通过热顶铸造制造金属产品的工具

摘要

本发明描述了一种通过热顶铸造制造金属产品的工具，该工具包括模具，该模具包括：热顶；铸锭模具(10)；可移动的基座，该可移动的基座在主方向X上移动；以及过渡环(11)，该过渡环(11)被插入在该热顶和该铸锭模具(10)之间。该工具包括：夹紧环(12)，该夹紧环(12)能够将夹紧力(F1)传输到过渡环(11)，该夹紧力(F1)在该主方向(X)上被定向朝向该铸锭模具(10)；保持机构，该保持机构确保该夹紧环(12)的强制锁定并且能够在该夹紧环(12)上施加保持力(F2)，该保持力(F2)在该主方向(X)上指向该过渡环(11)；以及轴向减载机构，该轴向减载机构被配置成在不工作状态和工作状态之间变化，在该不工作状态中，该保持机构在该夹紧环(12)上施加所述保持力(F2)以使得该夹紧环(12)在该过渡环(11)上施加所述夹紧力(F1)，在该工作状态中，该轴向减载机构对抗在该不工作状态中通过该保持机构在该夹紧环(12)上施加的动作，以在该轴向方向(X)上释放该夹紧环(12)并且以允许从该模具移除该夹紧环(12)使得能够在该主方向上在该铸锭模具(10)的相对侧上取出该过渡环(11)。

权利要求

1.通过热顶铸造制造金属产品的工具，该工具包括模具，该模具包括：

-热顶，通过该热顶倾倒处于液体状态的金属，

-铸锭模具(10)，在该铸锭模具内发生金属的凝固，该铸锭模具被配备有具有集成冷却的支撑件，

-可移动的基座，该可移动的基座在平行于该铸锭模具(10)的主轴线的主方向(X)上移动，

-过渡环(11)，该过渡环被插入在该热顶和该铸锭模具(10)之间，

该工具的特征在于，该工具包括：夹紧环(12)，该夹紧环能够将夹紧力(F1)传输到过渡环(11)，该夹紧力(F1)在该主方向(X)上被定向朝向该铸锭模具(10)；保持机构，该保持机构确保该夹紧环(12)的强制锁定并且能够在该夹紧环(12)上施加保持力(F2)，该保持力(F2)在该主方向(X)上指向该过渡环(11)；以及轴向减载机构，该轴向减载机构被配置成在不工作状态和工作状态之间变化，在该不工作状态中，该保持机构在该夹紧环(12)上施加所述保持力(F2)以使得该夹紧环(12)在该过渡环(11)上施加所述夹紧力(F1)，在该工作状态中，该轴向减载机构对抗在该不工作状态中通过该保持机构在该夹紧环(12)上施加的动作，以在该轴向方向(X)上释放该夹紧环(12)并且以允许从该模具移除该夹紧环(12)使得能够在该主方向上在该铸锭模具(10)的相对侧上取出该过渡环(11)。

2.根据权利要求1所述的工具，其特征在于，该保持机构包括锁定环(13)和加载装置(14)，该锁定环(13)能够将该保持力(F2)传输到该夹紧环(12)，该加载装置(14)在该主方向(X)上朝向该夹紧环(12)根据压缩力(F3)持久地加载该锁定环(13)使得，在该轴向减载机构的不工作状态中，根据所述压缩力(F3)受到该加载装置(14)加载的锁定环(13)将所述保持力(F2)施加在该夹紧环(12)上。

3.根据权利要求2所述的工具，其特征在于，该锁定环(13)和该夹紧环(12)彼此形成整体。

4.根据权利要求2所述的工具，其特征在于，该锁定环(13)是独立于该夹紧环(12)的部分，并且在该轴向减载机构的工作状态中，该轴向减载机构暂时在主方向(X)上在与通过加载装置(14)施加的压缩力(F3)相反的方向上加载该锁定环(13)，使得能够消除在该主方向(X)上该锁定环(13)在该夹紧环(12)上的支承，以允许该夹紧环(12)从该模具的所述取出。

