DE2433139C3 - Vorrichtung zum Entlüften von Gießformen an Druckgießmaschinen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entlüftung von aus einer beweglichen und einer unbeweglichen Formhälfte bestehenden Gießformen an Druckgießmaschinen, wobei in der beweglichen Formhälfte mindestens ein Entlüftungskanal angeordnet ist, in dem ein aus begrenzt relativ zueinander axial bewegbaren Kolben gebildetes Entlüftungsventil in der Weise angeordnet ist, daß der eine zum Formhohlraum weisende Kolben durch das darauf einwirkende Metall in Schließstellung und über eine Rückstellfeder in die geöffnete Stellung bewegbar ist und daß der Entlüftungskanal in einem Winkel zur Gießformebene und parallel zur Verschiebungsrichtung der beweglichen Formhälfte angeordnet ist.

Derartige bekannte Vorrichtungen (DE-OS 22 49 417) haben den Nachteil, daß beim Auf treffen des Metallstrahles auf den Ventilkörper <i^:sser aufgrund der Massenträgheit relativ langsam in Bewegung gesetzt wird, um das Ventil zu schließen. Daher können Metallpartikel zwischen Ventilkörper und Ventilsitz gelangen, dort erstarren und damit einen dichten Ventilschluß verhindern.

Die Fachwelt kennt dieses Problem seit langem und hat auch verschiedene Möglichkeiten gefunden, die Schwierigkeiten zu überwinden. Dabei sind alle Entwicklungen dahingehend, eine Vorrichtung zu erstellen, die in Abhängigkeit von bzw. in Kopplung mit der Stellung des eigentlichen Injektionskolbens den Entlüftungskanal so rechtzeitig verschließt, daß einerseits das Austreten von flüssigem Metall verhindert wird und andererseits ein dichter Abschluß des Kanals gewährleistet ist.

Die Ausführungsformen betreffen hydraulische, elektrische oder mechanische Kopplungen von Injektionskolben und Verschlußelement, die eines hohen Materialkostenaufwandes bedürfen und relativ störanfällig sind. Zudem wird auch das technische Problem nur unvollkommen gelöst.

Es tritt nämlich auch häufig der Fall ein, daß der Entlüftungskanal zu früh geschlossen wird, bev die Form vollständig mit Metall gefüllt ist. Auch ist es von Nachteil, wenn Entlüftungskanäle in der Formebene angeordnet sind, weil dann bei zu spätem Verschluß das Metall aus dem Kanal herausspritzt, was schon oft zu Verletzungen des Bedienungspersonals und zu Bränden geführt hat.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs geschilderten Art so zu gestalten, daß bei möglichst geringem Aufwand das Austreten von flüssigem Metall durch den Enllüftungskanal verhindert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die auf der Rückseite des einen Kolbens in an sich bekannter Weise angreifende Rückstellfeder an dem anderen gestellfest gehalterten zum Räumen des Entlüflungskanais dienenden Kolbens abgestützt ist, wobei der eine Kolben auf seinem Umfang und über seine Länge verlaufende, die Kolbenaußenwand gering überragend etwa axial angebrachte Stege aufweist, die mit der Wand des Entlüftiingskanals Rinnen bilden, die den Formhohlraum mit dem zwischen den beiden Kolben befindlichen Raum verbinden und wobei der andere Kolben mindestens einen die Atmosphäre mit dem zwischen den beiden Kolben befindlichen Raum verbindenden, durch den einen Kolben in der Schließstellung verschließbaren Durchgangskanal besitzt.

Die in der geschlossenen Form enthaltene Luft kann so beim Füllen der Gießform über den Entlüftungskanai durch die von den Stegen des Kolbens mit dem Entlüftungskanal gebildeten Rinnen und den vom Kolben freigegebenen Durchgangskanal in die Atmo-Sphäre entweichen oder durch eine Vakuumpumpe schon vor dem eigentlichen Gießvorgang abgezogen werden. Erst wenn das flüssige Metall, nachdem die Luft vollständig aus der Form entfernt ist, den Boden des Kolbens beaufschlagt, wird dieser durch das Metall auf den Räumkolben zu gegen die Kraft der Rückstellfeder verschoben und so der Durchgangskanal durch den Kolben mittelbar oder unmittelbar verschlossen.

Bei der Beaufschlagung des Kolbenbodens durch das Metall kann auch eine geringe Menge flüssigen Metalls in die Rinnen eindringen, jedoch nicht in den zwischen dem Kolben und dem Räumkolben liegenden Raum bzw. in den Durchgangskanal, da das Metall schon vorher in den Rinnen erstarrt. Durch eine entsprechende Höhe des Kolbens wird dieser Effekt ermöglicht.

Zum Ausstoßen des Gußstücks aus der Form wird die bewegliche Formhälfte von der feststehenden abgezogen und ein die bewegliche Formhälte in deren Verschiebungsrichtung durchgreifender Ausstoßer drückt das Gußstück aus der Formhälfte. Gleichzeitig stößt der Räumkolben das in den Entlüftungskanal, d. h. in die Rinnen, eingedrungene erstarrte Metall aus dem Entlüftungskanal. So ist die Form von Metallresten befreit und erneut einsatzfähig.

Eine bevorzugte Ausfiihrungsform der erfindungsge- jo mäßen Vorrichtung kennzeichnet sich dadurch, daß mehrere Durchgangskanäle den Boden des Räumkolbens durchdringend angeordnet sind, die durch die dem Boden gegenüber angeordnete Fläche des anderen Kolbens verschließbar sind, und die in der Offenstellung des Entlüftungsventils den zwischen beiden Kolben liegenden Raum mit in Richtung des Entlüftungskanals hinter dem Boden des Räumkolbens angeordneten Austrittsöffnungen aus dem Entlüftungskanal verbinden.

Eine erfinderische Weiterbildung wird darin gesehen, daß als Rückstellfeder zwischen den sich gegenüberliegenden Kolbenseiten eine kegelförmig zulaufende Federringscheibe auf einer im Räumkolben begrenzt verschiebbar gehalterten und mit dem anderen Kolben fest verbundenen Kolbenstange angeordnet ist.

Ein weiteres erfinderisches Merkmal besteht darin, daß die Federringscheibe bei Beaufschlagung des Kolbens durch flüssiges Metall den Entlüftungskanal radial abdichtend ausgebildet ist.

Ein weiterer Vorteil der erfinderischen Vorrichtung kennzeichnet sich dadurch, daß als Rückstellfeder eine auf das Ende der Kolbenstange gegen deren Axialverschiebung durch Beaufschlagung des Kolbens einwirkende Schraubendruckfeder innerhalb des Räumkolbens angeordnet ist.

Unter Umständen ist es von Vorteil, wenn ein in den Entlüftungskanal mündender Evakuierungskanal angeordnet ist. Es ist natürlich auch möglich, mehrere Entlüftungskanäle mit den erfindungsgemäßen Entlüftungsventilen anzuordnen, was je nach Anschnittfläche der Form erforderlich sein kann.

Eine bevorzugte Weiterbildung kennzeichnet sich dadurch, daß die Durchgangskanäle neben der Kolbenstange aus dem Boden des Räumkolbens austreten, der Räumkolben den Entlüftungskanal radial abdichtend ausgebildet ist und dessen Kolbenstange von einem Ringraum umgeben ist und daß die Durchgangskanäle aus dem Räumkolben in den ·.'*·« Kolbenstange umgebenden Ringraum münden, wobei dl·: Durchgangskanäle etwa in einem Winkel von 20° zur gedachten Mittelachse des Räumkolbens radial nach außen verlaufen.

In jeii-3m Falle muß der Boden des Räumkolbens rundum dicht an der Wandung des Entlüftungskanals anliegen, damit er seine Räumfunktion voll erfüllen kann.

Ein weiteres Detail besteht darin, uaß das Entlüftungsventil an der Ausstoßerplatte befestigt ist.

Eine erfinderische Weiterbildung einer Einzelheit kennzeichnet sich dadurch, uaß der Räumkolben in seinem bodennahen Bereich eine auf seiner dichtenden Wandung radial umlaufende, in sich kreisförmig geschlossene Nut aufweist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. I eine Teilansicht einer Druckgießmaschine, teilweise aufgebrochen.

F 1 g. 2 eine Detail in vergrößertem Maßstab,

F i g. 3 eine Einzelheit, teilweise aufgebrochen.

In der Gießbüchse 1 ist der Injektionskolben 2 mit der Kolbenstange 3 axial verschiebbar angeordnet. Die Gießbüchse 1 ist in der festen Aufspannplatte 4 sowie in der daran befestigten, feststehenden Formhälfte 5 gelagert und wird vor dem Formfüllungsvorgang über das Einfülloch 6 mit flüssigem Metall gefüllt. Durch das Vorschieben des Injektionskolbens 2 in der Gießbüchse I wird das Metall in den Formhohlraum 7 zwischen der feststehenden Formhälfte 5 und der beweglichen Formhälfte 8 gedruckt. Dabei wird der Formhohlraum 7 über ^.er: Entlüftungskanai 9 und das offene Entlüftungsventil entlüftet. Das entweichende Gas tritt durch die Austrittsöffnung Ii ozw. 12 in die Atmosphäre aus. An die Austrittsöffnung 12 ist, falls erforderlich, eine nicht dargestellte Vakuumpumpe anschließbar. Das Entlüftungsventil besteht aus einem mit der Kolbenstange 13 a einen Teil bildenden Räumkolben 13 zylindrischen Querschnitts, dessen Boden von der Kolbenstange 14 eines weiteren Kolbens 15, ebenfalls zylindrischen Querschnitts, mittig durchgriffen ist. Daüei weist die Kolbenstange 14 an ihrem innerhalb des Räumkolbens 13 liegenden Ende pinen umlaufenden Flanschrand 16 auf, der mit der Innenseite des Bodens des Räumkoibens 13 korrespondiert und ein Herausrutschen der Kolbenstange 14 verhindert. Der Kolben 15 hat eine relativ

große Bodenfläche und eine große Höhe. Auf seiner Außenwandung sind vier axial verlaufende Stege 17 angeformt, die mit dem Entlüftungskanal 9 Rinnen bilden. Diese Rinnen münden einerseits in den Formhohlraum 7 und andererseits in den zwischen dem Räumkolben 13 und dem Kolben 15 liegenden Raum 10. Der Räumkolben 13. der den Entlüftungskanal 9 dicht verschließt, weist mehrere Durchgangskanäle 18 auf, die seinen Boden durchdringen und den zwischen dem Räumkolben 13 und Kolben 15 liegenden Raum mit dem die Kolbenstange 13a umgebenden Ringraum 18.7 verbinden. Dabei münden die Durchgangskanäle 18 etwa neben der Durchstoßöffnung des Bodens des Räumkolbens 13 für die Kolbenstange 14 in den /wischen dem Räumkolben 13 und Kolben 15 liegenden Raum 10 und verlaufen etwa in einem Winkel von 20° /ur gedachten Mittelachse des Räumkolbens 13 zu denier; Mantelfläche hin. im oberen abdichtenden Tc:!

der Mantelfläche des Räumkolbens 13 ist zudem eine radial umlaufende Nut 19 ausgenommen.

Wird nun das in der Gießbüchse 2 befindliche flüssige Metall in den Formhohlraum 7 durch den Injektionskolbcn 2 eingepreßt, so wird durch das Metall das im Formhohlraum 7 befindliche Gas über die vom Kolben 15. seinen Stegen 17 und der Wandung des Entlüftungskanals 9 gebildeten Rinnen, den Raum zwischen dem Räumkolben 13 und Kolben 15. die Durchgangskanäle 18 über den die Kolbenstange 13a umgebenden Ringraum 18a aus der Austrittsöffnung U bzw. 12 herausgepreßt. Sobald das Metall den Formhohlraum 7 gefüllt hat und durch den Anschnitt 20 in den vorderen Teil des F.ntlüftungskanals 9 gedruckt ist und diesen ausfüllt, wird der Kolben 15 stirnseitig durch das flüssige Metall beaufschlagt, das nur in geringem Maße in die engen Rinnen, die von den Stegen 17 und der Wandung des Kolbens 15 gebildet sind, eintreten kann. Durch den Druck des Metalls wird der Kolben 15 nur. in Richtung auf den Räumkolben 13 verschoben, so daß d\e Mündungen der Durchgangskanäle 18 durch den Kolben 15 mittelbar (F i g. 2) oder unmittelbar (F i g. i) verschlossen sind. Dabei muß der Kolben 15 vom Metal! entgegen der Kraft einer Rückstellfeder bewegt werden.

Diese kann beispielsweise die Form cncr Feder ringscheibe 21 (Fig. 2) haben, die vorteilhafterweise etwa kegelförmig ausgebildet und zwischen dem

ίο Räumkolben 13 und Kolben 15 auf der Kolbenstange 14 angeordnet ist.

Durch die Kegelform ist nicht nur das dichte Verschließen der Mündungen der Durchgangskanälc 18 sondern gleichzeitig eine radiale Abdichtung des Entlüftungskanals 9 gegeben. |e nach Erfordernis kann als Rückstellfeder auch eine Schraubendruckfeder 22 zwischen dem Endteil der Kolbenstange 14 und einem kolbcnfcsten Absatz ?Ιπ^σ?5^η3ηηΐ ^in wie ·^η F" i ** ι dargestellt ist. Dann legt sich der Kolben 15 abdichtend gegen den Boden des Räumkolbens 13 und hält die Durchgangskanäle 18 verschlossen.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Entlüftungsventil ist immer gewährleistet, daß erst nach vollständiger Füllung des Formhohlraurns 7 det Entlüftungskanal 9 verschlossen wird.

Nach Erstarren des Metalls wird die beweglich« Formhälftf R von der anderen Formhälfte 5 .abgezogen indem sie in Richtung auf die Ausstoßerplntte 24 de! Formrahmens 23 bewegt wird. Dabei stößt det Ausstoßer 25 das Formteil aus der Formh.alfte 8. Bei diesem Vorgang reinigt gleichzeitig der Räumkolben 13 den zum Formhohlraum 7 hin mündenden Teil des Entlüftungskanals 9. indem in die Rinnen eingedrungene Metallspritzer samt Überlauf ausgestoßen werden Nach Abschluß dieses Vorgangs ist die Form wieder funktionsbereit.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Entlüftung von aus einer beweglichen und einer unbeweglichen Formhälfte bestehenden Gießformen an Druckgießmaschinen, wobei in der beweglichen Formhälfte mindestens ein Entlüftungskanal angeordnet ist, in dem ein aus begrenzt relativ zueinander axial bewegbaren Kolben gebildetes Entlüftungsventil in der Weise angeordnet ist, daß der eine zum Formhohlraum weisende Kolben durch das darauf einwirkende Metall in Schließstellung und über eine Rückstellfeder in die geöffnete Stellung bewegbar ist und daß der Entlüftungskanal in einem Winkel zur Gießformebene und parallel zur Verschiebungsrichtung der beweglichen Formhälfte angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Rückseite des einen Kolbens (15) angreifende Rückstellfeder (21, 22) an dem anderen gestellfest gehalterten, zum Räumen des Ditlüftungskanals (9) dienenden Räumkolben« (13) abgestützt ist, wobei der eine Kolben auf seinem Umfang und über seine Länge verlaufende, die Kolbenaußenwand gering überragend etwa axial angebrachte Stege (17) aufweist, die mit der Wand des Entlüftungskanals Rinnen bilden, die den Formhohlraum (7) mit dem zwischen dem einen Kolben und dem Räumkolben befindlichen Raum (10) verbinden und wobei der Räumkolben mindestens einen die Atmosphäre mit dem zwischen den beiden Kolben befindlichen Raum verbindenden, durch den einen Kolben in der Schließstellung verschließbaren Durchgangskanal (18) besitzt

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Durchgangskanäle (18) den Boden des Räumkolbens (13) Ljrchdringend angeordnet sind, die durch die dem Boden gegenüber angeordnete Fläche des anderen Kolbens (15) verschließbar sind, und die in der Offenstellung des Entlüftungsventils den zwischen dem Kolben (13) und dem Kolben (15) liegenden Raum (10) mit in Richtung des Entlüftungskanals (9) hinter dem Boden des Räumkolbens (13) angeordneten Austrittsöffnungen (11,12) aus dem die Kolbenstange (13 j^umgebenden Ringraum (18a^verbinden.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Rückstellfeder zwischen den sich gegenüberliegenden Kolbenseiten eine kegelförmige zulaufende Federringscheibe (21) auf einer im Räumkolben (13) begrenzt verschiebbar gehalterten und mit dem anderen Kolben (15) fest verbundenen Kolbenstange (14) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Federringscheibe (21) bei Beaufschlagung des Kolbens (15) durch flüssiges Metall den Entlüftungskanal (9) radial abdichtend ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Rückstellfeder eine auf das Ende der Kolbenstange (14) gegen deren Axialverschiebung durch Beaufschlagung des KoI-bens (15) einwirkende Schraubendruckfeder (22) innerhalb des Räumkolbens (13) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein in den Entlüftungskanal (9) mündender Evakuierungskanal angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen J bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangskanäle

(18) neben der Kolbenstange (14) aus dem Boden des Räumkolbens (13) austreten, der Räumkolben (13) den Entlüftungskanal (9) radial abdichtend ausgebildet ist und die Kolbenstange (i3a) von dem Ringraum (18aj umgeben ist und daß die Durchgangskanäle (18) aus dem Räumkolben (13) in den Ringraum münden, wobei die Durchgangskanäle (18) etwa in einem Winkel von 20° zur gedachten Mittelachse des Räumkoibens (13) radial nach-nißen verlaufen.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Entlüftungsventil an der Ausstoßerplatte (24) befestigt ist.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Räumkolben (13) eine auf seiner dichtenden Wandung radial umlaufende, in sich kreisförmig geschlossene Nut (19) aufweist.