DE1132688B - Absaugvorrichtung zum Entlueften der Formen in Druckgiessmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Absaugvorrichtung zum Entlüften der Formen von Druckgießmaschinen mit einem absperrbaren Anschluß an einen Entlüftungskanal der Form.

Vorrichtungen dieser Art sind unter anderem in den schweizerischen Patentschriften 302 974, 306 274 und 317 964 beschrieben. Es handelt sich dabei um Absperrvorrichtungen, welche dauernd fest mit der Gießform verbunden sind.

Obwohl die vorgenannten Ventile, welche die Ent- ίο lüftung bzw. Entgasung der Gießformen steuern, zufriedenstellend arbeiten, bringt ihre Montage auf der einen Hälfte der Gießformen Schwierigkeiten mit sich, teils, weil es hierfür an Raum fehlt, teils, weil dabei eine ungünstige Erwärmung entsteht, durch welche die Dichtungselemente der Ventile eine Zerstörung erfahren. Hinzu kommt, daß jede Reparatur oder Wartung der Ventile dazu zwingt, die eine Formhälfte zu demontieren, was naturgemäß dort besonders lästig ist, wo es sich um Formen großer Abmessungen handelt.

Es hat sich darüber hinaus auch ergeben, daß die Anpassung der Ventile an die Formen zwar dort im allgemeinen leicht möglich ist, wo es sich um neue Formen handelt, die folgerichtig aufgebaut werden können, daß aber eine solche Anpassung vielfach unmöglich ist, wenn es sich um gebrauchte Formen handelt. Die Formen sind bekanntlich gehärtet, so daß . ihre etwa erforderlich werdende Bearbeitung auf Schwierigkeiten stößt, ganz abgesehen davon, daß eine solche Bearbeitung oder etwa eine Schweißung dazu führen kann, in der Form neue Spannungen und Verformungen hervorzurufen, die unter allen Umständen vermieden werden müssen.

Die geschilderten Nachteile werden gemäß der Erfindung dadurch behoben, daß am Maschinengehäuse ein Absauganschluß einstellbar derart befestigt ist, daß nur sein beweglicher Teil mit seiner Dichtung auf eine Dichtfläche der Form zum Absaugen aufzusetzen und sein Ventilkolben für sich dicht schließend auf 40 ■ die Auslaßöffnung des Entlüftungskanals der Form aufzusetzen ist, wobei nur bei auf die Form aufgesetztem beweglichem Teil des Absauganschlusses und nicht auf der Auslaßöffnung aufsitzendem Ventilkolben der Entlüftungskanal in der Form unter der Einwirkung der Absaugvorrichtung steht.

Die Vorteile, die dadurch gegenüber den fest eingebauten Ventilen erzielt werden, bestehen nicht allein in der einfacheren Wartungs-, Reparatur- und Montagemöglichkeit des Ventils und in der Vermeidung der sich ungünstig auswirkenden Erwärmung der Dichtungselemente. Der Erfindungsgegenstand hat Absaugvorrichtung zum Entlüften
der Formen in Druckgießmaschinen

Anmelder:
Fritz Hodler, Territet, Waadt (Schweiz)

Vertreter: Dr.-Ing. F.Mayer, Patentanwalt,
Berlin-Dahlem, Hüttenweg 15

Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 1. Oktober 1957 (Nr. 51153)

Fritz Hodler, Territet, Waadt (Schweiz),
ist als Erfinder genannt worden

vielmehr auch zur Folge, daß zum Anschluß einer Form an das beschriebene Ventil lediglich ein dünner Kanal in die Form eingearbeitet zu werden braucht, was auch bei gehärteten Formen möglich ist. Zudem ergibt sich nunmehr die Möglichkeit, den Zeitpunkt des Ventilabschlusses zu regulieren, ohne die Form von der Maschine zu nehmen.

