Verfahren und Vorrichtung zum Vakuum-Spritzgiessen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vakuum- Spritzgiessen sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Bei den bekannten Spritzgiessverfahren unter Ver wendung einer herkömmlichen Spritzgiessmaschine ist, obwohl für die Formen ein Gasabzug vorgesehen ist, die Abführung der Gase aus der Formhöhlung beim Giessvorgang nicht hinreichend. Es bleiben Gase zu rück, so dass die Giessprodukte häufig Gasblasenlöcher aufweisen; darüber hinaus werden die in der Form höhlung verbleibenden Gase beim Einpressen des ge schmolzenen Metalls in die Form komprimiert, erhö hen hierdurch den Gegendruck und verhüten oder stören die Zirkulation des geschmolzenen Metalls, was zu einer grösseren Anzahl von Ausschuss-Gussstücken bei den bekannten Spritzgussverfahren führt.
Durch die Erfindung sollen die genannten Nachteile vermieden werden. Sie bezweckt, ein verbessertes Ver fahren zum Vakuum-Spritzgiessen zu schaffen, welches hauptsächlich auf den Spritzguss von leichten Legie rungen wie etwa Aluminiumlegierungen, Kupferlegie rungen und Magnesiumlegierungen unter Verwendung einer sogenannten Kaltkammer-Spritzgussmaschine an wendbar ist.
Die Erfindung bezieht sich somit auf ein Verfahren zum Vakuum-Spritzgiessen, bei welchem in einen Giesszylinder eingefülltes flüssiges Metall mittels eines Giesskolbens in eine zwischen einem festen und einem beweglichen Formteil befindliche, dem herzu stellenden Gussstück entsprechende Formhöhlung ein gespritzt wird, und ist dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungskanal zwischen dem Giesszylinder und der Formhöhlung mittels eines Ventils verschlossen wird, das unter einem bestimmten Schliessdruck steht, dass dann die Formhöhlung evakuiert und das flüssige Me tall in den Giesszylinder eingefüllt wird, dass hierauf das flüssige Metall mittels des Giesskolbens unter einen Druck gesetzt wird, der höher als der Schliessdruck des genannten Ventils ist,
so dass das Ventil geöffnet wird und das flüssige Metall in die evakuierte Formhöhlung eintritt und diese ausfüllt.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Vakuum- Spritzgiessmaschine zur Durchführung des erfindungs gemässen Verfahrens.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Vakuum-Spritzgiessmaschine dar gestellt. Anhand desselben wird das Verfahren erläu tert. Es zeigen: Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch die wesent lichen Teile der Vakuum-Spritzgiessmaschine, Fig. 2 eine Ansicht einer Giessform, Fig. 3 eine teilweise Rückansicht der Giessform, Fig. 4 ein elektrisches Schaltbild für ein Zeitrelais und einen Endschalter, Fig. 5 ein elektrisches Schaltbild zur Veranschau lichung der Arbeitsweise der Spritzgiessmaschine und der zugehörigen Steuerorgane,
Fig. 6, 7 und 8 Schnitte durch einen Teil des Giess zylinders bei Änderungen des Flüssigkeitsstandes des geschmolzenen Metalls nach Eingiessen in den Zylinder und beim fortschreitenden Zusammenpressen mittels des Kolbens.
In den Zeichnungen sind die wesentlichen Teile der Spritzgiessmaschine zur Durchführung des erfindungs gemässen Verfahrens mit folgenden Bezugszeichen ver sehen: 1 Feste Grundplatte der Spritzgiessmaschine. 2 Zugstangen, deren Enden an der Grundplatte 1 befestigt sind.
3 Eine bewegliche Gegenplatte der Maschine, welche durch die Zugstangen 2 geführt wird.
4 Festes Formteil, welches an der festen Grundplatte befestigt ist. 5 Haltefinger zur Befestigung des festen Formteils 4 an der festen Grundplatte 1.
6 Schraubenbolzen zurBefestigung desHaltefingers 5. 7 Beweglicher Formteil.
7a Löcher für Ausstossstifte des beweglichen Form teils 7 und zum Absaugen von Luft aus dem Raum zwischen den Formteilen 4 und 7.
8 Formkasten.
9 Schraubenbolzen zur Verschraubung des beweg lichen Formteils 7 und des Formkastens B.
10 Haltefinger zur Befestigung des Formkastens 8 an der beweglichen Gegenplatte 3.
11 Schraubenbolzen zur Befestigung der Halte finger 10.
12 Befestigungsplatte für Ausstossstifte, gleitend an gebracht im Formkasten B.
13 Schraubenbolzen zur Befestigung von Platten für die Ausstossstifte.
14 Ausstossstifte zum Ausstossen von Gussprodukten, befestigt an der Platte 12.
15 Kolbenstange der Ausstossvorrichtung für die Spritzgiessmaschine.
16 Kolben für die Betätigung der Ausstosser-Kolben- stange 15.
17 Hydraulischer Zylinder zum Betätigen der Form. 18 Elektromagnetisch betriebener Schieber zur Steue rung des hydraulischen Druckes zum Betrieb des Zylinders 17.
19 Eine Dichtung zwischen dem Formkasten 8 und dem beweglichen Formteil 7, vorzugsweise aus Kupfer oder einem wärmebeständigen Gummi.
20 Dichtung zwischen der Berührungsfläche des be weglichen Formteils 7 und des festen Formteils 4, vorzugsweise aus Kupfer.
21 Dichtung zwischen dem Formkasten 8 und der beweglichen Gegenplatte 3, vorzugsweise aus Gummi.
22 Kanal für das geschmolzene Metall, verbunden mit den Formhöhlungen A in der Oberfläche des beweglichen Formteils 7.
23 Überströmöffnung für das geschmolzene Metall im beweglichen Formteil 7.
24 Einlassöffnung des sekundären Aufnahmegefässes. 25 Sekundäres Aufnahmegefäss für geschmolzenes Metall.
26 Luftabzugsöffnung am Formkasten S. 27 Schlauchanschluss.
28 Biegsamer Schlauch.
29 Elektromagnetisches Ventil zur Steuerung der Evakuierung.
30, 31, 32, 33 Teile des Ventils 29, und zwar eine Fe der, die das Ventil normalerweise geschlossen hält, eine Ventilstange, einen Anker und eine Spule. 34 Vakuumpumpe. 35 Elektromotor zum Antrieb der Vakuumpumpe 34 mittels eines Riemens 37.
36 Vakuumtank, verbunden mit der Vakuumpumpe 34 und dem elektromagnetischen Ventil 29 durch Rohre 38. Gemäss dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Giesszylinder 39 an der festen Grundplatte 1 ange bracht. Er führt durch die Platte 1 und durch einen Teil der festen Formplatte 4 hindurch und ist mittels einer Dichtung 40 zwischen diesen Teilen abgedichtet. Gegenüber dem Ausstossende des Giesszylinders 39 ist eine Führungshülse 41 an dem beweglichen Formteil 7 angebracht; innerhalb der Führungshülse 41 befindet sich ein verschiebbares Luftventil 42, welches die Aus stossöffnung des Giesszylinders 39 und den zu der Formhöhlung führenden Kanal für das geschmolzene Metall abschliessen kann. Das Luftventil 42 ist an einer Kolbenstange 44 befestigt, der Kolben der Kolben stange gleitet in einem Zylinder 43.
Die Führungshülse 41 ist aus einem harten Metall hergestellt und mit Kühl wasser-Durchflussbohrungen 45 versehen, um sie zur Vermeidung einer Abnutzung des Luftventils auf einer angemessenen Temperatur halten zu können. Der Kopf des Luftventils 42 ist kegelförmig ausgebildet und passt in eine entsprechende Kegelöffnung 46 des festen Formteils, welche wiederum über einen Kanal 47 mit den Formhöhlungen A in Verbindung steht.
Der Zylinder 43 ist durch Bolzen 48 an dem beweg lichen Formteil 7 befestigt (Fig. 3) und an beiden En den durch Rohre 49 und 50, Übergangsstücke 51 und 52 und Rohre 53 und 54 mit dem elektromagnetisch be triebenen Steuerschieber 56 verbunden. Der Schieber 56, der durch eine Feder 58 in seiner Normallage gehal ten wird, wird durch eine Magnetspule 57 betätigt, der Zylinder ist durch eine Leitung 59 mit der hydrauli schen Druckquelle verbunden. Die Rohre 49 und 50 führen durch den Formkasten 8 und sind hierin durch geeignete Dichtungen 55 abgedichtet.
Der Giesszylinder 39 ist mit einer Öffnung 39a an seinem Ende zum Eingiessen von geschmolzenem Me tall in seinen Oberteil versehen. Der Kopf eines Kol bens 60 gleitet im Zylinder 39, die Kolbenstange 61 des Kolbens 60 ist mit einem Plunger 63 verbunden. Letzterer gleitet in einem hydraulischen Zylinder 62 hin und her, und zwar durch Wirkung des hydraulischen Druckes, welcher dem Zylinder 62 durch Rohre 64 oder 65 unter der Steuerung des Schiebers 66 zugeführt wird; der Schieber 66 wird ebenfalls hydraulisch betrie ben, mittels eines Schaltschiebers 68. Die Rohre 71 und 72 verbinden den Zylinder 66 mit dem Schalt schieber 68, letzterer wird durch einen Magneten 69 geschaltet und mittels einer Feder 70 in seiner Grund stellung gehalten. Rohre 67 und 73 führen zu der hy draulischen Druckquelle.
In der in Fig. 1 gezeigten Stellung dieser Schieber ist der Schaltschieber 68 durch die Feder 70 nach rechts gerückt und verbindet die Rohre 73 und 72, so dass hydraulischer Druck auf die rechte Seite des hydraulischen Betätigungsschiebers 66 aufgegeben wird. Hierdurch wird die Druckleitung 67 mit der Rohrleitung 64 verbunden und hydraulischer Druck auf die linke Seite des Zylinders 62 aufgegeben. Die Druckentlastung erfolgt auf der rechten Seite durch die Leitung 65 und einen Schieberkanal zur Auslass- öffnung.
An einem Arm 74 ist ein Endschalter 75 befestigt. Der Arm 74 ist an einem feststehenden Teil wie etwa der festen Grundplatte 1 angebracht und derart ange ordnet, dass der Endschalter 75 durch einen Teil der beweglichen Gegenplatte oder einem daran befestigten Hebel betätigt wird, wenn diese Gegenplatte Hin- und Herbewegungen ausführt. Nach dem elektrischen Schaltbild der Fig. 4 sind der Endschalter 75 und ein Zeitrelais 76 in Serie zwischen Strom-Sammelschienen 83 und 84 geschaltet.
Ebenfalls zwischen die Sammel schienen sind geschaltet: eine Magnetspule 33 über einen Kontakt 77 des Zeitrelais 76, eine Magnetspule 57 über einen geschlossenen Kontakt 79 eines Relais 78 und einen geschlossenen Kontakt 81 eines Umschalters 80 und den Endschalter 75 in Reihe; wenn der Kontakt 82 geschlossen wird, ist die Magnetspule 57 parallel zum Endschalter 75 geschaltet. Die Relaisspule 78 ist bei Schliessung des normalerweise offenen Kontaktes 85 in Reihe mit dem Endschalter 75 geschaltet. Sofern ein Endschalter 86 an der festen Grundplatte 1 mittels eines Armes 87 (Fig. 1) angebracht ist, ist die Relais spule 78 in Reihe mit dem Endschalter 86 zwischen die Sammelschienen 83 und 84 geschaltet; in diesem Fall liegen der Kontakt 82 und der Endschalter 75 parallel.
Die Magnetspule 33, das Zeitrelais 76, die Magnet spule 57 und die Relaisspule 78 liegen in Parallelschal tung zwischen der Stromquelle. Der Endschalter 86 muss nicht immer vorgesehen werden, sondern wird nur nach Wunsch eingebaut, er wurde daher in Fig. 4 in gebrochenen Linien eingezeichnet. Er kann auf dem Arm 87 in eine geeignete Stellung gelegt werden, in diesem Fall ist ein Gegenarm 88 an der Kolbenstange 61 oder 63 befestigt, um den Endschalter 86 während der Verschiebung des Kolbens zu betätigen.
Das Vakuum-Spritzgiessverfahren unter Verwen dung einer Vorrichtung vorbeschriebener Konstruk tion wird mit Bezug auf die Fig. 1 und 5 beschrieben. Die Fig. 1 und 6 veranschaulichen den Zustand nach Start der Spritzgiessmaschine und Vorschieben der be weglichen Gegenplatte 3 zur Schliessung der Form. Vor dem Start befindet sich die bewegliche Gegenplatte 3 in zurückgezogener Stellung, die Form ist dann offen.
Wenn der Startschalter 89 (Fig. 5) niedergedrückt wird, fliesst Strom durch die Leitungen 90 und 91, den Kontakt 93 des Relais 92, die Leitung 94, die Relais spule 95 und die Leitung 96 über die elektrischen Stromquellen 83 und 84; die Kontakte 97 und 98 des Relais 95 werden dann geschlossen und die Leitung 91 wird mit der Leitung 190 durch den Kontakt 97 ver bunden, wodurch ein Haltestromkreis des Relais 95 errichtet wird, welcher das Relais in stromdurchflosse nem Zustand hält, selbst wenn der Startschalter 89 geöffnet wird.
Ein Stromkreis durch die Leitungen 99, den Kontakt<B>100</B> des Relais 92, die Leitungen 101 und 102, die Magnetspule 103 und die Leitung 104 wird durch den geschlossenen Kontakt 98 geschlossen, so dass Strom zwischen den Stromquellen 83 und 84 fliesst; durch die elektromagnetische Kraft der Magnetspule 103 wird der Magnetanker 105 angezogen, dieser schiebt die Schieberspindel 107 des Schaltschiebers<B>106</B> in die in Fig. 5 gezeigte Stellung; der Flüssigkeitsdruck von der Druckquelle baut sich durch die Rohrleitungen 108 und 109 auf, so dass die Spindel 111 des Betäti gungsschiebers 110 in die in Fig. 5 gezeigte Stellung gebracht wird.
Dann fliesst der Flüssigkeitsdruck von der Rohrleitung 112 zur Rohrleitung 113 und in die linke Seite des Zylinders 114, wodurch der Plunger 115 und damit die Gegenplatte 3 in feste Verbindung mit dem festen Formteil 4 gebracht wird. Wenn die beweg liche Gegenplatte 3 in festen Kontakt mit der festen Form 4 kommt, wird der Vorschub der Platte 3 been det und beide Formteile werden durch einen durch die Spritzgiessmaschine vorbestimmten Druck fest gegen einandergepresst. Die Endschalter 75 und 116 sind so eingestellt, dass ihre Kontakte geschlossen werden, wenn die bewegliche Gegenplatte gestoppt wird; die Endschalter 75 und 116 sind dann geschlossen.
Die Endschalter 117 und 118 der Spritzgiessmaschine sind so angeordnet, dass in der extrem zurückgezogenen Stellung der beweglichen Gegenplatte 3 die Kontakte des Endschalters 117 geöffnet und die Kontakte des Endschalters 118 geschlossen werden; wenn die beweg liche Gegenplatte 3 nur ein kleines Stück vorrückt, wird der Endschalter 117 geschlossen und der Endschalter 118 geöffnet. Anschliessend gestattet die Schliessung des Endschalters 75 den Beginn der Arbeitsvorgänge der mit dem Vakuum-Spritzgiessverfahren verbundenen Teile.
