DE10044075A1

DE10044075A1 - Entlüftung für eine Gussform und zugehöriges Verfahren

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Publication number: DE10044075A1
Application number: DE10044075A
Authority: DE
Inventors: Klaus A Wieder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-09-09
Filing date: 2000-09-07
Publication date: 2001-05-03
Anticipated expiration: 2020-09-08
Also published as: DE10044075B4; US6827569B2; US20020100860A1; US6367765B1

Abstract

Es wird eine Entlüftung, ein System und ein Verfahren für das Steuern des Flusses eines Fluids in einen Hohlraum einer Gußform und aus ihm heraus beschrieben. Die Entlüftung weist eine Vielzahl von Kanälen auf, die jeweils schmale längliche schlitzartige Öffnungen im Hohlraum der Gußform aufweisen, und die sich jeweils in der Größe in einer Richtung erweitern, die sich von ihrer Öffnung weg erstreckt. Die Entlüftung besteht vorzugsweise aus einem Einsatz, der ein Gitter umfaßt, das mit mindestens einer Vielzahl von Entlüftungsschlitzen versehen ist. Das Gitter wird vorzugsweise aus zwei Hälften ausgebildet, mit Fingern, die ineinandergreifen, um die Schlitze auszubilden, wenn die beiden Hälften zusammengebaut werden. Das Gitter wird vorzugsweise durch eine erosive Bearbeitung aus plattenartigen Rohteilen, die von einem länglichen Stangenmaterial, das nicht porös und glatt ist, abgeschnitten werden, hergestellt. Das Gitter kann in einer Tasche im Hohlraum der Gußform montiert oder durch einen beweglichen Stift gestützt werden. Ein System verwendet Ventile und eine Fluidquelle und sofern dies benötigt wird, eine Vakuumquelle, um das Entlüften durch das Herausziehen der Atmosphäre aus dem Hohlraum der Gußform während des Gießens zu erleichtern. Das System kann auch verwendet werden, um ein Fluid durch eine Entlüftung einzuführen, wie beispielsweise für ein durch Aufschäumen formbares Material im Hohlraum. Das System kann auch verwendet werden, um ein ...

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine System und ein Verfahren für das Ent lüften einer Gußform und insbesondere einen Entlüftungseinsatz, ein Verfahren zur Herstellung des Einsatzes und ein System und ein Verfahren für das Steu ern des Entlüftungsstroms von und zur Gußform.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Während dem Gießen muss die Atmosphäre innerhalb des Hohlraums der Gußform auf irgend eine Weise aus dem Hohlraum der Gußform abgeführt werden, um zu verhindern, dass die Luft im Hohlraum der Gußform zusammen mit den Gasen vom Gußmaterial Defekte im zu gießenden Teil verursacht. Wenn die eingeschlossene Luft nicht schnell genug oder gar nicht aus dem Hohlraum der Gußform abgeführt wird, so kann das fertiggestellte Teil Defekte aufweisen. Die eingeschlossene Luft kann beispielsweise Knitterlinie (knit li nes) oder ein schlechtes Aussehen der Außenfläche des fertiggestellten Teils verursachen. Noch schlimmer ist es, daß Gase aus dem Gußmaterial in das Gußmaterial hinein wandern können und somit eine Porosität oder Blasen im fertiggestellten Teil erzeugen.

Die Entlüftung hat auch einen Einfluß darauf, wie schnell die Teile gegossen werden können. Es ist keine Frage, daß je schneller die Luft und andere Gase im Hohlraum der Gußform aus diesem Hohlraum entfernt werden können, de sto schneller der Hohlraum der Gußform gefüllt werden kann. Umgekehrt wird, wenn Defekte durch eine schlechte oder nahezu nicht vorhandene Entlüftung auftreten, oft die Rate für das Einspritzen des härtbaren Gußmaterials in den Hohlraum wesentlich vermindert, was zu einer dramatischen Verlangsamung der Produktion führt. Somit können die Entlüftung betreffende Probleme nicht nur zu defekten fertiggestellten Teilen, die weggeworfen werden müssen, füh ren, sondern diese Probleme können auch die Produktion wesentlich ver schlechtern, was ebenfalls kostspielig ist.

Der Grund dafür, daß Probleme in Bezug auf das Entlüften so häufig auftreten, ist der, daß das Entlüften nicht gut verstanden wird und das ein Entlüften weder billig noch einfach ist. Beispielsweise erfordern Entlüftungen typischerweise eine ziemlich präzise Bearbeitung, um eine Entlüftungspassage oder eine Öff nung im Hohlraum der Gußform und einen Kanal, der von der Öffnung aus dem Hohlraum weg führt, zu erzeugen. Die Bearbeitung des Hohlraums erfor dert Fertigkeit, da die Öffnung breit genug sein muß, um es zu gestatten, daß Gas im Hohlraum eintritt, aber klein genug, um zu verhindern, daß das Guß material in die Öffnung eintritt und sie verstopft.

Unglücklicherweise können an Ort und Stelle hergestellte Entlüftungen, wie Gewindestiftentlüftungen, Ausstoßstiftentlüftungen, Umfangsentlüftungen und Umkreisentlüftungen Probleme aufweisen. Eine Problem, das sich im allge meinen bei eingearbeiteten oder maschinell bearbeiteten Entlüftungen ergibt, ist das, daß flüchtige Gase aus dem Gußmaterial im schmalsten Teil der Ent lüftung, typischerweise der Öffnung oder dem Kanal, kondensieren und die Entlüftung verstopfen. Dies kommt gewöhnlicherweise daher, da die Öffnung zu schmal ist und sich im Querschnitt auf eine große Länge, bis sie Verbindung zum Durchgang bekommt, nicht erweitert. Somit wird der Druck der flüchtigen Gase in der Öffnung erhöht, während sie gleichzeitig abgekühlt werden, was bewirkt, daß einige der Gase kondensieren und die Entlüftung verstopfen. Wenn das Kondensat die Entlüftung nicht vollständig verstopft, so kann es die Entlüftung teilweise blockieren, was die Entlüftung im Grunde wirkungslos macht und es erfordert, daß die Entlüftung periodisch gereinigt wird. Sogar wenn eine teilweise verstopfte Entlüftung nicht nutzlos wird, so kann sie zu einem oder mehreren der die Entlüftung betreffenden Gußprobleme, die vorher diskutiert wurden, führen.

Ein anderes Problem bei der maschinellen Bearbeitung dieser Entlüftungen besteht darin, daß wenn präzise Toleranzen während der Bearbeitung aufrecht gehalten werden, es sein kann, daß die sich ergebende Entlüftung nicht korrekt funktioniert und wieder gefüllt und erneut bearbeitet werden muß. Wenn bei spielsweise das Maß einer Öffnung um nur zwei Tausendstel eines Inch (0,002 ") verfehlt wird, so wird die Entlüftung entweder zu groß sein und es ermögli chen, daß Gußmaterial in die Öffnung eintritt und die Entlüftung verstopft, oder es wird dazu führen, daß sie zu klein ist und dies zu einem oder mehreren der oben angegebenen Probleme bei der Entlüftung führt.

Um diese Probleme zu überwinden, ist es bekannt, einen einstückigen gesin terten Entlüftungseinsatz zu verwenden, der in einer Tasche in der Gußform aufgenommen wird und der sich in Flußverbindung mit dem Durchgang befin det. Unglücklicherweise erzeugt das Sinterverfahren unebene Entlüftungsflä chen, die Poren aufweisen, die nicht parallel verlaufen und Ecken aufweisen. Jede Ecke oder Abweichung von der Geraden (oder einer geraden Oberfläche) bedeutet, daß das zu entlüftende Gas sich nicht entlang einer geraden Linie be wegt, was eine Kondensation bewirkt.

Ein anderer Typ einer Entlüftung, eine Trennfugenentlüftung, weist typischer weise andere Probleme auf. Beispielsweise kann das fließende Gußmaterial gegen die innere Oberfläche neben der Trennfugenentlüftung mit einer solchen Wucht stoßen, daß es die innere Oberfläche einbeulen oder einhämmern kann. Dies kann zu Unregelmäßigkeiten in der Oberfläche und dem fertiggestellten Teil führen. Wenn sich die Beulen zu weit in die Entlüftung erstrecken, kann das Gußmaterial in die Entlüftung eindringen und einen unerwünschten Grat, der wieder entfernt werden muß, erzeugen. Natürlich verursacht jede zusätzli che Tätigkeit, die vorgenommen werden muß, Kosten und Arbeit, die beide unerwünscht sind. Darüber hinaus muß wegen des Einbeulens die Oberfläche dieses Teils der Gußform periodisch wieder neu hergestellt werden, um die Integrität der Oberfläche der Gußform wieder herzustellen, so daß zukünftige fertiggestellte Teile eine bessere Oberflächengüte und keine Grate aufweisen.

Es wird somit eine verbesserte Entlüftungsanordnung benötigt.

AUFGABEN UND ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Eine Entlüftung für eine Gußform und ein System, das den Fluß eines Fluids zu und von einer Gußform, die einen Gußformhohlraum aufweist, in den ein härt bares oder gießbares Material eingeführt und darin geformt wird, steuern kann, wird bereitgestellt. In einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Entlüf tung der vorliegenden Erfindung eine Vielzahl von Perforationen oder Öffnun gen, von denen jede vorzugsweise eine längliche Form aufweist. Die Entlüf tung der vorliegenden Erfindung kann einen Einsatz, der in einer Tasche im Hohlraum der Gußform aufgenommen ist oder der durch einen Stift getragen wird, umfassen. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Entlüftung umfaßt die Entlüftung einen hin und her bewegbaren Stift, der einen Zwischen raum zwischen seinem Kopf und dem Hohlraum der Gußform aufweist, um somit einen Entlüftungsdurchgang dazwischen bereitzustellen. In bevorzugten Verfahren kann das System verwendet werden, um Atmosphäre aus dem Hohl raum der Gußform abzuziehen, ein Fluid in den Hohlraum der Gußform ein zuführen oder um Atmosphäre aus dem Hohlraum der Gußform abzuziehen, bevor ein Fluid in den Hohlraum der Gußform eingeführt wird.

Das Fluid kann ein Gas oder Gasmischungen, wie Luft, Dampf, wie beispiels weise Wasserdampf oder einen andereren Dampf, eine Kombination daraus, als auch eine Flüssigkeit umfassen. In der bevorzugten Ausführungsform wird Gas oder Dampf durch die Entlüftung geführt. Das härtbare oder formbare Material umfaßt vorzugsweise jegliches Material, das gegossen oder in einer Gußform geformt werden kann. Beispiele solchen Materials umfassen Kunststoff, Metall oder ein metallisches Material, das in den Hohlraum der Gußform eingeführt wird und das sich in fließfähigem Zustand befindet, während es sich während des Gießens im Hohlraum aufhält.