5.根据权利要求4所述的工具，其特征在于，该夹紧环(12)和该锁定环(13)能够根据锁定/解锁系统协同工作。

6.根据权利要求5所述的工具，其特征在于，该锁定/解锁系统是卡销系统，两个环(12，

13)之间围绕该主方向(X)的相对角度变化使得能够在第一角度配置和第二角度配置之间变化，在该第一角度配置中，该夹紧环(12)能够在该主方向(X)上在与该过渡环(11)相反的方向上穿过该锁定环(13)，在该第二角度配置中，沿着该主方向(X)在与该过渡环(11)相反的方向上通过该锁定环(13)阻止该夹紧环(12)。

7.根据权利要求6所述的工具，其特征在于，通过该夹紧环(12)围绕该轴向方向(X)相对于该模具在预定角度行程上的旋转运动(Ω)，获得从该第一角度配置到该第二角度配置的移动以及相反的移动，在所述运动(Ω)期间，该锁定环(13)保持相对于该模具固定。

8.根据权利要求2至7中任一项所述的工具，其特征在于，该锁定环(13)与活塞(19)成整体，并且该轴向减载机构首先包括界定在该活塞(19)和该铸锭模具(10)的支撑件之间的腔室(20)，并且该轴向减载机构其次包括允许使该腔室(20)内的压力变化的管理系统。

9.根据权利要求8所述的工具，其特征在于，该管理系统首先包括用于向该腔室(20)供应流体的受控供应的设备，该流体具有压力，该压力使得能够向该活塞(19)施加大于通过该加载装置(14)施加到该锁定环(13)的压缩力(F3)的力(F4)，并且该管理系统其次包括提供使所述流体受控排出该腔室(20)的设备。

10.根据权利要求8所述的工具，其特征在于，该加载装置(14)包括围绕该主方向(X)成角度地分布的多个弹性压缩设备(22)，每个弹性压缩设备(22)被插入该铸锭模具(10)的支撑件和该活塞(19)之间。

11.根据权利要求10所述的工具，其特征在于，每个弹性压缩设备(22)包括平行于该主方向(X)的多个贝氏垫圈的堆叠。

12.根据权利要求1至7中任一项所述的工具，其特征在于，该模具和该夹紧环(12)被配置成使得在该主方向(X)上从该模具取出该夹紧环(12)。

13.根据权利要求1至7中任一项所述的工具，其特征在于，该夹紧环(12)和该过渡环(11)彼此成整体。

14.根据权利要求1至7中任一项所述的工具，其特征在于，该夹紧环(12)是独立于该过渡环(11)的部分。

15.根据权利要求2所述的工具，其特征在于，该锁定环(13)和该夹紧环(12)通过以单个部分形成而彼此形成整体。

16.根据权利要求8所述的工具，其特征在于，该管理系统首先包括用于向该腔室(20)供应空气或油的受控供应的设备，该空气或油具有压力，该压力使得能够向该活塞(19)施加大于通过该加载装置(14)施加到该锁定环(13)的压缩力(F3)的力(F4)，并且该管理系统其次包括提供使所述空气或油受控排出该腔室(20)的设备。

说明书

通过热顶铸造制造金属产品的工具

[0001] 本发明涉及一种通过热顶铸造(coulée en charge)制造金属产品的工具，该工具包括模具，该模具包括：

[0002] -热顶，通过该热顶倾倒处于液体状态的金属，

[0003] -铸锭模具，在该铸锭模具内发生金属的凝固，该铸锭模具被配备有具有集成冷却的支撑件，

[0004] -可移动的基座，该可移动的基座随着金属的凝固在远离该铸锭模具的方向上以受控速度在主方向上移动，

[0005] -以及过渡环，该过渡环被插入在该热顶和该铸锭模具之间。

[0006] 本领域的专家熟悉用于制造产品(诸如金属坯锭或金属板坯)的、以适当的术语称为“热顶铸造”的金属铸造技术：液体金属特别是通过重力被供给到铸锭模具内，该铸锭模具例如被布置在该模具的下部分中、从外部冷却并且被设置有可移动的基座。当金属在铸锭模具内时，该金属凝固并且使用该可移动的基座移除该金属，同时重新填充该热顶，以便维持大致恒定的液体金属水平。在热顶铸造中，本领域的专家熟悉竖直半连续铸造或称“竖直铸造”或者水平半连续铸造或称“水平铸造”。这两个名称是热顶铸造的特定情况。

