DE2953436T1 - - Google Patents
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- DE2953436T1 DE2953436T1 DE19792953436 DE2953436T DE2953436T1 DE 2953436 T1 DE2953436 T1 DE 2953436T1 DE 19792953436 DE19792953436 DE 19792953436 DE 2953436 T DE2953436 T DE 2953436T DE 2953436 T1 DE2953436 T1 DE 2953436T1
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Spritzgußverfahren und insbesondere auf ein Spritzgußverfahren, bei dem zum Gießen eines Gegenstands geschmolzenes Metall über einen Eingußkanal in eine Gußform-Höhlung gespritzt wird und das geschmolzene Metall in der Gußform-Höhlung auch mittels eines Preßstößels über einen Preßdurchlaß gepreßt bzw. verdichtet wird, wobei der Preßdurchlaß mit der Gußform-Höhlung an einer Stelle in Verbindung steht, die von der Stelle verschieden ist, an der der Eingußkanal mit der Gußform-HÖhlung in Verbindung steht.The invention relates to an injection molding process and more particularly to an injection molding process in which for Pouring an object molten metal is injected into a mold cavity via a sprue and the molten metal in the mold cavity is also pressed by means of a press ram via a press passage or is compressed, the press passage communicating with the mold cavity at a location which is different from where the runner communicates with the mold cavity.
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030Ö0A/0U7030Ö0A / 0U7
DE 0533 3. Stand der TechnikDE 0533 3. State of the art
In der JP-OS 51-129817 ist ein Spritzgußverfahren beschrieben, bei dem geschmolzenes Metall in einem Preßdurchlaß, der mit einer Gußform-Höhlung an einer Stelle in Verbindung steht, die verschieden von der Stelle ist, an der ein Eingußkanal nit der Gußform-Höhlung in Verbindung steht, zwangswe:.se mittels eines Preßstößels in die Gußform-Höhlung ::urückgedrückt wird. Bei der in der JP-OS 51-129817 beschriebenen Einrichtung hat jedoch der Preßdurchlaß die in Fig. 1 gezeigte Form, bei der durch den Preßstößel 36 verdrängtes geschmolzenes Metall <* in dem Preßdurchlaß durch einen Verbindungskanal zurückgehalten wird, dessen Querschnittsfläche kleiner als diejenige des Preßdurchlasses ist, wonach das Metall dann in die Gußform-Höhlung 30 zurückgeschoben wird.In JP-OS 51-129817 an injection molding process is described, with the molten metal in a press passage which has a mold cavity at one point which is different from where a runner communicates with the mold cavity stands, forcibly: .se is pressed back into the mold cavity :: by means of a press ram. At the in of JP-OS 51-129817 described device, however, the press passage has the shape shown in Fig. 1, in which Molten metal displaced by the press ram 36 is retained in the press passage through a connecting passage whose cross-sectional area is smaller than that of the press passage, after which the metal is then is pushed back into the mold cavity 30.
Die Erfinder haben Versuche hinsichtlich dieses Preßverfahrens ausgeführt. Das Versuchsergebnis hat gezeigt, daß die zum Vorschub des Preßstößels hotwendige Kraft über einen weiten Bereich geschwankt hat, woraus sich die Schwierigkeit der Erzielung eines stabilen konstanten Preßdruck3s ergeben hat. Die Erfinder haben festgestellt, daß die S-hwankungen des Preßdruckes bei der Verwendung einer derartigen, in Fig. 1 gezeigten Einrichtung folgenden Grund hat: Der Zeitpunkt, zu dem die Vorwärtsbewegung des Preßstößels .'6 beginnt, ist unvermeidbar um eine vorl estimmte Zeitdauer, während der die Oberfläche des gesc molzenen Metalls o< sich verfestigt, gegenüberThe inventors made experiments on this pressing method. The test result has shown that the hotwendige for advancing the press ram has fluctuated over a wide range, from which it is has shown the difficulty of achieving a stable constant pressure3. The inventors have found that the S-h fluctuations in the pressing pressure during use of such a device shown in Fig. 1 has the following reason: The time at which the forward movement of the press ram .'6 begins is unavoidable for a predetermined period of time during which the surface of the molten metal o < solidified, opposite
ου dem Auffüllen des Preßdurchlasses 17 verzögert. Daher muß bei dem Vorschub des Preßstößels 36 dieser auch eine verfestigte Scnicht ß des Metalls verdrängen. Es ist anzinehme' , da 3 während der Vorwärtsbewegung des PreßstöLals 36 die verfestigte Schicht ß in dem Preßdurchlaß ου the filling of the press passage 17 is delayed. Therefore, when the press ram 36 is advanced, it must also displace a solidified layer of the metal. It is assumed that during the forward movement of the press ram 36 the solidified layer β in the press passage
17 durch den Varbindungskanal 17a zurückgehalten und auf17 held back by the connection channel 17a and opened
OS0Ö04/ÖU7OS0Ö04 / ÖU7
■*β- DE 0533■ * β- DE 0533
eine äußerst komplizierte Art abgeschoren wird.an extremely complicated species is sheared off.
Es wurde festgestellt, daß die Schwierigkeil zur Erzielung eines auf das geschmolzene Metall <* in dem Preßdurchlaß 17 wirkenden konstanten Preßdrucks darauf zurückzuführen ist, daß sich der auf dem Abscheren der verfestigten Schicht ß bei der Vorwärtsbewegung des Preßstößels 36 zurückzuführende Widerstand in jroßem Ausmaß verändert.It was found that one of the Difficult wedge to achieve due to the Preßdurchlaß 17 acting constant pressing pressure on it, to the molten metal <* that the changes in the shearing of the solidified layer ß during the forward movement of the Preßstößels 36 due resistance in jroßem extent.
4. Beschreibung der Erfindung4. Description of the invention
Aufgrund der vorstehend erläuterten Überlegung haben die Erfinder an ein Spritzgußverfahren gedacht, bei dem das Pressen bzw. Verdichten in der Weise erfolgt, daß das geschmolzene !Metall in die Gußform-Hohlung aus einem Preßdurchlaß heraus geschoben wird, ier mit der Gußform-Höhlung an einem Teilbereich in Verbindung steht, der von dem Teilbereich verschieden ist, an dem die Gußform-Höhlung mit dem Eingußkanal in Verbindung steht; dabei bildet das.verschobene geschmolzene Metall eine auseinandergehende Strömung. Im einz ilnen wird eine Einrichtung verwendet, bei der der Teilbersich der Gußform-Höhlung, an dem diese mit dem Preßdurchlaß in Verbindung steht, eine Querschnittsfläche hat, die größer als diejenige des Pießdurchlasses über dem ganzen Bereich der Bewegungsrichtung des Preßstößels ist, so daf das aus dem Preßdurchlaß in die Gußform-Höhlung versetzte geschmolzene Metall eine auseinandergehende Strömung bildet. Mit einer derartigen auseinandergehenden Strömung c )S geschmolzenen Metalls wird das Pressen herbeigeführt.Based on the consideration explained above, the Inventor thought of an injection molding process in which the pressing or compression takes place in such a way that the molten! metal into the mold cavity from a Press passage is pushed out, ier is in communication with the mold cavity at a portion which is different from the portion at which the mold cavity communicates with the sprue; included the displaced molten metal forms a diverging one Flow. In the interior, a device is used in which the partial overview of the mold cavity, at which it communicates with the press passage has a cross-sectional area larger than that of the Pieß passage over the entire range of the direction of movement of the press ram, so that the molten material displaced from the press passage into the mold cavity Metal forms a diverging flow. With such a diverging flow c) S melted Metal pressing is brought about.
Die Erfinder haben Versuchs-Spritzgußvorgänge nach dem Verfahren ausgeführt, bei dem das aus dem Preßdurchlaß ^5 heraus geschobene geschmolzene Metall divergierend bzw.The inventors carried out trial injection molding operations by the method in which that from the press passage ^ 5 molten metal pushed out diverging or
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VV/ "T \/ \/VV / "T \ / \ /
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auseinanderlaufend in die Gußform-Höhlung strömt, waswhat flows diverging into the mold cavity
zum Ergebnis hat, daß das geschmolzene Metall mit einem
gleichmäßigen Druck in den Preßdurchlaß gedrückt werden konnte.
5as a result, the molten metal could be pushed into the press passage with a uniform pressure.
5
Es wurde jedoch festgestellt, daß an dem Teilbereich der Gußform-Höhlung, an dem das aus dem Preßdurchlaß heraus verschobene geschmolzene Metall auseinanderlaufend in die Gußform-Höh .ung fließt, eine Neigung zu Oberflächenfehlern und leigerungen besteht. Auf diese Weise wurde festgestellt, daß die nach diesem Verfahren hergestellten Spritzguß-Gegenstände an den Teilen, die in den Abschnitten der Gußform-Höhlung verfestigt waren, an welchen die Gußform-Höhlung mit dem Preßdurchlaß in Verbindung stand, eine mangelhafte Festigkeit und Bearbeitbarkeit hatten.It was found, however, that at the portion of the mold cavity where the from the press passage molten metal displaced out diverging into the mold height .ung flows, a tendency to Surface defects and neglects exist. To this Way, it was found that the injection-molded articles produced by this process on the parts that were solidified in the sections of the mold cavity at which the mold cavity with the press passage in Connection were poor in strength and machinability.
Die Erfindung wurde aus den vorstehend angeführten Untersuchungsergebnissen abgeleitet und hat die Aufgabe, eine Pressung in der Weise herbeizuführen, daß das aus dem Preßdurchlaß heraus versetzte geschmolzene Metall auseinanderlaufend in die Gußform-Höhlung fließt, um eine stetige u.id konstante Pressung an dem Metall in der Gußform-Höhlung zu gewährleisten, und von dem in der Gußform-Höhlung verfestigten Spritzgußkörper den Teil abzuschneiden, an dem die Neigung zu Oberflächenfehlern und Seigerungen besteht, wie zum Beispiel den Teil des Spritzgußkörpers, dor sich in dem Preßdurchlaß verfestigt hat.The invention was derived from the test results given above and has the task of to bring about a pressing in such a way that the molten metal displaced from the pressing passage diverges flows into the mold cavity to create a steady and constant pressure on the metal in the To ensure mold cavity, and of the one in the Mold cavity solidified injection molded body cut off the part where there is a tendency to surface imperfections and segregation, such as the portion of the injection molded body that solidifies in the press passage has.
Zur Lösung der Aufgabe ergibt die Erfindung ein Verfahren, bei dem in Aufeinanderfolge die folgenden Schritte ausgeführt werden:To solve the problem, the invention provides a method in which the following steps are carried out in sequence:
or 1. Ein e ster Schritt, bei dem eine bewegbare Gußform in en je Berührung mit einer foststehenden Gußformor 1. A first step in which a movable mold in each case in contact with a standing mold
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gebracht wird, so daß diese Gußformen zur Bildung einer Gußform-Höhlung für das Gießen eines Gegenstands in derselben, einen Eingußkanal, über den geschmolzenes Metall in die Gußform-Höhlung eingesj -itzt wird, und einen Preßdurchlaß bilden, der mit der lußform-Höhlung an einem Teilbereich in Verbin lung ; teht, der von dem Teilbereich verschieden ist, a.ι dem die Gußform-Höhlung mit dem Eingußkanal in Veibindung steht.is brought so that these molds to form a mold cavity for pouring an object therein, a sprue, over which the molten material is poured Metal is seated in the mold cavity, and form a press passage which is in connec- tion with the Lußform-cavity at a portion in connec- tion; teh, the is different from the sub-area, a.ι which the mold cavity is in connection with the sprue.
2. Ein zweiter Schritt, bei dem das geschmolzene Metall unter einem vorbestimmten Einspritzdruck üb»r den Eingußkanal in die Gußform-Höhlung und in dm Preßdurchlaß eingespritzt wird, um die Gußform-döhlung und den Preßdurchlaß mit den geschmolzenen Metall auszufüllen.2. A second step in which the molten metal is transferred under a predetermined injection pressure Sprue in the mold cavity and in the press passage is injected around the mold cavity and the press passage with the molten metal to be filled out.
3. Ein dritter Schritt, bei dem auf das geschmolzene Metall in dem Preßdurchlaß Druck ausgeübt wird, um aus diesem das geschmolzene Metall zwangsweise derart in die Gußform-Höhlung hineinzuversetzen, daß das versetzte geschmolzene Metall eine auseinanderlaufende Strömung bildet.3. A third step where on the melted Metal in the press passage pressure is exerted to forcibly so from this the molten metal To move into the mold cavity so that the displaced molten metal becomes a divergent Current forms.
4. Ein vierter Schritt, bei dem der Druck an dem geschmolzenen Metall in dem Preßdurchlaß aufgehoben wird, nachdem sich das Metall in der Gußforn-Höhlung verfestigt hat.4. A fourth step in which the pressure on the molten metal in the press passage is released after the metal solidifies in the mold cavity has.
5. Ein fünfter Schritt, bei dem die beweebare ( ußform5. A fifth step in which the moveable (ussform
' ■ ■'■ ■
von der feststehenden Gußform weg bewegt wii3, um einen in der Gußform-Höhlung, in dem Eingußl· mal und in dem Preßdurchlaß verfestigten Spritzgußkcrper zu entnehmen, undmoved away from the fixed mold wii3 to one in the mold cavity, in the sprue hole and to remove injection molded body solidified in the press passage, and
3'J 6. ein sechster Schritt, bei dom von dies« m Spritzgußkörper die Teile desselben entfernt werden, die sich 3 'J 6. A sixth step in dom of this "m molded body parts thereof are removed, which
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in der Eintußkanal und in dem Preßdurchlaß verfestigt haben, sow .e ferner von dom in der Gußform-Höhlung verfestigten Teil des Spritzgußkörpers der Teil entfernt wird , der dem Preßdurchlaß gegenübersteht, wobei das Entfernen dieses Spritzgußkörper-Teiis mit einer Querschnittsfläche die größer ist als die Querschnittsfliehe des Preßdurchlasses, und in Bewegungsrichtung das Preßstößels erfolgt.solidified in the sprue passage and in the press passage have, as well as from dom in the mold cavity solidified part of the injection molded body, the part is removed which faces the press passage, wherein the removal of this injection molded body part with a Cross-sectional area that is larger than the cross-sectional fly of the press passage, and the press ram takes place in the direction of movement.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist insofern vorteilhaft, als die Erfindung immer ein zuverlässiges Pressen bzw. Verdichten gewährleistet, so daß die Massenproduktion einer großen Anzahl von Spritzguß-Erzeugnissen sichergestellt ist, die frei von Lunkern bzw. Poren oder Höhlen sind, welche die Gas-Dichtigkeit und die mechanische Festigkeit der Spritzguß-Erzeugnisse beeinträchtigen würden. Da ferner diejenigen Teile eines Spritzgußkörpers abgeschnitten und entfernt werden, an denen die Neicung zur Entstehung von Oberflächenfehlern und Seigerungen besteht, kann das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaft zur Herstellung von Spritzguß-Gegenständen, bei denen die Anwendung unter hohem Druck beabsichtigt ist, und von Gegenständen angewandt werden, die präzise bearbeitet werden müssen. Da weiterhin der dem Preßdurchlaß gegenüberstehende Teil des in der Gußform-Höl lung verfestigten Teilbereichs des Spritzgußkörpers mit einer Querschnittsfläche weggeschnitten wird, die grcßer als die Querschrittsfläche des Preßdurchlasses ist und in .Bewegungsrichtung des Preßstößels kann dieThe method according to the invention is advantageous in that the invention always provides reliable pressing or Compacting ensured, so that the mass production of a large number of injection molded products ensured which are free of voids or pores or cavities, which the gas tightness and the mechanical Strength of the injection molded products would affect. There are also those parts of an injection molded body cut off and removed at which the tendency to develop surface defects and If there is segregation, the process according to the invention can advantageously be used for the production of injection molded articles, which are intended to be used under high pressure and applied by objects that are precise need to be edited. Since, furthermore, the part of the part in the casting mold that is opposite the press passage Development solidified portion of the injection molded body is cut away with a cross-sectional area which is larger than the cross-sectional area of the press passage and in the direction of movement of the ram can
3® als Ergebnis ies Schneidens geformte Ausnehmung oder Vertiefung di :ekt als o.in Teil des äußeren Profils des Erzeugnisses /erwandt werden. 3® recess or depression formed as a result of this cutting can be used directly as or in part of the outer profile of the product /.
030604/0147030604/0147
DE 0533 5. Kurzbeschreibung der ZeichnungDE 0533 5. Brief description of the drawing
Fig. 1 ist eine Schnittansicht eines wesentlichen Teils einer Einrichtung, die zur Ausführung des Spritzgußverfahrens nach dem Stand der Technik verwenFig. 1 is a sectional view of an essential part a device that is used to carry out the injection molding process Use according to the state of the art
det v/ird.det v / ird.
Fig. 2 ist eine Schnittansicht eines Beispiel:; einerFig. 2 is a sectional view of an example :; one
Einrichtung zur Ausführung des eri indungsgemäßen TO Verfahrens.Device for executing the TO method according to the invention.
Fig. 3 und 4 sind Schnittansichten, die einen Preßdurchlaß 17, eine Gußform-Höhlung 30 und einen Schmelzmetall-Anlagerungs-Raum 32 der in Fig.2 gezeigten Einrichtung zeigen, wobei die Fig. 3 einen Preß3 and 4 are sectional views showing a press passage 17, a mold cavity 30 and a molten metal attachment space 32 show the device shown in Fig.2, Fig. 3 showing a press
stößel 36 in dessen voll zurückgezogener Stellung zeigt, während die Fig. 4 den Preßstößel 36 in dessen voll vorgeschobener Stellung zeigt.shows the ram 36 in its fully retracted position, while FIG. 4 shows the ram 36 in shows its fully advanced position.
Fig. 5 ist eine Schnittansicht, die eine in dem Preßdurchlaß 17 und in anderen Teilbereichen gebildete verfestigte Schicht ß zeigt.Fig. 5 is a sectional view showing one formed in the press passage 17 and other portions solidified layer ß shows.
Fig. 6 ist eine Schnittansicht eines mit der in Fig. gezeigten Einrichtung hergesi eilton Spritzguß-Fig. 6 is a sectional view of one similar to that shown in Fig. facility shown hergesi eilton injection molding
Gegenstands.Subject.
Fig. 7 ist eine Seitenansicht des in Fig. 6 gezeigtenFIG. 7 is a side view of that shown in FIG. 6
Gegenstands.
30Subject.
30th
Fig. 8 ist eine Photcgraphie, die die Struktur einesFig. 8 is a photograph showing the structure of a
Spritzguß-Erzougnisses mit Oterfl chenfehlernInjection molding ore blanks with surface defects
zeigt.indicates.
Fig. 9 ist eine Photographie, die d:.e Struktur eines Spritzguß-Erzeugnisses mit Seigerung zeigt.Fig. 9 is a photograph showing the structure of an injection molded product with segregation.
O306DA/OU7O306DA / OU7
-'S- DE 0533 -'S- DE 0533
Ficj. 10 ist eine Photographic, die die Struktur eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugten Spritzguß-Gegenstands zeigt.Ficj. 10 is a photographic showing the structure of a generated by the method according to the invention Injection molded article shows.
6. Beste Art der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.6. Best mode of carrying out the method of the invention.
Nachstehend wird ein vorzugsweise gewähltes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Zuerst wird eine Eirrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand eines dargestellten Beispiels für die Einrichtung erläutert.A preferred embodiment of the invention is described below. First is a Eireinrichtung for carrying out the method according to the invention explained using an example shown for the device.
Nach Fig. 2 ist ein Sockel 1 der Einrichtung fest an I^ einem Fundament wie dem Boden eines Werkraums angebracht. An dem Sockel 1 sind Stützen 2 und 3 befestigt, die ortsfest einen Einspritzzylinder 4 tragen. Der Einspritzzylinder 4 hi t eine zylindrische Innenfläche 4a, die verschiebbar einen Einspritzkolben 5 aufnimmt, der nach ™ Ansicht in der Zeichnung nach rechts und links durch hydraulischen Signaldruck bewegbar ist, der über ein erstes und ein zweites Hydraulik-Signaldruckrohr 6 bzw. 7 angelegt wird, die in die einander gegenüberliegenden Enden des Einspritzzylinders 4 münden. Die hydraulischenAccording to FIG. 2, a base 1 of the device is firmly attached to a foundation such as the floor of a workroom. Supports 2 and 3 are attached to the base 1 and carry an injection cylinder 4 in a stationary manner. The injection cylinder 4 hi t a cylindrical inner surface 4a, which slidably receives an injection plunger 5, which after ™ view in the drawing can be moved to the right and left by hydraulic signal pressure, which is via a first and a second hydraulic signal pressure tube 6 and 7 is applied, which in the opposite The ends of the injection cylinder 4 open. The hydraulic
Signaldrücke werden mittels einer nicht gezeigten ölpumpe über ein Einlaßrohr 8 zugeführt und mittels eines von einem Solenoid gesteuerten Hydraulikdruck-Schaltventils 9 selektiv auf das erste und das zweite Signaldruckrohr 6 bi;w. 7 aufceteilt. Das durch den Einspritz-Signal pressures are supplied via an inlet pipe 8 by means of an oil pump, not shown, and by means of a hydraulic pressure switching valve 9 controlled by a solenoid selectively to the first and second signal pressure pipes 6 bi; w. 7 divided. The injection
kolben 5 aus dem Einspritzzylinder 4 herausgedrückte öl wird über dasjenige Signaldruckrohr 6 oder 7 abgeführt, das nicht mit dem Signaldruck beaufschlagt ist, und über das Druck-Schaltventil 9 und ein Auslaßrohr zu der (nicht gezeigten) Pumpe zurückgeführt. In dem mittleren Teil des ersten Signaldruckrohrs 6 ist einpiston 5 pushed out of the injection cylinder 4 oil is discharged via the signal pressure pipe 6 or 7 that is not subjected to the signal pressure, and returned to the pump (not shown) via the pressure switching valve 9 and an outlet pipe. By doing middle part of the first signal pressure tube 6 is a
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ftft
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Druckschalter 11 angeordnet, der so ausgebildet ist, daß er an ein später beschriebenes Hydraulikc1 ruck-Schaltventil 42 ein elektrisches Signal abgilt, wenn von dem Hydraulikdruck in dem ers.en Signaleruckiohr 6 ein vorbestimmter Druckwert überschritten wird wie z. B. ein Druck, der 50 bis 80 % de;; später erläuterten maximalen Einspritzdrucks beträgt).Pressure switch 11 is arranged, which is designed so that it outputs an electrical signal to a hydraulic 1 jerk switching valve 42 described later when a predetermined pressure value is exceeded by the hydraulic pressure in the ers.en signal jerk 6 such. B. a pressure that is 50 to 80% de ;; maximum injection pressure explained later).
Die Bewegung des Einspritzkolbens 5 wird über eine Kolbenstange 12 auf einen Kolbenkopf 13 - The movement of the injection piston 5 is transmitted to a piston head 13 via a piston rod 12 -
übertragen, so daß dieser nach Ansicht in d<:r Zeichnung nach rechts und links in einem Eindruckzyi.inder 14 verschoben wird. Eine Einfüllöffnung 15 mündet in die obere Wandung des Eindruckzylinders 14 an einer Stelle, die von dem Kolbenkopf 13 bei dessen (in Fig. 2 gezeigter) voll zurückgezogener Stellung freigegeben ist. über die Einfüllöffnung 15 wird über eine nicht gezeigte Einfülleinrichtung geschmolzenes Metall wie Aluminiumlegierung, Magnesiumlegierung, Zinklegierung o. dgl. in den Eindruckzylinder 14 gefüllt. Der Eindruckzylinder 14 bildet somit einen Teil des Einspritzdurchlasses, über den das geschmolzene Metall eingespritzt wird. An c em Sockel 1 ist eine feststehende Druckplatte bzw. Platte 16 befestigt, die starr eine feststehende Gußform 18 trägt. Die Fig.1 zeigt zwar nur eine an dem linken Ende einer Ankerstange 22 angeordnete feststehende Platte 16, jedoch ist auch en dem rechten Ende der Ankerstange 22 eine weitere feststehende Platte angebracht. Zur Erzielung einer sorgfältig ausgearbeiteten Gußform sowie auch zum Vereinfachen der Wartung ist die feststehende Gußform 18 aus zwei getrennten Teilen gebildet: einem Trägerblock 19 auö ausdehnbarem Gußeisen (FCD 55) und einem Druckblock 20 aus stahl für Warmarbeitswerkzeug bzw. Warmarbeitsstahl (SKD 61). Der Trägerblock 19 und der Geprägeblock bzw. Druckblock 20 sind miteinander mit Hilfe vontransferred, so that it is shifted to the right and left in an indentation cycle in 14 as viewed in the drawing. A filling opening 15 opens into the upper wall of the impression cylinder 14 at a point which is released by the piston head 13 in its fully retracted position (shown in FIG. 2). Molten metal such as aluminum alloy, magnesium alloy, zinc alloy or the like is filled into the impression cylinder 14 via the filling opening 15 via a filling device (not shown). The impression cylinder 14 thus forms part of the injection passage through which the molten metal is injected. A stationary pressure plate or plate 16, which rigidly supports a stationary casting mold 18, is attached to the base 1. Although Figure 1 shows only one arranged on the left end of an armature rod 22 of fixed plate 16, but also s the right end of the anchor rod 22 is attached to a further fixed plate. To achieve a carefully crafted mold and also to simplify maintenance, the fixed mold 18 is formed from two separate parts: a support block 19 auö expandable cast iron (FCD 55) and a pressure block 20 made of steel for hot work tools or hot work steel (SKD 61). The carrier block 19 and the stamping block or pressure block 20 are connected to one another with the aid of
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Sechskantfassungs-Kopfsehraubenbolzen 21 fest verbunden. Der vorstehend genannte Eindruckzylinder 14 erstreckt sich durch die feststehtnde Platte 16 und den Halteblock 19 hindurch und ist an t. iner Stirnfläche des Halteblocks offen.Hex socket head screw bolt 21 firmly connected. The aforementioned impression cylinder 14 extends through the fixed plate 16 and the support block 19 and is on t. In the end face of the holding block open.
An jeweils dem oberen und dem unteren Teil der feststehenden Platte 16 sind zwei Ankerstangen 22 befestigt. Diese Ankerstangen 22 ragen durch eine bewegbare Platte bzw. Druckplatte 23 hindurch. Die bewegbare Platte 23 nimmt die Ankerstangen 22 in Paßsitz und verschiebbar auf und kann durch die Stellkraft eines nicht gezeigten Kolbens längs des Sockels 1 nach rechts und links gemäß der Zeichnung bewegt werden.Two anchor rods 22 are attached to each of the upper and lower parts of the fixed plate 16. This Anchor rods 22 protrude through a movable plate or pressure plate 23. The movable plate 23 takes the anchor rods 22 in a snug fit and slidably and can by the actuating force of a piston, not shown are moved along the base 1 to the right and left according to the drawing.
An der bewegbaren Platte 23 ist über eine seitliche Befestigungsplatte 24 und über eine obere und eine untere Befestigungsplatte 25 eine bewegbare Gußform 26 befestigt. Wie die feststehende Gußform 18 ist die bewegbare Gußform 26 aus zwei Teilen zusammengesetzt:On the movable plate 23 is a side mounting plate 24 and an upper and a lower mounting plate 25 a movable mold 26 attached. Like the fixed mold 18, the movable one Casting mold 26 composed of two parts:
einem bewegbaren Halteblock 27 aus ausdehnbarem Gußeisen (FCD 55) und einem bewegbaren Kern 28 aus Warmarbeitsstahl (SKD 61), die mitainander mit Hilfe von Schraubbolzen 29 verbunden sind.a movable support block 27 made of expandable cast iron (FCD 55) and a movable core 28 made of hot-work steel (SKD 61), which together with the help of screw bolts 29 are connected.
Duich die Bewegung der bewegbaren Platte 23 mit Hilfe des nicht gezeigten Kolbens wird die bewegbare Gußform 26 in enge Berührung mit der feststehenden Gußform 18 gebracht. Die beiden Gußformen sind so geformt, daß zwischen ihnen eine Gußform-Höhlung 30 für die Spritzgußformung des Erzeugnisses, ein Eingußkanal 31, über den das geschmolzene Metall in die Gußform-Höhlung 30 eingespritzt wird, und ein Preßdurchlaß 17 gebildet sind, der in die Höhlung 30 an einem Teilbereich derselben mündet, der Von dem Eingußkanal 31 entfernt ist.By moving the movable platen 23 with the aid of the piston, not shown, the movable mold 26 is brought into close contact with the fixed mold 18. The two molds are shaped so that between them a mold cavity 30 for the injection molding of the product, a sprue 31 through which the molten metal is injected into the mold cavity 30, and a press passage 17 are formed which into the cavity 30 at a portion thereof opens, the V on the sprue 31 removed is.
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- Vt- DE 0533- Vt- DE 0533
in den Anstoßflächen der feststehenden Gußforn 18 und der bewegbaren Gußform 26 sind Spalte von 0,1 bis 0/5 nun ausgebildet, die Entlüftungsoffnungen 33 bildfn, über die dir. durch das eingespritzte geschmolzene Matall gedrückto Luft aus der Höhlung 30 ausgelassen wird. Der an die Höhlung 30 angrenzende Endteil des Eingußkanals 31 ist zur Bildung einer Einlaufrinne 34 verengt, so daß das von dem Eingußkanal 31 her zugeführte geschmolzene Metall mit hoher Geschwindigkeit in die Höhlung 30 aingespritzt wird.in the abutment surfaces of the fixed mold 18 and of the movable mold 26 are gaps from 0.1 to 0/5 now formed, the ventilation openings 33 bildfn, over the you pressed by the injected molten metal Air is released from the cavity 30. The end portion of the sprue adjacent to the cavity 30 31 is narrowed to form an inlet channel 34 so that the molten material fed in from the sprue channel 31 Metal is injected into the cavity 30 at high speed.
In den Mittelteil des bewegbaren Kerns 28 ist in Preßsitz ein Verdientungs- bzw. Preßzylinder 35 so eingesetzt, daß er im wesentlichen der Mitte der Gußform-Höhlung 30 gegenübersteht. Dieser Preßzylinder 35 hat Zylinderform und ist aus Warmarbeitsstahl (SKD 61) hergestellt. Der Preßzylinder 35 nimmt eng und verschiebbar einen Preßkolben bzw. Preßstößel 36 auf, der gleich!alls aus Warmarbeitsstahl hergestellt ist (SKD 61). Der vorstehend genannte Preßdurchlaß 17 ist durch denjenigen Teil der inneren Umfangsfläche des Preßzylinders 35 gebildet, der über die innere Stirnfläche des Preßstößels 36 hinausragt. Mittels des Preßstößels 36 wird das den Preßdurchlaß 17 füllende geschmolzene Metall zu einem Teilbereich der Höhlung 30 hin herausgedrückt, der dem Preßdurchlaß 17 gegenüberliegt (d. h., zu einem SchmelzmetaJ1-Anlagerungsraum 32 hin). Zur leichten Wartung ist der Preßstößel 36 aus miteinander mittels eines Verbindungsrings 37 verbundenen zwei Teilen 36a und 36b zusammengesetzt, so daß der in dem Preßzylinder 35 verschiebbare Teil eillein für sich ausgetauscht werden kann.In the central part of the movable core 28 is an interference fit a merit or press cylinder 35 used so that it is substantially the center of the mold cavity 30 facing. This press cylinder 35 has a cylindrical shape and is made of hot-work steel (SKD 61). The press cylinder 35 closely and slidably takes a press piston or press ram 36, the same! all made of hot-work steel is established (SKD 61). The aforementioned press passage 17 is through that part of inner peripheral surface of the press cylinder 35 is formed, the protrudes beyond the inner end face of the press ram 36. By means of the press ram 36 this becomes the press passage 17 filling molten metal pushed out to a portion of the cavity 30, the press passage 17 is opposite (i.e., to a melt metal deposition space 32 out). For easy maintenance, the press ram 36 is connected to one another by means of a connecting ring 37 two parts 36a and 36b assembled, so that the part displaceable in the press cylinder 35 eillein for can be exchanged.
Die Fig. 3 und 4 zeigen die Stirnteile des Preßzylinders 35 und des Preßstößels 36 sowie den Raum 32. Wie aus diesen Figuren ersichtlich ist, hat der innerste Teil 35a3 and 4 show the end parts of the press cylinder 35 and the press ram 36 and the space 32. As from As can be seen in these figures, the innermost part has 35a
03D6CU/0U703D6CU / 0U7
-Vt- " DE 0533 -Vt- " DE 0533
des Preßzylinders 35 einen Innendurchmesser, der geringfügig (um 0,05 bis 1,00 mm o. dgl.) größer als derjenige der anderen Teile des Preßzylinders 35 ist. Wenn der Preßstößel 36 vorgetrieben wird, bildet der an dem Oberflächenteil des geschmolzenen Metalls in dem Preßdurchlaß 17 gebildete Oberflächenfilm einer verfestigten Schicht ß eine ringförmige Rippe A in dem erweiterten Teil 35a des Preßzylinders 35, so daß der Stößel 36 längs der inneren Umfangsfläche des Preßzylinders 35 unter Zwischensetzung der Rippe A gleitet.of the press cylinder 35 has an inner diameter which is slightly (by 0.05 to 1.00 mm or the like) larger than that the other parts of the press cylinder 35 is. When the ram 36 is advanced, it forms on the surface part of the molten metal formed in the press passage 17 is a solidified surface film Layer ß an annular rib A in the enlarged part 35a of the press cylinder 35, so that the ram 36 along the inner peripheral surface of the press cylinder 35 with the interposition of the rib A slides.
Die axiale Länge y dieses erweiterten Teils 35a wird in Abhängigkeit von dem Ausmaß der mittels des Preßstößels 36 herbeigeführten Verschiebung bzw. Verdrängung des Metalls bestimmt. Im einzelnen erstreckt sich der erwei tertf. Teil 35a vorzugsweise zu dem Innenende 35d des Prc 3zyl:nders 35 hin von einer Stelle 35c her, die um eire Stiecke χ (eine Strecke, die nicht größer als 10 mm und vorzugsweise 2 bis 3 mm ist) vor der Stellung 35b des Ende:? des Preßstößels 36 in dessen (in Fig. 3 gezei jter) voll zurückgezogener Stellung liegt. Durch Verlängern der Strecke y bis zu einer Stelle, die hinter der voll zurückgezogenen Stellung 35b der Stirnfläche des Stößels 36 liugt, entsteht jedoch in der Praxis kein wesentliches Problem.The axial length y of this enlarged part 35a is depending on the extent of the press ram 36 caused displacement or displacement of the metal determined. In detail, the widening extends tertf. Part 35a preferably to the inner end 35d of the cylinder 35 from a point 35c, the eire pieces χ (a distance not larger than 10 mm and preferably 2 to 3 mm) before position 35b of the end :? of the ram 36 in its (shown in Fig. 3 jter) fully retracted position. By extending the distance y to a point behind the fully retracted position 35b of the end face of the plunger 36, however, does not occur in practice major problem.
Der Hub ces Preßstößels 36 wird vorzugsweise so bestimmt, daß das I'nde 36c des Stößels 36 auch dann nicht über das Inne:.ende 35d des Preßzylinders 35 hinausragt, wenn der Preß stößer 36 in seiner (in Fig. 4 gezeigten) voll vorgesch >benen Stellung 35e steht; dadurch tritt es nie auf, daß der Preßstößel 36 direkt in den Metall-Anlagerungsrium 32 ragt. Es hat sich jedoch bestätigt, daß durch ei ι ger Lngfügiges Vorragen des Endes 36c des Preßstößeis über das Ende 35d des Preßzylinders hinausThe stroke of the press ram 36 is preferably determined so that the I'nd 36c of the plunger 36 does not protrude beyond the inside: .ende 35d of the press cylinder 35, if the press pusher 36 in its (shown in Fig. 4) full specified position 35e is; thereby it never occurs that the ram 36 directly into the metal attachmentrium 32 protrudes. It has been confirmed, however, that by slightly protruding the end 36c of the press joint beyond the end 35d of the press cylinder
t 30r,04/ÖU7t 30r, 04 / ÖU7
-Vif- ^* DE 0533 -Vif- ^ * DE 0533
praktisch kein wesentliches Problem veru -sacht wird.practically no major problem is caused.
Der Ausdruck "Schmelzmetall-Anlageringsr^um 32" wird in dieser Beschreibung in der Bedeutung für den Teil der Gußform-Höhlung verwendet, der dem Teil des Spritzgußkörpers entspricht, welcher in einem später beschriebenen sechsten Schritt entnommen wird. Dieser Teil ist tatsächlich der Teil der Spritzguß-Höhlung 30, der dem Preßdurchlaß 17 gegenübersteht, und so bemessen, dai er über der ganzen räumlichen Höhe der Gußform-Höhlung 30 eine Querschnittsfläche hat, die ungefähr zweimal so groß ist wie die Querschnittsfläche des Preßdurchlasses 17.The term "molten metal attachment rings around 32" is used in This description is used to mean the part of the mold cavity, which is the part of the injection molded body which is taken out in a sixth step described later. That part actually is the part of the injection molding cavity 30 which faces the press passage 17, and so dimensioned that he over the entire spatial height of the mold cavity 30 has a cross-sectional area approximately twice the cross-sectional area of the press passage 17th
An das äußere Ende des Preßstößels 36 ist ein Preßkolben 38 angeschlossen, der zum Vorschieben und Zurückziehen des Preßstößels 36 in einem Auspreßzylinder bzw. Preßdruckzylinder 39 verschiebbar ist. Wie im Falle des Einspritzzylinders 4 münden in den Preßdruckzylinder 39 ein drittes und ein viertes Hydraulik-Signaldruckrohr bzw. 41. Ein mit einem Solenoid gesteuertes Öldruck-Schaltventil 42 ist so ausgebildet, daß es den Durchlaß des Signaldrucks aus einer (nicht gezeigten) ölpumpe zu den Signaldruckrohren 40 bzw. 41 steuert, um damit die Bewegung des Preßkolbens 38 zu steuern. Dieser Preßdruckzylinder 39 ist mit Hilfe von Schraubbolzen 4 3 an der Defestigungsplatte 24 befestigt, so daß der Zylinder 39 mit der bewegbaren Gußform 36 zusammen bewegbar ist.At the outer end of the ram 36 is a plunger 38 connected, which is used to advance and retract the press ram 36 in a press cylinder or press cylinder 39 is slidable. As in the case of the injection cylinder 4, they open into the pressure cylinder 39 third and fourth hydraulic signal pressure pipes and 41, respectively. A solenoid controlled oil pressure switching valve 42 is designed to block the passage of signal pressure from an oil pump (not shown) the signal pressure tubes 40 and 41 controls in order to control the movement of the plunger 38. This pressure cylinder 39 is fastened to the fastening plate 24 with the aid of screw bolts 4 3, so that the cylinder 39 is movable together with the movable mold 36.
Durch den Halteblock 27 und den bewegbaren Kern 38 hindurch ragen Ausstoßstifte 44, deren Enden von der Oberfläche des bewegbaren Kerns 28 weg zu der Gußform-Höhlung 30 hin freiliegen. Diese Ausstoßstifte sind dazu ausgebildet, nach dem Zurückziehen der bewegbaren Gußform 26 zur öffnung der Gußform ein in der Höhlung 30 verfestigtesEjector pins 44 protrude through the holding block 27 and the movable core 38, the ends of which protrude from the surface of the movable core 28 are exposed away to the mold cavity 30. These ejector pins are designed to after the movable casting mold 26 has been withdrawn to open the casting mold, a solidified in the cavity 30
O30604/0U7O30604 / 0U7
DE 0533DE 0533
Spritzgußerzeugnis aus der bewegbaren Gußform 26 zu lösen und auszustoßen. Diese Ausstoßstifte sind mittels eines Au3Stoßkolbens 4 9 und über eine Ausstoßplatte 45, Ausstoßstangen 46, eine Ausstoßplatte 4 7 und eine Ausstoß-Betätigungsstange 4 8 nach rechts und links in der Ansicht gemäß Fig. 2 bewegbar. Die linken Enden dieser Ausstoßstangen 46 sind verschiebbar in jeweiligen (nicht gezeigten) Bohrungen aufgenommen, die in dem Halteblock 27 ausgebildet sind. Die Ausstoßzylinderstange bzw. der Ausstoßkolben 49 ist in einem Ausstoßzylinder 50 verschiebbar, in den,wie im Falle des Einspritzzylinders 4 und des Preßdruckzylinders 39, ein fünftes und ein sechstes Hydraulik-Signaldruckrohr 51 und 52 münden. Ein mit einem Solenoid gesteuertes Öldruck-Schaltventil 53 ist zur Steuerung des hydraulischen Signaldrucks aus einer (nicht gezeigten) ölpumpe ausgebildet, um dadurch eine Vorwärts- und eine Rückwärtsbewegung des Ausstoßkolbens 4 9 herbeizuführen.To release injection molded product from the movable mold 26 and eject. These ejector pins are means of an Au3 push piston 4 9 and a push plate 45, Ejector rods 46, an ejector plate 4 7, and an ejector actuator rod 4 8 movable to the right and left in the view according to FIG. The left ends of this Ejector rods 46 are slidably received in respective bores (not shown) in the Holding block 27 are formed. The ejection cylinder rod or the ejection piston 49 is in an ejection cylinder 50 displaceable into which, as in the case of the injection cylinder 4 and the compression cylinder 39, a fifth and a sixth hydraulic signal pressure pipe 51 and 52 open. An oil pressure switching valve controlled by a solenoid 53 is for controlling the hydraulic signal pressure from an oil pump (not shown) formed to thereby cause a forward and a backward movement of the ejection piston 4 9.
Nachstehend werden die aufeinanderfolgenden Schritte des erfindungsgemäßen Spritzgußverfahrens in Einzelheiten beschrieben.The sequential steps of the injection molding process of the present invention are detailed below described.
(Erster Schritt).(First step).
Durch Antrieb mittels eines nicht gezeigten Kolbens wird die bewegbare Platte 23 nach links in der Ansicht in Fig. 2 bewegt, um damit die bewegbare.Gußform 26 in enge Berührung mit der feststehenden Gußform 18 zu bringen und dadurch die Gußform-Höhlung 30 für den Spritzguß eines Erzeugnisses, den Eingußkanal 31, den Preßdurchlaß 17 und die Entlüftungsöffnungen 33 zu bilden. When driven by a piston, not shown, the movable plate 23 is turned to the left in the view moved in Fig. 2, so as to move the movable casting mold 26 in to bring close contact with the fixed mold 18 and thereby the mold cavity 30 for the Injection molding a product to form the sprue 31, the press passage 17 and the vents 33.
030604/0147030604/0147
it DE 05 33 it DE 05 33
(Zweitor Schritt)(Two-gate step)
Aus einer nicht gezeigten Einfüllvorrichtung wird über die Einfüllöffnung 15 geschmolzenes Metall in ien Eindruckzylinder 14 und weiter in einen Teil des Eingußkanals 31 eingefüllt. Danach wird das Öldruck-Schaltventil 9 so betätigt, daß der Signaldruck zu dem ersten Signaldruckrohr 6 geführt wird, so daß der Einspritzkolben 5 (und folglich der Kolbenkopf 13) mit einem vorbestimmten Druck vorgeschoben werden, der durch die Höhe des Signaldrucks bestimmt ist. Durch diese Vorwärtsbewegung des Kolbenkopfs 13 wird das geschmolzene Metall in dem Eindruckzylinder 14 in den Eingußkanal 31 gedrückt und zum Auffüllen der Gußform-Höhlung 30 und des Preßdurchlasses 17 eingespritzt. Das. Einspritzen erfolgt unter hoher Geschwindigkeit, da das geschmolzene Metall beschleunigt wird, wenn es durch die Einlaufrinne 34 hindurch gelangt. Die Höhe des bei,diesem Schritt auf das geschmolzene Metall ausgeübten Drucks (d. h.> derFrom a filling device, not shown, is over the filling opening 15 melted metal into an impression cylinder 14 and further into a part of the sprue 31 filled. Thereafter, the oil pressure switching valve 9 is operated so that the signal pressure to the first Signal pressure tube 6 is guided so that the injection piston 5 (and consequently the piston head 13) with a predetermined Pressure, which is determined by the level of the signal pressure. Through this forward movement of the piston head 13, the molten metal in the impression cylinder 14 is pressed into the pouring channel 31 and to fill the mold cavity 30 and the Press passage 17 injected. The. Injection occurs at high speed as the metal is molten is accelerated when it passes through the inlet channel 34. The amount of at that step up the molten metal applied pressure (i.e.> the
Einspritzdruck) beträgt 500 bis 1500 bar. Die in der Höhlung 30 vorhandene Luft würde zu unerwünschten Höhlungen oder Lunkern bzw. Poren in dem sich ergebenden Erzeugnis führen, wenn sie bei dem Einspritzschritt in dem geschmolzenen Metall eingeschlossen wäre. Daher wirdInjection pressure) is 500 to 1500 bar. The air present in the cavity 30 would become undesirable cavities or voids or pores in the resulting product when they result in the injection step in would be included in the molten metal. Hence will
zu ein Teil der in der Gußform-Höhlung 30 befindlichen Luft über die Entlüftungsöffnungen 33 herausgelassen, die an vorbestimmten Stellen der Anstoßflächen der bewegbaren Gußform 26 und der feststehenden Gußform 18 angeordnet to some of the air located in the casting mold cavity 30 is let out via the ventilation openings 33, which are arranged at predetermined locations on the abutment surfaces of the movable casting mold 26 and the stationary casting mold 18
sind.
30are.
30th
(Dritter Schritt)(Third step)
Nach den Auffüllen der Gußform-Höhlung mit dem geschmolzenen Metall wird der Preßstößel 36 ν >rgetrieben, umAfter filling the mold cavity with the melted Metal is driven to the ram 36 ν> r
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DE 0533DE 0533
zwangsweise das geschmolzene Metall aus dem Preßdurchlaß 17 in den Raum 32 zu drängen, bevor das geschmolzene Metall sich in der Einlaufrinne 34 verfestigt.forcibly the molten metal from the press passage 17 to push into space 32 before the melted Metal solidifies in the inlet channel 34.
Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird der Zeitpunkt des Bee inns der Bewegung des Preßstößels 36 folgendermaßen cesteuert: Wenn die Gußform-Höhlung 30 und der Preßdurcl laß 17 vollständig mit dem geschmolzenen Metall gefül^t worden sind, wird die Vorwärtsbewegung de Ein^pritzkolbens bzw. Kolbenkopfs 13 angehalten, wa zu e inem plötzlichen Druckanstieg in dem ersten Si jnaldruckrohr 6 führt. Dieser Druckanstieg in dem Rohr 6 νird dann mit dem Druckschalter 11 erfaßt. Der Druckschalter 11 ist so ausgebildet, daß er ein elektrisches Signal an das Öldruck-Schaltventil 42 abgibt, wenn der Druck in dem ersten Signaldruckrohr 6 über einen vorbestimmten Druckpegcjl hinaus gesteigert ist. Das üldruok-Schaltventil 42 schaltet dann den Durchlaß des Signaldrucks auf das dritte Signaldruckrohr 40. Es ist offensichtlich, daß es bei der vorstehend beschriebenen Anordnung möglich .Ist, den Preßstößel 36 rechtzeitig (in gewöhnlich ungefähr 0,5 s o. dgl.) nach Beendigung des Einspritzens zu betätigen.In the embodiment described, the timing of the bee inns movement of the press ram 36 is as follows controlled: When the mold cavity 30 and the Preßdurcl let 17 completely with the melted Metal will have been filled with forward motion de A ^ injection piston or piston head 13 stopped, was a sudden pressure increase in the first Si jnaldruckrohr 6 leads. This pressure increase in the pipe 6 is then detected with the pressure switch 11. the Pressure switch 11 is designed so that it is an electrical Signal to the oil pressure switching valve 42 outputs when the pressure in the first signal pressure tube 6 over a predetermined pressure level is increased. The üldruok switching valve 42 then switches the passage of the Signal pressure on the third signal pressure tube 40. It is obvious that in the case of the above-described Arrangement possible .Ist, the ram 36 in time (usually about 0.5 seconds or the like) after the injection is complete.
Bei der Spritzgußmaschine mit dem vorhergehend beschriebenen Aufbau benötigt das geschmolzene Metall in der Einlaufrinne 34 zu seiner vollständigen Verfestigung gewöhnlich ungefähr 5 bis 6 s . Daher wird gemäß dem beschriebenen Ausführungsbeispiel die Vorwärtsbewegurg des Preßstößels 36 in einer Zeitdauer begonnen, die ausreichend kurz im Vergleich zu der Zeit ist, die für die vollständige Verfestigung des geschmolzenen Metalls in der Einlaufrinne 34 notwendig ist.In the injection molding machine having the structure described above, the molten metal in the Gully 34 typically takes about 5 to 6 seconds to fully solidify. Therefore, according to the Embodiment described the forward movement of the press ram 36 started in a period of time which is sufficiently short compared to the time required for the complete solidification of the molten metal in the inlet channel 34 is necessary.
Durch diese Vorwärt; bewegung des Preßstößels 36 wirdThrough this forward; movement of the ram 36 is
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das geschmolzene Metall in dem Preßdurchlaß 17 zwangsweise in den Schmelzmetall-Anlagerungsraum 32 zurückversetzt bzw.-gedrängt, um dadurch eine Pressung bzw. Verdichtung an dem geschmolzenen Metall Ln der Gußform-Höhlung 30 herbeizuführen.the molten metal in the press passage 17 forcibly set back or pushed back into the molten metal deposition space 32 in order to thereby result in a pressing or To bring about compression on the molten metal Ln of the mold cavity 30.
Diese Pressung wird fortgesetzt, bis mindestens das Metall in der Gußform-Höhlung 30 vollständig verfestigt ist, d. h., das Metall in der Einrichtung an der der Gußform-Köhlung 30 zugewandten Seite der Einlaufrinne 34 vollständig verfestigt ist.This pressing is continued until at least the metal in the mold cavity 30 solidifies completely is, d. That is, the metal in the device on the side of the inlet channel facing the mold cavity 30 34 is completely solidified.
Es ist anzumerken, daß deshalb, weil das Metall in der Einlaufrinne 34 bis zu dem Moment noch nicht verfestigt ist, an dem der Preßvorgang begonnen wird, die Menge der Preßverdrängung ausreichend groß sein muß, nicht nur die Verfestigungsschrumpfung des Metalls in der Gußform-Höhlung 30 und in dem Preßdurchlaß 17 auszugleichen, sondern auch die Verfestigungsschrumpfung des Metalls in dem Eingußkanal 31 und dem Eindruckzylinder 14 auszugleichen, die bis zu dem Moment entsteht, an dem sich das Metall in der Einlaufrinne 34 verfestigt.It should be noted that this is because the metal in the gully 34 has not yet solidified up to that moment is the amount at which the pressing is started the press displacement must be sufficiently large, not just the solidification shrinkage of the metal in the To compensate for the mold cavity 30 and in the press passage 17, but also the solidification shrinkage equalize the metal in the sprue 31 and the impression cylinder 14, which arises up to the moment at which the metal solidifies in the inlet channel 34.
Der kleinste Preßdruck sollte mindestens hoch genug sein, den Teil 1^ des geschmolzenen Metalls aus dem Preßdurchlaß 17 in den Raum 32 zu drücken. Dieser kleinste Druck muß höher als der von dem Einspritz-Kolbenkopf 13 ausgeübte Einspritzdruck sein, und zwar um einen Wert, der der Summe aus dem Reibungswiderstand, der durch die Reibung zwischen der Innenwandung des Preßzylinders und der verfestigten Schicht ß (siehe Fig. 5) in dem Preßdurchlaß 17 während der Vorwärtsbewegung des Preßstößels 36 erzeugt wird, und dem Widerstand entspricht,The smallest pressing pressure should be at least high enough to press the part 1 ^ of the molten metal out of the pressing passage 17 into the space 32. This smallest pressure must be higher than the injection pressure exerted by the injection piston head 13, namely by a value which is the sum of the frictional resistance caused by the friction between the inner wall of the press cylinder and the solidified layer β (see FIG. 5) is generated in the press passage 17 during the forward movement of the press ram 36, and corresponds to the resistance,
OJ der als Ergebnis der Scherungsverformung der an dem OJ as a result of the shear deformation of the
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Vt ■ DE 0533 Vt ■ DE 0533
inneren Unde 35d der inneren Umfangsfläche des Preßzylinders 35 gebildeten verfestigten Schicht ß entsteht. Andererseits ist der Obergrenzen-Druck oder maximal zulässige Druck der höchste Druck in einem Druckbereich, in dem noch keine Rückwärtsbewegung des Einspritz-Kolbonkopfs 13 hervorgerufen wird. Der tatsächlich auf den Linspritz-Kolbenkopf 13 übertragene Druck ist niedriger als der mittels des Preßstößels 36 aufgebrachte Druck Pa, und zwar um einen Druck, der dem Druckabfall ΔΡ entspricht, der entsteht, wenn das geschmolzene Metall durch die Einlaufrinne 34 und andere Teile hindurch gelangt. Daher soll dieser Druck eine solche Höhe haben, daß die verfestigte Schic it ß nicht abgeschert wird, die um das vordere Ende des Einspritz-Kolbenkopfs 13 herum gebildet ist.inner unde 35d of the inner peripheral surface of the press cylinder 35 formed solidified layer ß arises. On the other hand, the upper limit pressure is or maximum permissible pressure the highest pressure in a pressure range in which there is still no backward movement of the injection piston head 13 is caused. The pressure actually transmitted to the lens injection plunger head 13 is lower than the pressure Pa applied by the press ram 36 by a pressure equal to the pressure drop ΔΡ corresponds to that occurs when the molten metal passes through the inlet channel 34 and other parts got. Therefore, this pressure should have such a level that the solidified layer does not shear off formed around the front end of the injection plunger head 13.
Das Ausmaß der Preßverdrängung des Metalls und der Preßdruck werden so gewählt, daß sie in die vorstehend beschriebenen Bereiche fallen. Es .st anzumerken, daß erfindungsgemäß ein Preßdruck eine:· vorbestimmten Werts immer aufgrund des Umstands erzielbar ist, daß die Gußfo :m-Höhlung 30 so geformt ist, daß der Querschnitt der G lßform-Höhlung über dem mit dem Preßdurchlaß 17 in Verbindung stehenden Teilbere.ch derselben und in Richtung senkrecht zur Bewegungsrichtung des Preßstößels 36 eine Fläche hat, die größer als die Querschnittsfläche der Innenöffnung des Preßzylinders 35 ist. The amount of compression displacement of the metal and the compression pressure are selected so that they fall into those described above Areas fall. It .st to be noted that according to the invention a pressing pressure a: · predetermined value is always achievable due to the fact that the Gußfo: m cavity 30 is shaped so that the cross-section the mold cavity above that with the press passage 17 related sub-areas of the same and in Direction perpendicular to the direction of movement of the press ram 36 has an area which is larger than the cross-sectional area of the inner opening of the press cylinder 35.
Im einzelnen wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren da:; geschmolzene Metall oC .mittels des Preßstößels 36 aus dem Preßdurchlaß 17 heraus in die Gußform-Höhlung (dta Raum 32) herein verdrängt, wobei das verdrängte Metall eine auseinanderlaufende Strömung bildet. Daher ist der Widerstand, der durch das Vorhandensein der verfestigten Schicht ß bei der Vorwärtsbewegung des Preßstößels 36 entsteht, nur ein Gesamtwiderstand, derIn detail, according to the method according to the invention there:; molten metal oC. by means of the ram 36 displaced out of the press passage 17 into the mold cavity (dta space 32), which displaced Metal forms a divergent flow. Hence the resistance created by the presence of the solidified layer ß occurs during the forward movement of the ram 36, only a total resistance that
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durch die Rejibung zwischen der verfestigten Schicht ß und der inneren Umfangsflache des Preßzylinders 35 und die Kraft entsteht, die zum Abscheren der an der inneren Umfangsflache des Endes des Preßzylinders 35 gebildeten verfestigten Schicht ß notwendig ist. Der Reibungswiderstand kann auf einfache Weise bestimmt werden, wenn der Innendurchmesser des Preßzylinders 35 und der Hub des Preßstößels 36 gegeben sind. Die Scherungskraft kann gleichfalls auf einfache Weise bestimmt werden, da las Abscheren der verfestigten Schicht ß immer an lern Ende 35d der inneren Umfangsflache des Preßzylinder3 35 stattfindet und die )icke der Echerungsf1iche immer im wesentlichen koi stant ist.due to the friction between the solidified layer ß and the inner peripheral surface of the press cylinder 35 and the force arises which is required to shear off the formed on the inner circumferential surface of the end of the press cylinder 35 solidified layer ß is necessary. The frictional resistance can easily be determined if the The inner diameter of the press cylinder 35 and the stroke of the press ram 36 are given. The shear force can can also be determined in a simple manner, since read Shearing of the solidified layer ß always takes place at learning end 35d of the inner circumferential surface of the press cylinder 35 and the) ick of the research area is always in the essential koi stant is.
Wenn daher der Preßdruck in dem vorstehend genannten Bereich gewählt wird, wird bei j ede:α Spritzgußvorgang nach dem erfindungsgemäßen Verfahren der gleiche Preßdruck an dem geschmolzenen Metall ausgeübt, wodurch immer Spritzguß-Erzeugnisse in hervorragender Qualität erzielbar sind.Therefore, if the pressing pressure is selected in the above-mentioned range, each becomes: α injection molding process according to the method according to the invention, the same compression pressure applied to the molten metal, thus always injection molded products of excellent quality are achievable.
(Vierter Schritt)(Fourth step)
Nachdem sich das eingespritzte Metall an der der Gußform-Höhlui g 30 zugewandten Seite dor Eii laufrinne 34 verfestigt hat, bewirkt ein weiteres Ai süben von Druck irittel., dos Preßstößels 36 keine Pr« ssung des Metalls. Daher wird das üldruck-Schaltventil 42 so betätigt, daß nunmehr der Signaldruck dem vierten Signalöldruckrohr 4 zugeführt wird, um dadurch den Preßstößel 36 zurückzuziehen. After the injected metal attaches to the mold cavity G 30 facing side of the Eii channel 34 solidified has, a further application of pressure irittel., the press ram 36 does not cause any compression of the metal. Therefore, the oil pressure switching valve 42 is operated so that now the signal pressure is supplied to the fourth signal oil pressure pipe 4, in order to thereby withdraw the press ram 36.
Die für die Verfestigung des Metalls in der Gußform-HÖhlung 30 notwendige Zeit ändert sich mit dem Volumen und der räumlichen Höhe der Gußform-Höhlung. Es istThe one used to solidify the metal in the mold cavity The time required changes with the volume and the spatial height of the mold cavity. It is
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daher vorzuziehen, versuchsweise den Preßstößel 36 unter verschiedenen Zeitsteuerungen zurückzuziehen, um im voraus die für die Verfestigung notwendige Zeit zu messen, und das Öldruck-Schaltventil 42 mittels eines Zeitgebers nach Ablauf einer Zeitdauer zu betätigen, die gleich der Summe der vorstehend genannten gemessenen Zeit und einer vorbestimmten Zusatzzeit ist (die 1 bis 2 s betragen kann).therefore, it is preferable to tentatively retract the plunger 36 at various timings to im to measure in advance the time necessary for solidification, and the oil pressure switching valve 42 by means of a timer to operate after a period of time equal to the sum of the aforementioned measured time and one predetermined additional time (which can be 1 to 2 s).
(Fünfter Schritt)(Fifth step)
Nach dem Zurückziehen des Preßstößels 36 wird der nicht gezeigte Kolben in Betrieb gesetzt, um die bewegbare Platte 2 3 nach rechts in der Ansicht in Fig. 2 zu bewegen und damit die bewegbare Gußform 26 von der feststehenden Gußform 18 zu lösen. Das Ablösen der bewegbaren Gußform 26 soll zu einem Zeitpunkt erfolgen, an dem die Außenfläche des geschmolzenen Metalls an der Seite des Einspritzdurchlasses sich so weit verfestigt hat, daß die Form des Spritzguß-Erzeugnisses erhalten bleibt. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die bewegbare Form 26 zu einem Zeitpunkt von 0,5 bis 1 s nach dem Zurückziehen des Preßstößels 36 abgelöst.After retraction of the press ram 36, the piston, not shown, is put into operation to move the Plate 2 3 to the right in the view in Fig. 2 to move and thus the movable mold 26 from the stationary To solve the mold 18. The detachment of the movable mold 26 should take place at a point in time at which the outer surface of the molten metal on the side of the injection port has solidified so much that the Shape of the injection molded product is retained. In the described embodiment, the movable mold 26 is released at a point in time of 0.5 to 1 s after the press ram 36 has been withdrawn.
Wenn die bewegbare Form 26 abgelöst wird, wird das an das erste Signaldruckrohr 6 angelegte Drucksignal noch aufrechterhalten, so daß ein in dem Eindruckzylinder 14 verfestigtes Spritzguß-Erzeugnis aus diesem herausgedrückt wird.When the movable mold 26 is peeled off, the pressure signal applied to the first signal pressure tube 6 is still maintained, so that an injection-molded product solidified in the impression cylinder 14 is pressed out of the latter will.
Danach wird mittels des Öldruck-Schaltventils 9 der SignaldrucL auf das zveite Signaldruckrohr 7 geschaltet, um damit den Einspiitz-Kolbenkopf 13 zurückzuziehen. Darauffolgend wird das Druck-Schaltventil 53 betätigt, um den Signalöl'lruck auf das fünfte Signaldruckrohr 51 zu schaltenThen the signal pressure is increased by means of the oil pressure switching valve 9 switched to the second signal pressure tube 7 in order to pull back the injection piston head 13. Subsequent the pressure switching valve 53 is actuated in order to switch the signal oil pressure to the fifth signal pressure pipe 51
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j und damit den Ausstoßkolben 49 nach links gemäß der Darstellung in Fig. 2 zu bewegen. Diese Linksbewegung des Ausstoßkolbens 4 9 wird über die Ausstoß-Bf .ätigungsstange 48, die Ausstoßplatte 47, de Ausstoßstang m 46 und diej and thus to move the ejection piston 49 to the left as shown in FIG. This leftward movement of the ejector piston 9 is .ätigungsstange 4 via the discharge-Bf 48, the ejection plate 47 ejecting de Stang m 46 and
c Ausstoßplatte 45 auf die Ausstoßstifte 44 übertragen. Als Folge davon vird mittels der Ausstoßstifte 44 das Spritzguß-Erzeugnis ausgestoßen, das sich in dor Gußform-Höhlung 30, dem Eingußkanal 31 und dem Preßdurchlaß 17 verfestigt hat.c Transfer the ejector plate 45 onto the ejector pins 44. As a result, by means of the ejector pins 44, the Injection molded product ejected, which is in the mold cavity 30, the sprue 31 and the press passage 17 has solidified.
(Sechster Schritt)(Sixth step)
Das durch dieses Spritzgußverfahren erzielte Erzeugnis hat ein? Form, wie sie in den Fig. 6 und 7 gezeigt ist.The product obtained by this injection molding process has a? Shape as shown in Figs.
Nach dem Spritzgießen werden diejenigen Teile, die sich in dem Eindruckzylinder 14, dem Eingußkanal 31 und den Ei tlüftungsöffnungen 33 verfestigt haben (strichlierte Teile R in den Fig. 6 und 7), mittels einer Presse weggeschnitten. Dann wird der in dem Schmelzmetall-Anlagerungs raum 32 verfestigte Teil des Spritzgußkörpers (strichlierter Teil S in den Fig. 6 und 7) mittels einer Drehbank von dem Spritzgußkörper abgestochen, von dem die in dem Eindruckzylinder 14, dem Eingußkanal 31 und den Entlüftungsöffnungen 33 verfestigten Teile schon entfernt wurden; dadurch ergibt sich ein Spritzguß-Fertigprodukt.After injection molding, those parts that are in the impression cylinder 14, the sprue channel 31 and the Have solidified ventilation openings 33 (dashed lines Parts R in Figs. 6 and 7), cut away by means of a press. Then the solidified in the molten metal accumulation space 32 part of the injection molded body (dashed line Part S in FIGS. 6 and 7) cut off by means of a lathe from the injection-molded body from which the Solidified parts in the impression cylinder 14, the sprue channel 31 and the vent openings 33 have already been removed became; this results in an injection-molded finished product.
Der in dem Schmelzmetall-Anlagerungsraum 32 verfestigte Teil wird aus folgendem Grund entfernt:The solidified part in the molten metal accumulation space 32 is removed for the following reason:
In dem Raum 32 schreitet die Verfestigung unter dem mittels des Preßstößels 36 direkt ausgeübten Preßdruck fort. Daher unterliegt die in dem Raum 32 gebildete verfestigte Schicht ß einer Abscherung, bevor sie aasreichend gewachsen ist; dies ergibt einen Oberflächenfehler, der auf unerwünschte Weise die mechanischeIn the space 32, the solidification proceeds under the pressing pressure exerted directly by means of the press ram 36 away. Therefore, the solidified layer β formed in the space 32 is subject to shearing before it becomes sufficient has grown; this results in a surface defect which undesirably affects the mechanical
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Fertigkeit des Spritzguß-Erzeugnissos herabsetzt. Da ferner für die Kristallisation der verschiedenen Metallkomponenten des geschmolzenen Metalls verschiedene Zeiten notwendig sind, verbleibt die Metallkomponente, die zuerst kristallisiert, in dem Raum 32, während die andere Metallkomponente oder die anderen Metallkomponenten, die immer noch in der Flüssigphase sind, durch den mittels des Pre£stößeis 36 ausgeübten Druck aus dem Raum 32 herauscedrückt werden, was zu einer Neigung zur Bildung einer Seigerung führt, die die Bearbeitbarkeit (und insbesondere die Schneidebearbeitung) des Spritzguß-Erzeugnisses beeinträchtigt und eine Präzisionsbearbeitung schwierig macht.Skill of injection molded product degrades. It is also responsible for the crystallization of the various metal components Different times of the molten metal are necessary, the metal component that remains first crystallizes, in the space 32, while the other metal component or the other metal components that are still in the liquid phase, pushed out of the space 32 by the pressure exerted by means of the pressure shock 36 tending to form a segregation which affects the machinability (and in particular cutting processing) of the injection-molded product and precision processing makes difficult.
Die Fig. 8 und 9 si id Photographien, die jeweils die Struktur eines Spritzgußkörpers mit einom Oberflächenfehler und die Struktur eines weiteren Spritzgußkörpers mit Seigerung zeigen. Diese Strukturen wurden in denjenigen Spritzgußkörper-Teilen gefunden, die sich in dem Schmelzmetall-Anlagerungsraum 32 verfestigt haben.Figs. 8 and 9 are photographs showing the Structure of an injection-molded body with a surface defect and the structure of a further injection-molded body show with segregation. These structures were found in those injection molded body parts that are in the Have solidified molten metal deposition space 32.
Daher ist es bei Spritzguß-Gegenständen, die besonders für den Betrieb unter hohem Druck vorgesehen sind oder die präzise bearbeitet werden müssen, notwendig, die in dem Schmelzmetall-Anlagerungsraum 32 verfestigten Teile der Spritzgußkörper zu entfernen. Der in den Fig. 6 und 7 gezeigte Spritzguß-Gegenstand ist zur Verwendung als Seitengehäuse einer Umlaufmaschine vorgesehen. In diesem Fall wird die als Ergebnis des Entfernens des in dem Rau η 32 verfestigten Teils geformte Bohrung vorteilhaft als Bohrung für die Aufnahme einer Drehwelle der Maschine verwendest.It is therefore used for injection-molded articles that are or are particularly intended for operation under high pressure which must be precisely machined, the parts solidified in the molten metal deposition space 32 are necessary remove the injection molded body. The injection molded article shown in Figs. 6 and 7 is for use as Side housing of a rotary machine provided. In this In this case, the hole formed as a result of removing the part solidified in the rough η 32 becomes advantageous use as a hole for receiving a rotating shaft of the machine.
Das Metoll in den von dem Schmelzmetall-Anlagerungsraum 32 verschiedenen Teilen der Gußform-Höhlung 30 wirdThe Metoll in the from the molten metal deposition space 32 different parts of the mold cavity 30 is
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nicht direkt mittels des Preßstößels 36 gepreßt und ist daher frei von irgendwelchen Oberflachen-ehlern und Seigerungen. Die Fig. 10 ist eine Photographie, die die Struktur des Spritzguß-Erzeugnisses zeigt, das sich in einem von dem Schmelzmetall-Anlagerungsraum 32 verschiedenen Teil der Gußform-Höhlung 30 verfestigt hat. Aus der Fig. 10 ist ersichtlich, daß das nach dem erfindungsgemäßen Spritzgußverfahren hergestellte Spritzeuß-Erzeugnis völlig frei von Poren bzw. Lunkern oder Höhlen, Oberflächenfehlern und Seigerungen ist.not pressed directly by means of the ram 36 and is therefore free of any surface blemishes and Segregations. Fig. 10 is a photograph showing the structure of the injection molded product shown in FIG has solidified a part of the casting mold cavity 30 different from the molten metal deposition space 32. Out 10 it can be seen that the injection molded product produced by the injection molding process according to the invention is completely free of pores or cavities or cavities, surface defects and segregation.
Selbstverständlich ist es für die Erfindung nicht ausschlaggebend, daß der für die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendete Druckstößel 36 in der bewegbaren Form 26 angeordnet werden muß. Drr Preßstößel kann auch in der feststehenden Gußform 18 oder weiterhin so angeordnet werden, daß e.: längs der An toßflachen der bewegbaren Gußform 26 und der feststehenden Guß form 18 verschiebbar ist.Of course, it is not decisive for the invention, that the plunger 36 used for carrying out the method according to the invention in the movable Form 26 must be arranged. Drr ram can also be arranged in the fixed mold 18 or further so that e .: along the toßflachen the movable mold 26 and the fixed mold 18 is movable.
7. Industrielle Anwendbarkeit7. Industrial applicability
Erfindungsgemäß kann das geschmolzene Metall in der Gußform-Höhlung immer mit einem stetigen Preßdruck gepreßt bzw. verdichtet werden, was Spcitzgtß-Erzeugnisse ergibt, die völlig frei vor unerwünschten Oberflächenfehlern und Seigerungen sind, welche die Festigkeit und die Bearbeitbarkeit der Erzeugnisse beeinträchtigen würden. Daher kann das erfindungsgemäße Spritzgußv rfahren wirkungsvoll bei der Massenherstellung von Gegenständen, die unter einem hohen Druck verwendet werden, ex er Gegenständen angewandt werden, die präzise bearbeitet werden müssen. Beispielsweise kann das erfindungsgemäße Verfahren zweckdienlich bei der Massenherstellung von Gehäusen von Kompressoren oder Pumpen angewandt werdon.According to the invention, the molten metal in the mold cavity can always be pressed or compacted with a constant pressing pressure, which results in Spcitzgtß products that are completely free from undesirable surface defects and segregation, which would impair the strength and workability of the products. Therefore, the invention can Spritzgußv rfahren effective in the mass production of articles which are used under a high pressure, he ex objects are applied which must be processed precisely. For example, the method according to the invention can expediently be used in the mass production of housings for compressors or pumps.
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