Jede Öffnung einer Entlüftung ist so konstruiert, daß sie den Fluß von Gas oder Dampf gestattet, während sie den Fluß des härtbaren Materials verhindert. Jede Öffnung steht mit einem Entlüftungskanal in Verbindung, der wiederum zu einem Entlüftungsdurchgang führt. Damit das Fluid, das durch eine Öffnung fließt, nicht im Innern kondensiert, weist jede Öffnung einen engen Eingang neben dem Hohlraum der Gußform auf, der sich in den Kanal in eine stromab wärtige Ausdehnungskammer öffnet. In einer bevorzugten Ausführungsform hat jede Öffnung eine längliche oder schlitzartige Form. Als Ergebnis dieser Konstruktion wird das Entlüftungsoberflächengebiet erweitert, was es vorteil hafterweise gestattet, die Atmosphäre im Hohlraum einer Gußform schneller zu entlüften, was schnellere Gießzyklen ermöglicht.

Die Entlüftung kann als ein Einsatz ausgeführt sein. Ein solcher Entlüftungs einsatz steht in Verbindung mit einem größeren Durchgang und er kann in ei ner Tasche oder derartigem angeordnet sein. Ein bevorzugter Einsatz besitzt Öffnungen in Form von Schlitzen. In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Einsatz mindestens drei Schlitze auf. Jeder Schlitz ist länglich und weist eine kleine Breite auf. Jeder Schlitz öffnet sich in den Hohlraum der Gußform und steht vorzugsweise mit einem Entlüftungskanal im Einsatz, der eine vergrößerte Kammer in einem Abstand von seiner Öffnung aufweist, in Verbindung. Diese vergrößerte Kammer vermindert den Druck, der aus dem Hohlraum zu entlüftenden Materie, nachdem diese durch die engere Öffnung hindurchgegangen ist, um eine Kondensation an der Öffnung oder im Entlüf tungskanal zu verhindern. In einer bevorzugten Ausführungsform hat der Schlitz eine Breite zwischen 0,005 Inch und 0,0005 Inch, um Gas und Dampf ein Fließen zu gestatten, während dem härtbaren Material ein Widerstand ent gegengesetzt wird.

In einer bevorzugten Konstruktion des Einsatzes, ist der Einsatz ein geschlitz tes Gitter. Das Gitter besteht aus zwei Hälften, wobei jede Gitterhälfte Vertie fungen aufweist, die Finger festlegen und trennen. Bei einer bevorzugten Kon struktion wird jeder Finger einer Gitterhälfte in einer Vertiefung der anderen Gitterhälfte aufgenommen, und umgekehrt. Zumindest einige benachbarte Fin ger des zusammengebauten Entlüftungsgitters sind leicht voneinander beab standet, wobei sie zwischen sich Entlüftungsschlitze bilden. Um die Festigkeit des Entlüftungsgitters zu verbessern, stützt sich das Ende jedes Fingers vor zugsweise gegen eine Endwand einer benachbarten Vertiefung, die vorzugs weise gekippt oder geneigt ist, so daß sie als Gestell dient, um den Finger zu stützen.

In einer bevorzugten Konstruktion des Einsatzes werden die Gitterhälften durch einen Eingriff gehalten. Beispielsweise ist eine Gitterhälfte vorzugsweise mit mindestens einem Keil konstruiert und die andere Gitterhälfte ist vorzugs weise mit mindestens einer Keilnut konstruiert, die den Keil aufnimmt, um die Gitterhälften zusammen zu halten. In einer bevorzugten Konstruktion, weist eine Gitterhälfte ein Paar beabstandeter Keile und die andere Gitterhälfte ein Paar beabstandeter Keilnute auf.

Wenn es gewünscht wird, so kann der Einsatz an seinem Ort mittels einer Preßpassung oder durch ein Verschweißen befestigt werden. Wenn der Einsatz mittels einer Preßpassung befestigt wird, so weist die Tasche eine Seitenwand auf, die in den Einsatz eingreift, um den Einsatz in der Tasche zu halten. Wenn der Einsatz verschweißt ist, so wird der Einsatz zunächst in der Tasche plaziert und dann vorzugsweise entlang seines Umfangs geschweißt. Wenn der Einsatz geschweißt wird, so wird vorzugsweise ein Schweißverfahren mit hoher Ener giedichte verwendet. In einer anderen bevorzugten Anordnung für das Befesti gen des Einsatzes, hat die Seitenwand, die die Tasche bildet, einen nach innen gedrehten Teil, vorzugsweise eine Lippe, die um den Einsatz, nachdem dieser in der Tasche plaziert wurde, verformt wird.

In einem bevorzugten Verfahren zur Herstellung des Entlüftungsgitters dieser Erfindung werden Scheiben von einem Stab geschnitten. Die einzelnen Wafer oder Scheiben werden dann maschinell bearbeitet oder geschnitten, vorzugs weise unter Verwendung eines erosiven Bearbeitungsverfahren (discharge ma chining process), wie eines Draht-EDM, um die Vertiefungen, Finger, Keile und Keilnuten auszubilden. Wenn es gewünscht wird, die Härte des Entlüf tungsgitters zu erhöhen, so kann jeder Wafer oder jede Scheibe gehärtet wer den, bevor die Vertiefungen und Finger ausgebildet werden.

In einer anderen bevorzugten Entlüftung umfaßt die Entlüftung einen Stift, wie einen Ausstoßstift, der einen Kopf aufweist, der kleiner als der Rest des Stiftes ist. Der kleinere Kopf liefert einen Zwischenraum zwischen sich und der Sei tenwand, die die Bohrung ausbildet, in welcher der Stift aufgenommen ist, um es Gas oder Dampf zu ermöglichen, dazwischen hindurch zu einem Kanal zu fließen. Der Zwischenraum weist vorzugsweise eine Größe von ungefähr 0,005 Inch bis ungefähr 0,0005 Inch auf, um es Gas oder Dampf zu ermöglichen zu fließen, während ein Fließen des härtbaren Materials verhindert wird. Um eine Kondensation zu verhindern, weist der Kopf vorzugsweise einen hereingezo genen Bereich in einem Abstand von seinem Kopf auf. Der hereingezogene Bereich dient als Ausdehnungskammer, die den Druck stromabwärts der Mun döffnung des Zwischenraums vermindert und eine Kondensation verhindert.

In einem System und einem Verfahren für das Steuern des Flusses des Fluids im Hohlraum der Gußform umfaßt das System Ventile, eine Druckquelle des Fluids und es kann eine Vakuumquelle einschließen. Das Fluid ist vorzugswei se Gas, ein Dampf, oder eine Flüssigkeit, die durch eine Entlüftung einer Guß form fließen können. In einem bevorzugten Verfahren wird ein Vakuum ge schaffen, um das Entfernen der Atmosphäre aus dem Inneren des Hohlraums der Gußform durch eine Entlüftung zu beschleunigen, um ein Gießen mit hoher Geschwindigkeit zu unterstützen. In einem anderen bevorzugten Verfahren, wird das Fluid durch eine Entlüftung in den Hohlraum der Gußform eingeführt, nachdem ein Teil gegossen wurde, um die Trennung des Teiles von der Guß form zu unterstützen. In nochmals einer anderen bevorzugten Ausführungsform wird ein Fluid, wie ein Schäumungsmittel, durch eine Entlüftung in ein härtba res Material eingeführt, während sich das Material in einem formbaren Zustand befindet. In einem weiteren Verfahren kann ein erhitztes Medium, wie Dampf, in den Hohlraum der Gußform durch eine Entlüftung eingeführt werden, um das härtbare Material im Hohlraum zu heizen. In einer nochmals weiteren be vorzugten Implementierung wird Atmosphäre aus dem Hohlraum der Gußform durch eine Entlüftung unter Verwendung eines Vakuums während eines Teils des Gießzyklus entfernt, und ein Fluid wird durch die Entlüftung während ei nem anderen Teil des Gießzyklus eingeführt.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Entlüftung zu erzeugen, die ein größeres Entlüftungsoberflächengebiet aufweist, um die Ent lüftung des Gases aus dem Hohlraum der Gußform zu erhöhen.

Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Entlüftung bereit zu stellen, die einen Fluß in zwei Richtungen gestattet, und die verwendet werden kann, um Gas, Dampf oder ein Fluid in den Hohlraum der Gußform einzufüh ren.

Es ist ein Vorteil der Erfindung, daß die Entlüftung als ein modularer Entlüf tungseinsatz ausgebildet werden kann, der ein geringes Gewicht aufweist, leicht herzustellen und zusammen zu bauen ist, der billig versandt werden kann, leicht zu installieren ist und der unempfindlich, dauerhaft, langlebig, resi stent gegen Verstopfungen und leicht zu reinigen ist.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Entlüftungseinsatz zu produ zieren, der vielseitig verwendbar ist, dadurch daß er auf einem Ausstoßstift montiert oder in einem Hohlraum einer Gußform angeordnet werden kann.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Entlüftung mit Öffnungen zu produzieren, wobei sie eine Konfiguration aufweist, die verhindert, daß härtba res Material in die Entlüftung eintritt, und die Kanäle aufweist, die so konfigu riert sind, daß sie eine Kondensation in der Entlüftung verhindern.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, eine Stiftentlüftung zu produzieren, die einfach herzustellen ist, die integral aus dem Kopf des Stiftes ausgebildet ist, die zuverlässig, unempfindlich und unempfindlich gegenüber Verstopfungen ist.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein System und ein Verfahren für das Steuern des Fluidflusses in und aus einem Hohlraum einer Gußform bereit zu stellen.

Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein System und ein Verfah ren bereit zu stellen, die verwendet werden, um ein Schäumungsmittel durch eine Entlüftung in den Hohlraum der Gußform zu geben.

Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein System und ein Verfah ren bereit zu stellen, um die Rate der Erwärmung des härtbaren oder formbaren Materials zu erhöhen.

Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein System und ein Verfah ren für eine Beschleunigung der Entlüftung bereit zu stellen.

Ein Vorteil des Systems und des Verfahrens dieser Erfindung besteht darin, das Entlüften in einem Teil eines Hohlraums der Gußform zu beschleunigen, um den Fluß des härtbaren oder formbaren Materials, wenn es in den Hohlraum der Gußform eingeführt wird, zu beeinflussen.

Ein Vorteil des Systems und des Verfahrens dieser Erfindung besteht darin, daß ein Schäumungsmittel in einen Hohlraum der Gußform durch eine existierende Entlüftung eingeführt werden kann, um somit die kostspielige Ausbildung von getrennten Durchgängen für das Schäumungsmittel in der Gußform zu vermei den.

Ein Vorteil des Systems und des Verfahrens dieser Erfindung besteht darin, daß ein Heizmedium durch eine existierende Entlüftung eingeführt werden kann, um somit die kostspielige Ausbildung von getrennten Durchgängen für das Heizmedium in der Gußform zu vermeiden.

Ein Vorteil des Systems und des Verfahrens dieser Erfindung besteht darin, daß sie vielseitig verwendbar, einfach, preisgünstig zu implementieren und leicht zu verwenden sind.

Ein Vorteil des Systems und des Verfahrens dieser Erfindung besteht darin, daß sie verwendet werden können, um eine Entlüftung und ein Einführen eines Fluids während desselben Gießzyklus zu erzielen.

Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für Fachleute aus der detaillierten Beschreibung und den begleitenden Zeich nungen deutlich. Es sollte jedoch verständlich sein, daß die detaillierte Be schreibung und die begleitenden Zeichnungen, während sie bevorzugte Aus führungsformen der vorliegenden Erfindung zeigen, nur als Beispiel und nicht in einschränkendem Sinn angegeben werden. Viele Änderungen und Modifi kationen können innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung vorge nommen werden, ohne von ihrem Wesen abzuweichen, und die Erfindung schließt alle diese Modifikationen ein.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Es wird mindestens eine bevorzugte beispielhafte Ausführungsform der Erfin dung in den begleitenden Zeichnungen dargestellt, wobei gleiche Bezugszahlen gleiche Teile in allen Zeichnungen bezeichnen.