[0007] 还已知的是，将该模具设计成使得该铸锭模具包括石墨部分，该石墨部分被内部安装在支撑件内，以便在液体金属凝固时与液体金属接触。

[0008] 该过渡环除了提供该模具和该热顶之间的机械连接之外，还具有在该模具和该热顶之间的结合区域中为该模具提供密封性的基本功能。考虑到某些铝合金(诸如铝-硅合金)在铸造温度下的非常高的流动性，此问题是特别基本的问题。此外，此技术在此结合区域中引起显著的金属静压。

[0009] 按照惯例，像在文献US2010/0051225A1中描述的解决方案中那样，过渡环通过在铸造期间向其施加轴向力的单个夹紧件保持就位，此力由通过围绕主方向分布的许多螺栓型夹紧系统传输到此夹紧件的负载造成。按照惯例，存在许多个这样的系统，以确保施加预定的夹紧力，该夹紧力围绕边缘是均匀的并且关于温度变化是恒定的，温度变化更多针对的是大型铸锭模具。

[0010] 这种涉及夹紧过渡环的解决方案在实践中是可靠的，但是具有使过渡环的任何更换特别繁琐和时间长的基本缺点。所有的夹紧系统都必须被拧开和被拆卸，以能够移除夹紧环，并且在拧紧新的过渡环时必须执行相反的操作，这是一项艰苦的工作并且需要很多时间。此外，在重新组装操作期间，特别是由于疲劳或疏忽造成的不良拧紧可能损害下一次铸造。

[0011] 本发明旨在克服上文提及的缺点中的一些或所有全部。

[0012] 在此上下文中，需要提供用于通过热顶铸造制造金属产品的工具，该工具使更换过渡环更加用户友好，同时减少此操作所需的时间并且使其更容易执行，并且确保良好质量和夹紧力的良好分布，以确保过渡环和铸锭模具之间的密封性。

[0013] 为此，提出了一种通过热顶铸造制造金属产品的工具，该工具包括模具，该模具包括：

[0014] -热顶，通过该热顶倾倒处于液体状态的金属，

[0015] -铸锭模具，在该铸锭模具内发生金属的凝固，该铸锭模具被配备有具有集成冷却的支撑件，

[0016] -可移动的基座，该可移动的基座在平行于该铸锭模具的主轴线的主方向上移动，[0017] -过渡环，该过渡环被插入在该热顶和该铸锭模具之间，

[0018] 该工具包括：夹紧环，该夹紧环能够将夹紧力传输到过渡环，该夹紧力在该主方向上被定向朝向该铸锭模具；保持机构，该保持机构确保该夹紧环的强制锁定并且能够在该夹紧环上施加保持力，该保持力在该主方向上指向该过渡环；以及轴向减载机构，该轴向减载机构被配置成在不工作状态和工作状态之间变化，在该不工作状态中，该保持机构在该夹紧环上施加所述保持力以使得该夹紧环在该过渡环上施加所述夹紧力，在该工作状态中，该轴向减载机构对抗在该不工作状态中由该保持机构在该夹紧环上施加的动作，以在该轴向方向上释放该夹紧环并且以允许从该模具移除该夹紧环使得能够在该主方向上在该铸锭模具的相对侧上取出该过渡环。

[0019] 根据一个具体实施方案，该保持机构包括锁定环和加载装置(moyen  de sollicitation)，该锁定环能够将该保持力传输到该夹紧环，该加载装置在该主方向上在该夹紧环的方向上根据压缩力持久地加载该锁定环使得，在该轴向减载机构的不工作状态中，根据所述压缩力受到该加载装置加载的锁定环将所述保持力施加在该夹紧环上。

