对应的量成为可能。在对应优化的程序中，图2、图11以及图15的操作变型可组合成以下效果：对于模铸造机器的相应操作间隔而言，在操作开始时，首先，初始预填充根据图11的变型在铸造室利用熔体再填充的情况下执行，接着第一铸造循环的其余部分根据图2的操作变型执行，并且接着第二铸造循环和另外的铸造循环根据图15的操作变型执行。作为备选，根据本发明的操作变型为可能的，关于提及的这些变型，在有或没有与根据图15的循环预填充附加组合的情况下，所述操作变型仅使用在根据图11的操作开始之后的特定初始预填充操作和熔体再填充操作，或者仅使用根据图2的操作时期b3至b8的反吸措施。
84.如示出的，根据本发明的模铸造机器构造用于执行根据本发明的操作方法。具体而言，在这方面，控制单元7对应地构造成执行相应的铸造过程，出于该目的，在模具填充阶段，控制单元7控制铸造室2中的铸造活塞3以从铸造开始位置gs前进至填充结束位置fp，以便将熔融材料14经由熔体出口通道6压制到铸造模具1中，并且为此，在图1、图3至图10以及图12至图14的实例中，将切断控制阀5s直接地或经由阀促动器16控制到其闭合位置vs中，而在根据图16的机器构造中，止回阀5r在预加载单元17和铸造室2中的熔体压力的作用之下自动地保持在其闭合位置vs中。控制单元7还构造成在随后的再填充阶段期间，控制铸造活塞3移动回至铸造开始位置gs，以便将熔融材料14经由熔体入口通道4供应至铸造室2，并且出于该目的，在图1、图3至图10以及图12至图14的机器构造中，首先将切断控制阀5s控制到其开启位置vo中，而在根据图16的机器构造中，止回阀5r依靠铸造室2中的负压进入其开启位置vo。
85.控制单元7和切断阀5还可构造成在铸造活塞3依靠其返回移动到达其铸造开始位置gs之前，将切断阀5再次切换到其闭合位置vs中(仍然在再填充阶段中)，并且构造成再次控制返回移动中的铸造活塞3，以反吸熔体出口通道6中的熔融材料14。作为备选或此外，控制单元7还可构造成在开始操作的铸造过程(即，第一铸造循环)处控制铸造活塞3，以在切断阀5闭合时的模具填充阶段之前的、开始操作的铸造过程的预填充阶段期间，在铸造室2中从操作开始位置bs前进至预填充位置vs，随后提供：切断阀5进入其开启位置vo，并且提
供：铸造活塞3控制成移动回至其铸造开始位置gs。
86.如在示出的实例中，模铸造机器可选地具有阀传感器单元18，用于感测切断阀5的一个或多个测量变量。由阀传感器单元18检测的、关于相应测量变量的测量值可按需要供应至控制单元7，以便向其提供关于切断阀5的当前位置的控制反馈。此外或作为备选，测量值可针对诊断评估使用，以便诊断切断阀5的当前状态(例如，在任何故障方面)，并且以识别切断阀5何时需要维护。
87.取决于要求和使用情形，阀传感器单元18可包括一个或多个传感器，其包含具有或不具有至控制单元7的链接的、可选的限位开关，如已经提到的，控制单元7可为模铸造机器的整个机器控制系统或该机器控制系统的部分。阀传感器单元18可构造成例如测量切断阀的冲程，以便从中得出错误诊断，例如，阀闭合本体5c是否在阀闭合移动期间被扯掉并且阀杆5d是否超越其预期位置，以及/或者阀闭合本体5c是否实际到达其闭合位置或过早地停止。阀传感器单元18还可以可选地包括阀杆5d中的力传感器，为了诊断监控，该力传感器测量阀闭合本体5c的闭合力或接触压力和/或开启力。在例如经由阀促动器16的电动或液压和/或气动阀驱动的情况中，为了该监控目的，阀传感器单元18还可包括常规设计的流传感器或压力传感器，无论其是否具有至控制单元7的链接。
88.如通过示出的示例性实施例和以上解释的另外的示例性实施例所阐明的，本发明提供用于操作模铸造机器的有利方法，该有利方法使得实现短铸造循环时间、铸件中较低的空气分数、铸造活塞和铸造室依靠减少的铸造活塞冲程的低磨损趋势，和/或熔融液滴在浇口锥体区域中的形成的避免成为可能。本发明还提供适合于执行该操作方法的模铸造机器，该模铸造机器可特别地为热室型的。