Das Ventil kann außerdem in Verbindung mit einer großen Zahl von Formen Verwendung finden. Es läßt sich auf dem Maschinengehäuse an irgendeiner Stelle montieren, die der Anlage und Größe der Form gerecht wird. Schließlich bietet die Erfindung auch noch den Vorteil, daß die Kapazität des Luftdurchganges leicht an das Volumen des Formenhohlraumes angepaßt werden kann, wodurch in jedem Falle eine zufriedenstellende Entlüftung bzw. Entgasung sichergestellt ist.

Die Erfindung ist zu ihrer weiteren Verdeutlichung in der Zeichnung beispielhaft dargestellt. Dabei ist lediglich die Absaugvorrichtung zum Entlüften der Formen — die in Verbindung mit einer Druckgießmaschine wiedergegeben ist — in detaillierter Form dargestellt. Tatsächlich läßt sich die Absaugvorrichtung gemäß der Erfindung auf Druckgießmaschinen der verschiedensten Konstruktion anwenden, unabhängig davon, ob es sich beispielsweise um eine Warmkammer- oder Kaltkammergießmaschine vertikaler oder horizontaler Konstruktion handelt.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Teil einer Druckgießmaschine mit hydraulischer Steuerung, wobei die

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Gießform geschlossen ist und mit der Absaugvorrichtung in Verbindung steht;

Fig. 2 zeigt schematisch die eine Hälfte der Gießform mit einem Luftauslaßkanal;

Fig. 3 veranschaulicht die gleiche Einrichtung wie Fig. 1 bei geöffneter Form;

Fig 4 gibt einen Horizontalschnitt durch die Evakuierungsvorrichtung wieder, wobei die Gießform geöffnet ist;

zweigt ist, wie dies in der schon erwähnten schweizerischen Patentschrift 317 964 beschrieben ist.

Die verschiedenen Arbeitsphasen der Gießmaschine werden mit Hilfe eines Schalthebels 26 gesteuert, der die aus Fig. 1 ersichtlichen drei Stellungen I, II und III einnehmen kann.

Derjenige Teil der Maschine, der sich von dem eingangs erwähnten Stand der Technik in der erfindungsgemäßen Weise unterscheidet, betrifft die besondere

Fig. 5 entspricht Fig. 4 bei geschlossener Form, aber io Anordnung oder Anlage des Ventils. Dieses Ventil ist.

vor Schließung des Ventils;

Fig. 6 zeigt den gleichen Schnitt wie Fig. 4 und 5, aber bei geschlossenem Ventil.

Die in Fig. 1 dargestellte Druckgießmaschine weist

wie aus den Fig. 4 bis 6 hervorgeht, in einem Zentralkörper 27 unabhängig von der aus den beiden Formhälften 3 und 4 bestehenden Form 2 montiert. Der Zentralkörper 27 seinerseits ist gegenüber dem Maschinengehäuse 1 beweglich, so daß er während des Arbeitsvorganges mit der Form 2 in Berührung gebracht und nach erfolgter Einspritzung von ihr wieder entfernt werden kann, wobei besondere Steuermittel beliebiger Art den Ventilkolben 24 auf Abschluß des

ein Gehäuse 1 auf, auf welchem eine Form 2 aus den 15
beiden Hälften 3 und 4 montiert ist. Eine Verriegelungsvorrichtung hält diese beiden Formhälften gegeneinander. Sie arbeitet im allgemeinen mit einer Kniehebelkonstruktion und weist im Zeichnungsbeispiel
einen hydraulischen Zylinder 5 auf, in welchem sich 20 Kanals 22 schalten, sobald die Gießoperation stattein Kolben 6 bewegt. Letzterer wiederum wirkt über findet. Bei der in Fig. 4 bis 6 dargestellten Ausfüheinen Schaft 7 auf ein Sperrorgan 8 ein, das dazu dient, rungsform sitzt der Ventilkolben 24 im Innern eines den Formteil 3 gegen den sich auf das Maschinen- glockenförmigen Teiles 28. Letzterer ist fest mit dem gestell 1 abstützenden Formteil 4 zu drücken. Das Zentralkörper 27 verbunden, wobei sein Rand 29 Verriegelungselement 8 wird meist von nicht darge- 25 dicht an die Form 2 angelegt werden kann, während stellten Stangen getragen, die in festen Lagern des Ma- der Einspritzvorgang stattfindet. Die Auslaßöffnung

30 des Kanals 22 wird also von dem Rand 29 des Teiles 28 umschlossen.