Es wird ein Stromkreis geschlossen durch die Lei tung 119, die Magnetspule 57, die Leitung 120, den Kontakt 79 des Relais 78, die Leitung 121, den Kon takt 81 des Umschalters 80, die Leitung 122, den End- schalter 75 und die Leitung 123 und gleichzeitig ein Stromkreis durch die Leitung 122, das Zeitrelais 76 und die Leitung 124 (128), so dass die Magnetspule 57 und das Zeitrelais 76 mit Energie versorgt werden und damit die Evakuiervorrichtung in folgender Weise betätigen: Als erstes wird durch den Stromfluss durch die Ma gnetspule 57 die Spindel 125 des elektromagnetischen Schiebers 56 in die in Fig. 5 gezeigte Stellung gezogen;
dann fliesst die Druckflüssigkeit aus der Druckleitung 59 zu Rohrleitungen 53 und 49 und der Flüssigkeits druck wird auf die linke Seite des Zylinders 43 gegeben; der Plunger 44 wird vorgeschoben und drückt das Luftventil 42 in die Höhlung 46 des festen Form teils 4, so dass der Verbindungsabschnitt zwischen der Öffnung des Kanals 47 und dem Austrittsende B des Giesszylinders 39 mit einem vorher bestimmten Druck verschlossen wird.
Durch die Betätigung des Zeitrelais 76 werden des sen Kontakte 77 nach einer gegebenen Verzögerungs dauer geschlossen, so dass -ein Stromkreis durch die Leitungen 126 und 127, die Magnetspule 33 und die Leitung 128 diese Magnetspule 33 mit Energie versorgt. Hierdurch wird der Anker 32 angehoben und öffnet durch Verstellung der Ventilstange 31 das Vakuum ventil 29, so dass die Formhöhlungen A und der damit in Verbindung stehende Raum über die Bohrungen 7a an die Vakuumpumpe 34 und den Vakuumtank 36 angeschlossen werden. Zur gleichen Zeit, wenn das Vakuumventil 29 geöffnet wird, werden die Formhöh- Lungen A mittels der Vakuumpumpe und des Vakuum tanks evakuiert, bis das Ventil wieder geschlossen wird. Die Verzögerung des Zeitrelais 76 wird üblicherweise auf etwa 0,5 bis 1 sec eingestellt.
Hierdurch wird ver mieden, dass das Vakuumventil öffnet, bevor das Luft ventil 42 den Fliesskanal vollständig absperrt; es kann also keine Luft aus diesem Teil in den Vakuumtank gezogen und hierdurch die Wirksamkeit der Evakuier- vorrichtung beeinträchtigt werden. Die Einstellung einer geeigneten Verzögerung dient also der Sicherheit, das Vakuumventil 29 bestimmt erst dann zu betätigen, nachdem die Kanalöffnung abgeschlossen ist.
Das mit einer Pfanne vom Schmelzofen geschöpfte geschmolzene Metall wird dann durch die Giessöffnung 39a des Giesszylinders 39 eingegossen und durch den Kolben 60 eingepresst. Dieser Arbeitsgang benötigt etwa 10 sec, so dass eine Vakuumpumpe geringer Kapa zität zur Evakuierung der Formhöhlungen A und der damit verbundenen Räume hinreicht; es wird ein sehr hohes Vakuum erzielt, wie es niemals bei den bisher bekannten Vakuumspritzgiessverfahren erreicht wer den konnte.
Wenn das geschmolzene Metall in den Giesszylinder 39 gegossen wird, nimmt es gemäss Fig. 6 den unteren Teil des Zylinders ein. In diesem Moment wird der Fussschalter 129 niedergedrückt, um den Giessprozess zu starten. Durch Niederdrücken des Fussschalters 129 wird ein Stromkreis geschlossen durch die Leitungen <B>130</B> und<B>131,</B> den Endschalter 116, die Leitung 132, das Relais 133, die Leitung 134, den Endschalter<B>117</B> und die Leitung 135. Das Relais 133 wird mit Strom versorgt und schliesst seine Kontakte 136, 137 und 138.
Der Kontakt 136 errichtet einen Umgang des Relais 133 durch die Leitung 139, so dass das Relais strom durchflossen bleibt, selbst wenn der Fussschalter 129 oder der Endschalter<B>116</B> geöffnet werden; dieser Stromkreis wird jedoch unterbrochen, wenn der End- schalter 117 geöffnet wird. Der Kontakt 137 schliesst den Stromkreis durch die Magnetspule 69 über Lei tungen 140, 141 und 142, so dass die Magnetspule 69 mit Strom versorgt wird und die Ventilstange 143 des Einpress-Schaltventils 68 mittels des Ankers 144 in die in den Fig. 5 und 1 gezeigte Stellung zieht.
Hierdurch fliesst Druckflüssigkeit von der Druckleitung 73 zur Leitung 72 und schiebt die Schieberspindel 145 in die in den Zeichnungen gezeigte Stellung, wodurch wieder Druckflüssigkeit von der Druckleitung 67 zur Druck leitung 65 und dann in die rechte Seite des Zylinders 62 fliesst; hierdurch wird der Plunger 63 vorwärts gedrückt.
Der hydraulische Plunger 63 drückt die Spitze 60 der Kolbenstange 61 in den Giesszylinder 39 in Rich tung nach links (Fig. 1); das geschmolzene Metall wird zusammengedrückt und die im oberen Raum des Zylin ders 39 befindliche Luft entweicht durch die Öffnung 39a, bis das Ende 60 die Öffnung vollständig abschliesst; danach findet noch im Zylinder 39 befindliche Luft einen Weg durch den Spielraum zwischen dem Kolben stangenende 60 und der Zylinderwand 39, so dass der Druck direkt auf das geschmolzene Metall weiterge geben wird.
Wenn der Druck den auf das Luftventil 42 durch den Plunger 44 im Zylinder 43 ausgeübten Druck übersteigt, wird das Luftventil 42 zurückgedrückt und öffnet den Kanal 47, wodurch das geschmolzene Metall rasch in die Formhöhlungen A eingepresst wird.
Zur gleichen Zeit schliesst der Kontakt 138 einen Stromkreis durch die Leitung 146, das Zeitrelais 147 und die Leitung 148, so dass infolge des Stromflusses das Zeitrelais 147 in Tätigkeit tritt. Dies Zeitrelais dient zur Öffnung der Form, wenn sein Kontakt 149 nach einer von der Einstellung des Zeitrelais abhängi gen Verzögerung geschlossen wird.
Wenn der Kontakt 149 geschlossen wird, besteht ein Stromkreis durch die Leitung 150, das Relais 92 und die Leitungen 151 und 152 für den Stromfluss, wo durch das Relais 92 betätigt wird und die Kontakte 93 und 100 öffnet und die Kontakte 153 schliesst.
So wird der Stromkreis durch die Leitungen 154 und 155, die Magnetspule 156 und die Leitung 157 geschlossen und gleichzeitig die Stromkreise des Relais 95 durch die Leitungen 99 und 101, den Kontakt 98, die Leitung 102, die Magnetspule 103 und die Leitung 104 und ebenfalls durch die Leitung 96, das Relais 95, die Leitung 91, den Kontakt 97 geöffnet; hierdurch wird die Magnet spule 103 ausgeschaltet und die Magnetspule 156 mit Strom versorgt, um den Schieber 106 durch die Spin del 107 nach links zu bewegen; die Druckflüssigkeit fliesst dann aus der Rohrleitung 108 durch die Rohr leitung 157 und bewegt den Schieber 110 nach rechts, so dass die Druckflüssigkeit aus Rohrleitung 112 durch die Rohrleitung 158 auf die rechte Seite des Plungers 115 fliesst und diesen nach links drückt.
Hierdurch wird der bewegliche Formteil 3 zurückgezogen, und zwar dann, wenn der Plunger 115 seine Bewegung nach links beginnt. Die Zeitspanne bis zum Start der Rückzugs bewegung der beweglichen Formplatte ist die durch das Zeitrelais 147 gegebene Verzögerung, welche von Form und Grösse der Giessprodukte abhängt und im allge meinen zwischen etwa 5 und 20 sec eingestellt wird. Wenn die bewegliche Formplatte 3 beginnt, sich zurück zubewegen, werden die Endschalter 75 und 116 geöff net; der Endschalter 116 ist aus Sicherheitsgründen angeordnet; wenn aber der Endschalter 75 geöffnet wird, wird der Stromkreis durch die Leitungen 123 und 122, das Zeitrelais 76 und die Leitung 124 geöffnet, so dass die Betätigung des Zeitrelais 76 unterbrochen und sein Kontakt 77 geöffnet wird.
Hierdurch wird der Stromkreis durch die Magnetspule 33 unterbrochen, so dass das Betätigungsventil 29 für den Vakuumteil schliesst. Der Guss in die Formhöhlungen A ist dann schon abgeschlossen, so dass es nicht mehr nötig ist, die Höhlungen zu evakuieren; aus diesem Grund wird das Ventil 29 geschlossen und nur der Vakuumtank 36 bleibt in Verbindung mit der Vakuumpumpe 34 und wird leergesaugt, um für den nächsten Gussvorgang fertig zu sein.
Zur gleichen Zeit unterbricht das Öffnen des End- schalters 75 den Stromkreis durch die Leitung 119, die Magnetspule 57, die Leitung 120, den Kontakt 79, die Leitung 121, die Schaltkontakte 80 und 81 und die Leitungen 122 und 123, so dass der Stromfluss durch die Magnetspule 57 fortfällt und damit durch die Druckwirkung der Feder 58 der elektromagnetische Schieber 56 in Gegenrichtung (nach rechts, Fig. 5) be wegt wird.
Durch diese Verstellung des elektromagne tischen Schiebers 56 wird die Druckflüssigkeitsleitung 49 mit der Auslassleitung und die Druckflüssigkeits- leitung 59 mit der Rohrleitung 50 verbunden, so dass der Flüssigkeitsdruck auf die Frontseite des Zylinders 43 wirkt und den Plunger 44 zurückschiebt; das führt zur Rückwärtsbewegung des Luftventils 42.
Der Rück gang des Luftventils 42 wird also bewirkt einmal durch den Druck des geschmolzenen Metalls infolge Ein pressen des Injektionskolbens und zum zweiten durch die gleichzeitig mit der Metalleinpressung erfolgende Entlastung der Druckflüssigkeit im Zylinder 43 zu der etwa in Form eines Druckbehälters ausgebildeten Druckflüssigkeitsquelle; hierdurch wird sichergestellt, dass das Luftventil 42 auch dann nicht wieder vorge schoben wird, wenn der Druck des geschmolzenen Metalls nicht mehr besteht.
Bei Rückgang der beweglichen Gegenplatte 3 wer den auch das mit der Platte 3 verbundene Formteil 7 und der gegossene Körper zurückgezogen. Wenn die bewegliche Gegenplatte 3 die Endstellung erreicht, wird der Endschalter 117 geöffnet und der Endschalter 118 geschlossen. Der Schalter 117 unterbricht den Stromkreis durch die Leitung 139, den Kontakt 136, das Relais 133 und die Leitungen 134 und 135 und schaltet den Strom durch die Relaisspule 133 ab, so dass die Kontakte 138, 136 und 137 des Relais 133 ge öffnet werden; die Magnetspule 69 wird nicht mehr mit Strom versorgt, der Einspritz-Schaltschieber 68 wird mittels der Feder 70 umgeschaltet und auch das Zeit relais 47 wird ausgeschaltet und geht in die Ursprungs stellung zurück.
Wenn der Einspritz-Schaltschieber 68 umschaltet, wird die Druckflüssigkeitsleitung 73 mit der Rohrlei tung 71 verbunden und leitet Druckflüssigkeit zur linken Seite des Betätigungsschiebers 66; hierdurch wird dieses umgeschaltet und verbindet die Druckflüs- sigkeitsleitung 67 mit der Rohrleitung 64, so dass Druck flüssigkeit zur linken Seite des Zylinders 62 fliesst und den Plunger 63 zusammen mit der Kolbenspitze 60 rückwärts in die Ausgangsstellung schiebt.
Der Endschalter 118, der zur Steuerung der Ver schiebungen des Plungers 15 in Vor- und Rückwärts richtung dient, schliesst den Stromkreis durch die Lei tungen 191 und 159, das Relais 160 und die Leitung 161 gleichzeitig mit dem Niederpressen des Startschalters 89 beim Start der Spritzgiessmaschine, so dass das Re lais 160 anspricht und seine Kontakte 162 und<B>163</B> schliesst. Der erste Kontakt 162 schliesst den Stromkreis durch die Leitungen<B>159</B> und 164 und ebenfalls den Stromkreis durch die Leitung 161, das Relais 160 und die Leitungen 159 und 164 zur Überbrückung des Relais.
Anschliessend geht die bewegliche Gegenplatte 3 der Spritzgiessmaschine vorwärts, so dass der End- schalter 118 geöffnet wird und der Stromfluss durch das Zeitrelais 165 abbricht.
Seit der Schliessung des End- schalters 118 durch die bewegliche Gegenplatte 3 schliesst der Kontakt 163 das Relais 160 einen Strom kreis durch die Leitung 166, den Endschalter 118, die Leitungen 167 und 168, das Zeitrelais 165 und die Lei tung 169 als auch einen Stromkreis durch die Leitung 166, den Endschalter 118, die Leitungen 167 und 168, den Kontakt 170 des Relais 165, das Relais 171 und die Leitung 172, so dass der Kontakt 173 des Relais 171 geöffnet und der Kontakt 174 geschlossen wird.
Folg lich wird der Stromkreis durch die Leitung<B>175,</B> den Kontakt 173, die Leitung 176, die Magnetspule 177 und die Leitung 178 vom Stromfluss unterbrochen, so dass die Magnetspule 177 nicht mehr mit Energie ver sorgt wird, zur gleichen Zeit wird der Stromkreis durch die Leitung 179, den Kontakt 174, die Leitung<B>180,</B> die Magnetspule 181 und die Leitung 182 geschlossen und die Magnetspule 181 mit Strom versorgt.
Dadurch wird der elektromagnetische Schieber 18 umgeschaltet und der Druck in der Druckflüssigkeitsleitung <B>183</B> aufgehoben, dafür fliesst Druckflüssigkeit aus der Rohr leitung 59 in die Rohrleitung 184 und gibt Flüssigkeits druck auf die linke Seite des Zylinders 17, so dass der Plunger 15 vorwärtsgepresst wird und damit die Platte 12 für die Ausstossstifte vorschiebt; hierdurch wird der gegossene- Körper in den Formhöhlungen mittels der Ausstossstifte nach vorn aus der Form ausgestossen.
Zur gleichen Zeit wird der Kontakt 170 des Zeit relais 165 nach einer bestimmten für das Zeitrelais ein gestellten Zeit geöffnet, und zwar liegt diese Zeit ge wöhnlich zwischen etwa 1 und 3 sec. Während dieser Zeit wird der gegossene Artikel aus der Form entfernt. Bei Öffnen des Kontaktes 170 wird der Stromkreis durch die Leitung 166, den Endschalter 118, die Lei tung 167, den Kontakt 163, die Leitung 168, den Kon takt 170, das Relais 171 und die Leitung 172 unter brochen, so dass der Stromfluss durch das Relais 171 aufhört und damit der Kontakt 174 öffnet und der Kontakt 173 schliesst, wodurch die Ausgangsstellung wieder hergestellt ist.
Dann wird der Stromkreis der Magnetspule 181 zur Auspressung der Gussstücke unterbrochen und der Stromkreis durch die Magnet spule 177 geschlossen, so dass das elektromagnetische Ventil 18 in die Ursprungsstellung zurückkehrt und Druckflüssigkeit aus der Rohrleitung 59. in die Rohr leitung<B>183</B> fliesst; der Plunger 15 geht damit in die Anfangsstellung zurück. Da Plunger 15 und Platte 12 miteinander verbunden sind, gehen auch die Ausstoss stifte 14 in die Anfangsstellung zurück.
Wenn für den nächsten Giessvorgang die bewegliche Gegenplatte 3 vorgeschoben wird und mit dem beweglichen Form teil 7 in Berührung kommt, so erreichen die Ausstoss stifte das feste Formteil 4 und gehen in die Anfangs stellung zurück. Durch die Öffnung des Endschalters 118 wird auch der Stromfluss durch das Zeitrelais 165 unterbrochen,, so dass es die Anfangsstellung einnimmt und der nächste Giessvorgang entsprechenderweise durchgeführt werden kann.
Durch die oben beschriebenen Vorgänge ist ein Giessvorgang abgeschlossen., Während des Giessvorganges gleitet das Luftventil 42 in der Hülse 41; zwischen diesen Teilen ist ein ge- ringer Spielraum, so dass geschmolzenes Metall beim Einpressen in diesen Spielraum einfliessen und hier durch die Bewegung des Luftventils behindern könnte; es ist daher notwendig, zu ermitteln, ob das Luftventil bequem in eine Lage bewegt werden kann, in der das bewegliche Formteil 7 geöffnet wird.
In einem solchen Falle wird der Umschalter 80 betätigt und vom Kon takt 81 zum Kontakt 82 umgelegt; dann fliesst Strom durch die Magnetspule 57 auch bei geöffnetem End- schalter 75, so dass der elektromagnetische Schieber 56 betätigt wird und das Luftventil 42 mittels des Plungers 44 herausgedrückt werden kann. Wenn dann der Um schalter 80 wieder betätigt und die Berührung mit dem Kontakt 81 wieder hergestellt wird, wird die Magnet spule 57 ausgeschaltet und damit das Luftventil 42 zurückgezogen; die Funktionsfähigkeit des Luftventils kann also geprüft werden, wenn das bewegliche Form teil in Offenstellung ist.
Für den vorbeschriebenen Arbeitsgang wird dieser Umschalter vorzugsweise so angeordnet, dass er für den Bedienungsmann der Spritzgiessmaschine leicht erreichbar ist.
Wenn das feste Formteil 4 beim Schliessvorgang der Spritzgiessmaschine in feste Berührung mit dem beweg lichen Formteil 7 kommt, wird das Luftventil 42 dicht eingepresst in die Öffnung 46 des festen Formteils 4; das geschieht durch den Plunger 44, der durch die in den Zylinder 43 eingepresste Druckflüssigkeit betätigt wird. Dies schliesst die Formhöhlungen A; die Luft im Giesszylinder wird teilweise durch die Öffnung 39a ausgestossen, und zwar durch die Kolbenspitze 60, welche durch den Plunger 63 verschoben wird.
Der Rest an Luft wird vollständig herausgepresst durch den Spielraum zwischen der Kolbenspitze 60 und dem Giesszylinder 39; dann wird der notwendige Druck auf das geschmolzene Metall ausgeübt, wodurch das Luft ventil 42 zurückgedrückt wird und den Kanal 47 öffnet; dann fliesst das geschmolzene Metall schnell in die Formhöhlungen A ein. Wenn der auf den Plunger 44 ausgeübte Druck aussergewöhnlich hoch ist, so wird auch ein sehr hoher Gegendruck benötigt.
Demgemäss sollte der auf den Plunger 44 ausgeübte Druck nicht extrem hoch sein. Der auf den Plunger 44 ausgeübte Druck erzeugt eine anfängliche Druckein wirkung auf das geschmolzene Metall, bevor dieses eingepresst wird; das führt zu sehr günstigen Ergebnis sen beim Giessvorgang.
Nach früheren Erfahrungen wirkt die Anwendung von Druck auf das geschmolzene Metall vor dessen Einpressung günstig hinsichtlich einer beschleunigten Vergiessung und führt offenbar zu bes seren Ergebnissen beim Gussvorgang. Der auf den Plunger 44 ausgeübte Druck kann für die verschiede nen Giessmaschinen von Zeit zu Zeit etwas verschieden sein, solche Differenzen liegen jedoch im Bereich eini ger oder einiger Zehntel des Giessdruckes; wenn eine grössere Kraft erforderlich ist, kann der innere Durch messer des Zylinders 43 geändert werden. Um die Hülse 41 und das Luftventil 42 in gut gleitendem Zu stand zu halten, wird vorzugsweise Schmieröl zwischen die gleitenden Flächen gebracht.
Das kann erreicht werden durch Bewegung des Luftventils 42 vor- und rückwärts durch Umschalten des Schalters 80 bei zurückgezogener Stellung das beweglichen Formteils 7.
Der in gebrochenen Linien eingezeichnete Strom kreis des Endschalters<I>86</I> (Fig. 1 und 5) ist gegeben durch die Leitungen<B>185</B> und 186, die Leitung 187 und das Relais 78 bzw. durch die Leitungen 185 und 186, die Leitung 188, den Kontakt 85 des Relais 78 und die Leitung 189.
Wenn nun die Formhälften geschlossen wurden, geschmolzenes Metall durch die Öfiung 39a in den Giesszylinder eingegossen ist und das geschmolzene Metall eingepresst werden soll, wird der Fussschalter 129 niedergedrückt; dann rückt der Plunger 63 vor wärts, das Innenvolumen des Giesszylinders 39 wird kleiner und der Flüssigkeitsspiegel des geschmolzenen Metalls im Zylinder steigt fortschreitend an;
wenn die Kolbenspitze 60 die Öffnung 39a verschliesst (Fig. 8) und das geschmolzene Metall gerade den Innenraum des Zylinders 39 auffüllt, kommt der am Plunger 63 befestigte Finger 88 in Berührung mit dem Endschal- ter 86 und schliesst dessen Kontakte. Die geeigneten Stellungen von Endschalter 86 und Finger 88 werden natürlich vorher eingestellt. Durch Schliessung des Endschalters 86 wird der vorgenannte Stromkreis ge schlossen und das Relais 78 mit Strom versorgt. Dies öffnet den Kontakt 79 und schliesst den Kontakt 85, welcher das Relais 78 überbrückt, wenn der Kontakt 79 die Magnetspule 57 ausschaltet.
Hierdurch wird der Plunger 44 im Zylinder 43 zusammen mit dem Luft ventil 42 zurückgezogen. In diesem Moment wird das geschmolzene Metall durch den Kanal 47 mit hoher Geschwindigkeit in die Formhöhlungen eingepresst.
Die Luft im Giesszylinder ist vorher durch die Kol benspitze 60 ausgepresst worden (Fig. 8), so dass also keine Luft mehr mit dem geschmolzenen Metall ver mischt ist. Wenn der Giessvorgang abgeschlossen ist und die bewegliche Formhälfte zurückgeht, wird der Endschalter 75 geöffnet, so dass der Überbrückungs stromkreis durch das Relais 78 unterbrochen wird und dieses in seine Ausgangsstellung zurückkehrt.
Method and device for vacuum injection molding The invention relates to a method for vacuum injection molding and a device for carrying out the method.
In the known injection molding process using a conventional injection molding machine, although a gas vent is provided for the molds, the discharge of the gases from the mold cavity during the casting process is not sufficient. Gases remain behind, so that the cast products often have gas bubble holes; In addition, the gases remaining in the mold cavity are compressed when the molten metal is pressed into the mold, increasing the counter pressure and preventing or disrupting the circulation of the molten metal, which leads to a larger number of reject castings in the known injection molding processes .
The invention is intended to avoid the disadvantages mentioned. Its purpose is to provide an improved process for vacuum injection molding, which is mainly applicable to the injection molding of light alloys such as aluminum alloys, copper alloys and magnesium alloys using a so-called cold chamber injection molding machine.
The invention thus relates to a method for vacuum injection molding, in which liquid metal filled into a casting cylinder is injected by means of a casting piston into a mold cavity located between a fixed and a movable mold part and corresponding to the casting to be produced, and is characterized in that that the connection channel between the casting cylinder and the mold cavity is closed by means of a valve that is under a certain closing pressure, that the mold cavity is then evacuated and the liquid metal is filled into the casting cylinder, that the liquid metal is then placed under pressure by means of the casting piston which is higher than the closing pressure of said valve,
so that the valve is opened and the liquid metal enters the evacuated mold cavity and fills it.
The invention also relates to a vacuum injection molding machine for carrying out the method according to the invention.
In the drawing, an embodiment of the inventive vacuum injection molding machine is shown. The procedure is explained on the basis of this. 1 shows a schematic section through the essential parts of the vacuum injection molding machine, FIG. 2 shows a view of a mold, FIG. 3 shows a partial rear view of the mold, FIG. 4 shows an electrical circuit diagram for a time relay and a limit switch, FIG 5 an electrical circuit diagram to illustrate the operation of the injection molding machine and the associated control elements.
Fig. 6, 7 and 8 sections through part of the casting cylinder with changes in the liquid level of the molten metal after pouring into the cylinder and with the progressive compression by means of the piston.
In the drawings, the essential parts of the injection molding machine for performing the method according to the invention are provided with the following reference symbols: 1 fixed base plate of the injection molding machine. 2 tie rods, the ends of which are attached to the base plate 1.
3 A movable counter plate of the machine, which is guided by the tie rods 2.
4 Fixed molded part which is attached to the fixed base plate. 5 holding fingers for attaching the fixed molded part 4 to the fixed base plate 1.
6 screw bolts for fastening the retaining finger 5. 7 Movable molded part.
7a holes for ejector pins of the movable mold part 7 and for the suction of air from the space between the mold parts 4 and 7.
8 molding box.
9 screw bolts for screwing the movable molded part 7 and the molding box B.
10 holding fingers for fastening the molding box 8 to the movable counter plate 3.
11 Screw bolts for fastening the retaining fingers 10.
12 Fastening plate for ejector pins, slidingly attached in molding box B.
13 screw bolts for fastening plates for the ejector pins.
14 ejector pins for ejecting cast products, attached to the plate 12.
15 Piston rod of the ejection device for the injection molding machine.
16 pistons for actuating the ejector piston rod 15.
17 Hydraulic cylinder for operating the mold. 18 Electromagnetically operated slide to control the hydraulic pressure to operate the cylinder 17.
19 A seal between the molding box 8 and the movable molding 7, preferably made of copper or a heat-resistant rubber.
20 seal between the contact surface of the movable molded part 7 and the fixed molded part 4, preferably made of copper.
21 Seal between the molding box 8 and the movable counter plate 3, preferably made of rubber.
22 Channel for the molten metal connected to the mold cavities A in the surface of the movable mold part 7.
23 Overflow opening for the molten metal in the movable mold part 7.
24 Inlet opening of the secondary receptacle. 25 Secondary receptacle for molten metal.
26 Air exhaust opening on the molding box p. 27 Hose connection.
28 Flexible hose.
29 Electromagnetic valve to control evacuation.
30, 31, 32, 33 parts of the valve 29, namely a spring that normally keeps the valve closed, a valve rod, an armature and a coil. 34 vacuum pump. 35 Electric motor for driving the vacuum pump 34 by means of a belt 37.
36 vacuum tank, connected to the vacuum pump 34 and the electromagnetic valve 29 by pipes 38. According to the illustrated embodiment, a casting cylinder 39 is attached to the fixed base plate 1. It passes through the plate 1 and through part of the fixed mold plate 4 and is sealed between these parts by means of a seal 40. A guide sleeve 41 is attached to the movable mold part 7 opposite the ejection end of the casting cylinder 39; Inside the guide sleeve 41 there is a displaceable air valve 42 which can close off the discharge opening of the casting cylinder 39 and the channel for the molten metal leading to the mold cavity. The air valve 42 is attached to a piston rod 44, the piston of the piston rod slides in a cylinder 43.
The guide sleeve 41 is made of a hard metal and provided with cooling water flow holes 45 in order to be able to keep them at an appropriate temperature to avoid wear of the air valve. The head of the air valve 42 is conical and fits into a corresponding conical opening 46 of the fixed molded part, which in turn communicates with the mold cavities A via a channel 47.
The cylinder 43 is fastened by bolts 48 to the movable union molded part 7 (Fig. 3) and connected to the spool 56 operated electromagnetically by tubes 49 and 50, transition pieces 51 and 52 and tubes 53 and 54 at both ends. The slide 56, which is held in its normal position by a spring 58, is actuated by a solenoid 57, the cylinder is connected by a line 59 to the hydraulic pressure source's. The tubes 49 and 50 lead through the molding box 8 and are sealed by suitable seals 55 therein.
The casting cylinder 39 is provided with an opening 39a at its end for pouring molten Me tall into its upper part. The head of a piston 60 slides in the cylinder 39, the piston rod 61 of the piston 60 is connected to a plunger 63. The latter slides back and forth in a hydraulic cylinder 62 by the action of the hydraulic pressure supplied to the cylinder 62 through pipes 64 or 65 under the control of the slide 66; the slide 66 is also operated hydraulically, by means of a slide switch 68. The tubes 71 and 72 connect the cylinder 66 with the slide switch 68, the latter is switched by a magnet 69 and held in its basic position by means of a spring 70. Pipes 67 and 73 lead to the hydraulic pressure source.
In the position of this slide shown in FIG. 1, the slide switch 68 is moved to the right by the spring 70 and connects the pipes 73 and 72, so that hydraulic pressure is applied to the right side of the hydraulic actuating slide 66. In this way, the pressure line 67 is connected to the pipeline 64 and hydraulic pressure is applied to the left side of the cylinder 62. The pressure relief takes place on the right side through the line 65 and a slide channel to the outlet opening.
A limit switch 75 is attached to an arm 74. The arm 74 is attached to a fixed part such as the fixed base plate 1 and is arranged such that the limit switch 75 is operated by a part of the movable counter plate or a lever attached thereto when this counter plate makes reciprocating movements. According to the electrical circuit diagram of FIG. 4, the limit switch 75 and a timing relay 76 are connected in series between the busbars 83 and 84.
Also between the bus bars are connected: a solenoid 33 via a contact 77 of the timing relay 76, a solenoid 57 via a closed contact 79 of a relay 78 and a closed contact 81 of a changeover switch 80 and the limit switch 75 in series; when the contact 82 is closed, the magnetic coil 57 is connected in parallel to the limit switch 75. The relay coil 78 is connected in series with the limit switch 75 when the normally open contact 85 closes. If a limit switch 86 is attached to the fixed base plate 1 by means of an arm 87 (FIG. 1), the relay coil 78 is connected in series with the limit switch 86 between the busbars 83 and 84; in this case the contact 82 and the limit switch 75 are parallel.
The solenoid 33, the timing relay 76, the solenoid 57 and the relay coil 78 are in parallel connection between the power source. The limit switch 86 does not always have to be provided, but is only installed as desired, and has therefore been drawn in broken lines in FIG. It can be placed in a suitable position on the arm 87, in which case a counter arm 88 is attached to the piston rod 61 or 63 in order to actuate the limit switch 86 during the displacement of the piston.
The vacuum injection molding process using a device of the construction described above will be described with reference to FIGS. 1 and 5. 1 and 6 illustrate the state after starting the injection molding machine and advancing the movable counter plate 3 to close the mold. Before starting, the movable counter plate 3 is in the retracted position, the mold is then open.
When the start switch 89 (Fig. 5) is depressed, current flows through the lines 90 and 91, the contact 93 of the relay 92, the line 94, the relay coil 95 and the line 96 via the electrical power sources 83 and 84; the contacts 97 and 98 of the relay 95 are then closed and the line 91 is connected to the line 190 through the contact 97, whereby a holding circuit of the relay 95 is established, which keeps the relay in Stromverflosse NEM state, even if the start switch 89 is opened.
A circuit through the lines 99, the contact <B> 100 </B> of the relay 92, the lines 101 and 102, the solenoid 103 and the line 104 is closed by the closed contact 98, so that current between the current sources 83 and 84 flows; The magnet armature 105 is attracted by the electromagnetic force of the magnet coil 103, which pushes the slide spindle 107 of the slide switch 106 into the position shown in FIG. 5; the fluid pressure from the pressure source builds up through the pipes 108 and 109, so that the spindle 111 of the actuating slide 110 is brought into the position shown in FIG.
The liquid pressure then flows from the pipeline 112 to the pipeline 113 and into the left-hand side of the cylinder 114, whereby the plunger 115 and thus the counter-plate 3 are brought into firm connection with the fixed molded part 4. When the movable counter plate 3 comes into firm contact with the fixed mold 4, the advance of the plate 3 is ended and both mold parts are firmly pressed against each other by a pressure predetermined by the injection molding machine. The limit switches 75 and 116 are set so that their contacts are closed when the movable counter-plate is stopped; the limit switches 75 and 116 are then closed.
The limit switches 117 and 118 of the injection molding machine are arranged in such a way that, in the extremely retracted position of the movable counter-plate 3, the contacts of the limit switch 117 are opened and the contacts of the limit switch 118 are closed; if the movable counter-plate 3 only advances a little, the limit switch 117 is closed and the limit switch 118 is opened. Subsequently, the closure of the limit switch 75 allows the work processes of the parts connected to the vacuum injection molding process to begin.
A circuit is closed by the line 119, the solenoid 57, the line 120, the contact 79 of the relay 78, the line 121, the contact 81 of the switch 80, the line 122, the limit switch 75 and the line 123 and at the same time a circuit through the line 122, the timing relay 76 and the line 124 (128), so that the solenoid 57 and the timing relay 76 are supplied with energy and thus actuate the evacuation device in the following way: First, the current flow through the magnet coil 57, the spindle 125 of the electromagnetic slide 56 is pulled into the position shown in Fig. 5;
then the pressure fluid flows from the pressure line 59 to pipes 53 and 49 and the fluid pressure is given to the left side of the cylinder 43; the plunger 44 is advanced and presses the air valve 42 into the cavity 46 of the fixed mold part 4, so that the connecting section between the opening of the channel 47 and the outlet end B of the casting cylinder 39 is closed with a predetermined pressure.
By actuating the timing relay 76, the sen contacts 77 are closed after a given delay period, so that a circuit through the lines 126 and 127, the solenoid 33 and the line 128 supplies this solenoid 33 with energy. As a result, the armature 32 is raised and, by adjusting the valve rod 31, opens the vacuum valve 29 so that the mold cavities A and the space connected therewith are connected to the vacuum pump 34 and the vacuum tank 36 via the bores 7a. At the same time, when the vacuum valve 29 is opened, the mold cavities A are evacuated by means of the vacuum pump and the vacuum tank until the valve is closed again. The delay of the timing relay 76 is usually set to about 0.5 to 1 second.
This avoids that the vacuum valve opens before the air valve 42 completely closes the flow channel; no air can therefore be drawn from this part into the vacuum tank, which would impair the effectiveness of the evacuation device. The setting of a suitable delay therefore serves to ensure that the vacuum valve 29 is only actuated in a determined manner after the channel opening is closed.
The molten metal scooped from the melting furnace with a ladle is then poured in through the pouring opening 39a of the pouring cylinder 39 and pressed in by the piston 60. This operation takes about 10 seconds, so that a low capacity vacuum pump is sufficient to evacuate the mold cavities A and the associated spaces; a very high vacuum is achieved, as it was never achieved with the previously known vacuum injection molding process who could.
When the molten metal is poured into the casting cylinder 39, it occupies the lower part of the cylinder as shown in FIG. At this moment, the foot switch 129 is depressed to start the casting process. By depressing the foot switch 129, a circuit is closed through the lines 130 and 131, the limit switch 116, the line 132, the relay 133, the line 134, the limit switch > 117 </B> and the line 135. The relay 133 is supplied with current and closes its contacts 136, 137 and 138.
The contact 136 establishes a bypass of the relay 133 through the line 139, so that the relay remains energized even if the foot switch 129 or the limit switch 116 are opened; however, this circuit is interrupted when the limit switch 117 is opened. The contact 137 closes the circuit through the magnet coil 69 via lines 140, 141 and 142, so that the magnet coil 69 is supplied with power and the valve rod 143 of the press-in switching valve 68 is moved to the positions shown in FIGS. 5 and 1 by means of the armature 144 position shown pulls.
As a result, pressure fluid flows from the pressure line 73 to the line 72 and pushes the slide spindle 145 into the position shown in the drawings, whereby again pressure fluid flows from the pressure line 67 to the pressure line 65 and then into the right side of the cylinder 62; this pushes the plunger 63 forward.
The hydraulic plunger 63 pushes the tip 60 of the piston rod 61 into the casting cylinder 39 in the direction of the left (Fig. 1); the molten metal is compressed and the air located in the upper space of the cylinder 39 escapes through the opening 39a until the end 60 completely closes the opening; then still in the cylinder 39 air finds a way through the clearance between the piston rod end 60 and the cylinder wall 39, so that the pressure will give weiterge directly on the molten metal.
When the pressure exceeds the pressure exerted on the air valve 42 by the plunger 44 in the cylinder 43, the air valve 42 is pushed back and opens the channel 47, whereby the molten metal is quickly pressed into the mold cavities A.
At the same time, the contact 138 closes a circuit through the line 146, the timing relay 147 and the line 148, so that the timing relay 147 comes into operation as a result of the current flow. This timing relay is used to open the mold when its contact 149 is closed after a delay dependent on the setting of the timing relay.
When the contact 149 is closed, there is a circuit through the line 150, the relay 92 and the lines 151 and 152 for the current flow, where the relay 92 is actuated and the contacts 93 and 100 open and the contacts 153 close.
So the circuit is closed by the lines 154 and 155, the solenoid 156 and the line 157 and at the same time the circuits of the relay 95 by the lines 99 and 101, the contact 98, the line 102, the solenoid 103 and the line 104 and also through line 96, relay 95, line 91, contact 97 opened; As a result, the solenoid 103 is turned off and the solenoid 156 is supplied with power to move the slide 106 through the spin del 107 to the left; the pressure fluid then flows out of the pipeline 108 through the pipe 157 and moves the slide 110 to the right, so that the pressure fluid flows from the pipe 112 through the pipe 158 to the right side of the plunger 115 and pushes it to the left.
As a result, the movable mold part 3 is withdrawn when the plunger 115 begins to move to the left. The period of time until the start of the retraction movement of the movable mold plate is the delay given by the time relay 147, which depends on the shape and size of the cast products and is generally set between about 5 and 20 seconds. When the movable mold plate 3 begins to move back, the limit switches 75 and 116 are geöff net; the limit switch 116 is arranged for safety reasons; but if the limit switch 75 is opened, the circuit through the lines 123 and 122, the timing relay 76 and the line 124 is opened, so that the actuation of the timing relay 76 is interrupted and its contact 77 is opened.
This interrupts the circuit through the magnetic coil 33, so that the actuating valve 29 for the vacuum part closes. The casting in the cavities A is then already completed, so that it is no longer necessary to evacuate the cavities; for this reason the valve 29 is closed and only the vacuum tank 36 remains in connection with the vacuum pump 34 and is sucked empty in order to be ready for the next casting process.
At the same time, the opening of the limit switch 75 interrupts the circuit through the line 119, the magnetic coil 57, the line 120, the contact 79, the line 121, the switching contacts 80 and 81 and the lines 122 and 123, so that the current flow omitted by the solenoid 57 and thus by the pressure action of the spring 58 of the electromagnetic slide 56 in the opposite direction (to the right, FIG. 5) be moved.
As a result of this adjustment of the electromagnetic slide 56, the pressure fluid line 49 is connected to the outlet line and the pressure fluid line 59 is connected to the pipeline 50, so that the fluid pressure acts on the front of the cylinder 43 and pushes the plunger 44 back; this causes the air valve 42 to move backward.
The return of the air valve 42 is thus effected once by the pressure of the molten metal as a result of a pressing of the injection plunger and the second by the simultaneous discharge of the pressure fluid in the cylinder 43 to the pressure fluid source in the form of a pressure vessel; this ensures that the air valve 42 is not pushed forward again even when the pressure of the molten metal no longer exists.
When the movable counter plate 3 decreases, the molded part 7 connected to the plate 3 and the cast body are also withdrawn. When the movable counter plate 3 reaches the end position, the limit switch 117 is opened and the limit switch 118 is closed. The switch 117 interrupts the circuit through the line 139, the contact 136, the relay 133 and the lines 134 and 135 and switches off the current through the relay coil 133, so that the contacts 138, 136 and 137 of the relay 133 are opened; the solenoid 69 is no longer supplied with power, the injection slide valve 68 is switched by means of the spring 70 and the time relay 47 is switched off and goes back to the original position.
When the injection switch slide 68 switches over, the pressure fluid line 73 is connected to the Rohrlei device 71 and directs pressure fluid to the left side of the actuating slide 66; this is switched over and connects the pressure fluid line 67 with the pipe 64 so that pressure fluid flows to the left side of the cylinder 62 and pushes the plunger 63 together with the piston tip 60 backwards into the starting position.
The limit switch 118, which is used to control the displacements of the plunger 15 in the forward and backward directions, closes the circuit through the lines 191 and 159, the relay 160 and the line 161 at the same time as the start switch 89 is pressed down when the injection molding machine is started so that the relay 160 responds and its contacts 162 and <B> 163 </B> closes. The first contact 162 closes the circuit through the lines 159 and 164 and also the circuit through the line 161, the relay 160 and the lines 159 and 164 for bridging the relay.
The movable counter plate 3 of the injection molding machine then moves forward so that the limit switch 118 is opened and the current flow through the time relay 165 is interrupted.
Since the closure of the limit switch 118 by the movable counter plate 3, the contact 163 closes the relay 160 a circuit through the line 166, the limit switch 118, the lines 167 and 168, the timing relay 165 and the line 169 as well as a circuit through the line 166, the limit switch 118, the lines 167 and 168, the contact 170 of the relay 165, the relay 171 and the line 172, so that the contact 173 of the relay 171 is opened and the contact 174 is closed.
As a result, the circuit through the line 175, the contact 173, the line 176, the solenoid 177 and the line 178 is interrupted by the flow of current, so that the solenoid 177 is no longer supplied with energy At the same time, the circuit through the line 179, the contact 174, the line 180, the magnetic coil 181 and the line 182 is closed and the magnetic coil 181 is supplied with current.
As a result, the electromagnetic slide 18 is switched and the pressure in the hydraulic fluid line <B> 183 </B> is released, but hydraulic fluid flows out of the pipe 59 into the pipe 184 and applies fluid pressure to the left side of the cylinder 17, so that the Plunger 15 is pressed forward and thus advances plate 12 for the ejector pins; as a result, the cast body in the mold cavities is ejected forwards out of the mold by means of the ejector pins.
At the same time, the contact 170 of the time relay 165 is opened after a certain time set for the time relay, and this time is usually between about 1 and 3 sec. During this time, the molded article is removed from the mold. When contact 170 opens, the circuit through line 166, limit switch 118, line 167, contact 163, line 168, con tact 170, relay 171 and line 172 is interrupted, so that the current flow through the relay 171 stops and thus the contact 174 opens and the contact 173 closes, whereby the starting position is restored.
Then the circuit of the magnetic coil 181 for pressing out the castings is interrupted and the circuit is closed by the magnetic coil 177, so that the electromagnetic valve 18 returns to the original position and pressure fluid from the pipe 59. into the pipe <B> 183 </ B > flows; the plunger 15 thus goes back to the starting position. Since plunger 15 and plate 12 are connected to each other, the ejection pins 14 also go back to the initial position.
If the movable counter plate 3 is advanced for the next casting process and comes into contact with the movable mold part 7, the ejector pins reach the fixed mold part 4 and go back to the initial position. Opening the limit switch 118 also interrupts the flow of current through the timing relay 165, so that it assumes the initial position and the next casting process can be carried out accordingly.
A casting process is completed by the processes described above. During the casting process, the air valve 42 slides in the sleeve 41; There is little clearance between these parts, so that molten metal could flow into this clearance when it is pressed in and hinder the movement of the air valve; it is therefore necessary to determine whether the air valve can be conveniently moved to a position in which the movable mold 7 is opened.
In such a case, the changeover switch 80 is actuated and switched from the con tact 81 to the contact 82; current then flows through the magnetic coil 57 even when the limit switch 75 is open, so that the electromagnetic slide 56 is actuated and the air valve 42 can be pushed out by means of the plunger 44. Then when the order switch 80 is operated again and contact with the contact 81 is restored, the solenoid 57 is turned off and thus the air valve 42 is withdrawn; the functionality of the air valve can therefore be checked when the movable mold part is in the open position.
For the operation described above, this changeover switch is preferably arranged in such a way that it is easily accessible to the operator of the injection molding machine.
When the fixed mold part 4 comes into firm contact with the movable mold part 7 during the closing process of the injection molding machine, the air valve 42 is pressed tightly into the opening 46 of the fixed mold part 4; this is done by the plunger 44, which is actuated by the pressure fluid pressed into the cylinder 43. This closes the mold cavities A; the air in the casting cylinder is partially expelled through the opening 39a, specifically through the plunger tip 60, which is displaced by the plunger 63.
The rest of the air is pressed out completely through the clearance between the piston tip 60 and the casting cylinder 39; then the necessary pressure is applied to the molten metal, whereby the air valve 42 is pushed back and the channel 47 opens; then the molten metal quickly flows into the mold cavities A. If the pressure exerted on the plunger 44 is exceptionally high, a very high back pressure is also required.
Accordingly, the pressure applied to the plunger 44 should not be extremely high. The pressure exerted on the plunger 44 creates an initial pressure effect on the molten metal before it is pressed in; this leads to very favorable results during the casting process.
Previous experience has shown that the application of pressure to the molten metal before it is pressed in has a beneficial effect on accelerated casting and obviously leads to better results in the casting process. The pressure exerted on the plunger 44 can be slightly different from time to time for the various casting machines, but such differences are in the range of a few or a few tenths of the casting pressure; if a greater force is required, the inner diameter of the cylinder 43 can be changed. In order to keep the sleeve 41 and the air valve 42 in a smoothly sliding condition, lubricating oil is preferably placed between the sliding surfaces.
This can be achieved by moving the air valve 42 forwards and backwards by switching over the switch 80 with the movable molded part 7 in the retracted position.
The circuit of the limit switch <I> 86 </I> (FIGS. 1 and 5) drawn in broken lines is given by the lines 185 and 186, the line 187 and the relay 78 and through lines 185 and 186, line 188, contact 85 of relay 78 and line 189.
When the mold halves have now been closed, molten metal has been poured through the opening 39a into the casting cylinder and the molten metal is to be pressed in, the foot switch 129 is depressed; then the plunger 63 moves forward, the internal volume of the casting cylinder 39 becomes smaller and the liquid level of the molten metal in the cylinder increases progressively;
when the piston tip 60 closes the opening 39a (FIG. 8) and the molten metal is just filling the interior of the cylinder 39, the finger 88 attached to the plunger 63 comes into contact with the limit switch 86 and closes its contacts. The appropriate positions of limit switch 86 and finger 88 are of course set in advance. By closing the limit switch 86, the aforementioned circuit is closed and the relay 78 is supplied with power. This opens the contact 79 and closes the contact 85, which bridges the relay 78 when the contact 79 switches off the solenoid 57.
As a result, the plunger 44 in the cylinder 43 together with the air valve 42 is withdrawn. At this moment, the molten metal is pressed into the mold cavities through the channel 47 at high speed.
The air in the casting cylinder has previously been pressed out through the piston tip 60 (FIG. 8), so that no more air is mixed with the molten metal. When the casting process is complete and the movable mold half goes back, the limit switch 75 is opened so that the bridging circuit is interrupted by the relay 78 and this returns to its starting position.