Spritzgussverfahren und Einrichtung zur Durchführung desselben Die Erfindung betrifft ein unter Vakuum durch geführtes Spritzgussverfahren, dessen Vorzüge vom Standpunkt des Produktes seit langem bekannt sind. Es ist aber auch bekannt, dass sich der Haupteinwand gegen die bekannten unter Anwendung eines Vakuums durchgeführten Spritzgussverfahren und die hiezu ver wendeten Einrichtungen gegen die geringe Produk tionsgeschwindigkeit richtet, die wieder hohe Kosten bedingt.
Die Erfindung bezweckt, bei der Erzeugung von hochwertigen, dichten Gussstücken mit glatter Ober fläche nach dem Vakuumspritzgussverfahren im we sentlichen die gleiche Produktionsgeschwindigkeit aufrechtzuerhalten, die bisher bei der Erzeugung von Gussstücken geringerer Qualität ohne Evakuierung des Formhohlraums erzielt wurde.
Es sei hier er wähnt, dass in einem unter einem Vakuum erzeugten Gussstück zwar etwas mehr Material vorhanden ist als in einem in der üblichen Weise hergestellten Guss- stück gleicher Grösse, weil das erstere eine grössere Dichte hat, dass aber die erfindungsgemässen Ver besserungen insgesamt eine beträchtliche Ersparnis bedingen, weil der Prozentsatz des Ausschusses we sentlich herabgesetzt wird.
Im folgenden ist eine Ausführungsform der Er findung an Hand der beigefügten Zeichnungen er läutert. Es versteht sich, dass diese Ausführungsform die Erfindung nicht einschränken, sondern nur bei spielsweise erläutern soll.
In den Zeichnungen stellen Fig. 1A und 1B Teile einer teilweise geschnittenen Seitenansicht einer Spritzgussmaschine dar, die mit einem Beschickungs system und einer Vakuumeinrichtung versehen ist, wobei die Formteile aufeinanderliegen und die Haube geschlossen und evakuiert ist, wie aus der Stellung der ihr zugeordneten Ventile hervorgeht, und wobei in der Beschickungskammer eine Charge aus ge- schmolzenem Material dargestellt ist, die durch Be tätigung des Stössels in den Formhohlraum vorge schoben werden kann.
Fig.2 ist eine ähnliche Schnittdarstellung wie Fig.l, zeigt jedoch nur einen kleineren Teil der Maschine bei voneinander getrennten Formteilen und geöffneter Haube, wobei sich die benachbarten Teile der Einrichtung in dem Zustand befinden, den sie zwischen den Arbeitsspielen einnehmen.
Die Spritzgussmaschine besitzt die übliche Kon struktion. Aus Gründen der Einfachheit und Klar heit sind nur die wesentlichen Teile der Maschine dargestellt. Die Maschine weist die übliche ortsfeste Formplatte 1 und die bewegliche Formplatte 2 auf, wobei letztere entlang von bekannten (nicht gezeigten) Führungsstangen verschiebbar ist.
An den Formplatten 1 und 2 ist in geeigneter Weise ein ortsfester Formteil 5 bzw. ein beweglicher Formteil 6 befestigt, die einen Formhohlraum 7 begrenzen, wenn sie aneinanderliegen. In einer relativ grossen Vertiefung 8, die hier beispielsweise in dem der Platte 2 benachbarten Ende des Formteils 6 dar gestellt ist, arbeitet ein Auswerfmechanismus, der einen Kopf 10 und von ihm getragene Auswerfstifte 11 aufweist, die sich durch Bohrungen in dem beweg lichen Formteil 6 erstrecken.
Wenn die Form zur Aufnahme einer Charge von geschmolzenem Material bereit ist, sind die vordern Enden dieser Stifte im wesentlichen mit der sie umgebenden, dem Form hohlraum 7 zugekehrten Fläche des Formteils 6 bün dig. In diese Lage werden die Auswerfstifte von einer oder mehreren Stossstangen zurückgezogen, von denen eine dargestellt und mit 12 bezeichnet ist. Das eine Ende dieser Stange greift an dem Kopf 10 an oder ist daran befestigt; das entgegengesetzte Ende der Stange ist in einer Bohrung des beweglichen Form teils 6 geführt.
Wenn der bewegliche Formteil den ortsfesten Formteil 5 fast erreicht hat, greift das vordere Ende der Stossstange an diesem an und bringt dadurch die Vorwärtsbewegung des Kopfes 10 und damit auch der Auswerfstifte 11 zum Stehen, während der Formteil 6 seine Vorwärtsbewegung beendet. Dies alles entspricht der üblichen Praxis.
An dem Kopf 10 ist eine Betätigungsstange 15 befestigt, die durch eine Bohrung in der beweglichen Formplatte 2 nach hinten ragt und bei Rückwärts bewegung der Formplatte 2 an einem ortsfesten Anschlag 16 angreift, der in Spritzgussmaschinen der hier beschriebenen Art üblich ist. Eine flexible Topf membran 18 ist mit einem Ende dicht an der Be tätigungsstange 15, mit dem anderen Ende lecksicher an der beweglichen Formplatte befestigt, so dass ein Durchtritt der Luft durch die Bohrung, in welcher die Betätigungsstange arbeitet, verhindert wird.
Kniehebel 20 sind mit ihren vordern Enden an der beweglichen Formplatte 2, mit ihren entgegen gesetzten Enden an einem ortsfesten Teil 21 der Ma schine angelenkt und über Lenker 22 mit einem Kopf 23 verbünden, der von dem vordern Ende einer Kolbenstange 24 getragen wird, die eine Öffnung des ortsfesten Teils 21 durchsetzt. An dem von dem Kopf 23 entfernten Ende der Kolbenstange 24 ist ein Kolben 25 befestigt, der sich in einem Zylinder 26 hin und her bewegt. Der Kolben 25 und der Zylin der 26 stellen einen Kraftantrieb dar, der die beweg liche Formplatte betätigt und die von dieser getra genen Teile zu den von der ortsfesten Formplatte 1 getragenen Teilen hin und von ihnen weg bewegt.
An dieser Stelle sei auf ein Schalterbetätigungs- organ 28 hingewiesen, dass über eine Stange 29 mit dem Kolben 25 verbunden ist. In der Bahn dieses Betätigungsorgans sind ein Endpunktschalter 30 zum Öffnen der Form sowie ein Schalter 31 und ein End- punktschalter 32 zum Schliessen der Form angeordnet. Der Zweck dieser Schalter wird nachstehend erläutert.
Mit dem aus dem Kolben 25 und dem Zylinder 26 bestehenden Kraftantrieb stehen ein Hauptschieber 35 zum Schliessen der Form und ein Hauptschieber 36 zum Öffnen der Form in Wirkungsverbindung. Diese Hauptschieber werden über die entsprechenden Steuerschieber 35a und 36a betätigt.
Jetzt sei das Beschickungssystem besprochen: Das vordere Ende eines Gehäuses oder Mantels 38 eines Beschickungsorgans oder -zylinders 40 durchsetzt miteinander fluchtende Öffnungen in der ortsfesten Formplatte 1 und dem daran befestigten Formteil 5 und ist darin abgedichtet. Die Kammer 40 steht mit dem Formhohlraum 7 über einen Kanal 41 in Verbin dung, dessen der Kammer benachbartes Ende in einem Einsatz 42 ausgebildet ist, der aus einem Ma terial besteht, das von der Schmelze nicht angegriffen wird. Der Hauptteil des Einsatzes 42 füllt eine in dem beweglichen Formteil 6 vorgesehene Vertie fung aus.
Das vordere Ende des Einsatzes steht über die Oberfläche dieses Formteils vor und sitzt in einer Vertiefung in der Oberfläche des ortsfesten Formteils 5. Wenn die Formteile aneinanderliegen und der Formhohlraum geschlossen ist, liegt das vordere Ende des Einsatzes an dem benachbarten Ende des Ge häuses bzw. Mantels 38 der Beschickungskammer 40 an.
Um das vorstehende Ende des Mantels 38 herum ist ein zweiteiliger Block 44 gespannt. Der untere Teil des Blocks hat eine senkrechte Bohrung, die im Bereich ihres untern Teils mit einem Gewinde zur Aufnahme eines Schraubstöpsels 45 versehen ist, der ein Organ 46 trägt, das mit einem Kanal versehen ist und aus einem Material besteht, das der Hitze und der Korrosionswirkung der Schmelze gewachsen ist. Darüber trägt der Stöpsel 45 eine Messeinrichtung bzw. einen Messstöpsel 47, der durch eine den Durch fluss regelnde Düse gekennzeichnet ist.
Die Messein- richtung bzw. der Messstöpsel 47 kann aus einem relativ dicken beilagscheibenartigen Körper aus einem Material bestehen, das von der Schmelze nicht an gegriffen wird, wobei die Düse eine derartige Durch flussleistung hat, dass innerhalb einer gegebenen Zeit durch eine Öffnung 48 in die Beschickungskammer eine Metallmenge eintreten kann, welche den Form hohlraum und den Kanal 41 und das benachbarte Ende der Beschickungskammer füllt. Der untere Teil des Blocks 44 hat eine Bohrung, welche die von dem Organ 46 und der Messeinrichtung 47 besetzte Boh rung in der Mitte schneidet.