Wie die Fig. 4 bis 6 veranschaulichen, besteht der Zentralkörper 27 aus einem Differentialkolben, der eine breite Querschnittsfläche 31 und entgegengesetzt eine viel kleinere Querschnittsfläche 32 aufweist. Der Differentialkolben gleitet in einem entsprechenden Zylinder 33, der den Hauptventilkörper darstellt und am Maschinengehäuse mit Hilfe von Ansätzen 34 und Schrauben 34 a befestigt ist. Der Teil 35 des Zylinders 33, in welchem die größere Fläche 31 des Differentialkolbens 27 gleitet, wird durch ein Kopfstück 36 abgeschlossen; er steht mit einer Verlängerung 37 der den

schine aus über zugehörige Leitungen in die Zylinder 5 40 Zylinder 5 speisenden Leitung 18 in Verbindung. Eine und 15 gelangt. Die Druckflüssigkeit wird beispiels- Dichtung 38 gewährleistet die Abdichtung der Fläche

schinengehäuses kufen. Der Formteil 3 ist mit Bohrungen für Stifte 3 a einer Auswerfervorrichtung versehen, die, da bekannt, keiner ausführlichen Schilderung bedarf.

Das Maschinengehäuse 1 trägt eine Druckkammer 9, in welche das geschmolzene Metall über eine Öffnung 10 eingefüllt wird. Dieses Metall wird in den Hohlraum 11 der Form 2 mittels eines Druckkolbens 12 gedrückt, der über eine Stange 13 mit einem Kolben 14 in Verbindung steht, der seinerseits in einem Zylinder 15 läuft.

Die Kolben 6 und 14 werden durch hydraulischen Druck gesteuert, der von einem Schalter 16 der Ma-

weise von einer Pumpe aus über eine Leitung 17 zum Schalter 16 gefördert. Von dort aus kann dann über eine Leitung 18 der Zylinder 5 gespeist werden, um die Schließung der Form 2 zu bewerkstelligen. Eine Leitung 19 dient dazu, ohne Unterbrechung Druckflüssigkeit auf die andere Seite des Kolbens 6 zu leiten, um die Öffnung der Form 2 hervorzurufen. Eine weitere Leitung 20 führt vom Schalter 16 aus zum

31 des Differentialkolbens im Teil 35 des Zylinders 33. Letzterer weist eine weitere Bohrung 39 von größerem Durchmesser auf, in welchem sich die Stirnfläche bzw. Schulter 32 des Differentialkolbens befindet. Dichtungen 40 und 41, die durch Führungsringe 42, 43 und 44 gehalten werden, sichern den Abschluß zwischen der Bohrung 39 einerseits und dem Kolben 31, 32 andererseits. Der Führungsring 43 stützt sich axial auf

Zylinder 15, um den Kolben 14 zwecks Einpressens 50 einen Gewindering 45 ab, der in das rechtsseitige Ende des Metalls in die Form zu betätigen. Eine Leitung 21 des Zylinders 33 eingeschraubt ist. Die Bohrung 39 endlich dient dazu, den Kolben 14 in entgegengesetzter
Richtung zu verschieben, was also der Zurückziehung

des Druckkolbens 12 entspricht.

des Zylinders 33 steht mit der Leitung 19 über eine Verlängerung 46 derselben in Verbindung.