Fig. 1 zeigt eine Querschnittsansicht einer Gußformhälfte, die ein Paar von Entlüftungseinrichtungen zeigt;

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt einer anderen Gußformhälfte, der ein zweites Paar von Entlüftungseinrichtungen zeigt;

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform einer Stiftentlüftung;

Fig. 4 zeigt eine Querschnittsansicht der Stiftentlüftung;

Fig. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht der zweiten Ausführungsform einer Stiftentlüftung;

Fig. 6 zeigt eine Querschnittsansicht der zweiten Ausführungsform der Stif tentlüftung;

Fig. 7 zeigt eine Explosionsansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Entlüftung von oben;

Fig. 8 zeigt eine teilweise Aufsicht auf die Entlüftung, nachdem sie zusam mengebaut wurde;

Fig. 9 zeigt eine vergrößerte teilweise Ansicht der Entlüftung, die ihre Kon struktion und ihren Aufbau im Detail zeigt;

Fig. 10 ist eine vergrößerte teilweise Schnittansicht eines Teils der Entlüf tung;

Fig. 11 ist eine Aufsicht auf eine Entlüftung und einen Stift;

Fig. 12 ist eine Querschnittsansicht der Entlüftung, die haftend am Stift befe stigt ist;

Fig. 13 ist eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht der Entlüftung und des Stifts;

Fig. 14 und 15 sind Schnittansichten der Entlüftung und des Stifts vor dem Zusammenbau;

Fig. 16 ist eine Teilschnittansicht des Stifts und der Entlüftung, wobei der Stift um die Entlüftung während des Zusammenbaus verformt wird;

Fig. 17 ist eine Teilschnittansicht des Stiftes und der Entlüftung, nachdem der Stift um die Entlüftung verformt wurde;

Fig. 18 zeigt eine Entlüftung und einen Stift, die in einer Gußform angeordnet sind;

Fig. 19 zeigt eine Querschnittsansicht der Entlüftung und des Stifts, die in Fig. 18 gezeigt sind;

Fig. 20 zeigt eine Serie von Rohlingen, aus denen schließlich eine Entlüftung dieser Erfindung oder ein Teil davon ausgebildet werden.

Fig. 21 zeigt die Ausbildung eines Teils der Entlüftung aus einem dieser Rohlinge;

Fig. 22 ist ein Schema eines Steuersystems dieser Erfindung;

Fig. 23 ist eine perspektivische Ansicht eines beweglichen Stiftes, der eine integral ausgeformte Entlüftung aufweist;

Fig. 24 ist eine Aufsicht auf die Stiftentlüftung, die in einer Gußform ange ordnet ist; und

Fig. 25 zeigt eine Seitenansicht, wobei ein Teil der Gußform weggeschnitten ist, um die Stiftentlüftung zu zeigen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON MINDESTENS EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Fig. 1 zeigt einen Teil 30 einer Gußform 32, vorzugsweise eine Gußform hälfte, die einen Gußformhohlraum 34 aufweist, in welchen ein härtbares oder gießbares Material in fließfähigem Zustand, vorzugsweise unter Druck, einge führt wird. Die Gußformhälfte 30 besteht aus einer oberen Platte 36 mit einer Gußformhohlraumoberfläche 38, die vorzugsweise so ausgebildet ist, daß sie dem gießbaren Material eine gewünschte Form verleiht, wenn das gießbare Material sich verfestigt oder aushärtet.

Um die Evakuierung von Luft und anderen Gasen im Gußformhohlraum zu erleichtern, weist die Gußformhälfte 30 mindestens eine Entlüftung auf. Bei spielsweise besitzt die in Fig. 1 gezeigte Gußformhälfte 30 eine erste Entlüf tung 40, die durch einen Stift 42 getragen wird. Ein solcher Stift 42 kann ein hin und her bewegbarer Ausstoßstift oder ein Gewindestift, der einen Entlüf tungsdurchgang 44 aufweist, sein. Die gezeigte Gußformhälfte 30 ist mit einer zweiten stationären Entlüftung 46, die in der Oberfläche 38 des Gußformhohl raums angeordnet ist, und die mit einem Entlüftungsdurchgang 48 in der Platte 36 in Verbindung steht, ausgerüstet.

Während dem Gießen wird ein anderer Teil der Gußform auf die Gußform hälfte 30 aufgepaßt und ein härtbares Material wird in den Gußformhohlraum 34 eingeführt. Während der Entlüftung wird die Atmosphäre aus dem Guß formhohlraum 34 aus dem Hohlraum 34 aus jeder Entlüftung 40 und 46 heraus abgeführt, wenn das härtbare Material den Hohlraum 34 füllt. Eine Verbin dungsvorrichtung, wie eine Schraubverbindung 49 und 67, kann verwendet werden, um eine Leitung 66 (Fig. 1) zu einem Durchgang 44 oder 48 zu befe stigen.

Der Stift 42 besitzt einen längliche Hülse, die im allgemeinen zylindrisch ist. Die Entlüftung 40 wird in einem axialen Ende des Stiftes 42 aufgenommen, und der Stift 42 weist einen vergrößerten Montagekopf 52 an seinem entgegen gesetzten Ende auf. Der Befestigungskopf 52 wird durch eine Ausstoßvorrich tung 54, die innerhalb eines Hohlraums 56 in der Gußform angeordnet ist, auf genommen. Der Hohlraum 56 wird durch mindestens eine Setzstufe 58, die die Gußformhalbplatte 36 von einer Gußformbasis 60 beabstandet, definiert. Die Ausstoßvorrichtung 54 umfaßt eine obere Ausstoßplatte 62, die auf einer unte ren Ausstoßplatte 64 (Sicherungsplatte) montiert ist, um den Befestigungskopf 52 des Stiftes 42 dazwischen aufzunehmen. Die untere Ausstoßplatte hat einen Durchgang, der mit dem Durchgang 44 in Verbindung steht, vorzugsweise um Luft und Gas, die aus dem Gußformhohlraum 34 entfernt wurden, aus der Gußform 32 heraus zu führen. Die untere Ausstoßplatte 64 ist in Fig. 1 ge zeigt, wie sie auf einem Abstandsstück 68, das ein Kolben eines Zylinders sein kann, der die Ausstoßvorrichtung 54 und den Stift 42 während des Ausstoßens eines Gußstücks aus dem Gußformhohlraum 34 hin und her bewegt, ruht.

Die erste Entlüftung 40 umfaßt ein perforiertes Entlüftungsgitter 70, das in ei ner Tasche 72 im Stift 42 angeordnet ist. Die zweite Entlüftung 46 umfaßt ein Gitter 74, das in einer Tasche 76 in einer Hülse 78 in der Oberfläche 38 des Gußformhohlraums angeordnet ist, wobei es aber auch in einer Tasche in der Gußformhalbplatte 36 aufgenommen werden kann. Die Hülse 78 ist vorzugs weise in der Gußform 32 befestigt, aber sie kann entfernt werden, wie bei spielsweise für das Austauschen des Entlüftungsgitters 74 oder für das Reini gen der Entlüftung 46. Da die Entlüftungen 40 und 46 von derselben Kon struktion sind, wird nur die Entlüftung 40 hier detaillierter beschrieben.

Fig. 2 zeigt eine zweite beispielhafte Anordnung einer Gußform und einer Entlüftung. Der Entlüftungsdurchgang 44' des Stiftes 42 wird zumindest teil weise durch ein Flachstelle 80 gebildet, die es gestattet, daß abzuführende Luft und andere Gase im Hohlraum zwischen der Flachstelle und der Bohrung in der Gußformhalbplatte 36, in welcher der Stift 42 aufgenommen ist, fließen. Durch diese Anordnung muß kein Durchgang in der Ausstoßplatte 64 ausgeformt werden, was es vorteilhafterweise gestattet, eine nicht modifizierte Platte zu verwenden.

Der Entlüftungsdurchgang 48 wird teilweise durch eine Flachstelle 82 in der modifizierten Hülse 78' gebildet. Die Hülse 78' weist einen Vorsprung 84 auf, der in einer Vertiefung in der Gußformhalbplatte 36 aufgenommen ist, um ihre Wegnahme zu verhindern. Die Vertiefung kann so konstruiert werden, daß sie es gestattet, daß die Hülse 78' durch eine Drehung, um den Vorsprung 84 aus der Vertiefung zu führen, so daß die Hülse 78' aus der Tasche in der Platte 36 gezogen werden kann, abgenommen werden kann. Vorzugsweise ist die Platte 36 an der anderen Platte 86 so befestigt, daß der Vorsprung 84 der Hülse 78' zwischen den Platten 36 und 86 aufgenommen wird.

Die Fig. 3 und 4 zeigen eine beispielhafte Anordnung aus einem Stift und einer Entlüftung. Die Hülse 50 des Stiftes 42 wird aus einem runden Stabmate rial hergestellt, wobei ein vergrößerter Teil 88 an einem Ende gelassen wird, wobei dieses Material auf eine gewünschte Länge 90 geschnitten und bearbeitet wird, um den Befestigungskopf 52 auszubilden, wie beispielsweise entlang den gestrichelten Linien, die in Fig. 3 gezeigt sind. Bevor zumindest die Hülse 50 gehärtet wird, wird der Entlüftungsdurchgang 44 durch ein Tiefbohren, ein La serbohren, ein Bohren mit einem Elektronenstrahl oder dergleichen, ausgebil det. In einem bevorzugen Verfahren zur Herstellung des Stifts 42 wird die Hül se 50 aus einem Material hergestellt, der Durchgang 44 und die Tasche 72 wer den ausgeformt, die Hülse 50 wird gehärtet, ohne den vergrößerten Teil 88 zu 1 härten, und danach wird der Befestigungskopf 52 aus dem vergrößerten Teil 88 geschnitten.

Der Entlüftungsdurchgang 44 ist detaillierter in Fig. 4 gezeigt. Der Durch gang 44 erstreckt sich im Wesentlichen entlang der Länge des Stiftes 42 und steht mit der Tasche 72 in Verbindung. In einer bevorzugten Konstruktion er streckt sich der Durchgang von einem Ende des Stiftes 42 zum entgegenge setzten Ende des Stiftes 42. Die Tasche 72 ist gezeigt, wie sie eine größere Breite oder einen größeren Durchmesser als der Durchlaß 44 aufweist. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, kann der Mund 92 der Tasche 72 einen erweiterten Teil 94, wie einen Stirnsenker, der eine Breite oder einen Durchmesser aufweist, der genügt, um das Entlüftungsgitter 74 aufzunehmen, aufweisen. Das Entlüf tungsgitter 74 kann im Mund 92 der Tasche 72 eingepreßt, gelötet oder an derswie fixiert werden.

Eine andere bevorzugte Anordnung eines Stiftes und einer Entlüftung ist in den Fig. 5 und 6 gezeigt. Der Entlüftungsdurchgang hat eine Öffnung 96, die sich im allgemeinen von der Tasche 72 radial nach außen zu einer äußeren ra dialen Oberfläche 98 der Stifthülse 50 erstreckt. Der in Fig. 5 gezeigte Stift hat einen Kanal oder eine Rille 100 in der äußeren Oberfläche 98, die sich axial über mindestens einen Teil der Länge der Hülse 50 erstreckt. In der beispiel haften Ausführungsform des Kanals 100, die in Fig. 5 gezeigt ist, windet sich der Kanal 100 spiralförmig um die Hülse und erstreckt sich axial mindestens über die halb Länge der Hülse 50.

Die Fig. 3-11 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform des Entlüftungs gitters 70 oder 74. Das Gitter hat mindestens zwei Teile 102 und 104, die wäh rend des Zusammenbaus ineinander greifen. Vorzugsweise greifen alle Teile des Gitters in mindestens ein anderes Teil des Gitters ein, um schließlich ein Gitter integraler Konstruktion zu bilden, bevor das Gitter an einen Stift oder eine Gußform angebaut wird.

Einer der Gitterteile 102 weist einen Keil 106 auf, der in einer Keilnut 108 im anderen Teil der Teile 104 aufgenommen wird, wobei mindestens eine Entlüf tungsöffnung 110 oder ein Entlüftungsdurchgang 110 zwischen den Teilen ge bildet wird, durch den oder die Luft und Gase während der Entlüftung des Hohlraums 34 der Gußform strömen. Beim Zusammenbau der Teile 102 und 104 wird der Keil 106 einer der Teile in einer Keilnut 108 im anderen der Teile aufgenommen, wodurch die Teile 102 und 104 verschiebbar miteinander ver riegelt werden. Wenn das Gitter nur aus zwei solchen Teilen 102 und 104 ge bildet wird, greifen die Teile gleitend ineinander, um das Gitter auszubilden, wie das in den Fig. 4, 6, 9, 10 und 11 gezeigt ist. Damit die Teile während des Zusammenbaus gut ineinander gleiten und gut passen, werden die Teile so konstruiert, daß sie beim Zusammenbau ein Spiel von ungefähr 0,002 Inch bis ungefähr 0,004 Inch aufweisen. Diese Toleranz gewährleistet auch, daß die Größe jedes Schlitzes 132 die passende Toleranz aufweist, so daß er groß ge nug ist, um es zu ermöglichen, daß Gas und Dampf durch ihn hindurchgehen, während er klein genug ist, um zu verhindern, daß härtbares Material durch ihn hindurch geht.

Jedes Gitterteil 102 und 104 besitzt zumindest einen Finger, der sich nach au ßen erstreckt und der in einer Vertiefung oder einer Tasche des anderen Teils aufgenommen wird. Vorzugsweise weist der eine Teil 102 eine Vielzahl von beabstandeten Fingern 112 auf, von denen jeder in einer Vertiefung 116 zwi schen einem Paar von Fingern 114 des anderen Teils 104 aufgenommen wird. Das Paar der Finger 114 des anderen Teils 104 wird jeweils in einer Vertiefung 118 im einen Teil 102 aufgenommen. In einer bevorzugten Ausführungsform des Entlüftungsgitters weist jeder Teil 102 und 104 eine Vielzahl von Paaren von Fingern auf, die sich verzahnen, wenn beide Teile 102 und 104 zusam mengebaut werden, in der Art, wie das in Fig. 9 gezeigt ist.

Um die Festigkeit des Entlüftungsgitters 70 zu unterstützten, um ihm zu helfen, dem wiederholten Auftreffen des härtbaren Materials, wenn dieses in den Gußformhohlraum eingespritzt wird, zu widerstehen, stützt sich das Ende 120 jedes Fingers vorzugsweise gegen einen innersten Teil 122 der Kante der Ver tiefung, in der er aufgenommen ist. Betrachtet man Fig. 10, so ist, um eine Minimierung der Ablenkung jedes Fingers während des Gießens, wenn das Gußmaterial gegen die äußere Oberfläche 124 und 126 des Gitters trifft zu er reichen, die Kante I28 des Fingers und die Kante 130 des innersten Teils so geneigt oder gekippt, daß die Ablenkung des Fingers durch die Stütze, die die Kante 130, die er berührt, liefert, begrenzt wird.

Wenn man insbesondere Fig. 9 betrachtet, hat jeder Entlüftungskanal 110 eine minimale Breite, die eng genug ist, um zu verhindern, daß härtbares oder gieß bares Material in den Schlitz eintritt, während sie breit genug ist, um es Luft und anderen Gasen zu gestatten, durch sie hindurch zu treten, vorzugsweise ohne daß diese im Kanal 110 kondensieren. In einer bevorzugten Ausfüh rungsform, bei dem das Gußmaterial Kunststoff ist, hat der Kanal 110 einen längliche Mundöffnung 132, der vorzugsweise wie ein Schlitz ausgebildet ist. Die Breite w des Schlitzes 132 beträgt zwischen ungefähr 0,005 Inch und un gefähr 0,0005 Inch. Die Schlitzbreite w stellt einen kritischen Punkt für das Verhindern, daß geschmolzener Kunststoff eintritt und einen oder mehrere Ka näle 110 verstopft, dar. Die Schlitzbreite w kann größer oder kleiner sein, wenn es sich beim Gußmaterial nicht um Kunststoff handelt.

Betrachtet man die Fig. 11 und 12, so hat das Entlüftungsgitter 70 Entlüf tungskanäle 110, wobei die Schlitze 132 einiger Kanäle 110 länger als die Schlitze 132 anderer Kanäle 110 sind. Mit Ausnahme der äußersten Schlitze 132 neben den Keilen 106 und Keilnuten 108 besitzt jeder Schlitz 132 eine Länge von mindestens ungefähr 0,030 Inch. Die äußersten Schlitze haben vor zugsweise eine Länge von mindestens ungefähr 0,125 Inch. Obwohl das Gitter 70 mit nur zwei, vier oder sechs Schlitzen 132 ausgebildet werden kann, weist jedes Gitter vorzugsweise zehn oder mehr Schlitze 132 auf. Durch diese vielen Schlitze 132 kann das Gitter 70 vorteilhafterweise eine gewisse Verstopfung akzeptieren, während es doch funktionsfähig bleibt.

Die Verwendung einer größeren Anzahl von Schlitzen 132 erhöht vorteilhaf terweise das Entlüftungsgebiet, das als gesamtes Schlitzgebiet des Gitters defi niert ist. Ein Entlüftungsgitter dieser Erfindung, das beispielsweise einen Durchmesser von 0,187 Inch (oder mehr) aufweist, besitzt mindestens ein Ent lüftungsgebiet von 0,0015 Quadratinch, ein Entlüftungsgitter, das einen Durchmesser von 0,250 Inch (oder mehr) aufweist, besitzt mindestens ein Ent lüftungsgebiet von 0,002 Quadratinch, ein Lüftungsgitter, das einen Durchmes ser von 0,312 Inch (oder mehr) aufweist, besitzt mindestens ein Entlüftungsge biet von 0,004 Quadratinch, ein Lüftungsgitter, das einen Durchmesser von 0,375 Inch (oder mehr) aufweist, besitzt mindestens ein Entlüftungsgebiet von 0,006 Quadratinch und ein Lüftungsgitter, das einen Durchmesser von 0,5 Inch (oder mehr) aufweist, besitzt mindestens ein Entlüftungsgebiet von 0,010 Qua dratinch.

Betrachtet man die Fig. 12-13, so spitzt sich jeder Entlüftungskanal 110 nach außen von der Nähe seines Mundes 132 zur Abführkammer 134 in den Entlüftungskanal zu. Durch diese Zuspitzung verbreitert sich jeder Kanal 100 und vermindert den Druck des Fluids, wenn es stromabwärts des Mundes 132 läuft. Durch die auf diese Weise vorgenommene Verminderung des Gasdruckes wird eine Kondensation des Dampfers (des flüchtigen Gases oder dergleichen) in einem Kanal 110 verhindert. Um weiter eine Kondensation und ein Ver stopfen der Entlüftung zu erschweren, ist jede Seitenwand 136 jedes Kanals 110 vorzugsweise im wesentlichen glatt und nicht porös. Um eine ausreichend glatte Seitenwand 136 zu erzeugen, wird jede Seitenwand 136 durch eine ma schinelle Bearbeitung, vorzugsweise durch eine elektro-erosive Bearbeitung (EDM) mittels eines Drahtes bearbeitet.

In einer bevorzugten Ausführungsform eines Kanals weist der Schlitz 132 eine Tiefe der Engstelle d auf, die ungefähr dem Dreifachen bis Fünffachen der Schlitzbreite w entspricht. In der Engstelle oder dem Eingangsgebiet 138 (das gerade stromabwärts des Schlitzes 132 liegt), ist die Breite ungefähr gleich w und kann helfen, das Hindurchgehen des härtbaren Materials zu verhindern. Benachbarte gegenüberliegenden Seitenwänden 136 bilden einen Kanal 110 bilden und verlaufen schräg nach außen voneinander weg, vorzugsweise strom abwärts der Engstelle 138. Vorzugsweise laufen benachbarte gegenüberliegen de Seitenwände 136 so schräg voneinander weg, daß ein Winkel α zwischen benachbarten gegenüberliegenden Seitenwänden 136 von ungefähr 3° bis un gefähr 9° ausgebildet wird. Ein solcher bevorzugter Winkelbereich ist nicht trivial, da er das Volumen vergrößert, daß das Gas in einem Kanal 110 ziem lich schnell nach dem Eintreten in den schmaleren Schlitz 132 und dem Hin durchgehen durch irgend ein Engstellengebiet 138 einnehmen kann, um somit schnell den Druck des Gases zu vermindern und vorteilhafterweise seine Kon densation zu verhindern.

Beim Zusammenbau werden die Keile 106 einer Hälfte 102 des Entlüftungs gitters 70 jeweils in einer entsprechenden Keilnut 108 in der anderen Entlüf tungsgitterhälfte 104 aufgenommen. Das zusammengebaute Entlüftungsgitter 70 wird im erweiterten Teil 94 der Tasche 72 plaziert, so daß es auf der Ober fläche 140 ruht (Fig. 5). Die Oberfläche 140 dient als ein Einsatz, der eine Breite oder einen Durchmesser hat, der kleiner als der des Gitters 70 ist, so daß das Gitter 70 auf dem Einsatz 140 ruht und der Einsatz 140 das Gitter 70 stützt.

Betrachtet man nochmals Fig. 12, so kann, um das Gitter 70 in der montierten Form zu halten, das Gitter 70 mit einer Schweißnaht 142 unter Verwendung eines Schweißverfahrens mit einem Strahl hoher Energiedichte, der das Gitter 70 am Umfang des Gitters 70 verschweißt, befestigt werden. Beispiele für Verfahren für das Schweißen mit Strahlen hoher Energiedichte umfassen das Laserschweißen und das Elektronenstrahlschweißen. Wenn das Gitter 70 auf einen Stift, wie den Stift 42, montiert wird, so wird das Gitter 70 mit dem Stift verschweißt. Wenn das Gitter 70 in einem Einsatz aufgenommen wird, wie in der Hülse 78, die in Fig. 1 gezeigt ist, so kann das Gitter 70 mit dem Einsatz verschweißt werden. Wenn kein Einsatz verwendet wird, so kann die Tasche 72 in einer Gußformhälfte ausgebildet werden, und das Gitter 70 kann direkt mit der Gußformhälfte verschweißt werden.

Ein anderes bevorzugtes Verfahren für das Befestigen des Entlüftungsgitters 70 ist in den Fig. 14-17 gezeigt. Um das Gitter 70 aufzunehmen, nachdem es in der Vertiefung 94 plaziert wurde, hat die innere Kante eine Lippe 144 neben der äußeren axialen Oberfläche 146 des Stiftes, des Einsatzes oder der Guß form. In einer bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich die Lippe 144 um den gesamten Umfang der inneren Kante. Zu Anfang erstreckt sich, wie das in Fig. 15 gezeigt ist, die Lippe 155 vom Rest der äußeren Oberfläche 146 nach außen. Betrachtet man Fig. 16, so wird ein Wälz- oder Stauchoperation durchgeführt, um die Lippe 144 zu verformen, um die Lippe 144 zur äußeren Kante 146 des Gitters 70 zu drücken. Das Wälzen oder Stauchen wird vor zugsweise durch das Anbringen eines (nicht gezeigten) Werkzeugs gegen die Lippe 144, indem vorzugsweise das Werkzeug um den Umfang der Kante ge wälzt oder gestaucht wird, durchgeführt. Das Wälzen oder Stauchen wird durchgeführt, bis die Lippe 144 genügend verformt ist, so daß sie sich gegen die äußere Kante 147 und die äußere Seitenwand 148 des Gitters 70 lehnt. Wenn dies getan ist, wird die äußere Oberfläche 146, die das Gitter 70 umgibt, vorzugsweise mit der äußeren Oberfläche 152 des Gitters 70 auf eine Ebene oder nahezu auf eine Ebene gebracht. Wenn es gewünscht wird, kann die äuße re Oberfläche 152 des Gitters relativ zur äußeren Oberfläche 146 leicht vertieft ausgebildet sein.

Um zu verhindern, daß das Gitter 70 aus der Vertiefung 94 zurück gezogen werden kann, ist die Seitenwand 148 des Gitters nach außen geneigt oder ge kippt, so daß die Breite oder der Durchmesser des Gitters 70 neben dem Guß formhohlraum geringer ist als die Breite oder der Durchmesser des Gitters ne ben der Tasche 72. In einer bevorzugten Ausführungsform, die in Fig. 13 ge zeigt ist, ist die Seitenwand 148 des Gitters nach außen relativ zur inneren Sei tenwand 150 des Gitters in einem Winkel β von ungefähr 2° bis ungefähr 6° abgewinkelt. Durch diese nach außen geneigte Seitenwand 148 des Gitters wird das Gitter 70 in der Vertiefung 94 aufgenommen und es wird dem enormen Druck und der enormen zyklischen Belastung, die während einer Gießoperation typischerweise auftreten, widerstehen, ohne sich zu lockern.

Die Fig. 18 und 19 zeigen eine Entlüftung 70 dieser Erfindung in Kombi nation mit einer Umfangsstiftentlüftung (perimeter pin vent) 156. Das Ende des Stiftes 42 hat einen Zwischenraum 158 zwischen ungefähr 0,005 Inch und un gefähr 0,00005 Inch zwischen dem äußeren Umfang des Stiftes 42 und dem Umfang des Hohlraums 34 der Gußform, der den Stift 42 umgibt, um es zu er möglichen, daß Atmosphäre vom Hohlraum der Gußform entlüftet werden kann, während verhindert wird, daß härtbares Material in die Entlüftung 156 eintritt. Der Zwischenraum oder Lüftungsraum 158 steht mit einem radialen Kanal 160 in der Hülse 50 des Stiftes in Verbindung, wobei dieser zu einer sich axial erstreckenden Flachstelle 162 führt. Die Flachstelle 162 gestattet es vor zugsweise, daß Gas abgeführt wird, um in die Außenatmosphäre der Gußform zu entweichen.

Gas, das durch die Kanäle 110 im Entlüftungsgitter 70 entlüftet wird, wandert durch die Tasche 72 aus einer radial sich erstreckenden Öffnung 164, die das entlüftete Gas zur Flachstelle 162 führt. In einer bevorzugten Ausführungsform leitet die Öffnung 164 das entlüftete Gas zum Kanal 160, der wiederum das Entlüftungsgas zur Flachstelle 162 führt.

In einem Verfahren zur Herstellung des Entlüftungsgitters 70 wird jede Gitter hälfte 102 und 104 aus einem Rohling geformt, der anfänglich aus einem ande ren Materialrohling gefertigt wird, wobei dieser vorzugsweise aus nicht porö sem Material besteht, um die Wahrscheinlichkeit der Kondensation während der Entlüftung zu verringern. Jede Entlüftungsgitterhälfte 102 und 104 ist aus einem dauerhaften, nachgiebigen und zähen Material hergestellt. Jedes Entlüf tungsgitter ist aus einem Material hergestellt, das widerstandsfähig gegenüber einer Korrosion ist und das vorzugsweise nicht korrodiert (korrosionsbeständig ist), so daß die Entlüftungslöcher nicht durch eine Korrosion verstopft werden. Vorzugsweise ist jede Entlüftungsgitterhälfte 102 und 103 aus Metall herge stellt, wobei es sich bei diesem Metall vorzugsweise um rostfreien Stahl han delt. Ein bevorzugtes Material ist 455 rostfreier Stahl oder ein rostfreier Mara ging-Stahl, um eine Störung der Gitterhälften bei der Herstellung zu minimie ren, wenn sie durch ein maschinelles Bearbeitungsverfahren hergestellt werden.

Betrachtet man Fig. 20, so werden plattenartige oder scheibenartige Rohlinge 170 von einem Stab 172 geschnitten, wobei es sich beim Stab beispielsweise um einen quadratischen, rechteckigen oder runden Stab handeln kann. Vor zugsweise werden die Rohlinge 170 von einem runden Stab unter Verwendung eines Lasers oder eines Wasserstrahls abgeschnitten. Wenn es gewünscht wird, so können die Rohlinge 170 unter Verwendung eines erosiven Verfahrens, wie eines elektro-erosiven Verfahrens (EDM), eines elektro-chemischen Verfah rens (ECM), eines Lasers oder dergleichen geschnitten werden. Nach dem Schneiden kann mindestens eine Schnittfläche jedes Rohlings 170 weiter, bei spielsweise durch Schleifen, bearbeitet werden, so daß die Dicke des Rohlings auf eine gewünschte Dicke mit einer Toleranz von ungefähr ±0,0002 Inch ge bracht werden kann.

Wenn es gewünscht wird, gewisse Eigenschaften des Rohlings 170 zu verbes sern, so kann jeder Rohling 170 einer Wärmebehandlung unterzogen werden. Wenn eine Wärmebehandlung vorgenommen wird, so wird sie vorzugsweise nach dem Schneiden und Schleifen vorgenommen. Vorzugsweise wird die Wärmebehandlung vor dem Ausbilden der Taschen und Finger jedes Entlüf tungsgitters durchgeführt. Damit jedes fertiggestellte Gitter eine gewünschte Härte aufweist, wird der Rohling 170 so ausgebildet, daß er eine Oberflächen härte von mindestens ungefähr 35 Rockwell C aufweist.

Nachdem die Scheiben- oder Wafer-Rohlinge 170 geschnitten sind, wird jeder Rohling bearbeitet, um ihn in zwei Stücke zu schneiden, die im wesentlichen die Entlüftungsgitterhälften 102 und 104 bilden. Während der Bearbeitung werden alle Finger, Taschen, Keile und Keilnute in jeder der Entlüftungsgitter hälten 102 und 104 zusammen mit den notwendigen Abständen der Finger aus geformt, um die Entlüftungsschlitze 132 und die Entlüftungskanäle 110 auszu bilden, wenn die beiden Entlüftungsgitterhälften zusammengebaut werden. In einem bevorzugten Verfahren zur Herstellung der Entlüftungsgitterhälften 102 und 104 wird jede Entlüftungsgitterhälfte vorzugsweise unter Verwendung ei ner hoch präzisen Bearbeitung, wie einem Verfahren der elektro-erosiven Be arbeitung oder einer Mikro-Materialbearbeitung, bearbeitet. Die Wahl dieser Bearbeitungsverfahren ist wichtig, da sie es ermöglichen, die Komponenten der vorliegenden Erfindung innerhalb von Toleranzen herzustellen, die genau ge nug sind, um es zu gestatten, daß Gas durch die Entlüftung fließt, während das Einfließen eines härtbaren Materials verhindert wird. Vorzugsweise wird, wie das in Fig. 21 gezeigt ist, jede Lüftungsgitterhälfte 102 und 104 unter Ver wendung eines Drahtes 174 eines Verfahrens zur elektro-erosiven Bearbeitung, bearbeitet. Beispiele anderer geeigneter Bearbeitungsverfahren umfassen einen Laser, eine Wasserstrahlbearbeitung, ein hoch präzises Schleifverfahren oder ein anderes geeignetes hoch präzises Bearbeitungsverfahren.

Beim Zusammenbau wird jeder Keil 106 einer der Gitterhälften 102 so positio niert, daß er über einer Keilnut 108 in der anderen Gitterhälfte 104 liegt und die beiden Hälften so weit zusammengebracht werden, bis jeder Keil 106 in einer der Keilnuten 108 aufgenommen ist. Wenn die beiden Hälften 102 und 104 so zusammengebaut wurden, daß mindestens eine ihrer axialen Oberflächen bün dig ist, wird das zusammengebaute Gitter an einem Stift oder einer Gußform befestigt. Wenn es gewünscht wird, so kann das Gitter zumindest an seinem Umfang mit dem Material, das die Tasche umgibt, verschweißt werden, um das Gitter zu befestigen. Wenn es gewünscht wird, so können das Gitter und das Material, das das Gitter umgibt, verformt werden, um das Gitter in der Tasche aufzunehmen.

Im Betrieb wird Atmosphäre im Hohlraum der Gußform durch das Entlüf tungsgitter 70 abgeführt, wenn ein härtbares Material in den Hohlraum einge spritzt wird. Das härtbare Material gelangt nicht durch die Schlitze 132 des Gitters 70. Wenn es gewünscht wird, so können Gas, Luft, Dampf oder ein an deres Fluid in entgegengesetzter Richtung durch das Entlüftungsgitter 70 in den Hohlraum der Gußform geleitet werden.

Fig. 22 zeigt ein System 200 für das Abführen von Luft und Gas aus dem Hohlraum einer Gußform während des Gießens. In einer bevorzugten Ausfüh rungsform umfaßt das System 200 eine Quelle 202 positiven Drucks (Über druck), wobei es sich dabei vorzugsweise um eine pneumatische Druckleitung oder eine Leitung, die ein anderes Fluid führt, handelt. Die Größe des Drucks der Quelle 202 kann unter Verwendung eines Meßinstruments 204 oder einer anderen Meß- oder Anzeigevorrichtung angezeigt werden. Ein Kanal oder eine Leitung 206 führt von der Quelle 202 zu einer Vakuumquelle 208, wobei es sich hier vorzugsweise um eine Vakuumpumpe, wie eine Vakuumpumpe des Venturi-Typs, handelt. Wenn es gewünscht wird, so kann die Vakuumquelle eine Membranpumpe, eine Rotationspumpe, eine Kolbenpumpe oder ein ande rer Typ einer Vakuumquelle sein. Wenn es gewünscht wird, so können Gas oder ein Fluid von der Quelle 202 in einen Sumpf oder ein Becken 210, wie einen Luftschalldämpfer oder einen anderen Typ eines Gehäuses entlüftet wer den.

Ein erstes Steuerventil 212 reguliert den Fluß durch die Leitung 206 zur Pumpe 208. Wenn das Ventil 212 sich in geschlossener Stellung befindet, wie in der geschlossenen Stellung, die in Fig. 21 gezeigt ist, so fließt kein Gas zur Pum pe 208, und die Pumpe 208 kann kein nutzbares Vakuum erzeugen. Wenn das Ventil 212 sich in geöffneter Position befindet, nämlich in einer Position, die nicht der geschlossenen Position, die in Fig. 22 gezeigt ist, entspricht, so fließt, wie der Pfeil 214 entlang der Leitung 206 anzeigt, Gas von der Quelle 202 zur und vorzugsweise durch die Pumpe 208. Vorzugsweise besitzt das Ventil 212 mindestens zwei Positionen, und es kann ein Zweiwegeventil sein, das durch einen Magnetspule oder eine andere Betätigungsvorrichtung betätigt werden kann.

Während des Betriebs zieht mit einem zweiten Steuerventil 216, das in einer Evakuierungsposition (die in Fig. 22 gezeigt ist) angeordnet ist, die Vakuum pumpe 208 Gas aus dem Hohlraum 34 der Gußform durch die Leitung 218. In einer bevorzugten Ausführungsform des Systems 200 steht die Leitung 218 mit einem Stift 42 in Verbindung, um Gas aus dem Hohlraum 34 der Gußform durch eine Entlüftung 40 im Stift 42 zu ziehen. Die Entlüftung 40 kann jedoch, wenn dies gewünscht wird, unbeweglich in einer Wand des Hohlraums 34 der Gußform fixiert sein.

Das System 200 kann konstruiert und angeordnet sein, um das Ausstoßen eines Teils, das gegossen wurde, durch das Hindurchleiten eines Gasstroms durch die Leitung 218 und die Entlüftung 40 in den Hohlraum 34 der Gußform zu unter stützen. Um dies zu erreichen, weist das zweite Steuerventil 216 eine Ausstoß position auf, die entfernt von seiner Evakuierungsposition angeordnet ist, so daß sich die diagonale Leitung 220 von der Leitung 222 zur Leitung 218 er streckt. Die Leitung 222 steht in Verbindung mit der Versorgung 202, so daß wenn das Ventil 216 in seiner Ausstoßposition angeordnet ist, ein Fluid, vor zugsweise Gas unter Druck, durch die Leitung 222 und die Leitung 218 durch die Entlüftung 40 und in den Hohlraum 34 der Gußform fließt. Vorzugsweise hat das Ventil 216 mindestens zwei Positionen, wobei es sich um ein Zweiwe geventil handeln kann, das durch eine Magnetspule oder eine andere Betäti gungseinrichtung betätigt werden kann. In einer bevorzugten Ventilanordnung ist das Ventil 216 ein Dreipositions- oder Dreiwegerichtungsventil.

Obwohl es nicht gezeigt ist, so wird, wenn es sich bei den Ventilen 212 und 216 um von einer Magnetspule betätigte Ventile handelt, der Betrieb der Ma gnetspulen vorzugsweise durch eine Schaltung gesteuert, wie beispielsweise eine Zeitsteuerungsschaltung, eine programmierbare Steuervorrichtung oder dergleichen, die das Öffnen und Schließen der Ventile 212 und 216 gemäß dem Betrieb der Gußform synchronisiert. Wenn es beispielsweise gewünscht wird, Gas aus dem Hohlraum 34 der Gußform zu entfernen, so wird das Ventil 212 in seiner offenen Position und das Ventil 216 in seiner Evakuierungsposition an geordnet, und eine passende Magnetspule für jedes Ventil wird betätigt, wenn dies notwendig wird. Wenn es gewünscht wird, so kann das Ventil 212 in die geschlossene Stellung bewegt werden, wenn das härtbare Material vollständig oder nahezu vollständig den Hohlraum 34 der Gußform gefüllt hat. Wenn es gewünscht wird, das Ausstoßen des gegossenen Teils aus dem Hohlraum 34 der Gußform zu unterstützen, so wird das Ventil 212 in seine geschlossene Po sition gebracht, und das Ventil 216 wird in seine Ausstoßposition gebracht.

Wenn es gewünscht wird, so können die Ventile 212 und 216 in ihre jeweiligen Positionen bewegt werden, um das Ausstoßen eines Teils zu erleichtern, wenn die Hälften der Gußform getrennt werden oder nachdem sie getrennt wurden.

Wenn es gewünscht wird, so kann das System 200 auf diese Weise verwendet werden, um ein Fluid während des Gießens in die Gußform einzuführen. Bei spielsweise können ein Inert-Gas, wie Stickstoff, Kohlendioxyd, Argon, Neon, ein anderes Gas oder eine Kombination von Gasen in den Hohlraum der Guß form vorzugsweise für ein Schaumformen (foam molding) oder bei expandie renden Gußtechniken (expanded molding applications) eingebracht werden. Halogenhaltige Gase und Alkane mit niedrigem Molekulargewicht können ebenfalls verwendet werden. Andere Typen physikalischer Blähmittel (Schäu mungsmittel) können ebenfalls verwendet werden.

Ein Beispiel einer Anwendung eines Schaumformens, bei dem ein Inert-Gas in den Hohlraum 34 der Gußform eingegeben wird, während das härtbare Materi al in den Hohlraum 34 eingegeben wird oder eingegeben wurde, ist das Schaumformen von gegossenem expandiertem Polystyren (molded expanded polystyrene foam molding). Eine andere Anwendung der Schaumformung, bei für die die Verwendung des Verfahrens geeignet ist, ist die Kunststoffschaum formung oder die Strukturschaumformung. Das Gas wird in die Gußform ein gegeben, bevor das härtbare Material hart wird.

Im Betrieb wird mit dem Ventil 212 in der geschlossenen Position, wie das in Fig. 22 gezeigt ist, und dem Ventil 216 in seiner Ausstoßposition (das heißt, weg von seiner Evakuierungsposition, die in Fig. 22 gezeigt ist), Gas von der Gasquelle 202 in den Hohlraum der Gußform durch den Stift 42 und die Ent lüftung 40 eingeführt. Wenn ein Entlüftungsgitter der Konstruktion, wie sie in Fig. 3 gezeigt ist, verwendet wird, so kann Gas durch die Schlitze im Gitter 70 in den Hohlraum der Gußform ausgestoßen werden. Wenn es gewünscht wird, so können ein anderes Gitter oder eine andere Entlüftung als das Entlüf tungsgitter 70 des Typs, der in Fig. 3 gezeigt ist, verwendet werden.

Um das Einführen des Gases in das härtbare Material, das in den Hohlraum der Gußform eingeführt wird, zu erleichtern, wird ein Stift, der die Entlüftung 40 trägt, wie beispielsweise ein Stift 42, vorzugsweise in der Art, wie das in Fig. 23 gezeigt ist, in den Hohlraum erstreckt, so daß die Entlüftung 40 über der Oberfläche 38 des Hohlraums der Gußform angeordnet ist. Der Stift 42 wird in den Hohlraum 34 der Gußform ausgedehnt, während das Material sich noch in seinem härtbaren Zustand befindet, und er wird vorzugsweise ausgedehnt, wäh rend das härtbare Material in den Hohlraum eingeführt wird. Wenn es ge wünscht wird, so kann der Stift 42 vor und während des Einführens des härtba ren Materials ausgedehnt werden, so daß das Gas, das von der Entlüftung 40 ausgestoßen wird, das härtbare Material in einer gewünschten Weise auf schäumt oder expandiert, wobei die Entlüftung 40 vorzugsweise in einem Guß strom des eingeführten härtbaren Materials angeordnet ist. Beispielsweise kön nen der Stift 42 und die Entlüftung 40 nahe dem Einlaß, an dem das härtbare Material in den Hohlraum 34 der Gußform eingeführt wird, angeordnet werden, so daß die Menge des härtbaren Materials, die dem eingeführten Gas ausgesetzt wird, maximiert wird.

In einem anderen bevorzugten Verfahren wird Gas im Hohlraum 34 der Guß form durch die Entlüftung 40 für eine Zeitdauer entlüftet, bis das gießbare Ma terial, das in den Hohlraum 34 eingeführt wird, die Entlüftung 40 erreicht. Da nach oder nach einer eingestellten Zeitdauer, während der das härtbare Material in den Hohlraum eingeführt wird, wird ein anderes Gas, vorzugsweise eines der Schaumformungsgase, die oben diskutiert wurden, durch die Entlüftung 40 in den Hohlraum 34 der Gußform eingeführt. Auf diese Weise können die Ent lüftung 40 und das System 200 verwendet werden, um sogar während dessel ben Gießzyklus Gas vom Hohlraum der Gußform zu entlüften, und um Gas in den Hohlraum einzuführen.

In einem anderen bevorzugten Verfahren können ein erhitztes Gas, Dampf oder ein Fluid in den Hohlraum der Gußform eingeführt werden. Insbesondere kann ein Wärmeübertragungsmedium, wie Dampf, in die Gußform eingeführt wer den, um das Material in der Gußform zu heizen, um es weich und formbar zu machen. Wenn beispielsweise Wülste härtbaren Materials verwendet werden, so kann das System 200 verwendet werden, um das Wärmeübertragungsmedi um in den Hohlraum der Gußform einzuführen, um die Wülste des formbaren Materials im Hohlraum der Gußform zu erhitzen, um zu bewirken, daß sie weich werden, sich ausdehnen (wenn eine Ausdehnung normalerweise auftritt) und sich vorzugsweise den Konturen der Gußform anpassen.

Vorteilhafterweise sind ein solches System 200 und eine Entlüftung 400 viel seitig, da sie (1) als konventioneller Ausstoßstift, um ein gegossenes Teil aus dem Hohlraum einer Gußform auszustoßen, (2) als Gasausstoßvorrichtung für das Ausstoßen eines gegossenen Teils aus dem Hohlraum einer Gußform, (3) als Entlüftung für das Entlüften von Gas aus dem Hohlraum der Gußform wäh rend des Gießens, (4) als Gaseinführsystem für ein Schaumformen und ein ex pandierendes Formen, als auch (5) als Wärmeübertragungsmediumsheizsystem für das Heizen eines formbaren Materials in einer Gußform verwendet werden können.

Die Fig. 23-25 zeigen eine andere bevorzugte Ausführungsform einer Stiftentlüftung 240. Die Entlüftung 240 umfaßt einen Stift 242 mit einem Ent lüftungskopfteil 244, der mindestens einen Teil aufweist, der so maschinell be arbeitet oder anderswie geformt ist, daß er kleiner als der Rest der Hülse 50 ist, die axial vom Kopf 244 beabstandet ist. Durch diese Konstruktion liefert der kleinere Entlüftungskopf 244 einen Zwischenraum 246 zwischen sich und der Seitenwand oder dem inneren Umfang 248 der Bohrung, in welcher der Stift 242 aufgenommen ist. Die Bohrung ist vorzugsweise in einem Hohlraum einer Gußform einer der Gußformhälften angeordnet.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Entlüftungskopf 244 rund und weist einen Durchmesser auf, der kleiner als der Durchmesser des Restes der Hülse 50 ist, so daß die Hülse 50 durch die Bohrung geführt wird, wobei aber der kleinere Kopf 244 einen Zwischenraum 246 zwischen dem Kopf 244 und der Seitenwand 248 der Bohrung, die die Bohrung definiert, liefert. Der Zwi schenraum 246 wird so gewählt, daß er groß genug ist, um es Gas in der Guß form zu gestatten, durch den Zwischenraum 246 hindurch und aus der Gußform heraus zu gehen, während er klein genug ist, um zu verhindern daß das härtbare Material, das den Hohlraum der Gußform füllt, in den Zwischenraum 246 hin ein gezogen wird. Vorzugsweise führt der Zwischenraum 246 zu einem Ab stand von nicht mehr als ungefähr 0,005 Inch und nicht weniger als ungefähr 0,0005 Inch zwischen dem äußeren Radius des Kopfes 244 und der Seitenwand 248 der Bohrung. Ein solcher Bereich der Größe eines Zwischenraums ist nicht trivial, da er den Fluß des Gases durch den Zwischenraum 246 gestattet, aber sich dem härtbaren Material, das in und durch den Zwischenraum 246 fließen will, entgegen stellt und dies vorzugsweise vollständig verhindert.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Zwischenraum 246 kontinuier lich um den Umfang des Kopfes 244 herum geführt. Wenn es gewünscht wird, so kann der Zwischenraum diskontinuierlich sein. Beispielsweise kann der Kopf 244 mit einer oder mehreren sich radial erstreckenden Rippen oder Vor sprüngen versehen sein, wobei diese ungefähr dieselbe äußere radiale Erstrec kung wie der Rest der Hülse 50 aufweisen.

Wenn man insbesondere Fig. 25 betrachtet, so ist axial vom Kopf 244 beab standet eine Vertiefung 250 im Stift 242 vorgesehen, wobei diese eine Kammer zwischen dem Stift 242 und der Seitenwand 248 der Bohrung definiert. In sei ner bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Ausdehnungskammer 250 eine Rille, die durch einen entgegengesetzt hereingezogenen Teil 252 des Stiftes 242 neben dem Stiftkopf 244 gebildet wird. Die Funktion der Kammer 250 be steht darin, den Druck des Gases, das durch den Zwischenraum 246 entlüftet wird, schnell zu erniedrigen, um jegliche Kondensation oder einen Formungs aufbau im Gebiet des Zwischenraums 246 zu verhindern.

Wenn es gewünscht wird, kann der entgegengesetzt hereingezogene Teil 252 axial vom Kopf 244 durch eine äußere Seitenwand 254, die sich radial nach außen aber weniger als die radial nach außen erstreckende Ausdehnung der Stifthülse 50 erstreckt, beabstandet werden. Wenn der Stift 242 eine solche Seitenwand 254 aufweist, so ist die Länge der Seitenwand 254 nicht größer als ungefähr 0,060 Inch, um das Oberflächengebiet, entlang dem sich das entlüftete Gas kondensieren kann, zu minimieren.

Die Entlüftung 240 umfaßt ferner einen sich axial erstreckenden Durchgang 256. In der bevorzugten Ausführungsform, die in den Fig. 23-25 gezeigt ist, ist der Durchgang 256 zwischen dem Stift 242 und der Seitenwand 254 der Bohrung angeordnet. Wenn es gewünscht wird, so kann der Durchgang 256 in der Gußform, dem Stift oder einer Kombination der beiden angeordnet werden. In der gezeigten bevorzugten Ausführungsform wird der Durchgang 256 durch eine sich axial erstreckende Flachstelle 258 gebildet.

Im Betrieb bewegt sich Gas, das durch den Zwischenraum 246 entlüftet wird, durch die Kammer 250 zum Durchgang 256, wo es vorzugsweise aus der Gußform abgeführt wird. Wenn die Komponente im Hohlraum der Gußform in geeigneter Weise gehärtet ist, so öffnet sich die Gußform und die Stiftentlüf tung 240 wird in den Hohlraum erstreckt. Das axiale Ende des Entlüftungs kopfes 244 liegt an der Komponente und drückt die Komponente weg von der Oberfläche des Hohlraums der Gußform, um somit die Komponente aus der Gußform auszustoßen.

In einem Verfahren zur Herstellung der Stiftentlüftung 240 oder des Stiftes 42 wird ein Stangenmaterial materiell bearbeitet. Ein Beispiel eines geeigneten Materials, das vorzugsweise verwendet wird, ist H13 Stahl, da dieses Material verhindert, daß der Stift die Gußform verschleißt. Andere geeignete Materiali en, die beispielsweise härtbaren rostfreien Stahl einschließen, können verwen det werden. Das Stangenmaterial wird maschinell bearbeitet, um die Entlüf tungsmerkmale der Stiftentlüftung 240, die den Entlüftungskopf 244, jegliche Oberfläche des Kopfes 254 und alle Kanäle 252 oder 254, die vom Kopf 244 wegführen und durch die das Fluid während der Entlüftungsoperation fließen wird, auszubilden. Die Hülse des Stiftes wird vorzugsweise auch während die ses Schritts maschinell bearbeitet.

Nachdem dieser maschinelle Bearbeitungsschritt beendet ist, wird die gesamte teilweise fertiggestellte Stiftentlüftung 240 durch eine Wärmebehandlung auf eine Härte von ungefähr Rockwell C 30 bis 50 halb gehärtet. Danach wird die Stiftentlüftung 240 präziser maschinell bearbeitet, vorzugsweise durch ein spit zenloses Schleifen, um der Hülse 50 einen präzisen gewünschten Durchmesser zu verleihen. Das axiale Ende des Entlüftungskopfes 244 wird ebenfalls flach geschliffen.

Wenn die Stiftentlüftung 240 präzise maschinell bearbeitet wurde, so werden der Entlüftungskopf 244 und die Hülse 50 vorzugsweise durch Nitrieren weiter gehärtet. Daher besteht das Stangenmaterial vorzugsweise aus einem nitrierba ren Material. Wenn die Stiftentlüftung 240 später auf ihre Länge geschnitten wird, so wird der vergrößerte Teil 88 nicht nitriert, um ihn maschinell bearbeit bar zu halten. Indem der vergrößerte Teil 88 maschinell bearbeitbar gehalten wird, kann die Länge 90 präzise für die Gußform, in der der Einbau erfolgen soll, geschnitten werden.

Die Stiftentlüftung 240 kann in den Normgrößen eines Ausstoßstiftes mit 3/16 Inch, 3/8 Inch, 1/4 Inch, 5/16 Inch, 1/2 Inch etc. ausgebildet werden. Die Stif tentlüftung 240 kann einen Inch lang oder länger sein, wenn dies gewünscht wird.

Es sollte auch verständlich sein, daß obwohl die vorangehende Beschreibung und die Zeichnungen im Detail bevorzugte Ausführungsformen der vorliegen den Erfindung beschreiben und darstellen, die Beschreibung Fachleuten, die die vorliegende Erfindung betrifft, viele Modifikationen und Konstruktionen als auch stark unterschiedliche Ausführungsformen und Anwendungen vor schlägt, ohne daß dadurch vom Wesen und Umfang der Erfindung abgewichen wird. Die vorliegende Erfindung soll daher nur durch den Umfang der ange fügten Ansprüche beschränkt werden.

Claims

1. Gußform für das Gießen eines härtbaren Materials, umfassend:
eine vertiefte Gußformoberfläche, die einen Hohlraum der Gußform bil det, der das härtbare Material aufnimmt;
einen Durchgang, der eine Öffnung hat, die in einer Gasflußverbindung mit dem Hohlraum der Gußform steht; und
eine Entlüftung, die im Durchgang angeordnet ist, und die so konstruiert und angeordnet ist, daß es Gas oder Dampf gestattet wird, durch die Entlüftung zu fließen, wohingegen die Entlüftung sich dem Fluß des härtbaren Materials durch sie hindurch entgegenstellt.

2. Gußform nach Anspruch 1, wobei die Entlüftung einen perforierten Einsatz, der im Durchgang angeordnet ist, umfaßt.

3. Gußform nach Anspruch 2, wobei der Einsatz in Form einer Preßpassung im Durchgang befestigt wird.

4. Gußform nach Anspruch 2, wobei sie weiter eine Hülse umfaßt, die im Durchgang aufgenommen ist, wobei der Einsatz in der Hülse aufgenommen ist.

5. Gußform nach Anspruch 4, wobei der Einsatz in Form einer Preßpassung in der Hülse befestigt ist, und wobei die Hülse in Form einer Preßpassung im Durchgang befestigt ist.

6. Gußform nach Anspruch 2, wobei der Einsatz eine Vielzahl von Entlüf tungskanälen aufweist, wobei jeder der Entlüftungskanäle so konstruiert und angeordnet ist, daß er den Fluß des Gases oder Dampfes durch den Einsatz er laubt, er aber den Fluß des härtbaren Materials durch den Einsatz verhindert.

7. Gußform nach Anspruch 6, wobei der Einsatz aus einem ersten Gitterteil, das in ein zweites Gitterteil eingreift, besteht.

8. Gußform nach Anspruch 6, wobei eines der Gitterteile einen Keil und das andere der Gitterteile eine Keilnut umfaßt, und der Keil des einen Gitterteils in der Keilnut des anderen Gitterteils aufgenommen wird, um das Gitter zu bilden.

9. Gußform nach Anspruch 8, wobei eines der Gitterteile sich verschiebbar mit dem anderen der Gitterteile verschränkt, um den Einsatz auszubilden.

10. Gußform nach Anspruch 7, wobei die Gitterteile jeweils eine Vielzahl be abstandeter Finger umfassen.

11. Gußform nach Anspruch 10, wobei jeder der Entlüftungskanäle einen Schlitz umfaßt, der durch die Finger der Gitterteile gebildet wird.

12. Gußform nach Anspruch 11, wobei die Finger eines der Gitterteile sich mit den Fingern des anderen Gitterteils verzahnen, wobei jeder der Schlitze zwi schen einem der Finger von einem der Gitterteile und einem benachbarten Fin ger des anderen Gitterteils angeordnet ist.

13. Gußform nach Anspruch 11, wobei jeder der Finger eine Spitze aufweist und jedes benachbarte Paar von Fingern von jedem der Gitterteile eine Vertie fung mit einer Endwand aufweist, und die Spitze jedes Finger von einem der Gitterteile sich gegen eine Endwand der Vertiefung des anderen Gitterteils stützt, wenn die Gitterteile zusammengebaut werden, um den Einsatz zu bilden.

14. Gußform nach Anspruch 13, wobei jede Spitze von jedem der Finger ge neigt ist und jede Endwand komplementär geneigt ist.

15. Gußform nach Anspruch 14, wobei jede Endwand einen geneigten Teil aufweist, der einen Einsatz bildet, auf dem die Spitze abgestützt wird, um zu verhindern, daß das härtbare Material den Finger zum Kanal hin biegt.

16. Gußform nach Anspruch 1, wobei die Entlüftung aus einer Vielzahl von Paaren ineinander verzahnter Finger, die Schlitze zwischen mindestens einem Paar benachbarter Finger bilden, besteht.

17. Gußform nach Anspruch 2, wobei der Einsatz aus einer ersten Entlüftungs gitterhälfte und einer zweiten Entlüftungsgifterhälfte besteht.

18. Gußform nach Anspruch 1, wobei sie weiter einen Stift umfaßt, der relativ zur Oberfläche der Gußform beweglich ist, wobei ein Durchgang im Stift an geordnet ist, und wobei der Entlüftungseinsatz im Stift in einer Fluidflußver bindung mit dem Durchgang angeordnet ist.

19. Gußform nach Anspruch 18, wobei der Stift einen Ausstoßstift oder einen Gewindestift umfaßt.

20. Gußform nach Anspruch 2, wobei der Durchgang weiter eine Tasche um faßt, in welcher der Entlüftungseinsatz aufgenommen wird, wobei die Tasche eine Seitenwand aufweist, die die Tasche bildet, wobei der Entlüftungseinsatz einen Umfang aufweist und weiter eine Schweißnaht um mindestens einen Teil des Umfangs des Entlüftungseinsatzes, die den Entlüftungseinsatz an der Sei tenwand befestigt.

21. Gußform nach Anspruch 2, wobei der Durchgang eine Tasche einschließt, in welcher der Entlüftungseinsatz aufgenommen wird, wobei die Tasche eine Seitenwand besitzt, die die Tasche definiert, wobei die Seitenwand einen Preß sitz mit dem Entlüftungseinsatz bildet, um den Entlüftungseinsatz in der Tasche zu halten.

22. Gußform nach Anspruch 2, wobei der Durchgang eine Tasche einschließt, in welcher der Entlüftungseinsatz aufgenommen wird, wobei die Tasche eine Seitenwand aufweist, die die Tasche definiert, wobei die Seitenwand eine sich nach innen erstreckende Lippe aufweist, die um den Entlüftungseinsatz ver formt wird, um den Entlüftungseinsatz in der Tasche zu halten.

23. Gußform nach Anspruch 1, wobei der Entlüftungseinsatz aus einer Vielzahl beabstandeter Entlüftungskanäle durch das Entlüftungsgitter besteht, wobei jeder Entlüftungskanal eine längliche Mundöffnung aufweist, die zum Hohl raum der Gußform freiliegt, und eine Kammer, die neben dem Durchgang an geordnet ist, wobei die Querschnittsfläche der Öffnung neben der Kammer größer als die Querschnittsfläche der Mundöffnung ist.

24. Gußform nach Anspruch 1, wobei der Entlüftungseinsatz aus einer Vielzahl beabstandeter Schlitze besteht, von denen jeder mit einem Entlüftungsdurch gang im Entlüftungseinsatz in Verbindung steht, wobei mindestens einer der Entlüftungskanäle eine Kammer einschließt, die neben dem Durchgang ange ordnet ist, und eine Vielzahl von Entlüftungskanalseitenwänden, die voneinan der von einer Stelle neben ihrem Schlitz in Richtung auf die Kammer hin schräg weglaufen.

25. Gußform nach Anspruch 24, wobei die Entlüftungskanalseitenwände je weils schräg voneinander weglaufen, wobei sie einen Winkel zwischen sich bilden, der zwischen ungefähr 3° und ungefähr 9° liegt.

26. Gußform nach Anspruch 24, wobei jeder Schlitz eine Breite aufweist und jeder Entlüftungskanal weiter einen Eingangsteil neben dem Hohlraum der Gußform aufweist, der durch mindestens zwei Seitenwände des Eingangsteils definiert wird, wobei die axiale Länge des Eingangsteils zwischen ungefähr dem Dreifachen und ungefähr dem Fünffachen der Schlitzbreite liegt.

27. Gußform nach Anspruch 26, wobei die Breite jedes Schlitzes zwischen un gefähr 0,0005 Inch und ungefähr 0,005 Inch liegt, um einen Gas- oder Dampf fluß zu gestatten, während einem Fluß des härtbaren Materials ein Widerstand entgegengesetzt wird.

28. Gußform nach Anspruch 26, wobei die Seitenwände des Eingangsteils im wesentlichen parallel sind.

29. Gußform nach Anspruch 12, wobei sie weiter eine Vakuumquelle in Gas flußverbindung mit dem Durchgang umfaßt, um Atmosphäre aus dem Hohl raum der Gußform durch die Entlüftung zu ziehen.

30. Gußform nach Anspruch 1, wobei die Entlüftung einen hin und her beweg baren Stift, der in einer Bohrung aufgenommen ist, umfaßt, und wobei der Durchgang eine Bohrung umfaßt, in welcher der Stift aufgenommen ist, wobei der Stift einen Kopf aufweist, der kleiner als die Bohrung ist, was einen Zwi schenraum zwischen den beiden liefert, durch den Gas oder Dampf fließen kann, wobei dieser aber dem Fluß des härtbaren Materials ein Widerstand ent gegengesetzt.

31. Gußform nach Anspruch 30, wobei der Zwischenraum eine maximale Breite zwischen 0,005 Inch und 0,0005 Inch aufweist, wobei der Zwischen raum am schmalsten ist, um einen Gas- oder Dampffluß durch den Zwischen raum zu gestatten, aber dem Fluß des härtbaren Materials durch den Zwischen raum ein Widerstand entgegengesetzt wird.

32. Gußform nach Anspruch 31, wobei sie weiter einen Durchgang und eine Tasche im Stift und einen perforierten Entlüftungseinsatz, der in der Tasche angeordnet ist, umfaßt.

33. Gußform nach Anspruch 1, wobei die Entlüftung mindestens drei beabstan dete Schlitze, von denen jeder eine Breite zwischen 0,005 Inch und 0,0005 Inch aufweist, umfaßt, um es zu ermöglichen, daß Gas oder Dampf durch jeden Schlitz fließen, während dem Fluß des härtbaren Materials in jeden Schlitz ein Widerstand entgegengesetzt wird.

34. Gußform nach Anspruch 1, wobei sie weiter eine Gas- oder Dampfquelle, die in Verbindung mit der Entlüftung steht, umfaßt, wobei das Gas oder der Dampf während des Gießens durch die Entlüftung in den Hohlraum der Guß form eingeführt werden.

35. Gußform nach Anspruch 1, wobei sie weiter eine Vakuumquelle umfaßt, die sich in einer Gasflußverbindung mit der Entlüftung befindet, um Atmosphä re aus dem Hohlraum der Gußform durch die Entlüftung zu ziehen, und eine Fluidquelle in Verbindung mit der Entlüftung, wobei das Fluid während des Gießens durch die Entlüftung in den Hohlraum der Gußform eingeführt wird.

36. Gußform nach Anspruch 1, wobei sie weiter eine Gasquelle in Verbindung mit der Entlüftung umfaßt, wobei das Gas durch die Entlüftung eingeführt wird, nachdem das härtbare Material zu einem gegossenen Stück ausgehärtet ist, wobei das Gas, das durch die Entlüftung eingeführt wird, hilft, das gegos sene Stück von der Gußform zu trennen.

37. Gußform nach Anspruch 1, wobei sie weiter eine Gasquelle in Verbindung mit der Entlüftung umfaßt, wobei das Gas durch die Entlüftung in den Hohl raum der Gußform eingeführt wird, um das härtbare Material im Hohlraum der Gußform aufzuschäumen oder zu expandieren.

38. Gußform nach Anspruch 1, wobei sie weiter eine Quelle eines Wärmeüber tragungsmediums in Verbindung mit der Entlüftung umfaßt, wobei das Wär meübertragungsmedium durch die Entlüftung in den Hohlraum der Gußform eingeführt wird, um das härtbare Material im Hohlraum der Gußform zu er wärmen.

39. Gußform für das Formen eines härtbaren Materials, umfassend:
eine vertiefte Formungsoberfläche, die einen Hohlraum der Gußform bildet, der das härtbare Material aufnimmt;
einen Durchgang, der eine Öffnung in Gasflußverbindung mit dem Hohlraum der Gußform aufweist;
eine Entlüftung, die im Durchgang angeordnet ist, wobei die Entlüftung einen Einsatz umfaßt, der mindestens eine Vielzahl von länglichen Entlüf tungsschlitzen aufweist, von denen jeder eine Breite zwischen 0,005 Inch und 0,0005 Inch entlang des Teils des Schlitzes, wobei dessen Breite am engsten ist, aufweist, um es dem Gas oder dem Dampf zu gestatten, durch die Entlüf tung zu fließen, während verhindert wird, daß härtbares Material in die Entlüf tung eintritt.

40. Gußform nach Anspruch 39, wobei der Einsatz aus einer ersten Gitterhälfte, die in eine zweite Gitterhälfte greift, ausgebildet ist, wobei die erste Gitter hälfte mindestens drei Finger aufweist, wobei die zweite Gitterhälfte minde stens drei Finger aufweist, wobei die Finger der ersten Gitterhälfte die Finger der zweiten Gitterhälfte überlappen, und wobei die Entlüftungsschlitze zwi schen den Fingern angeordnet sind.

41. Gußform nach Anspruch 40, wobei jeder Schlitz so ausgebildet ist, daß er einen Fluß des Gases oder des Dampfes in zwei Richtungen gestattet.

42. Gußform nach Anspruch 39, wobei die Entlüftung mindestens fünf Schlitze aufweist.

43. Verfahren zur Herstellung eines Entlüftungseinsatzes für eine Entlüftung einer Gußform, umfassend:

a) Bereitstellen eines Materialrohteils;
b) Schneiden des Materials in mindestens eine Scheibe;
c) Schneiden der Scheibe in zwei Stücke, die zusammengebaut werden können;
d) maschinelles Einarbeiten einer Vielzahl von Vertiefungen in jedes Stück, die einen Finger zwischen jedem Paar benachbarter Vertiefungen festle gen; und
e) Zusammenfügen der beiden Stücke, um einen Entlüftungseinsatz auszubilden, der mindestens einen länglichen Entlüftungsschlitz aufweist, der zwischen einem Paar von Fingern angeordnet ist.

44. Verfahren nach Anspruch 43, wobei während des Schritts (d) die Vertie fungen unter Verwendung eines Verfahrens zur erosiven Bearbeitung maschi nell ausgebildet werden, und die beiden Stücke zusammengefügt werden, wo bei der längliche Entlüftungsschlitz eine maximale Breite zwischen 0,005 Inch und 0,0005 Inch aufweist.

45. Verfahren nach Anspruch 44, wobei die Scheibe aus rostfreiem Stahl be steht und während des Schritts (d) die Vertiefungen unter Verwendung eines EDM-Bearbeitungsverfahrens mit einem Draht mit einer Toleranz von unge fähr ±0,0002 Inch hergestellt werden.

46. Verfahren nach Anspruch 43, wobei nach Schritt (b) der Schritt weiter die maschinelle Herstellung eines Paars von Keilnuten in einem der Stücke und die maschinelle Herstellung eines Paars von Keilen im anderen der Stücke umfaßt, und während Schritt (e) die Stücke durch ein zwangsweises In-Eingriff- Bringen der Keile mit den Keilnuten zusammengefügt werden.