Das seitlich abgebogene obere Ende einer Leitung 49 greift in ein Ende der im untern Teil des Blocks 44 vorgesehenen Bohrung ein und führt von einem Tiegel 50, der durch nicht gezeigte geeignete Mittel erhitzt wird, nach oben. Die Leitung reicht bis in die Nähe des Bodens des Tiegels und auf jeden Fall bis unter den niedrigsten Spiegel der in dem Tiegel enthaltenen Schmelze. Der innerhalb des Tiegels befindliche Teil der Lei tung ist von einer Hülse 51 aus feuerfestem Material umgeben. Gegebenenfalls kann der oberhalb des Tie gels angeordnete Teil der Leitung mit einem geeig neten Wärmeisolationsmaterial umhüllt sein. Die Boh rung des Blocks 44 ist gegenüber jenem Ende, in das die Leitung 49 eintritt, mit einem Schraubstöpsel 53 verschlossen.
Das Gehäuse bzw. der Mantel 38 der Beschickungskammer ist mit einem Loch 54 ver sehen, das der Öffnung 48 diametral gegenüberliegt und mit einer senkrechten Bohrung in dem obern Teil des Blocks 44 fluchtet. Diese Bohrung ist am obern Ende mit einem Gewinde für die Aufnahme eines Schraubstöpsels 55 versehen. Nach Entfernung der Stöpsel 53 und 55 werden die die senkrechte Bohrung im untern Teil des Blocks besetzenden Teile zugänglich, so dass diese Teile mit Hilfe eines geeigneten Werkzeugs entfernt werden können, wenn z.
B. die Messeinrichtung bzw. der Messstöpsel 47 gegen eine Einrichtung mit einer Durchflussdüse von anderer Grösse oder Durchflussleistung ausgetauscht werden soll.
Bei der Verarbeitung bestimmter Metalle wie Zink oder Zinklegierungen kann der Tiegel 50 zur Atmosphäre hin offen sein. Dagegen ist es, wie vor stehend erwähnt, erwünscht, andere Metalle, wie Magnesium, vor der Einwirkung der Atmosphäre zu schützen, um eine Oxydation zu verhindern oder auf ein Minimum zurückzuführen. Um die Einrichtung für die Verarbeitung von Metallen einzurichten, die in geschmolzenem Zustand unstabil sind und zur Oxydation neigen, ohne aber die Verarbeitung anderer Materialien, Metalle und Metallegierungen zu beein trächtigen, ist das obere Ende des Tiegels zweck mässig mit einem Deckel 58 dicht abgeschlossen, der mit einer Öffnung versehen ist, durch die Material in den Tiegel eingeführt werden kann und die normaler weise durch einen Verschluss 59 dicht verschlossen ist.
Ober eine Rohrleitung 61, die mit einem Gas ventil 62 versehen ist, steht ein Behälter oder eine Flasche 60, die ein inertes Gas unter Druck enthalten kann, mit dem Tiegel in Verbindung. Das Ventilorgan 63 trägt einen Kolben 64, der in der zylindrischen Kammer des Ventilgehäuses arbeitet. Eine Feder 65 trachtet, den Kolben in jeder Richtung zu bewegen, in der er das Ventil öffnet.
Durch eine Rohrleitung 66, die von einem Steuerschieber 67 herführt, wird der zylindrischen Kammer des Ventilgehäuses ein Druckmedium zugeführt, das den Kolben 64 im Sinne eines Schliessens des Ventils beaufschlagt. Eine Feder 68 trachtet, das Ventil in eine Stellun- zu ver schieben, in der ein Einlassrohr 69 für das Druck medium mit der Rohrleitung 66 in Verbindung steht. Durch einen sogenannten Gas -Solenoiden 70 wird das Ventil gegen die Wirkung der Feder 68 in seine andere Stellung verschoben.
Bei eingeschaltetem Solenoiden 70 besteht daher eine Verbindung zwi schen der Rohrleitung 66 und einer Abflussleitung 71, so dass die Feder 65 das Ventil zurückziehen und über die Rohrleitung 61 eine Verbindung zwischen dem Gasbehälter bzw. der Flasche 60 und dem Tiegel herstellen kann.
Innerhalb der Beschickungskammer 40 arbeitet ein Stössel 75, der über eine Stange 76 mit einem Kolben 77 in Verbindung steht, der in einem Zylin der 78 hin und her bewegbar ist. Dieser Kolben und dieser Zylinder stellen einen Kraftantrieb zum Vorschieben und Zurückziehen des Stössels 75 dar. Wenn der Kolben 77 sich an dem in der Zeichnung rechten Ende des Zylinders 78 befindet, gibt der Stössel 75 die Öffnung 48 frei. Die Hublänge des Kolbens ist so bemessen, dass der Stössel 75 bis knapp an das Austrittsende der Beschickungskammer vorgeschoben werden kann.
Wie nachstehend aus führlicher beschrieben ist, wird die Funktion des aus Kolben 77 und Zylinder 78 bestehenden Kraftantrie bes von einem sogenannten Einschussventil 80 ge steuert, das seinerseits von einem Steuerschieber 80a gesteuert wird, dessen Schieberkörper von einer Feder 81 in die eine Richtung gedrückt und von einem Solenoiden 82 in die andere Richtung bewegt wird.
Mit 85 ist allgemein eine zweiteilige Haube oder ein Gehäuse bezeichnet, dessen Teile mit 86 und 87 bezeichnet sind. Der Teil 86 wird von der ortsfesten Formplatte 1 getragen und ist dicht an sie ange schlossen. Er umgibt den an dieser Platte befestigten Formteil 5. Der Teil 87 ist an der beweglichen Form platte 2 befestigt und umgibt den beweglichen Form teil 6. Die Teile des Gehäuses bzw. der Haube tref fen im Bereich der vertikalen Trennebene zwischen den Formteilen aufeinander. Der Teil 87 ist an die bewegliche Formplatte so dicht angeschlossen, dass kein Lufteintritt möglich ist. Zu diesem Zweck ist ein Dichtungsstreifen 90 aus flexiblem Material, z. B. einem geeigneten Kunststoff, an dem benachbarten Ende des Haubenteils 87 vorgesehen. Dieser Streifen liegt auf der Umfangsfläche der Formplatte 2 auf.
Diese Art der Dichtung ist sehr wirksam, da der Druck des Streifens 90 gegen die darunterliegende Fläche der Platte 2 mit zunehmendem Vakuum in der Haube ebenfalls zunimmt.
Die offene Seite des Haubenteils 87 wird von einem Flansch 93 umgeben, der eine glatte Vorder seite hat. An diesem kann eine flexible Dichtung 94 zur Anlage gebracht werden, die im Bereich ihres innern Randes an dem benachbarten Ende des Hau benteils 86 befestigt ist, der eine starre Wand 95 aufweist. Bei offener Haube bzw. zurückgezogener beweglicher Formplatte (Fig. 2), steht die Dichtung 94 in einem steilen Winkel gegen die Ebene der offenen Seite des Haubenteils 86.
Eine zweite starre Wand 96 ist mit einem ihrer Enden an dem Randteil der ortsfesten Formplatte 1 befestigt und dicht angeschlossen. An dem entgegen gesetzten Ende der Wand 96 ist über eine lecksichere Fuge das benachbarte Ende einer balgartigen flexiblen Wand 97 angeschlossen. Das entgegengesetzte Ende der Wand 97 ist an der ortsfesten Wand 95 befestigt und dicht angeschlossen. Daher ist der Teil 86 der Haube ausziehbar. Dieser Haubenteil ist von einer Anzahl im Abstand stehenden Federorganen umgeben, von denen eines in Fig. 1 und 2 dargestellt ist und die den Teil 86 vorzuschieben oder auszuziehen trachten.
Diese Organe bestehen aus je einer Feder 100, die einen Bolzen oder dergleichen<B>101</B> umgibt, der am einen Ende gegen durch einen an dem ortsfesten Wandteil 86 befestigten Kragarm 102 an einer Axial bewegung gehindert ist. Am anderen Ende ist der Bolzen 101 verschiebbar in einer Öffnung eines Kragarms 103 gelagert, der von der starren Wand 95 getragen wird. Jenseits des Kragarms 103 ist ein Anschlagorgan bzw. eine Mutter 105 auf dem Ende des Bolzens oder dergleichen 101 aufgeschraubt oder in anderer Weise verstellbar damit verbunden. Eine Leitung 106, durch die Wasser oder ein anderes geeignetes Kühlmittel fliessen kann, ist in geeigneter Weise, z.
B. an der ortsfesten Wand 96 angebracht und befindet sich in einer innigen Wärmeaustausch beziehung mit der flexiblen Wand. In der vorliegenden Ausführungsform besteht die flexible Wand 97 aus einem flexiblen Kunststoff, der starker Hitze gewach sen ist. Die Lebensdauer des Materials kann jedoch noch etwas verlängert werden, wenn man es mit Hilfe der beschriebenen Einrichtung relativ kühl hält.