Der Ventilkolben 24 besteht aus einem Schaft, der

Die Form 2 ist mit einem Kanal 22 versehen, der 55 durch einen in einer zylindrischen Ausnehmung 48 des den Abstrom der im Formhohlraum 11 enthaltenen Zentralkörpers 27 laufenden Kolben 47 gesteuert wird. Luft gestattet. Auch die in der Druckkammer 9 ent- Der Zylinder 48 wird an seinem rechten Ende durch haltene Luft kann während des Einspritzvorganges den schon erwähnten glockenförmigen Teil 28 abgeüber den Kanal 22 entweichen, der seinerseits in eine schlossen, der eine mit Gewinde versehene Verlänge-Leitung 23 mündet, die mit einer Absaugevorrichtung 60 rung 49 aufweist, die in den Zylinder 48 eingeschraubt 62 in Verbindung steht, um so die Erzeugung eines ist. Der Kolben 47 wird in die Öffnungsstellung des Vakuums im Formhohlraum 11 vor Beginn des Ein- Ventilkolbens 24 durch eine Rückholfeder übergeführt, Spritzvorganges zu ermöglichen. Ein Ventilkolben 24 die in der Zeichnung durch eine Schraubenfeder 50 steuert den Auslaß des Kanals 22, um ihn im Augen- angedeutet ist. Regelungsmittel gestatten es, die Rückblick der Füllung der Form mit dem geschmolzenen 65 holkraft der Feder 50 zu variieren. Im gegebenen Falle Metall zu verschließen. Im Zeichnungsbeispiel wird bestehen diese Regelungsmittel aus einer Gewindeder Ventilkolben 24 durch hydraulischen Druck über büchse 51, die in den Mittelteil der Glocke 28 eingedie Leitung 25 betätigt, die von der Leitung 20 abge- schraubt ist, d. h. in eine Büchse 51 derselben, gegen

welche sich die Feder 50 abstützt. Das äußere Ende 52 dieser Büchse ist derart profiliert, daß es mit Hilfe eines entsprechend geformten Werkzeuges gedreht werden kann.

Ein Kanal 53, der in den Zentralkörper 27 gebohrt und durch ein Anschlußnippel 54 verlängert ist, verbindet den linken Teil des Zylinders 48 mit der Leitung 20 über die Ableitung 25. Der Kolben 47 ist mit einer Dichtung 55 versehen.

Den Rand der Glocke 28 bildet ein besonderes Kopfstück 56, das auf das Ende der Glocke 28 aufgeschraubt ist. Zwischen die beiden Teile, die auf diese Weise die Glocke bilden, ist ein Filter 57 eingespannt, das eine Mittelöffnung zum Durchgang des Ventilkolbens 24 aufweist.

Die Anordnung des Ventilkolbens 24 ist, wie aus den Fig. 4 bis 6 hervorgeht, so, daß sich seine Achse in der Teilungsebene 58 zwischen den Formteilen 3 und 4 befindet, wobei die Ventilachse senkrecht zur Fläche 59 der Form verläuft, in welche der Kanal 22 mündet.

Die vorstehend beschriebene Maschine arbeitet wie folgt:

Wenn der Schalthebel 26 von Position I nach Position II verschoben wird, wird die Leitung 18 mit Druckflüssigkeit beschickt. Der Kolben 6 wird dann nach rechts gedrückt, und zwar entgegen der Wirkung des Flüssigkeitsdruckes, der über die Leitung 19 auf die andere Kolbenseite einwirkt. Auf diese Weise wird das Verriegelungselement 8 verschoben, das nun seinerseits die Formteile 3 und 4 miteinander in Berührung bringt. In diesem Augenblick erhöht sich der Druck im Zylinder 5, was eine Verschiebung des Zentralkörpers 27 und der Glocke 28 gegen die Fläche 59 der Form 2 hin zur Folge hat. Der hydraulische Druck, der auf den Zylinderteil 35 einwirkt, preßt die Glocke 28 stark gegen die Fläche 59, und ein Ring 61, z. B. aus Aluminium, gewährleistet die Abdichtung zwischen dem Rand der Glocke und der Fläche 59. Die Leitung 23, die mit dem Inneren der Glocke 28 über einen Durchlaß in Verbindung steht, erlaubt es nun der Saugvorrichtung 62 die Form 11 zu entlüften. Sobald eine Charge geschmolzenes Metall in die Druckkammer 9 über die Öffnung 10 eingeführt ist, wird der Schalthebel 26 in die Position III verschoben. Bei dieser Stellung des Schalthebels steht die Leitung 18 fortwährend unter Druck, was die Verriegelung der beiden Teile 3 und 4 der Form sicherstellt. Zugleich wird nun auch die Leitung 20 unter Druck gesetzt. Die eigentliche Einspritzung des Metalls wird durch Verschiebung des Kolbens 14 im Zylinder 15 bewerkstelligt. Dies hat den Vorschub des Druckkolbens 12 in der Druckkammer 9 in Richtung auf Formteil 3 zur Folge. Der Druck nimmt dabei auch in der Leitung 25 zu. Dessenungeachtet wird allerdings der Ventilkolben 24 in Schließstellung des Kanals 22 erst übergeführt, wenn der Druck in der Leitung 25 einen Wert erreicht, der über der Gegenkraft der Feder 50 liegt. Da nun aber diese Gegenkraft mit Hilfe der Büchse 51 geregelt werden kann, ist es möglich, den Augenblick des Verschlusses des Kanals 22 durch den Ventilkolben 24 auf einen Zeitpunkt zu legen, der nach dem Durchgang des geschmolzenen Metalls durch den verengten Teil 63 des Einspritzkanals zur Form 11 liegt. Vorzugsweise wird dieser Zeitpunkt so gewählt, daß die Einspritzphase annähernd abgeschlossen ist. Da der Druckabfall, der infolge des Durchganges des geschmolzenen Metalls durch die verengte Stelle 63 hervorgerufen wird, eine ausreichende Erhöhung des Druckes in der Leitung 25 hervorruft, um die Kraft der Gegenfeder 50 zu überwinden, verstellt sich nun der Ventilkolben 24 in Richtung gegen die Auslaßöffnung des Kanals 22 hin, um auf diese Weise die Form 2 abzuschließen (vgl. Fig. 6).

Wenn der Einspritzvorgang beendet ist, wird der Schalthebel von Stellung III in Stellung I übergeführt, in welcher die Leitungen 18 und 20 über eine Leitung 60 entlastet werden, während die Leitung 21 mit Druckflüssigkeit gefüllt wird. Der Druck, der kontinuierlich auf die Ringfläche 32 des Differentialkolbens 27 einwirkt und der zugleich die kleine Oberfläche des Kolbens 6 beaufschlagt, ruft eine Verschiebung der beiden Kolben in entgegengesetzter Richtung hervor. Die Relation der beiden entgegengesetzten Flächen jedes der Differentialkolben ist so gewählt, daß sich der Differentialkolben 31, 32 von der Form 2 entfernt, ehe die beiden Formteile 3, 4 voneinander entfernt werden, um so die etwaige Beschädigung der Abdichtung zu vermeiden. Die Entlastung der Leitung 20 ruft gleichzeitig einen Druckabfall in der Leitung 25 hervor, was es dem Steuerkolben 47 des Ventilkolbens 24 erlaubt, wieder seine Ruhestellung einzunehmen. Außerdem führt der über die Leitung 21 auf den Zylinder 15 wirkende Druck den Druckkolben 12 in seine Ausgangsstellung zurück. Es kann nunmehr das gegossene Werkstück aus der Form 11 entnommen und die Maschine für einen weiteren Arbeitszyklus freigestellt werden.