[0020] 在第一变形实施方案中，该锁定环和该夹紧环彼此形成整体，该锁定环和该夹紧环特别是通过以单个部分形成。

[0021] 在第二替代变形方案中，该锁定环是独立于该夹紧环的部分，并且在该轴向减载机构的工作状态中，该轴向减载机构暂时在主方向上在与通过加载装置施加的压缩力相反的方向上加载该锁定环，使得能够消除在该主方向上该锁定环在该夹紧环上的支承，以允许该夹紧环从该模具的所述取出。

[0022] 该夹紧环和该锁定环能够根据锁定/解锁系统协同工作。

[0023] 根据一个具体实施方案，该锁定/解锁系统是卡销系统，两个环之间围绕该主方向的相对角度变化使得能够在第一角度配置和第二角度配置之间变化，在该第一角度配置中，该夹紧环能够在该主方向上在与该过渡环相反的方向上穿过该锁定环，在该第二角度配置中，沿着该主方向在与该过渡环相反的方向上通过该锁定环阻止该夹紧环。

[0024] 可以特别地组织使得，通过该夹紧环围绕该轴向方向相对于该模具在预定角度行程上的旋转运动，获得从该第一角度配置到该第二角度配置的移动以及相反的移动，在所述运动期间，该锁定环保持相对于该模具固定。

[0025] 根据一个具体实施方案，该锁定环与活塞成整体，并且该轴向减载机构首先包括界定在该活塞和该铸锭模具的支撑件之间的腔室，并且该轴向减载机构其次包括允许使该腔室内的压力变化的管理系统。

[0026] 该管理系统首先包括用于向该腔室供应诸如空气或油的流体的受控供应的设备，该流体具有压力，该压力使得能够向该活塞施加大于通过该加载装置施加到该锁定环的压缩力的力，并且该管理系统其次包括提供使所述流体受控排出该腔室的设备。

[0027] 根据一个具体实施方案，该加载装置包括围绕该主方向成角度地分布的多个弹性压缩设备，每个弹性压缩设备被插入该铸锭模具的支撑件和该活塞之间。

[0028] 每个弹性压缩设备可以包括平行于该主方向的多个贝氏垫圈的堆叠。

[0029] 在一个具体实施方案中，该模具和该夹紧环被配置成使得在该主方向上从该模具取出该夹紧环。

[0030] 在一个变形具体实施方案中，该夹紧环和该过渡环彼此成整体。

[0031] 在一个替代变形方案中，该夹紧环是独立于该过渡环的部分。

[0032] 从通过非限制性实施例的方式给出并且在附图中示出的本发明的具体实施方案的以下描述，将更好地理解本发明，在附图中：

[0033] 图1是根据本发明的制造系统的一个实施例的、沿着穿过主方向的截面平面的横截面视图，该制造系统的轴向减载机构处于不工作状态中。

[0034] 图2是当夹紧环和锁定环处于它们的第二相对角度配置时大致上从锁定环、夹紧环、过渡环和铸锭模具的上方看的透视图。

[0035] 图3是当轴向减载机构处于工作状态中时图1和图2的制造系统的沿着穿过主方向的截面平面的横截面视图。

[0036] 图4是当夹紧环和锁定环处于它们的第一相对角度配置时大体上从锁定环、夹紧环、过渡环和铸锭模具的上方看的透视图。

[0037] 参考如上文概略地呈现的附图1至4，本发明本质上涉及一种用于通过热顶铸造制造金属产品的工具，此工具被部分地示出在图中。

[0038] 该工具包括适合于在单个铸造中热顶铸造熔融金属——特别是非常大量的金属(通常几吨)的模具。此模具包括：

[0039] -热顶(未示出)，在该热顶中倾倒处于液体状态的金属，

[0040] -铸锭模具10，在该铸锭模具内发生金属的凝固，该铸锭模具被配备有具有集成冷却的支撑件(未示出)，

[0041] -可移动的基座(未示出)，该可移动的基座相对于铸锭模具10沿着主方向X并且随着金属的凝固在远离铸锭模具10的方向上以受控速度移动，

[0042] -过渡环11，该过渡环被插入在该热顶和该铸锭模具10之间。

[0043] 本领域的专家熟悉适合于制造金属产品(诸如金属坯锭或金属板坯)的、称为“热顶铸造”的金属铸造技术。

[0044] 金属的类型可以根据应用而变化。它可以优选地是铝合金。

[0045] “坯锭”是圆形截面的圆柱形块，该圆柱形块被设计为然后沿着它的长度被切片；每个切片然后可以在随后的挤出操作中通过挤出模使用。坯锭的截面取决于铸锭模具在垂直于轴向方向的平面中的截面。

[0046] 铸锭模具10还可以包括石墨部分，该石墨部分被安装在具有集成冷却的支撑件中，以便与液体金属接触。在实践中，过渡环11然后沿着主方向X按压到铸锭模具10的石墨部分上并且提供相对于该石墨部分的密封性。

[0047] 主方向X大体上平行于铸锭模具的主轴线定向。

[0048] 在竖直铸造的特定情况下，主方向X大体上竖直地定向，从而允许液体金属在此情况下通过重力从热顶向铸锭模具10流动，该可移动的基座于是也在重力方向上移动。

[0049] 在水平铸造的特定情况下，主方向X大体上水平地定向，从而允许液体金属在此情况下通过重力从热顶向铸锭模具10流动，该可移动的基座于是沿着水平轴线移动。

[0050] 用于对铸锭模具10的支撑件进行集成冷却的装置可以是任何种类的装置，诸如例如，冷却液体(诸如水)在其内循环的内部管道。

[0051] 在本发明的对应于竖直铸造的一个优选实施方案中，热顶被布置在模具的上部分中，并且铸锭模具10被定位在模具的下部分中。该可移动的基座被定位在铸锭模具10下方、在热顶和过渡环11的相对侧上。该可移动的基座随着铸锭模具10内的液体金属的铺展和凝固竖直向下移动。可以控制该可移动的基座，特别是控制它的速度和行程。

[0052] 该工具包括夹紧环12，该夹紧环12能够将夹紧力F1传输到过渡环11，此夹紧力F1在主方向X上指向铸锭模具10。

[0053] 该工具还包括保持机构，该保持机构确保支承抵靠过渡环11的夹紧环12的强制锁定以使过渡环11固定。该保持机构被配置成在夹紧环12上施加保持力F2，该保持力F2沿着主方向X指向过渡环11。由在夹紧环12上施加此保持力F2造成的强制锁定具有将夹紧力F1施加到过渡环11上的作用。

[0054] 该工具还包括轴向减载机构，该轴向减载机构被配置成在以下状态之间变化：

[0055] -不工作状态(在图1和图2中示出的情形)，其中保持机构将保持力F2施加在夹紧环12上，以使得夹紧环12将夹紧力F1施加在过渡环11上，

[0056] -以及工作状态(在图3和图4中示出的情形)，其中轴向减载机构对抗在轴向减载机构的不工作状态中由保持机构在夹紧环12上施加的动作，做出此对抗以便使夹紧环12在主方向X上释放并且以便允许从模具移除夹紧环12，使得可以在主方向X上从铸锭模具10的相对侧移除过渡环11。

[0057] “强制锁定”意味着，即使在没有动作被施加到该工具时，该保持机构仍然提供自动保持夹紧环12的功能。这也称为故障安全系统：只要不执行动作，夹紧环12就被锁定就位，并且相反地必须执行专门为此目的而设计的动作才能解锁和释放夹紧环12。通过暂时将轴向减载机构放置处于它的工作状态中来实现此解锁。相反，它的不工作状态——当没有动作被施加到该工具时自动占据的状态——允许保持机构将夹紧环12锁定就位且因此将过渡环11锁定就位，即使减载机构断裂或如果专用于过渡到减载机构的工作状态的电力出现电力中断或断电。

[0058] 换句话说，轴向减载机构一处于它的不工作状态中，就由保持机构将保持力F2自动施加到夹紧环12，而当轴向减载机构被暂时且故意地放置处于它的工作状态中时，不再施加保持力。

[0059] 根据如附图中示出的一个实施方案，夹紧环12是独立于过渡环11的部分。在此情况下，夹紧环12特别地被配置成在主方向X上在与抵靠铸锭模具10的支撑相反的方向上支承抵靠过渡环11。在两个环11、12之间的此支承区域(例如呈布置在过渡环11的圆周上的外肩部的形式)处将夹紧力F1从夹紧环12传输到过渡环11。

[0060] 替代地，虽然未示出，但是仍然可以使夹紧环12和过渡环11彼此成整体。

[0061] 根据关于保持机构的设计自由度的一个具体非限制性实施方案，保持机构包括锁定环13和加载装置14，锁定环13能够将保持力F2传输到夹紧环12，加载装置14在主方向X上朝向夹紧环12根据压缩力F3持久地加载锁定环13使得，在轴向减载机构的不工作状态中，根据此压缩力F3受到加载装置14加载的锁定环13将保持力F2施加在夹紧环12上。

[0062] 根据如附图中示出的一个实施方案，锁定环13是独立于夹紧环12的部分。在轴向减载机构的工作状态中，该轴向减载机构沿着主方向X在与通过加载装置14施加的压缩力F3相反的方向上暂时加载锁定环13，使得可以消除在主方向X上锁定环13在夹紧环12上的支撑。图3和图4示出了此情形，不同于图1和图2中的锁定环13的支承正在夹紧环12上进行。当轴向减载机构被放置处于它的工作状态中并且锁紧环13在夹紧环12上的支撑停止——甚至在两个环12、13之间留有轴向间隙15时，夹紧环12不再经受保持力F2，并且不再将夹紧力F1施加到过渡环11。于是夹紧环12轴向自由，并且这允许随后从模具移除夹紧环12。

[0063] 通过减载机构暂时加载锁定环13在此意味着轴向减载机构将暂时力传输到锁定环13(图3)，此力具有沿着主方向X的分量，该分量具有的强度大于通过加载装置14持久地施加在锁定环13上的压缩力F3的强度。

[0064] 夹紧环12和锁定环13通过锁定/解锁系统协同工作，该锁定/解锁系统被配置成使得，在减载机构的不工作状态中，该锁定/解锁系统不能够被激活以处于使环12解锁的状态中并且相反被阻止而处于使环12、13锁定的状态中。相反，当减载机构工作时，该锁定/解锁系统从锁定状态到解锁状态的移动是可能的。

[0065] 根据一个具体非限制性实施方案，该锁定/解锁系统是卡销系统。两个环12、13围绕主方向X的相对角度变化使得可以在第一角度配置(图4)和第二角度配置(在图1、图2和图3中示出的情形)之间变化，在该第一角度配置中，夹紧环12可以在主方向X上在与过渡环11相反的方向上穿过锁定环13，在该第二角度配置中，沿着主方向X在与过渡环11相反的方向上通过锁定环13阻止夹紧环12。

[0066] 该卡销系统包括任何适合布置在锁定环13上和/或夹紧环12上的装置。该卡销系统特别地被设置有一个或多个销16，特别是与夹紧环12成整体的销，所述销通过围绕主方向X旋转接合在为此目的设置的凹口17中，凹口17由锁定环13至少部分地界定，并且在此的情况下凹口17由锁定环13与铸锭模具10结合界定。为了允许这些销16轴向接合到主位置然后允许它们通过夹紧环12和锁定环13之间的相对旋转接合在凹口17中，锁定环13界定围绕主方向X成角度地分布的、特别是布置在锁定环13的内边缘上的多个开口18。在垂直于主方向X的平面中，这些开口18中的每个具有的尺寸都大于销16的尺寸，销16被设计成轴向横跨它。销16在此围绕主方向X成角度地分布，被布置在夹紧环12的内边缘上，特别是在夹紧环12的内边缘上突出。

[0067] 仅当轴向减载机构处于它的工作状态中时，才可以从第一角度配置移动到第二角度配置以及相反。然而，只要轴向减载机构处于不工作而且参与由保持机构赋予的强制锁定功能，所述移动就被抑制。

[0068] 在例示的变体中，通过夹紧环12围绕主方向X相对于模具在预定角度行程上的旋转运动Ω获得从第一角度配置到第二角度配置的移动以及相反的移动，在夹紧环12的所述运动Ω期间，锁定环13保持相对于模具固定。

[0069] 尽管锁定环13已经作为独立于夹紧环12的部分呈现，但是仍然可以替代地将锁定环13和夹紧环12设置成彼此成整体，该锁定环和该夹紧环特别是通过由单个部分形成。

[0070] 根据便于轴向减载机构和强制锁定保持机构的实施的一个具体实施方案，锁定环13与活塞19成整体，活塞19能够在主方向X上在预定行程上移动，该预定行程被界定在与铸锭模具10成整体的两个限制止动件之间。

[0071] 在本发明的一个优选实施方案中，锁定环13和活塞19通过一组支柱(entretoise)21和螺钉23保持相距预定距离。于是可以理解，在此情况下，保持机构包括锁定环13、活塞
19、支柱21和螺钉23，它们使此组件成整体。

[0072] 轴向减载机构首先包括界定在活塞19和铸锭模具10的支撑件之间的腔室20，并且轴向减载机构其次包括用于使腔室20内部的内部压力变化的管理系统(未示出)。

[0073] 该管理系统首先包括用于向腔室20供应诸如空气或油的流体的受控供应的设备，该流体具有压力，该压力使得可以向活塞19施加大于通过加载装置14施加到锁定环13的压缩力F3的力F4，该流体的引入允许将减载机构置于工作状态，并且该管理系统其次包括当期望将减载机构置于它的不工作状态中时提供使此流体受控排出腔室20的设备。

[0074] 在实践中，在例示的示例实施例中，加载装置14被插入在铸锭模具10和活塞19之间。由加载装置14生成的力被传输到活塞19，活塞19驱动与它成整体的锁定环13，以便将压缩力F3施加到它。因此，通过活塞19，加载装置14将压缩力F3施加到锁定环13。

[0075] 由前述可以得出，在每个瞬间通过活塞19传输到锁定环13的总力等于通过该组加载装置14施加的力F3的总和，通过该组加载装置14施加的力F3在由支柱(21)的长度强加的行程限制内与通过该组螺钉(23)施加的预应力成比例。

[0076] 在减载机构的不工作状态中，总力因此等于压缩力F3，而在它的工作状态中，总力对应于与力F3的方向相反的力并且具有的强度等于在腔室20中施加的力F4的强度与压缩力F3的强度之间的差。仅在减载机构的工作状态中传输力F4。

[0077] 加载装置14能够在与它们经受的力相同的方向上变形；从空闲配置(在它们的自然状态中)到减载机构的已占据不工作状态的配置和从减载机构的不工作配置到工作配置。

[0078] 在减载机构的不工作状态中，加载装置14根据力F3被压缩，力F3小于所述装置所允许的最大力。

[0079] 在减载机构的工作状态中，力F4的强度在力F3和加载装置的最大可允许力之间的范围内。在本发明的一个优选实施方案中，由力F4引起的保持系统的位移使得可以消除零件12和13之间的接触。

[0080] 活塞19包括多个支柱21，所述支柱21平行于主方向X定向，并且其上端与锁定环13重合。支柱21的数目例如大于或等于3或更优选地大于或等于10。支柱21以规则的节距围绕主方向X成角度地分布。这些支柱21用于将活塞19所经受的力传输到锁定环13，即持久地来自加载装置14的力和仅在减载机构的工作状态中通过腔室20内的流体施加的力。它们的数目和分布使得可以传输非常高的力，同时所述力在锁定环13的整个圆周上具有良好的分布。支柱21还被可滑动地安装在铸锭模具10中，特别是通过在铸锭模具10的上部分中穿过铸锭模具10的支撑件的厚度。以此方式，它们还提供锁定环13在主方向X上相对于铸锭模具10的可滑动安装功能。

[0081] 根据一个具体实施方案，加载装置14包括围绕主方向X成角度地分布的多个弹性压缩设备22，每个弹性压缩设备22被插入在铸锭模具10的支撑件和活塞19之间。弹性压缩设备22的数目例如大于或等于3或更优选地大于或等于10。弹性压缩设备22以规则的节距或不以规则的节距围绕主方向X成角度地分布。它们的数目和分布使得可以传输非常高的力，同时所述力在锁定环13的整个圆周上具有良好的分布。

[0082] 每个弹性压缩设备22特别地包括平行于主方向X的多个所谓的“贝氏”垫圈的堆叠，该堆叠导致非常高的效率，同时维持良好的简易性和随时间的可靠性。然而，仍然是事实的是，弹性压缩设备22可以可选地包括螺旋弹簧或能够在非常高的压缩力F3的作用下发挥弹性作用的任何其他可压缩元件。

[0083] 回顾一下，“贝氏”垫圈是由冲压片材制成的稍微圆锥形垫圈，该垫圈被用作压缩弹簧。

[0084] 当减载机构处于工作位置时，通过解锁锁定/解锁系统来从模具取出夹紧环12。

[0085] 在卡销锁定/解锁系统的特定情况下，夹紧环12从模具的取出，是当减载机构处于工作位置时，通过主方向X与旋转运动Ω的组合，直到在在夹紧环12的销16与锁定环13的开口18之间获得主方向X上的对齐而实现。

[0086] 刚刚描述的工具的操作方式可以是如下。

[0087] 为了使用该工具制造金属产品，特别是通过重力使液体金属进入铸锭模具10内，该铸锭模具10从外部冷却并且被设置有可移动的基座。当金属在铸锭模具10内时，金属凝固并且使用可移动的基座沿着主方向X移除所述金属，同时定位在该模具的上部分中的热顶被重新填充以便即便管可移动的基座正在下降仍维持大致恒定的液体金属水平。

[0088] 根据铸锭模具10的性质和设计，可以以此方式制造的金属产品可以是金属坯锭或金属板坯，所述金属可以是例如铝合金。

[0089] 在热顶铸造期间，保持机构通过向夹紧环12施加保持力F2来加载夹紧环12。在此保持力F2的作用下，夹紧环12将夹紧力F1施加到过渡环11，这实现过渡环11相对于铸锭模具10的密封性的作用。

[0090] 为此，通过减载机构14传输到活塞19的力将压缩力F3持久地施加到锁定环13。在热顶铸造阶段期间，轴向减载机构处于不工作状态中(图1)。活塞19不经受任何由容纳在腔室20内的流体造成的力F4。在仅存在压缩力F3的作用下，锁定环13被降低并且支承抵靠夹紧环12并且向其传输保持力F2，该保持力F2大体上等于压缩力F3。

[0091] 夹紧环12和锁定环13通过锁定/解锁系统锁定。环12和13被轴向地锁定，以确保力从一个零件传输到另一个零件(图2)并且防止夹紧环12的任何取出。

[0092] 当在热顶铸造操作结束必须更换过渡环11时，轴向减载机构被暂时且故意地放置处于它的工作状态中(图3)。容纳在腔室20内的流体将力F4传输到活塞19，活塞19已经经受来自加载装置14的压缩力F3。此作用力F4与压缩力F3相反并且大于压缩力F3。这导致锁定环13的提升移动并且在夹紧环12上的支承停止。保持力F2不再被传输到夹紧环12，因此夹紧力F1不再被传输到过渡环11。夹紧环12变得轴向自由。

[0093] 同时，在本发明的一个具体实施方案中，因为保持力F2不再被传输到夹紧环12，所以锁定环13变得轴向自由。

[0094] 在另一个优选的具体实施方案中，因为保持力F2不再被传输到夹紧环12，所以所述夹紧环12变得轴向自由。在卡销锁定/解锁系统的特定情况下，夹紧环12变得围绕主方向X成角度地自由。

[0095] 然后借助于合适的提取工具(未示出)通过穿过锁定环13在主方向X上取出夹紧环12。一旦已经以此方式取出夹紧环12，就可以在与铸锭模具10的相反侧上沿着主方向X提取过渡环11，特别是通过穿过在锁定环13的中心的开口。

[0096] 根据按相反顺序执行前述步骤的程序重新装配新的过渡环11。

[0097] 上文刚刚描述的工具具有的优点是，在更换过渡环11时是特别用户友好的。它还使得可以减少过渡环11更换操作所需的时间，并且使其实施非常简单。这些优点是在不损害过渡环11和铸锭模具10之间的密封性的良好质量或良好分布的前提下获得。