Ein Leitungsorgan 110 ist im Bereich des Bodens der Haube angeordnet und mit einer Öffnung<B>108</B> übereinstimmend an dem Haubenteil 86 befestigt und dicht angeschlossen. Da dieses Leitungsorgan hier am Boden der Haube angeordnet ist, eignet es sich zur Unterstützung von im Abstand stehenden Kontakt stellen<B>111</B> und 112, die gegeneinander und gegen den sie umgebenden Teil des Leitungsorgans isoliert sind. Diese Kontaktstellen liegen in einem Sicher heitsstromkreis, der nachstehend ausführlicher be schrieben wird, und können von einer Ansammlung von Metall überbrückt werden, das unbeabsichtigt aus der Beschickungskammer übergelaufen ist und von einem Leitblech 114 durch die Öffnung 108 ge leitet wird.
Wenn sich anderes Fremdmaterial im Bereich der Kontaktstellen 111 und 112 in einer sol chen Menge ansammelt, dass es die Funktion der Einrichtung beeinträchtigt, überbrückt dieses Ma terial ebenfalls die Kontaktstellen 111 und 112. Der genannte Sicherheitsstromkreis weist ferner eine elek trische Einrichtung auf, die bestimmte Teile des die automatische Funktion der Maschine bewirkenden elektrischen Systems abstellt, wenn der Sicherheits stromkreis wie beschrieben geschlossen wird. In die sem Fall kann die Kappe 115 von dem Leitungsorgan 110 abgenommen und das Metall oder sonstige die Unterbrechung des Betriebs verursachende Material entfernt werden, so dass der Sicherheitsstromkreis zwi schen den Kontaktstellen unterbrochen wird.
Wie bereits erwähnt, werden von Zeit zu Zeit verschieden grosse Formteile in der Spritzgussmaschine verwendet. Um nun das Volumen des sonst unaus gefüllten Teils der Haube 85 zu verändern, wenn relativ kleine Formteile verwendet werden, und um dadurch die Evakuierung der Haube zu beschleuni gen, können in der Haube ein oder mehrere Verdrän gungselemente angeordnet werden. Ein derartiges Element ist in den Zeichnungen dargestellt und mit 117 bezeichnet. In der vorliegenden Ausführungsform bildet es einen Verschluss für ein Handloch 118, durch welches das Innere der Haube zugänglich ist. Diese Zugänglichkeit ist manchmal für die Herstellung von Anschlüssen in einem Kühlsystem für die Formen wichtig, wie es in Spritzgussmaschinen üblich ist.
Ein derartiges System ist hier nicht dargestellt.
Mit dem Innern der Haube steht ein mit Saug druck betätigtes Schalterbetätigungsorgan 120 in Ver bindung, das hier aus einer Membran und ihrem Gehäuse besteht, welches über eine Rohrleitung 121 mit dem Innern der Haube in Verbindung steht. Auf diese Weise wird die Membran 122 dem in der Haube erzeugten Saugdruck ausgesetzt und be tätigt über eine Spindel 123 einen nachstehend als Haubenschalter bezeichneten Schalter 125.
Mit 130 ist der von dem ortsfesten Teil 21 der Spritzgussmaschine getragene Behälter des Vakuum systems bezeichnet, der in der Praxis etwa die Breite der Maschine einnimmt. Die Behälter von zwei oder mehreren Maschinen, die nebeneinander mit einem Durchgang zwischen einander benachbarten Maschinen angeordnet sind, können untereinander verbunden sein, so dass effektiv ein einziger Behälter von be- trächtlichem Volumen für einen Satz von Maschinen vorgesehen ist und gegebenenfalls mit Hilfe einer ein zigen Saugpumpe evakuiert werden kann.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel steht der Behälter 130 über eine Rohrleitung 134 mit einer Saugpumpe 135 in Verbindung, die von einem Elektromotor 136 angetrieben wird.
Der Behälter 130 steht über eine Leitung 140 mit dem vorstehend erwähnten Leitungsorgan 110 in Verbindung. Die Leitung 140 hat eine so grosse Durchflussleistung, dass eine rasche Evakuierung der Haube 85 gewährleistet wird. In der Leitung 140 ist ein sogenanntes Vakuumventil 141 angeordnet, in dessen Gehäuse 142 eine zylindrische Kammer vor gesehen ist, in der ein das Ventilorgan 145 tragen der Kolben 144 arbeitet. Eine Feder 146 trachtet das Ventilorgan in die Offenstellung zu drücken. In die Schliessstellung wird es verschoben, wenn unter Steue rung durch einen Steuerschieber 141n die Kammer 146 über eine Rohrleitung 147 mit einem Druck medium beaufschlagt wird.
Eine Feder 148 trachtet, den Schieberkörper des Steuerschiebers 141a in eine Stellung zu drücken, in der die Rohrleitung 147 mit einer Rohrleitung 149 in Verbindung steht, die zu einer Quelle eines Druckmediums führt. Die Ein schaltung eines Solenoiden 150 bewirkt eine Ver schiebung des Ventilorgans in die in Fig. 1 dargestellte Stellung. In dieser Stellung des Schieberkörpers steht die Rohrleitung 147 mit einer Rohrleitung 151 für den Abfluss des Druckmediums in Verbindung. Beispiels weise führt die Rohrleitung 151 das Druckmedium zu der Niederdruckseite eines Systems, welches die genannte Quelle beinhaltet.
Es sind Vorkehrungen zum Wegnehmen des Va kuums in der Haube 85 z. B. durch Öffnen der Haube zur Atmosphäre getroffen, wenn eine be stimmte Phase eines Arbeitsspiels erreicht ist. In der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung besteht dieses Mittel aus einem Vakuumwegnahme- oder Lufteinlassschieber 155, der über eine Abzweigleitung <B>156</B> mit der Leitung 140 zwischen der Haube bzw. dem Gehäuse 85 und dem Vakuumventil 141 in Ver bindung steht. Eine Feder trachtet den Schieber körper des Schiebers 155 in eine Stellung zu ver schieben, in der der Schieber offen ist. Ein Solenoid 158 verschiebt den Schieberkörper gegen die Kraft der Feder in die Schliessstellung des Schiebers.
Mit dem Vakuumsystem zwischen der Saugdruck quelle und dem Vakuumventil 141 steht ein durch Saugdruck betätigtes Schalterbetätigungsorgan in Ver bindung, das aus einer Membran 160 und ihrem Ge häuse 161 besteht, das über eine Rohrleitung 162 mit der Leitung 140 in Verbindung steht. über eine Spindel 163 steht die Membran mit einem elektri schen Vakuumschalter 165 in Verbindung.
Während der Beschreibung eines Arbeitsspiels der Spritzmussmaschine und der Vakuumeinrichtung wer den die Stromkreise besprochen, welche das in Fig. 1 dargestellte elektrische System bilden. Dieses koordi niert und steuert die verschiedenen Schritte und ge- stattet das Arbeitsspiel von Anfang bis zum Ende automatisch. In Fig. 1 sind die Teile in jener Be ziehung dargestellt, die sie besitzen, wenn die Teile 5 und 6 aneinanderliegen und sich in der Beschik- kungskammer 40 eine Charge aus geschmolzenem Material befindet.
Vor einer ausführlicheren Beschreibung der Wir kungsweise möchte ich darauf hinweisen, dass un mittelbar nach dem Zusammenschluss der Formteile der Stössel 75 vorgeschoben wird und das Material über den Kanal 41 in den Formhohlraum 70 presst. Dabei geht der Stössel bis knapp vor das Austritts ende der Kammer 40 nach vorn, so dass in der Be schickungskammer eine kleine Menge Metall ver bleibt, die zusammen mit dem Gussstück erstarrt. Wie aus der nachstehenden Beschreibung deutlicher her vorgeht, wurde inzwischen das Gasventil 62 geschlos sen und infolge des Vorbeiganges des Stössels an der Öffnung 48 die Leitung 49 zur Atmosphäre hin ge öffnet, so dass Luft in das Gehäuse 38 hinter dem Stössel eintritt.
Infolge dieses Lufteintritts kann die die Leitung 49 und die deren oberem Ende benach barten Kanäle ausfüllende Schmelze unter dem Ein fluss der Schwerkraft in den Tiegel gelangen, in dem es unter dem Einfluss der dort herrschenden Tem peratur in schmelzflüssigem Zustand erhalten bleibt.
Mit Hilfe einer Zeitsteuerungseinrichtung, die, wie nachstehend erläutert wird, ein Teil des elektri schen Systems ist, werden die Arbeitsvorgänge so lange unterbrochen, dass das Gussstück erstarren kann.
Dann wird das Vakuumventil 141 geschlossen und der Lufteinlassschieber 155 geöffnet, so dass der Innenraum der Haube 85 mit der Atmosphäre in Ver bindung gebracht wird. Jetzt ist die Membran 122 keinem Saugdruck mehr ausgesetzt und schliesst der Haubenschalter<B>125.</B>
In dieser Stufe zieht der Mechanismus den Form teil 6 von dem Formteil 5 und den Haubenteil 87 von dem Haubenteil 86 ab. Letzterer wird jetzt von den Federn<B>100</B> ausgezogen. Wenn die beweglichen Teile die Rückzugsstellung fast erreicht haben, schlägt das Betätigungsorgan 15 an dem ortsfesten Anschlag 16 an und bringt die Bewegung des Kopfes 10 mit den Auswerfstiften 11 und der Stossstange 12 zum Stehen.
In der letzten Bewegungsphase des Formteils 6 wird daher das Gussstück mit Hilfe der Auswerf- stifte von der Fläche desselben angedrückt und kann beispielsweise mit Hilfe einer Zange, die zwischen den voneinander getrennten Rändern der Hauben teile eingeführt wird, leicht herausgenommen werden. Aus der Konstruktion geht hervor, dass das Schalter betätigungsorgan 28 gemeinsam mit der Formplatte 2 und den von ihr getragenen Teilen bewegt wird und den Endpunktschalter 30 zum Öffnen der Form öffnet, wenn das Organ 28 die Rückzugsstellung er reicht.
Wie nachstehend beschrieben wird, bewirkt dieser Vorgang die Ausschaltung des ganzen elek trischen Systems, das bis zu Beginn des nächsten Arbeitsspiels in diesem Zustand verbleibt. Nachstehend wird ein vollständiges Arbeitsspiel beschrieben. Es sei angenommen, dass die Teile sich in dem teilweise in Fig. 2 angedeuteten Zustand be finden, den sie zwischen den Arbeitsspielen einneh men. Die positive Seite der verschiedenen Stromkreise des erwähnten elektrischen Systems ist in Fig. 1 durch einen Leiter 166, die negative Seite durch einen Leiter 167 dargestellt. Die verschiedenen Stromkreise des Systems werden durch Leitungen dargestellt und im Zuge der Beschreibung besprochen.
Es ist ein normalerweise offener Anstellschalter 170 vorzugsweise in Form eines Druckknopfes vor gesehen, der zur Einleitung eines Arbeitsspiels kurz zeitig geschlossen wird. Dadurch wird ein Stromkreis über eine Leitung 171 hergestellt, die von dem Leiter 166 zu dem Leiter 167 führt und einen Ruhekon takt R3-2 und die Wicklung eines Relais R1 be inhaltet. Nach -Erregung des Relais R 1 werden die Arbeitskontakte R I-1 und R1-2 dieses Relais ge schlossen. Bei geschlossenem Kontakt R1-1 fliesst ein Strom von dem Leiter 166 über eine Leitung 172, welche den genannten Kontakt beinhaltet, zu der vorgenannten Leitung 171 und von dort zu dem Lei ter 167.
Dadurch wird die Erregung des Relais R1 aufrechterhalten bzw. das Relais gehalten, so dass auch der Kontakt R1-1 geschlossen bleibt, wenn der Anstellschalter 170 losgelassen wurde und sich geöff net hat. Gleichzeitig fliesst ein Strom von der Lei tung 172 über eine Leitung 173, welche den Kon takt R1-2 und einen Solenoiden 175 zum Schliessen der Form beinhaltet und bei 176 an die vorgenannte Leitung 171 angeschlossen ist, so dass ein Teil des Stromes jetzt durch einen Teil dieser Leitung<B>171.</B> zu dem Leiter 167 fliesst, der die negative Seite des Stromkreises darstellt.
Wenn der Solenoid 175 auf diese Weise einge schaltet ist, stellt er den Steuerschieber 35a derart ein, dass ein Druckmedium von einer geeigneten Quelle über die Rohrleitungen<B>178</B> und 179 zu dem Schieber 35 zum Schliessen der Form gelangt, so dass dieser derart eingestellt wird, dass ein unter höherem Druck stehendes Medium zu der in Fig. 1 linken Seite des Zylinders 26 gelangt und den Kolben 25 zur rechten Seite des Zylinders drückt. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass über die Rohrleitung <B>180</B> von einer geeigneten Quelle abgezogenes Druck medium dem Schieber 36 zum Öffnen der Form zu geführt wird, der am Ende des vorhergehenden Arbeitsspiels in einem Zustand belassen wurde, in dem er seinen gegenwärtigen Zweck erfüllen kann.
Von dem Schieber 36 fliesst das Druckmedium über die Rohrleitungen 181 und 182 zum Zylinder 26.
Zusammen mit dem Kolben 25 bewegt sich das Schalterbetätigungsorgan 28 nach vorn und gelangt somit von dem Endpunktschalter 30 zum Öffnen der Form weg, so dass dieser sich schliessen kann. Das Schliessen des Schalters 30 hat jedoch im Augenblick keine Folgen, weil der Stromkreis, in dem sich die ser Schalter befindet, an einer anderen Stelle offen ist. An einer bestimmten Stelle der Vorwärtsbewegung des Kolbens 25 und der entsprechenden Vorwärts bewegung der von ihm getragenen Formplatte 2 und des Haubenteils 87 gelangt der Flansch 93 des Hau benteils in Berührung mit dem Fortsatz des Um fangsteils der Dichtung 94, so dass die Haube gegen einen Lufteintritt abgedichtet wird.
Das Ausmass der Berührungsfläche zwischen dem genannten Flansch und der Dichtung nimmt während der zunehmenden Evakuierung der Haube unter den nachstehend zu beschreibenden Bedingungen zu.
So wie die Haube auf diese Weise abgedichtet ist, greift das Betätigungsorgan 28 an dem Schalter 31 an und schliesst ihn. Infolgedessen wird ein Stromkreis hergestellt, der über die diesen Schalter beinhaltende Leitung 185, die Ruhekontakte 186 und TI-A, den vorerwähnten Vakuumschalter 165 und den Vakuum solenoiden 150 führt. Diese Leitung ist bei 188 an den Leiter 167 angeschlossen, der die negative Seite des Stromkreises darstellt.
Wenn der Vakuumsolenoid 150 eingeschaltet wird, verstellt er das Vakuum-Steuerventil 141a in die in Fig. 1 gezeigte Stellung, so dass der den Kol ben 144 von hinten beaufschlagende Druck wegge nommen wird und die Feder 146 das Vakuumventil 141 öffnen kann. Beim Öffnen dieses Ventils stellt es über die Leitung 140 und das Leitungsorgan 110 eine Verbindung zwischen der Haube 85 und dem Be hälter 130 her, so dass die Haube rasch evakuiert wird.
Zugleich mit dem Öffnen des Vakuumventils 141 infolge der vorstehend beschriebenen Einschaltung des Vakuumsolenoiden 150 wird ein Zweigstromkreis hergestellt, und zwar über eine Leitung 190, die von ihrer Anschlussstelle 191 an der vorstehend erwähnten Leitung 185 zu einer Anschlussstelle 192 an dem Leiter 167 führt. Dieser Zweigstromkreis beinhaltet die Wicklung des Gas-Solenoiden 70.
Bei Einschal ten dieses Solenoiden wird der Steuerschieber 67 gegen die Wirkung der Feder 68 in die in Fig. 1 ge zeigte Stellung verschoben, so dass der den Kolben 64 von hinten beaufschlagende Druck weggenommen wird und die Feder 65 das Ventilorgan 63 zurück ziehen kann, wodurch das Gasventil 62 geöffnet wird. Jetzt kann Inertgas aus der Flasche oder dem Be hälter 60 durch die Rohrleitung 61 zu dem Tiegel 50 fliessen, und zwar in den Raum oberhalb des in dem Tiegel befindlichen schmelzflüssigen Metalls.
Infolge einer entsprechenden Einstellung des üblichen dem Behälter bzw. der Flasche 60 zugeordneten Ventils 60a kann das Inertgas auf den Spiegel der Schmelze nur einen begrenzten Druck ausüben. Unter dem Einfluss dieses Druckes und des innerhalb der Be schickungskammer 40 herrschenden Saugdruckes fliesst eine gemessene Menge der Schmelze über die Leitung 49, den Kanal des Leitungsorgans 46, die Düse der Messeinrichtung oder des Stöpsels 47 und die Öffnung 48 in die Beschickungskammer.
Die für die Evakuierung der Haube 85 und die Zuführung der Schmelze zu der Kammer 40 zur Verfügung stehende Zeit wird von einer elektrischen Zeitsteuerungseinrichtung T1 bestimmt. Diese Ein richtung wird eine bestimmte, einstellbare Zeit nach ihrer Einschaltung wirksam.
Die Einschaltung der Zeitsteuerungseinrichtung T1 erfolgt gleichzeitig mit dem Schliessen des Vakuumschalters 31 über einen Zweigstromkreis, der durch eine Leitung 193 dar gestellt ist, die von ihrem Anschluss 194 an der Lei tung 185 über die Zeitsteuerungseinrichtung T1 zu ihrem Anschluss 195 an der Leitung 171 führt, über welche der Strom zu der durch den Leiter 167 dar gestellten negativen Seite des Stromkreises gelangt. Es sei darauf hingewiesen, dass ein Teil des durch die Leitung 185 dargestellten Stromkreises den Ruhekon takt T1 A beinhaltet. Dieser Kontakt und ein Ar beitskontakt Tl-B stehen in Wirkungsverbindung mit der Zeitsteuerungseinrichtung T1.
Wenn daher die Zeitsteuerungseinrichtung wirksam wird, bewirkt sie durch Öffnen des Kontaktes T1 A die Ausschal tung des Vakuumsolenoiden 150 und des Gas-Solen- oiden 70 und schliesst den Schalter TI-B.
Wenn die Haube wie in Fig. 1 dargestellt voll ständig geschlossen ist und die Formteile aneinander- liegen, hat sich das Betätigungsorgan 28 an dem End- punktschalter 32 zum Schliessen der Form vorbei bewegt und ihn geschlossen. Dadurch wird ein Strom kreis hergestellt, der durch die Leitung 196 darge stellt ist, die an der Anschlussstelle 197 mit der Leitung 185 in Verbindung steht und ausser dem End- punktschalter 32 zum Schliessen der Form die Wick lung eines Relais R2 einschliesst. An der Anschluss stelle 176 ist die Leitung 196 an die Leitung 171 angeschlossen.
Das Relais R2 weist Arbeitskontakte R2-1, R2-2 und R2-3 auf, die bei Einschal tung des Relais R2 geschlossen werden. Beim Schlie ssen des Kontaktes R2-1 wird dem Relais R2 Strom über einen Zweigstromkreis zugeführt, der durch eine Leitung 198 dargestellt ist. Diese führt von der Lei tung 185 zu einer vor dem Relais gelegenen Stelle der Leitung 196. Infolgedessen wird das Relais ge halten, wenn der vorher genannte Stromkreis, mit dem das Relais eingeschaltet wurde, geöffnet wird.
Vorstehend wurde darauf hingewiesen, dass bei Wirksamwerden der Zeitsteuerungseinrichtung T1 der Kontakt<B>TI -A</B> geöffnet und der Kontakt Tl-B geschlossen wird. Dadurch wird ein Strom kreis über eine Leitung 200 hergestellt, die an der Leitung 185 angeschlossen ist und zu einer Anschluss stelle 188 an dem Leiter 167 führt. Ausser dem Kon takt T1 B beinhaltet dieser Stromkreis den Kon takt R2-2 und den sogenannten Einschluss-Solen- oiden 82.
Bei Erregung des Solenoiden 82 verschiebt die ser den Schieberkörper des Steuerschiebers 80a aus der in Fig. 1 gezeigten Stellung nach links, so dass Druckmedium von einer nicht gezeigten geeigneten Quelle über eine Rohrleitung 205 und eine Rohr leitung 206 zu dem Hauptventil 80 gelangt und des sen Organ in eine Stellung verschiebt, die der gezeig ten entgegengesetzt ist.
Jetzt wird über die Leitungen 208 und 209 die rechte Seite des Einschusszylinders 78 mit unter höherem Druck stehendem Medium beaufschlagt. Unter diesen Bedingungen wird der Kolben 77 in dem Zylinder 78 vorgeschoben und treibt unter Vermittlung der Stange 76 den Stössel 75 längs der Beschickungskammer 40 nach vorn, so dass die Schmelze aus der Kammer in den Formhohl raum 7 gedrückt wird. Die Menge der Schmelze ist vorzugsweise so bemessen, dass der Stössel dicht an das Austrittsende der Kammer herankommen kann.
Wie vorstehend erwähnt, wurden inzwischen der Vakuum-Solenoid 150 und der Gas-Solenoid 70 aus geschaltet, so dass das Vakuumventil geschlossen und der Gasdruck von dem oberhalb des Tiegels 50 be findlichen Raum des Tiegels 50 weggenommen wurde. Wenn der Stössel 75 während seines Zuführungshubes an der Öffnung 48 vorbeigegangen ist, ist die Leitung 49 zur Atmosphäre hin offen, so dass die in der ge nannten Leitung festgehaltene Schmelze unter Schwer kraftwirkung in den Tiegel zurückfliessen kann, wobei das Gewicht der Schmelze den geringen Gasdruck, der noch oberhalb der Schmelze in dem Tiegel vorhanden sein kann, im wesentlichen überwindet.
Wenn der Kontakt R2-3 wie vorstehend er wähnt geschlossen wird, wird ein Stromkreis über eine Leitung 210 hergestellt, die von der positiven Seite des Stromkreises, die durch den Leiter 166 dar gestellt ist, zu der Stelle 211 der Leitung 171 führt und den Kontakt R2-3 und die Zeitsteuerungsein- richtunQ T2 beinhaltet. Nach einer Verzögerung, die ausreicht, um eine Abkühlung des Metalls in dem Formhohlraum und den mit ihm in Verbindung ste henden Räumen zu gestatten, bewirkt die Zeitsteue- rungseinrichtung T2 das Schliessen eines Kontaktes T2-1, worauf Strom durch einen Stromkreis fliesst, der durch eine Leitung 212 dargestellt ist.
Diese be inhaltet den Kontakt T2-1 und eine Zeitsteuerungs- einrichtung T3 und ist bei 213 an die Leitung 171 angeschlossen, die zur negativen Seite des Strom kreises führt. Von einer vor der Zeitsteuerungsein- richtung T3 gelegenen Stelle des soeben beschriebenen Stromkreises zweigt ein Stromkreis ab, der durch eine Leitung 215 dargestellt ist, die zu der vorerwähnten Leitung 171 führt und die Wicklung eines Relais R3 beinhaltet. Dieses Relais R3 weist einen Arbeits kontakt R3-1 und Ruhekontakte R3-2 und R3-3 auf. Wenn daher die Zeitsteuerungseinrichtung T2 ein Schliessen des Kontaktes T2-1 bewirkt, wird das Relais R3 eingeschaltet und schliesst den Kontakt R3-1.
Dadurch wird ein Stromkreis geschlossen, der durch die Leitung 217 dargestellt ist, die den ge nannten Kontakt und den Endpunktschalter 30 zum Öffnen der Form beinhaltet. Dieser Stromkreis erhält Strom über den Leiter 166, der die positive Seite des Stromkreises darstellt und direkt an eine Seite des Schalters 30 angeschlossen ist. Wenn daher der Kontakt R3-1 geschlossen wird, fliesst, solange der Endpunktschalter 30 zum Öffnen der Form geschlos sen bleibt, ein Strom von dem Leiter 166 über den Schalter 30 und die Leitung 217 zu der Anschluss- stelle der genannten Leitung an der vorerwähnten Lei tung 215 und weiter über die Wicklung des Relais R3 zur negativen Seite des Stromkreises.
Dadurch wird der Kontakt R3-2 geöffnet und unterbricht den Stromkreis der Wicklung des Relais R1, so dass dieses abgeschaltet wird. Ausserdem wird der Kontakt R3-3 geöffnet und unterbricht einen Stromkreis, der durch eine Leitung 218 dargestellt ist, die ausser dem genannten Kontakt einen Kontakt 219 beinhaltet, sowie den Solenoiden 158, der jetzt ausgeschaltet ist und das Öffnen des Lufteinlassventils 155 gestattet, so dass atmosphärische Luft in die Haube eingelassen wird. Dadurch wird der Saugdruck von der Membran 122 weggenommen und kann sich der Haubenschalter 125 schliessen.
Jetzt bewirkt die Zeitsteuerungseinrichtung T3 die Schliessung eines Kontaktes T3-1 und die Her stellung eines Stromkreises, der durch eine Leitung 220 dargestellt ist, die an eine vor der Zeitsteuerungs- einrichtung T3 gelegene Stelle der vorerwähnten Lei tung 212 angeschlossen ist und ausser dem Kontakt T3-1 den Haubenschalter 125 und einen Solenoiden 222 zum Öffnen der Form beinhaltet.
Dieser ver stellt den Steuerschieber 36Q in eine Stellung, in der er den Hauptschieber 36 zum Öffnen der Form mit Druckmedium beaufschlagt, so dass dieser Haupt schieber in eine Stellung gelangt, in der er über eine Leitung 223 die Vorderseite des Zylinders 26 mit Druckmedium beaufschlagt und den Rückzug des Kolbens 25 und eine entsprechende Bewegung der mit ihm in Wirkungsverbindung stehenden Teile, einschliesslich der Formplatte 2 und der von ihr ge tragenen Teile bewirkt. In Fig. 2 sind diese Teile in der Stellung gezeigt, in die sie auf diese Weise be wegt werden.
Gleichzeitig öffnet das Betätigungsorgan 28 den Endpunktschalter 30 zum Öffnen der Form und öffnet den Stromkreis, der den genannten Schal ter und den Kontakt R3-1 sowie die Wicklung des Relais R3 beinhaltet. Dadurch werden alle Strom kreise in den Zustand zurückgeführt, den sie zwi schen den Arbeitsspielen innehaben.
Wenn die Teile sich in der in Fig. 2 befindlichen Stellung befinden, kann die Bedienung mit Hilfe von Zangen das Gussstück entfernen und gegebenenfalls die Formteile nach der üblichen Praxis mit einem Kühhnittel bespritzen. Unmittelbar darauf kann durch Schliessen des Anstellschalters 170 das nächste Ar beitsspiel eingeleitet werden.
Wenn sich im Bereich der Kontaktstellen 111 und 112 Metallteile oder leitfähige Fremdkörper ansam meln und die Kontaktstellen überbrücken, wird der vorstehend erwähnte Sicherheitsstromkreis geschlos sen, der durch eine Leitung 225 dargestellt ist. Dieser Stromkreis beinhaltet die Wicklung eines sogenann ten Sicherheitsrelais SR, das die vorstehend erwähnten Kontakte 186 und 219 aufweist. Wenn dieses Relais eingeschaltet wird, öffnet es die Kontakte<B>186</B> und 219 und die Stromkreise, in denen diese und der Vakuumsolenoid 150 bzw. der Lufteinlasssolenoid 158 liegen. Dadurch wird die Haube 85 von der Saug druckquelle abgeschaltet und zur Atmosphäre hin ge öffnet. Bei Entfernung dieses Metalls bzw.
Materials in der vorstehend beschriebenen Weise werden die genannten Stromkreise wieder in den Normalzustand zurückgeführt.
Injection molding process and device for carrying out the same The invention relates to an injection molding process carried out under vacuum, the advantages of which have long been known from the point of view of the product. But it is also known that the main objection to the known injection molding processes carried out using a vacuum and the devices used for this purpose is directed against the low production speed, which again causes high costs.
The aim of the invention is to maintain the same production speed in the production of high-quality, dense castings with a smooth surface after the vacuum injection molding process, which was previously achieved in the production of castings of lower quality without evacuating the mold cavity.
It should be mentioned here that there is somewhat more material in a casting produced under a vacuum than in a casting of the same size produced in the usual way, because the former has a greater density, but the improvements according to the invention are overall require considerable savings because the percentage of waste is significantly reduced.
In the following an embodiment of the invention He explains with reference to the accompanying drawings. It goes without saying that this embodiment is not intended to restrict the invention, but only to explain it for example.
In the drawings, FIGS. 1A and 1B show parts of a partially sectioned side view of an injection molding machine which is provided with a loading system and a vacuum device, the mold parts lying on top of one another and the hood being closed and evacuated, as can be seen from the position of the valves assigned to it , and a charge of molten material is shown in the loading chamber, which can be pushed into the mold cavity by actuating the ram.
FIG. 2 is a similar sectional view to FIG. 1, but shows only a smaller part of the machine with the molded parts separated from one another and the hood open, the adjacent parts of the device being in the state they assume between the work cycles.
The injection molding machine has the usual construction. For the sake of simplicity and clarity, only the essential parts of the machine are shown. The machine has the usual stationary mold plate 1 and the movable mold plate 2, the latter being displaceable along known guide rods (not shown).
A stationary molded part 5 or a movable molded part 6, which delimit a mold cavity 7 when they lie against one another, is fastened in a suitable manner to the mold plates 1 and 2. In a relatively large recess 8, which is provided here, for example, in the end of the molded part 6 adjacent to the plate 2, an ejection mechanism works, which has a head 10 and ejector pins 11 carried by it, which extend through bores in the movable molded part 6 extend.
When the mold is ready to receive a batch of molten material, the front ends of these pins are essentially flush with the surrounding surface of the molded part 6 that faces the mold cavity 7. The ejector pins are retracted into this position by one or more push rods, one of which is shown and designated by 12. One end of this rod engages or is attached to the head 10; the opposite end of the rod is guided in a bore of the movable mold part 6.
When the movable molded part has almost reached the stationary molded part 5, the front end of the bumper engages this and thereby brings the forward movement of the head 10 and thus also the ejector pins 11 to a standstill, while the molded part 6 ends its forward movement. All of this corresponds to normal practice.
An actuating rod 15 is attached to the head 10, which protrudes backwards through a bore in the movable mold plate 2 and, when the mold plate 2 moves backwards, engages a stationary stop 16 which is common in injection molding machines of the type described here. A flexible pot membrane 18 is tightly attached to the loading actuating rod 15 with one end, with the other end leak-proof to the movable mold plate, so that a passage of air through the hole in which the actuating rod works is prevented.
Toggle levers 20 are hinged with their front ends to the movable mold plate 2, with their opposite ends on a stationary part 21 of the Ma machine and connect via handlebars 22 with a head 23 which is carried by the front end of a piston rod 24, the one Opening of the stationary part 21 penetrated. At the end of the piston rod 24 remote from the head 23, a piston 25 is attached, which moves back and forth in a cylinder 26. The piston 25 and the cylinder 26 represent a power drive which actuates the movable mold plate and moves the parts carried by this getra to the parts carried by the fixed mold plate 1 and away from them.
At this point, reference should be made to a switch actuating member 28 that is connected to the piston 25 via a rod 29. An end point switch 30 for opening the mold and a switch 31 and an end point switch 32 for closing the mold are arranged in the path of this actuating element. The purpose of these switches is explained below.
A main slide 35 for closing the mold and a main slide 36 for opening the mold are in operative connection with the power drive consisting of the piston 25 and the cylinder 26. These main slides are operated via the corresponding control slides 35a and 36a.
The loading system will now be discussed: the front end of a housing or jacket 38 of a loading element or cylinder 40 penetrates aligned openings in the stationary mold plate 1 and the molded part 5 attached to it and is sealed therein. The chamber 40 communicates with the mold cavity 7 via a channel 41 in connec tion whose end adjacent to the chamber is formed in an insert 42 which consists of a material that is not attacked by the melt. The main part of the insert 42 fills a provided in the movable mold part 6 Vertie fungus.
The front end of the insert protrudes from the surface of this molded part and sits in a recess in the surface of the stationary molded part 5. When the molded parts are against one another and the mold cavity is closed, the front end of the insert is at the adjacent end of the housing or Shell 38 of the loading chamber 40.
A two-part block 44 is stretched around the protruding end of the shell 38. The lower part of the block has a vertical bore which, in the region of its lower part, is threaded to receive a screw plug 45 carrying a channel 46 which is made of a material resistant to heat and resistance Corrosion effect of the melt has grown. In addition, the plug 45 carries a measuring device or a measuring plug 47, which is characterized by a nozzle regulating the flow.
The measuring device or the measuring plug 47 can consist of a relatively thick washer-like body made of a material that is not attacked by the melt, the nozzle having such a flow rate that within a given time through an opening 48 into the Load chamber a quantity of metal can enter which cavity and the mold cavity and the channel 41 and the adjacent end of the load chamber fills. The lower part of the block 44 has a bore which intersects the bore occupied by the organ 46 and the measuring device 47 in the middle.
The laterally bent upper end of a conduit 49 engages one end of the bore provided in the lower part of the block 44 and leads upwards from a crucible 50 which is heated by suitable means not shown. The line extends to the vicinity of the bottom of the crucible and in any case to below the lowest level of the melt contained in the crucible. The part of the Lei device located within the crucible is surrounded by a sleeve 51 made of refractory material. If necessary, the part of the line arranged above the tie can be encased with a suitable thermal insulation material. The Boh tion of the block 44 is opposite that end into which the line 49 enters, closed with a screw plug 53.
The housing or the jacket 38 of the loading chamber is seen with a hole 54 which is diametrically opposed to the opening 48 and is aligned with a vertical bore in the upper part of the block 44. This hole is provided with a thread at the upper end for receiving a screw plug 55. After removing the plugs 53 and 55, the parts occupying the vertical bore in the lower part of the block are accessible, so that these parts can be removed with the aid of a suitable tool if, for.
B. the measuring device or the measuring plug 47 is to be exchanged for a device with a flow nozzle of a different size or flow rate.
When processing certain metals such as zinc or zinc alloys, the crucible 50 can be open to the atmosphere. In contrast, as mentioned above, it is desirable to protect other metals, such as magnesium, from the action of the atmosphere in order to prevent oxidation or to reduce it to a minimum. In order to set up the device for the processing of metals that are unstable in the molten state and tend to oxidize without affecting the processing of other materials, metals and metal alloys, the upper end of the crucible is appropriately sealed with a lid 58, which is provided with an opening through which material can be introduced into the crucible and which is normally sealed by a closure 59.
A container or bottle 60, which may contain an inert gas under pressure, is connected to the crucible via a pipe 61 which is provided with a gas valve 62. The valve member 63 carries a piston 64 which works in the cylindrical chamber of the valve housing. A spring 65 tends to move the piston in any direction in which it opens the valve.
A pressure medium is fed to the cylindrical chamber of the valve housing through a pipeline 66, which leads from a control slide 67, which pressurizes the piston 64 in the sense of closing the valve. A spring 68 seeks to move the valve into a position in which an inlet pipe 69 for the pressure medium is connected to the pipeline 66. A so-called gas solenoid 70 moves the valve against the action of the spring 68 into its other position.
When the solenoid 70 is switched on, there is therefore a connection between the pipeline 66 and a drain line 71 so that the spring 65 can pull the valve back and via the pipeline 61 can establish a connection between the gas container or bottle 60 and the crucible.
Within the loading chamber 40, a plunger 75 works, which is connected via a rod 76 to a piston 77 which can be moved back and forth in a cylinder 78. This piston and cylinder represent a power drive for advancing and retracting the plunger 75. When the piston 77 is located at the end of the cylinder 78 on the right in the drawing, the plunger 75 releases the opening 48. The stroke length of the piston is dimensioned such that the plunger 75 can be pushed forward to just about the outlet end of the loading chamber.
As will be described in more detail below, the function of the power drive consisting of piston 77 and cylinder 78 is controlled by a so-called injection valve 80, which in turn is controlled by a control slide 80a, the slide body of which is pressed in one direction by a spring 81 and of a solenoid 82 is moved in the other direction.
A two-part hood or housing is generally designated with 85, the parts of which are designated with 86 and 87. The part 86 is carried by the stationary mold plate 1 and is closely connected to it. It surrounds the molded part 5 attached to this plate. The part 87 is attached to the movable mold plate 2 and surrounds the movable mold part 6. The parts of the housing or the hood meet one another in the area of the vertical parting plane between the molded parts. The part 87 is so tightly connected to the movable mold plate that no air can enter. For this purpose a sealing strip 90 made of flexible material, e.g. B. a suitable plastic, is provided at the adjacent end of the hood part 87. This strip rests on the peripheral surface of the mold plate 2.
This type of seal is very effective because the pressure of the strip 90 against the underlying surface of the panel 2 also increases as the vacuum in the hood increases.
The open side of the hood part 87 is surrounded by a flange 93 which has a smooth front side. A flexible seal 94 can be brought to bear on this, which is attached in the region of its inner edge to the adjacent end of the hood part 86 which has a rigid wall 95. When the hood is open or the movable mold plate is withdrawn (FIG. 2), the seal 94 is at a steep angle with respect to the plane of the open side of the hood part 86.
A second rigid wall 96 is fastened with one of its ends to the edge part of the stationary mold plate 1 and is tightly connected. At the opposite end of the wall 96, the adjacent end of a bellows-like flexible wall 97 is connected via a leak-proof joint. The opposite end of the wall 97 is attached to the stationary wall 95 and sealed. Therefore, part 86 of the hood is extendable. This hood part is surrounded by a number of spaced apart spring members, one of which is shown in FIGS. 1 and 2 and which seek to push the part 86 forward or to pull it out.
These organs each consist of a spring 100 which surrounds a bolt or the like 101 which is prevented from moving axially at one end by a cantilever arm 102 attached to the stationary wall part 86. At the other end, the bolt 101 is slidably mounted in an opening of a cantilever arm 103 which is carried by the rigid wall 95. Beyond the cantilever arm 103, a stop member or a nut 105 is screwed onto the end of the bolt or the like 101 or connected to it in another adjustable manner. A conduit 106 through which water or other suitable coolant can flow is suitable, e.g.
B. attached to the stationary wall 96 and is in an intimate heat exchange relationship with the flexible wall. In the present embodiment, the flexible wall 97 is made of a flexible plastic that has grown under intense heat. The life of the material can, however, be extended somewhat if it is kept relatively cool with the aid of the device described.
A conduit element 110 is arranged in the area of the base of the hood and is fastened to the hood part 86 with an opening 108 and is tightly connected. Since this line element is arranged here on the bottom of the hood, it is suitable for supporting contact points 111 and 112 which are at a distance and which are isolated from one another and from the part of the line element surrounding them. These contact points are in a safety circuit, which will be described in more detail below, and can be bridged by an accumulation of metal that has inadvertently overflowed from the loading chamber and is directed by a baffle 114 through the opening 108 ge.
If other foreign material collects in the area of the contact points 111 and 112 in such an amount that it impairs the function of the device, this material also bridges the contact points 111 and 112. Said safety circuit also has an electrical device that certain Shuts off parts of the electrical system causing the automatic function of the machine when the safety circuit is closed as described. In this case, the cap 115 can be removed from the line element 110 and the metal or other material causing the interruption of operation can be removed, so that the safety circuit between the contact points is interrupted.
As already mentioned, molded parts of different sizes are used in the injection molding machine from time to time. In order to change the volume of the otherwise unfilled part of the hood 85 when relatively small molded parts are used, and thereby accelerate the evacuation of the hood, one or more displacement elements can be arranged in the hood. Such an element is shown in the drawings and designated 117. In the present embodiment it forms a closure for a hand hole 118 through which the interior of the hood is accessible. This accessibility is sometimes important for making connections in a cooling system for the molds, as is common in injection molding machines.
Such a system is not shown here.
With the interior of the hood is a pressure-actuated switch actuator 120 in Ver connection, which here consists of a membrane and its housing, which is in communication via a pipe 121 with the interior of the hood. In this way, the membrane 122 is exposed to the suction pressure generated in the hood and actuates a switch 125, hereinafter referred to as a hood switch, via a spindle 123.
The container of the vacuum system which is carried by the stationary part 21 of the injection molding machine and which in practice takes up approximately the width of the machine is designated by 130. The containers of two or more machines, which are arranged side by side with a passage between adjacent machines, can be interconnected so that effectively a single container of considerable volume is provided for a set of machines and possibly with the aid of a single one Suction pump can be evacuated.
In the present exemplary embodiment, the container 130 is connected via a pipeline 134 to a suction pump 135 which is driven by an electric motor 136.
The container 130 is connected to the above-mentioned conduit element 110 via a line 140. The line 140 has such a high flow rate that a rapid evacuation of the hood 85 is guaranteed. In the line 140, a so-called vacuum valve 141 is arranged, in the housing 142 of which a cylindrical chamber is seen in front of which a valve member 145, the piston 144 works. A spring 146 tends to push the valve member into the open position. It is moved into the closed position when a pressure medium is applied to the chamber 146 via a pipe 147 under control by a control slide 141n.
A spring 148 seeks to push the slide body of the control slide 141a into a position in which the pipe 147 is in communication with a pipe 149 which leads to a source of a pressure medium. A circuit of a solenoid 150 causes a United displacement of the valve member in the position shown in FIG. In this position of the valve body, the pipe 147 is connected to a pipe 151 for the discharge of the pressure medium. For example, the pipeline 151 leads the pressure medium to the low-pressure side of a system which includes the said source.
There are provisions for removing the Va kuums in the hood 85 z. B. taken by opening the hood to the atmosphere when a certain phase of a work cycle is reached. In the present embodiment of the invention, this means consists of a vacuum removal or air inlet slide 155, which is connected to the line 140 between the hood or the housing 85 and the vacuum valve 141 via a branch line 156. A spring seeks to push the slide body of the slide 155 into a position in which the slide is open. A solenoid 158 moves the slide body against the force of the spring into the closed position of the slide.
With the vacuum system between the suction pressure source and the vacuum valve 141 is a suction pressure operated switch actuator in Ver connection, which consists of a membrane 160 and its Ge housing 161, which is via a pipe 162 with the line 140 in connection. The membrane is connected to an electrical vacuum switch 165 via a spindle 163.
During the description of a working cycle of the injection molding machine and the vacuum device who discussed the circuits which form the electrical system shown in FIG. This coordinates and controls the various steps and automatically enables the work cycle from start to finish. In FIG. 1, the parts are shown in the relationship they have when parts 5 and 6 lie against one another and a charge of molten material is located in the loading chamber 40.
Before a more detailed description of the way we act, I would like to point out that immediately after the merging of the molded parts, the plunger 75 is advanced and the material is pressed into the mold cavity 70 via the channel 41. The plunger goes forward until just before the exit end of the chamber 40, so that a small amount of metal remains in the loading chamber and solidifies together with the casting. As is clearer from the following description, the gas valve 62 has now been closed and, as the plunger has passed the opening 48, the line 49 opens to the atmosphere, so that air enters the housing 38 behind the plunger.
As a result of this air inlet, the line 49 and the upper end of the neighboring channels filling the melt can reach the crucible under the influence of gravity in which it remains in a molten state under the influence of the temperature prevailing there.
With the aid of a time control device, which, as will be explained below, is part of the electrical system's rule, the work processes are interrupted for so long that the casting can solidify.
Then the vacuum valve 141 is closed and the air inlet slide 155 is opened, so that the interior of the hood 85 is brought into communication with the atmosphere. The membrane 122 is now no longer exposed to suction pressure and the hood switch <B> 125. </B> closes
At this stage, the mechanism pulls the mold part 6 from the mold part 5 and the hood part 87 from the hood part 86. The latter is now pulled out of the springs <B> 100 </B>. When the moving parts have almost reached the retracted position, the actuator 15 strikes the stationary stop 16 and brings the movement of the head 10 with the ejector pins 11 and the push rod 12 to a standstill.
In the last phase of movement of the molded part 6, the casting is therefore pressed against the surface of the same with the aid of the ejector pins and can easily be removed, for example with the aid of pliers, which are inserted between the separate edges of the hoods. From the construction it can be seen that the switch actuator 28 is moved together with the mold plate 2 and the parts carried by it and the end point switch 30 opens to open the mold when the organ 28 reaches the retracted position.
As will be described below, this process turns off the entire electrical system, which remains in this state until the start of the next work cycle. A complete cycle is described below. It is assumed that the parts are in the state partially indicated in FIG. 2, which they occupy between the work cycles. The positive side of the various circuits of the aforementioned electrical system is shown in FIG. 1 by a conductor 166, the negative side by a conductor 167. The various circuits of the system are represented by lines and discussed in the course of the description.
It is a normally open turn-on switch 170, preferably in the form of a push button, which is briefly closed to initiate a work cycle. As a result, a circuit is established via a line 171, which leads from the conductor 166 to the conductor 167 and contains a rest contact R3-2 and the winding of a relay R1 be. After excitation of the relay R 1, the normally open contacts R I-1 and R1-2 of this relay are closed. When the contact R1-1 is closed, a current flows from the conductor 166 via a line 172, which contains the aforementioned contact, to the aforementioned line 171 and from there to the conductor 167.
As a result, the excitation of the relay R1 is maintained or the relay is held, so that the contact R1-1 also remains closed when the contact switch 170 has been released and has opened. At the same time, a current flows from the line 172 via a line 173, which contains the contact R1-2 and a solenoid 175 for closing the mold and is connected at 176 to the aforementioned line 171, so that part of the current now through a Part of this line <B> 171. </B> flows to the conductor 167, which is the negative side of the circuit.
When the solenoid 175 is turned on in this way, it adjusts the spool 35a so that a pressure medium from a suitable source can pass through the pipes 178 and 179 to the slide 35 for closing the mold, as follows that this is set in such a way that a medium under higher pressure reaches the left-hand side of the cylinder 26 in FIG. 1 and presses the piston 25 to the right-hand side of the cylinder. At this point it should be pointed out that pressure medium withdrawn from a suitable source via the pipeline <B> 180 </B> is fed to the slide 36 for opening the mold, which at the end of the previous work cycle was left in a state in that it can fulfill its present purpose.
The pressure medium flows from the slide 36 via the pipes 181 and 182 to the cylinder 26.
Together with the piston 25, the switch actuator 28 moves forward and thus moves away from the end-point switch 30 for opening the mold, so that it can close. Closing the switch 30 has no consequences at the moment because the circuit in which this switch is located is open at another point. At a certain point of the forward movement of the piston 25 and the corresponding forward movement of the mold plate 2 carried by it and the hood part 87, the flange 93 of the hood part comes into contact with the extension of the peripheral part of the seal 94, so that the hood against an air inlet is sealed.
The extent of the contact surface between said flange and the seal increases during the increasing evacuation of the hood under the conditions to be described below.
Just as the hood is sealed in this way, the actuating member 28 engages the switch 31 and closes it. As a result, a circuit is established which leads via the line 185 including this switch, the normally closed contacts 186 and TI-A, the aforementioned vacuum switch 165 and the vacuum solenoid 150. This lead is connected at 188 to conductor 167 which is the negative side of the circuit.
When the vacuum solenoid 150 is switched on, it moves the vacuum control valve 141a into the position shown in FIG. 1, so that the pressure acting on the piston 144 from the rear is removed and the spring 146 can open the vacuum valve 141. When this valve is opened, it establishes a connection between the hood 85 and the container 130 via the line 140 and the line element 110, so that the hood is quickly evacuated.
Simultaneously with the opening of the vacuum valve 141 as a result of the above-described activation of the vacuum solenoid 150, a branch circuit is established via a line 190 which leads from its connection point 191 on the above-mentioned line 185 to a connection point 192 on the conductor 167. This branch circuit includes the winding of the gas solenoid 70.
When this solenoid is switched on, the control slide 67 is shifted against the action of the spring 68 in the position shown in FIG. 1, so that the pressure acting on the piston 64 from behind is removed and the spring 65 can pull the valve member 63 back, whereby the gas valve 62 is opened. Inert gas can now flow from the bottle or the container 60 through the pipe 61 to the crucible 50, in the space above the molten metal located in the crucible.
As a result of a corresponding setting of the usual valve 60a associated with the container or bottle 60, the inert gas can only exert a limited pressure on the level of the melt. Under the influence of this pressure and the suction pressure prevailing within the loading chamber 40, a measured amount of the melt flows through the line 49, the channel of the line element 46, the nozzle of the measuring device or the plug 47 and the opening 48 into the loading chamber.
The time available for evacuating the hood 85 and supplying the melt to the chamber 40 is determined by an electrical time control device T1. This one direction becomes effective a certain, adjustable time after it is switched on.
The time control device T1 is switched on simultaneously with the closure of the vacuum switch 31 via a branch circuit, which is provided by a line 193, which leads from its connection 194 on the line 185 via the time control device T1 to its connection 195 on the line 171, Via which the current reaches the negative side of the circuit provided by the conductor 167. It should be noted that part of the circuit represented by the line 185 includes the normally closed contact T1 A. This contact and a work contact T1-B are in operative connection with the time control device T1.
Therefore, when the timing device becomes effective, it causes the vacuum solenoid 150 and the gas solenoid 70 to switch off by opening the contact T1 A and closes the switch TI-B.
When the hood is completely closed, as shown in FIG. 1, and the molded parts are against one another, the actuating member 28 has moved past the end-point switch 32 to close the mold and closed it. As a result, a circuit is established, which is shown by the line 196, which is connected to the connection point 197 with the line 185 and, in addition to the end point switch 32 for closing the mold, includes the winding of a relay R2. At connection point 176, line 196 is connected to line 171.
The relay R2 has normally open contacts R2-1, R2-2 and R2-3, which are closed when the relay R2 is switched on. When contact R2-1 is closed, power is supplied to relay R2 via a branch circuit, which is represented by line 198. This leads from the Lei device 185 to a point on the line 196 located upstream of the relay. As a result, the relay is held when the aforementioned circuit with which the relay was switched on is opened.
It was pointed out above that when the time control device T1 becomes effective, the contact TI -A is opened and the contact Tl-B is closed. As a result, a circuit is established via a line 200 which is connected to line 185 and leads to a connection point 188 on conductor 167. In addition to the contact T1 B, this circuit includes the contact R2-2 and the so-called containment solenoids 82.
When the solenoid 82 is excited, the water moves the slide body of the control slide 80a from the position shown in FIG. 1 to the left, so that pressure medium from a suitable source, not shown, reaches the main valve 80 via a pipe 205 and a pipe 206 and the sen Organ moves into a position that is opposite to that shown th.
The right-hand side of the injection cylinder 78 is now subjected to a medium under higher pressure via the lines 208 and 209. Under these conditions, the piston 77 is advanced in the cylinder 78 and, with the aid of the rod 76, drives the plunger 75 forwards along the charging chamber 40, so that the melt is pressed out of the chamber into the mold cavity 7. The amount of melt is preferably such that the ram can come close to the exit end of the chamber.
As mentioned above, the vacuum solenoid 150 and the gas solenoid 70 have meanwhile been switched off, so that the vacuum valve has been closed and the gas pressure has been removed from the space of the crucible 50 which is above the crucible 50. When the plunger 75 has passed the opening 48 during its feed stroke, the line 49 is open to the atmosphere, so that the melt held in the said line can flow back into the crucible under the effect of gravity, the weight of the melt causing the low gas pressure , which can still be present above the melt in the crucible, substantially overcomes.
When the contact R2-3 is closed as mentioned above, a circuit is established via a line 210, which leads from the positive side of the circuit, which is provided by the conductor 166, to the point 211 of the line 171 and the contact R2-3 and the timing device includes T2. After a delay sufficient to allow the metal in the mold cavity and the spaces connected to it to cool down, the timing device T2 causes a contact T2-1 to close, whereupon current flows through a circuit that passes through a line 212 is shown.
This includes the contact T2-1 and a timing device T3 and is connected at 213 to the line 171, which leads to the negative side of the circuit. A circuit branches off from a point in the circuit just described, which is located upstream of the timing device T3, which circuit is represented by a line 215 which leads to the aforementioned line 171 and contains the winding of a relay R3. This relay R3 has a working contact R3-1 and normally closed contacts R3-2 and R3-3. Therefore, when the timing device T2 causes the contact T2-1 to close, the relay R3 is switched on and closes the contact R3-1.
This completes a circuit, which is represented by the line 217, which contains the ge called contact and the endpoint switch 30 for opening the mold. This circuit receives power through conductor 166, which is the positive side of the circuit and is connected directly to one side of switch 30. Therefore, when the contact R3-1 is closed, as long as the end point switch 30 remains closed to open the mold, a current flows from the conductor 166 via the switch 30 and the line 217 to the connection point of said line on the aforementioned line device 215 and on through the winding of relay R3 to the negative side of the circuit.
This opens contact R3-2 and interrupts the circuit of the winding of relay R1, so that it is switched off. In addition, the contact R3-3 is opened and interrupts a circuit, which is represented by a line 218, which contains a contact 219 in addition to the mentioned contact, and the solenoid 158, which is now switched off and allows the opening of the air inlet valve 155, so that atmospheric air is let into the hood. As a result, the suction pressure is removed from the membrane 122 and the hood switch 125 can close.
Now the timing device T3 causes a contact T3-1 to close and a circuit is established, which is represented by a line 220 which is connected to a point of the aforementioned line 212 located in front of the timing device T3 and apart from the contact T3 -1 includes hood switch 125 and a solenoid 222 for opening the mold.
This ver sets the control slide 36Q in a position in which it acts on the main slide 36 to open the mold with pressure medium, so that this main slide reaches a position in which it acts on the front of the cylinder 26 with pressure medium via a line 223 and causes the retraction of the piston 25 and a corresponding movement of the parts in operative connection with it, including the mold plate 2 and the parts carried by it. In Fig. 2, these parts are shown in the position into which they are moved in this way.
At the same time, the actuator 28 opens the end point switch 30 to open the mold and opens the circuit that includes said scarf ter and the contact R3-1 and the winding of the relay R3. As a result, all circuits are returned to the state they have between the work cycles.
When the parts are in the position shown in FIG. 2, the operator can remove the casting with the aid of tongs and, if necessary, spray the molded parts with a coolant in accordance with normal practice. Immediately thereafter, the next work game can be initiated by closing the switch 170.
If metal parts or conductive foreign bodies collect in the area of the contact points 111 and 112 and bridge the contact points, the aforementioned safety circuit, which is represented by a line 225, is closed. This circuit includes the winding of a so-called safety relay SR, which has the contacts 186 and 219 mentioned above. When this relay is turned on, it opens contacts 186 and 219 and the circuits in which they and vacuum solenoid 150 and air inlet solenoid 158 are located. As a result, the hood 85 is switched off from the suction pressure source and opens ge to the atmosphere. When removing this metal or
Material in the manner described above, said circuits are returned to normal.