An der beschriebenen Anordnung ließen sich natürlich zahlreiche Varianten vorsehen. So könnte beispielsweise der Zentralkörper 27 in seine Ruhestellung durch einen permanenten, hydraulischen Druck übergeführt werden, der im Raum 39 wirksam ist, oder auch durch eine Rückholfeder. Die Vorschiebung des Zentralkörpers 27 in die Arbeitsstellung ließe sich durch ein anderes Mittel bewerkstelligen, sei es pneumatisch, elektrisch oder auch nur mechanisch.

Was die Steuerung des Ventilkolbens 24 betrifft, so könnte auch diese mit Hilfe hydraulischer, pneumatischer, elektrischer oder mechanischer Mittel vorgenommen werden, die gegebenenfalls auch unabhängig vom Steuerkreis des Steuerkolbens 12 arbeiten.

Die spezielle Ausbildung des Ventilkolbens 24 für den Auslaßkanal 22 ließe sich im übrigen auch auf Druckgießmaschinen anwenden, die nicht mit einer Absaugevorrichtung 64 versehen sind. Während im übrigen die erfindungsgemäße Ventilausbildung im Zeichnungsbeispiel auf eine Druckgießmaschine des horizontalen Typs und mit kalter Kammer angewendet ist, wäre sie naturgemäß auch bei irgendeiner anderen Art von Druckgießmaschinen verwendbar, sei es bei einer solchen mit erwärmter Kammer, sei es bei einer solchen mit vertikal laufendem Einspritzkolben.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Absaugvorrichtung zum Entlüften der Formen von Druckgießmaschinen mit einem absperrbaren Anschluß an einen Entlüftungskanal der Form, dadurch gekennzeichnet, daß am Maschinengehäuse (1) ein Absauganschluß (24, 25, 27 bis 29, 31 bis 58, 61, 62) einstellbar derart befestigt ist, daß nur sein beweglicher Teil (27 bis 29, 31, 32, 38, 48 bis 54, 57, 61) mit seiner Dichtung (61) auf eine Dichtfläche (59) der Form (3, 4) zum Absaugen aufzusetzen und sein Ventil-

kolben (24) für sich dicht schließend auf die Auslaßöffnung (30) des Entlüftungskanals (22) der Form aufzusetzen ist, wobei nur bei auf die Form aufgesetztem beweglichem Teil des Absauganschlusses und nicht auf der Auslaßöffnung aufsitzendem Ventilkolben (entsprechend Fig. 5) der Entlüftungskanal in der Form unter der Einwirkung der Absaugvorrichtung (62) steht.

2. Absaugvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Zylindergehäuse (33) des Absauganschlusses (24, 25, 27 bis 29, 31 bis 58, 61, 62) ein verschieblicher zylindrischer Zentralkörper (27) mit einem an seinem vorderen Ende befindlichen glockenförmigen Teil (28) eingesetzt ist, der einen konzentrisch angeordneten Ventilkolben (24) enthält.

3. Absaugvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentralkörper (27) mit seinen Kolbenflächen (31, 32) als Diffe-

rentialkolben ausgebildet ist, wobei eine Einrichtung (17,19, 32, 39, 46) zur Halterung des Zentralkörpers (27) in der Ausgangsstellung und eine weitere Einrichtung (16, 17, 18, 26, 31, 35, 37) zur Steuerung seiner Bewegung vorgesehen ist.

4. Absaugvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Ventilkolben (24) im Zentralkörper (27) mit einem Aggregat (50) zur Sicherung in der Ausgangslage sowie mit Elementen (25) zur zeitlichen und größenmäßigen Steuerung seines Hubes versehen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 520 614;
USA.-Patentschrift Nr. 2 668 985;
Metal Industry, 12.11.1954, S. 411;
Frommer: Handbuch der Spritzgußtechnik, 1933, S. 131 und 132, Abb. 62 und 63.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen