DE3605529C3 - Druckgießverfahren und Druckgießmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Druckgießverfahren und eine entsprechende Druckgießmaschine zur Durchführung des Verfahrens gemäß den oberbegrifflichen Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. 9.

Gießverfahren für Druckgießmaschinen sind im Stand der Technik weithin bekannt als typische Verfahren zur Herstellung einer Vielzahl von Präzisions-Gießprodukten. Diese Gießart wird so ausgeführt, daß ein Hohlraum für eine Metallschmelze mit geschmolzenem Metall bei hoher Geschwindigkeit und unter hohem Druck aufgefüllt wird. Dabei besteht allerdings die Möglichkeit, daß das Gas im Hohlraum nicht ausreichend aus diesem abgezogen wird, was zur Folge hat, daß das noch vorhandene Gas mit der Metallschmelze vermischt wird und dann im Produkt in Form von Gasblasen verbleibt. In vielen Anmeldungen wurde aus diesem Grund das übliche Druckgießen als für die Herstellung solcher Teile ungeeignet bezeichnet, die im speziellen in hohem Maße frei von Gaseinschlüssen sein sollen.

Um dieses Problem zu lösen, wird in der japanischen Gebrauchsmuster- Offenlegungsschrift Nr. 57-13 873 eine Gasentlüfungseinrichtung für Metallformen beschrieben, die zum Entlüften und Entgasen des Formhohlraums während des Gießvorganges geeignet ist, um dadurch Gaseinschlüsse im Produkt zu verhindern, wodurch es möglich ist, Gießprodukte hoher Qualität zu erhalten.

Diese bekannte Gasentlüftungseinrichtung weist ein Gasentlüftungsventil in einem Gasauslaßkanal auf, das den Formhohlraum mit der Außenseite der Vorrichtung verbindet, wobei heiße Metallschmelze in den Formhohlraum eingepreßt wird, wenn dieses Ventil geöffnet ist. Nach erfolgter Entlüftung des Formhohlraums von dem Gas wird dieses Ventil durch die Trägheitskraft der Metallschmelze, die aus dem Formhohlraum in den Gasauslaßkanal eindringt, verschlossen und dadurch verhindert, daß die heiße Metallschmelze ausfließen könnte. Mit dieser bekannten Vorrichtung kann das Abziehen des Gases innerhalb der Form sicher und leicht ausgeführt werden.

Die Anmelderin der vorliegenden Erfindung hat darüber hinaus aber auch noch ein Vakuum-Druckgießverfahren und eine entsprechende Maschine entwickelt, bei welcher der obenerwähnte Gasauslaßkanal an einen Vakuumerzeuger angeschlossen wird, wodurch eine Gasevakuierung in der Form erfolgt. Dieses Druckgießverfahren mit Druckerniedrigung dient dazu, eine Dekompression zu bewirken durch Abzug von Gas über den Gasstrom hinaus, der von der Außenseite der Form in den Formhohlraum durch einen Spalt einfließt, wodurch der Entgasungsvorgang in der Form verstärkt wird.

Allerdings kann es bei dem vorstehend genannten Druckgießverfahren vorkommen, daß ein Gasstrom von der Außenseite der Vorrichtung zur Innenseite über einen Spalt zwischen einer Eingießhülse (Gießkanal) und dem Kolbenkopf des Druckkolbens auftritt infolge der Differenz zwischen der aus dem Formhohlraum abgezogenen Gasmenge und dem Gas, das in den Hohlraum einströmt. Dies hat zur Folge, daß bei der Evakuierung des Hohlraums ein Teil der Metallschmelze im Gießkanal durch diese zusätzlich einströmende Luft brodelt und unkontrolliert in den Formhohlraum vor dem eigentlichen Druckgießvorgang eingesaugt wird, wodurch es zum Entstehen einer dünnen Erstarrungsschicht längs der Innenflächen des Formhohlraums kommt. Ist dies aber einmal geschehen, lassen sich keine zufriedenstellenden Gießprodukte mehr erzielen. Selbst wenn darüber hinaus ein Eingießvorgang ausgeführt werden sollte, wird Feuchtigkeit, Trennmittel aus der Form oder Schmiermittel usw. von außerhalb des Hohlraums in diesen hineingezogen, oder auch heiße Metallschmelze aus dem Gießkanal zu einem Zeitpunkt, an dem der Evakuierungsgrad noch nicht ausreichend groß ist. Dies hat zur Folge, daß Verunreinigungen wie z. B. Schmiermittel in das Gießprodukt eingelagert werden, wodurch die Produktqualität abnimmt, oder daß Feuchtigkeit in Kontakt mit der eingeschlossenen Metallschmelze gelangt, verdampft wird und hierdurch Gasblasen erzeugt werden, wodurch es wiederum zu keinem ausreichenden Evakuiereffekt kommt. Wegen der Tatsache, daß dabei heiße Metallschmelze angesaugt wird, bevor der Druck im Formhohlraum bis auf einen ausreichend tiefen Evakuiergrad abgesunken ist, kann es darüber hinaus dann auch noch zu der Möglichkeit kommen, daß Gas dorthin angesaugt wird oder daß die etwas früher eingezogene Metallschmelze sich mit der danach eingeschlossenen Metallschmelze nicht ausreichend gut vermischt, wodurch das Erscheinungsbild des Endproduktes abfällt.

Die vorstehend beschriebene bekannte Druckgießmaschine weist aber auch noch andere Nachteile auf. Wenn der Druckgießvorgang ausgeführt wird, kann es, während die Innenseite des Formhohlraums von oben her evakuiert wird, dazu kommen, daß Luft über die Anlagefläche der Eingießhülse in den Gießkanal hineingezogen wird. Wenn dementsprechend eine oben auf dem Kolbenoberteil bei Beginn des Eingießvorganges abgelagerte Erstarrungsschicht zum Zeitpunkt des Einschießens in die Form aufgebrochen wird, kann Luft über den Bereich der Anlagefläche der Gießhülse in die Metallschmelze eintreten, was dazu führt, daß Luft zusammen mit der heißen Metallschmelze in den Hohlraum der Form eintritt.

In der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 59-1 44 566 ist ein weiteres Gießverfahren und eine Vorrichtung hierfür beschrieben, wobei die Evakuierung von der Gleitfläche des Kolbenkopfes aus gemeinsam mit einer Dekompression im Formhohlraum vorgenommen wird. Die in dieser Druckschrift beschriebene Ausführungsform einer solchen Vorrichtung zeigt dabei die Ausformung einer Nut in der äußeren Umfangsfläche des in der Eingießhülse verschieblich angeordneten Kolbenkopfes, wobei diese Nut an eine Vakuumpumpe angeschlossen ist. Im dort beschriebenen Beispiel wird zur zweckmäßigen Bearbeitung der Nut und der Luftkanäle ein sogenannter "Doppelfkopf" eingesetzt, bei dem der Kolbenkopf axial geteilt ist und eine Nut am Außenumfang oder an der oberen äußeren Umfangsfläche eines Kolbenkopf-Segmentes ausgebildet wird. Ferner ist ein Luftführungskanal vorgesehen, der axial durch das andere Kolbenkopf-Segment und die Kolbenstange hindurch verläuft.

Allerdings weist auch diese Konstruktion gewisse Nachteile auf. Wenn dabei nämlich ein Teil der heißen Metallschmelze innerhalb des Eingießkanales beim Anlegen des Unterdrucks eingesaugt und dabei ein Luftkanal durch die heiße Metallschmelze verstopft wird, dann wird es notwendig, die Kolbenstange an der verstopften Stelle aufzuschneiden, um den Metallpfropfen zu entfernen, oder man muß die defekte Kolbenstange durch eine neue ersetzen. Dies führt nicht nur zu einem großen Aufwand an Zeit und Arbeit für die Reparatur, sondern auch zu einem Ansteigen deren Kosten.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, hier eine Verbesserung zu schaffen und ein Gießverfahren und eine Druckgießmaschine vorzuschlagen, die bei weitgehender Vermeidung der aufgezeigten Nachteile ein unerwünschtes Einströmen von Luft in den Formhohlraum beim Evakuieren noch besser verhindern.

Diese Aufgabe wird gelöst durch das Druckgießverfahren nach Patentanspruch 1 bzw. die Druckgießmaschine zur Durchführung dieses Verfahrens nach Patentanspruch 9.

Infolge der erfindungsgemäßen Maßnahmen erfolgt das Anlegen des Unterdrucks an der Gießkammer vor dem Anlegen des Unterdrucks an den Formhohlraum, wodurch nicht nur das Eintreten der Luft durch die Gießkammer verhindert wird, sondern zusätzlich auch noch erreicht wird, daß durch das Ausbilden einer dichten und festen Erstarrungsschicht auf der Endfläche des Kolbenkopfes das Eintreten von Luft in den Formhohlraum vermieden wird.

Durch den Spalt zwischen der Gießkammer und dem Kolben wird eintretende Luft evakuiert. Vorzugsweise wird hierbei der Kolben so ausgebildet, daß er einen Kolbenkopf aufweist, an dessen Außenumfangsfläche eine Ringnut ausgebildet ist, wobei die Evakuierung über diese Ringnut bewirkt wird.

Eine vorzugsweise Ausgestaltung der Erfindung besteht auch darin, daß ein in der Gießform ausgebildeter Hohlraum vorgesehen ist und die zwischen Form und Gießkammer eintretende Luft über diesen abgesaugt werden kann.

Des weiteren besteht eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung auch darin, daß an der Trennfläche, an der die Formhälften der Form aneinander anliegen, Luft von dieser Trennfläche sowie zwischen der Form und der Gießkammer über die Evakuiereinrichtung evakuiert wird.

Vorzugsweise wird auch eine Dichtung zwischen der oberen Endfläche der Gießkammer und der unteren Endfläche der Eingießhülse vorgesehen, wodurch zusätzlich ein Eindringen von Luft in die Gießkammer erschwert bzw. verhindert wird. Bevorzugt ist diese Dichtung an der stationären Eingießhülse befestigt.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht ferner darin, daß der Druckkolben einen Kolbenkopf und eine Kolbenstange aufweist, zwischen denen ein Verbindungsglied lösbar befestigt ist, in dessen dem Kolbenkopf zugewandten Endabschnitt ein Hohlraum derart ausgebildet ist, daß er in Verbindung mit einem Spalt zwischen Kolbenkopf und Gießkammer steht und an eine in dem Verbindungsglied ausgebildete Bohrung angrenzt, daß ferner in der Kolbenstange eine Nut ausgebildet ist, die sich zur Außenumfangsfläche der Kolbenstange öffnet, und daß ein Evakuierrohr in diese Nut eingelegt ist, dessen eines Ende an einen Unterdruckerzeuger angeschlossen, sowie dessen anderes Ende in die Bohrung im Verbindungsglied eingeführt und dort lösbar befestigt ist. Hierdurch lassen sich die Reparaturarbeiten ganz entscheidend vereinfachen, die dann erforderlich werden, wenn das Vakuumrohr, das für die Absaugung der Luft aus der Gießkammer benutzt wird, von Metallschmelze verstopft wird. Vorzugsweise wird dabei der Unterdruck für die Evakuierung dieses Abschnitts größer als der für die Evakuierung des Formhohlraumes eingestellt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung im Prinzip beispielshalber unter Erwähnung weiterer Vorteile noch näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine prinzipielle Diagrammdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Druckgießmaschine unter Verwendung der Erfindung und einer in Verbindung hiermit eingesetzten Evakuierungsanordnung;

Fig. 2 einen vergrößerten Längsschnitt durch eine Gießkammer und einen Druckkolben, wie sie in der Darstellung nach Fig. 1 eingesetzt sind;

Fig. 3 einen Querschnitt längs Linie A-A in Fig. 2;

Fig. 4 einen Querschnitt längs Linie B-B in Fig. 2;

Fig. 5 einen Querschnitt längs Linie C-C in Fig. 2;

Fig. 6 einen Längsschnitt zur Darstellung einer bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung einsetzbaren Entlüftungseinrichtung;

Fig. 7 einen vergrößerten Längsschnitt längs Linie D-D in Fig. 6;

Fig. 8 eine Prinzipdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Druckgießmaschine und einer dabei verwendbaren Evakuierungsanordnung;

Fig. 9 einen vergrößerten Teilschnitt zur Darstellung eines Gießkanals und eines Druckkolbens, eingesetzt bei einer Vorrichtung gemäß Fig. 8;

Fig. 10 eine teilweise geschnittene Ansicht zur Darstellung einer Kolbenanordnung eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 11 einen Querschnitt längs Linie A-A in Fig. 13;

Fig. 12 einen Querschnitt längs Linie B-B in Fig. 13;

Fig. 13 einen Querschnitt längs Linie C-C in Fig. 13.

Zunächst soll eine erste vorzugsweise Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Druckgießmaschine unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 7 beschrieben werden:

Die Druckgießmaschine der in den Fig. 1 bis 7 beschriebenen Ausführungsform weist stationäre und bewegliche Formhälften 11 und 12 einer Gießform für die Metallschmelze auf, die längs einer Trennfläche 13 aneinander liegen und aneinander befestigt sind. Die solchermaßen aneinander befestigten Formhälften 11 und 12 bilden einen Formhohlraum 14 sowie einen verengten Abschnitt 15 und einen vertikalen Einlaßabschnitt 16 aus, die alle im wesentlichen symmetrisch zu der Trennfläche 13 ausgerichtet sind. In dem vertikalen Einlaßabschnitt 16 ist eine stationäre Eingießhülse 17 bündig sitzend aufgenommen. Bei der gezeigten Druckgießmaschine handelt es sich um eine Vertikal-Druckgießmaschine mit seitlicher Einspannung, bei der die Gießform durch horizontale Bewegung des beweglichen Formteiles 12 geschlossen oder geöffnet wird. Die grundsätzliche Arbeitsweise dieser Art von Druckgießmaschine ist im einzelnen in der japanischen Patentveröffentlichung No. sho 58-55 859 beschrieben, die am 12. Dezember 1983 veröffentlicht wurde. Ein Druckzylinder 18 ist direkt unterhalb der Formhälften 11 und 12 angeordnet und mit einer Kolbenstange 19 versehen, die durch Öldruck nach vorne bewegt oder zurückgezogen werden kann. Am wirkungsseitigen Ende der Kolbenstange 19 ist ein Kolben 20, der im einzelnen in den Fig. 2 bis 5 gezeigt ist, koaxial über eine Kupplung 21 befestigt. Die Gießkammer 22 ist so ausgebildet, daß sie denselben Durchmesser wie die Eingießhülse 17 aufweist. Ein (in den Figuren nicht dargestellter) Zylinder hebt die Gießkammer 22 an bzw. senkt sie ab, um sie in Anlage an die Eingießhülse 17 zu bringen bzw. sie von dieser wieder zu entfernen. In einer Innenbohrung 22a der Gießkammer 22 ist ein oben am Kolben 20 angebrachter Kolbenkopf 23 gleitend gelagert. Für das Zuführen der heißen Metallschmelze in die Gießkammer 22 wird diese von der stationären Eingießhülse 17 entfernt und mit dem in ihr angeordneten Kolbenkopf 23 sowie zusammen mit dem Druckkolben 18 mittels eines (in den Figuren nicht dargestellten) Kippzylinders verschwenkt. Wenn dann die heiße Metallschmelze vollständig eingefüllt ist, wird der Druckzylinder 18 wieder vertikal aufgerichtet, die Gießkammer 22 mit Öldruck in Anlage an die Eingießhülse 17 gebracht und dadurch die Möglichkeit geschaffen, daß der Druckkolben 23 die heiße Metallschmelze in den Formhohlraum 14 eindrücken kann.

Im folgenden sollen nun Einzelheiten des Kolbenkopfes 23 beschrieben werden:

Eine Druckstange 24, die an der Kolbenstange 19 mittels der Kupplung 21 befestigt ist, weist eine mit einem Innengewinde versehene Bohrung 24a, eine Stützbohrung 24b für eine Evakuierhülse 28, eine Luftdurchtrittsbohrung 24c sowie eine Bodenbohrung 24d auf, die alle mit zueinander unterschiedlichen Durchmessern versehen und von oben her nacheinander in der genannten Reihenfolge angeordnet sind. In die ganz oben liegende Innengewindebohrung 24a ist ein unterer Gewindeabschnitt 25a einer Schraubhülse 25 voll bis zum Anschlag gegen eine Schulter eingeschraubt. In losem Sitz auf einem mittleren, nicht mit einem Gewinde versehenen Abschnitt 25b der Schraubhülse 25 ist ein Paar von oberen und unteren Verbindungsgliedern 26 und 27 angeordnet, die von dem Kolbenoberteil 23, das mit einem oberen Gewindeabschnitt 25c der Schraubhülse 25 und der Druckstange 24 in Eingriff steht, eingespannt und befestigt worden. Eine Evakuierhülse 28 umfaßt eine Haltehülse 28a sowie eine Hülse 28b, die an diese angeschmolzen bzw. angegossen ist. Die Evakuierhülse 28 ist durch die Bodenbohrung 24d eingeführt, so daß die Haltehülse 28a bündig im oberen Abschnitt der Bodenbohrung 24d sitzt. Die Hülse 28b erstreckt sich durch die Luftdurchtrittsbohrung 24c hindurch und endet in einem oberen Abschnitt, der seinerseits bündig in der Stützbohrung 24b aufgenommen ist. Ein Kühlwasserrohr 29 umfaßt einen Halteschaft 29a und ein Rohr 29b, das an diesen angeschmolzen ist. Der Halteschaft 29a des Kühlwasserrohres 29 sitzt seinerseits bündig in der Bodenbohrung 24d und stützt die Haltehülse 28a von unten her ab. Das Rohr 29b erstreckt sich durch die Haltehülse 28a, die Hülse 28b und die Schraubhülse 25 hindurch und endet oben in einem Hohlraum 23a, der im Kolbenkopf 23 ausgebildet ist. An bestimmten vorgegebenen Lagen, wie dies aus Fig. 2 entnehmbar ist, ist eine Anzahl von O-Ringen, die als Dichtungsglieder dienen, vorgesehen. Des weiteren ist die die Gießkammer 22 ausbildende Hülse mit einem Ölzuführungseinlaß zur Schmierung des gleitenden Kolbenkopfes 23 versehen.

Eine Ringnut 23b auf dem Außenumfang des Kolbenkopfes 23 und eine Ringnut, die im Adapter 26 vorgesehen ist, stehen miteinander über einem Luftkanal 23c in Verbindung. Eine Ringnut 27a im Verbindungsglied 27 ihrerseits steht mit der Ringnut 26a durch einen Luftkanal 27b in Verbindung, der mit einem Metallsieb-Filter 31 versehen ist. Zwischen der Bohrung 24c in der Druckstange 24 und der Hülse 28b wird ein Luftkanal 32 ausgebildet, der wiederum über einen Luftkanal 33 mit der Ringnut 27a in Verbindung steht. Eine Evakuierleitung (die noch weiter unten beschrieben wird und in Fig. 1 gezeigt ist) ist an eine Evakuierbohrung 34 angeschlossen, die zum unteren Abschnitt des Luftkanals 32 hin offen ist. Andererseits steht das Rohr 29b für die Wasserkühlung an seinem unteren Öffnungsabschnitt mit einem Kühlwasser-Einlaß 35′ über einen Kühlwasserkanal 29d und eine Ringnut 29c sowie an seinem oberen Öffnungsabschnitt mit einem Kühlwasser-Auslaß 29 über den Hohlraum 23a, einen sich nach unten um das Rohr 29b erstreckenden Kühlwasserkanal 36, einen Wasserkanal 37 und eine Ringnut 38 in Verbindung. Der Kühlwasser-Einlaß 35′ ist an eine Pumpe o. ä. mittels einer geeigneten flexiblen Verbindung o. ä. angeschlossen. Das Kühlwasser wird dem Kühlwasser-Einlaß 35′ bei Betätigung der Pumpe zugeführt, steigt innerhalb des Rohres 29b an und füllt den Hohlraum 23a, um so den Kolbenkopf 23 zu kühlen. Sodann fließt das Kühlwasser wieder über den Kühlwasserkanal 36 nach unten ab und wird durch den Kühlwasser-Auslaß 39 abgezogen.

Im folgenden soll nun ein Entlüftungs-Ventil für die Gießform im einzelnen beschrieben werden:

Wie am besten in den Fig. 6 und 7 dargestellt, steht der Formhohlraum 14 mit einem Gasentlüftungskanal 40 und einer Gasentlüftungsnut 41 in Verbindung, die symmetrisch zu der Trennfläche 13 von den miteinander verbundenen Formhälften 11 und 12 ausgebildet werden. Eine Entlüftungseinrichtung für die Gießform, die allgemein mit dem Bezugszeichen 42 (Fig. 6) bezeichnet ist, ist direkt oberhalb der Gasentlüftungsnut 41 angeordnet und z. B. auf der beweglichen Formhälfte 12 befestigt. Hierfür ist mit dem oberen Ende einer Stütze 43, die an dem beweglichen Formteil 12 angeordnet ist, ein Zylinder 44 verbunden. An einem unteren Endflanschabschnitt, der als Betätigungsende einer Kolbenstange 45 dient, die durch Anlegen eines Fluiddrucks an den Zylinder 44 ausgefahren oder eingezogen werden kann, ist eine zylindrische spulenförmige Hülse 46 befestigt, deren unterer Endabschnitt in einer kreisförmigen Bohrung, die in der oberen Oberfläche der beiden Formhälften 11 und 12 ausgebildet ist, entfernbar aufgenommen ist. Die Hülse 46 kann zu dem Zeitpunkt, an dem das Schließen oder Öffnen der Form stattfindet, in die kreisförmige Bohrung mittels der Kolbenstange 45, die von dem Zylinder 44 betätigt wird, eingeführt oder von dieser abgezogen werden. Unterhalb der Hülse 46 sind in den Formhälften 11 und 12 eine Ventilkammer 47 und seitlich umlaufende Bypass-Kanäle 48 vorgesehen, die es zulassen, daß die Ventilkammer 47 und die Gasentlüftungsnut 41 miteinander in Verbindung stehen. In der unteren Endhälfte der Hülse 46 ist ein Ventilsitz 49 angebracht, welcher der Ventilkammer 47 zugewendet ist. In einem Paar länglicher Öffnungen 50, die am Außenumfang der Hülse 46 vorgesehen sind, sind sich in zueinander entgegengesetzter Richtung erstreckende Hebelarme 51a eines Rückstellhebels 51 gleitend angeordnet. Zwischen dem Rückstellhebel 51 und dem Flanschabschnitt der Kolbenstange 45 sind Glieder zum Vorspannen des Rückstellhebels 51 nach oben, z. B. eine Zugfeder 52, ferner ein Zylinder, ein Gravitationsglied usw. aufgehängt. Unterhalb des Rückstellhebels 51 ist eine Ventilführung 53 mit einem zylindrischen Abschnitt 53a und einem Armpaar 53b mit Gewindebohrungen an der Hülse 46 befestigt, wobei die Arme 53b in den länglichen Öffnungen 50 angeordnet sind. Eine Ventilstange 56, deren oberes mit einem Gewinde versehenes Ende mit einer Gewindebohrung des Rückstellhebels 51 in Eingriff steht, ist im zylindrischen Abschnitt 53a gleitend befestigt. Die Ventilstange 56 weist an ihrem unteren Ende ein Ventilglied 56a auf, das auf dem Ventilsitz 49 aufsitzt, wenn die Ventilstange 56 angehoben wird. Das Ventilglied 56a, das unter Wirkung eines Gasdrucks im Formraum 14 geöffnet war, schließt den Ventilsitz, indem es eine Trägheitskraft der heißen Metallschmelze, die aus dem Formraum 14 austritt, aufnimmt, wodurch eine Verbindung zwischen einer Innenkammer der Hülse 46 und einem Abschnitt, der die Gasentlüftungsnut 41 und den Bypass 48 umfaßt, unterbrochen wird. Kugeln 57, die von Spiral-Druckfedern 58 in Anlage mit einer Nut 46b der Ventilstange 56 vorgespannt werden, sowie Bolzen 54 und Muttern 55 bilden einen Rastmechanismus aus. Die Zugfeder 52 verhindert, daß das Ventilglied 56a dann, wenn es vom Druck der heißen Metallschmelze geschlossen ist, erneut ohne Einwirkung einer Kraft von außen geöffnet werden könnte. Das Ventilglied 56a wird geöffnet, indem die Arme 51a des Rückstellhebels 51 nach unten gedrückt werden. An der Stütze 43 ist ein Anschlag 59 zur Begrenzung der durch die Betätigung des Zylinders 44 ausgelösten Aufwärtsbewegung des Hebelarms 51a längs der Hülse 46 befestigt. Am unteren Abschnitt der Hülse 46 ist eine Entlüftungsöffnung 60 offen, die an eine Leitung 61 eines Druckluftkreislaufs (der noch später beschrieben wird) angeschlossen ist, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist.

Im nachfolgenden sollen in Verbindung mit Fig. 1 nun die Luftkreisläufe beschrieben werden, die in Verbindung mit dem Kolben 20 und der Entlüftungseinrichtung 42 benutzt werden:

Eine Leitung 63, die mit einer Vakuumpumpe 62 verbunden ist, verzweigt sich in eine Leitung 64 und eine Leitung 65. An den Leitungen 63 und 64 sind ein Vakuumtank 66 bzw. ein Hilfsvakuumtank 67 angeschlossen. Die Leitung 63 ist an die Leitung 61 über einen Filter 68 und, ähnlich, die Leitung 64 über einen Filter 69 an die Leitung 35 anschließbar. In der Leitung 64 ist ein Elektromagnet-Ventil 70 und gleichermaßen in der Leitung 65 ein Elektromagnet-Ventil 71 vorgesehen. Sobald die Spule des Elektromagnet-Ventils 70 unter den geschilderten Verhältnissen aktiviert wird, wird die Luft im Druckkolben 20 unter Vakuum abgezogen, gleichermaßen die Luft aus dem Formhohlraum 14 über die Entlüftungseinrichtung 42 bei Betätigung einer Spule des Elektromagnet-Ventils 71. In diesem Beispiel wird durch Steuerbefehle von einem Zeitsteuergerät (das in den Figuren nicht gezeigt ist) die Einstellung der Abläufe so vorgenommen, daß die Evakuierung über die Entlüftungseinrichtung 42 gegenüber der des Druckkolbens 20 um z. B. ca. 0,2 sec. bis 1 sec., vorzugsweise 0,3 sec. bis 0,5 sec., verzögert wird. Die Einstellung der Abläufe wird ferner so vorgenommen, daß der Unterdruck für den Druckkolben 20 z. B. etwa 200 bis 300 Torr und für die Entlüftungseinrichtung 42 z. B. etwa 150 bis 250 Torr beträgt. Dieser Unterschied im Unterdruck kann durch Einschalten des Hilfsvakuum-Speichers 67 erreicht werden, der vorzugsweise so nahe wie möglich am Druckkolben 20 unter Berücksichtigung des Strömungswiderstands eines relativ engen Rohrabschnitts oder Kanals zum Zeitpunkt der Evakuierung vorgesehen ist. Zusätzlich ist es vorteilhaft, wenn die mit einem flexiblen Schlauch 35a versehene Leitung 35 eine möglichst kurze Länge und einen relativ großen Durchmesser von z. B. 2,54 cm (1 inch) aufweist.

Am anderen Eingang des Elektromagnet-Ventils 70 ist eine Leitung 74 angeschlossen, die ihrerseits mit einem Elektromagnet-Ventil 72 versehen ist. Gleichermaßen ist am anderen Eingang des Elektromagnet-Ventils 71 eine Leitung 75 angeschlossen, die ihrerseits ein Elektromagnet-Ventil 73 aufweist. Die Leitungen 74 und 75 laufen in einer gemeinsamen Leitung 77 zusammen, die mit einem verstellbaren Drosselventil 76 ausgerüstet und z. B. mit einem Luftkompressor 78 aus einer Fabrik oder einem Betrieb verbunden ist. Durch Schließen der Elektromagnet-Ventile 70 und 71 sowie Öffnen der Elektromagnet-Ventile 72 und 73 wird hochgespannte Druckluft dem Kolben 20 und dessen Entlüftungseinrichtung 42 zugeführt und zum Reinigen in das Innere eingeblasen.

Im nachfolgenden soll nun das Gießverfahren mit einer solchermaßen ausgebildeten Druckgießmaschine näher beschrieben werden:

Als erstes wird die bewegliche Formhälfte 12 in die dargestellte Lage zum Schließen gebracht. Sodann muß der Zylinder 44 der Entlüftungseinrichtung 42 aktiviert werden, um die Hülse 46 in die Hülsen-Aufnahmeöffnung, die in den Formhälften 11 und 12 in der gezeigten Weise ausgebildet ist, einzuführen. Zu diesem Zeitpunkt werden die Kolbenstange 19 des Druckzylinders 18 und die Gießkammer 22 in eine untere Lage gebracht. Entsprechend wird hierdurch der Druckzylinder 18 gekippt, die heiße Metallschmelze in die Gießkammer 22, innerhalb dessen sich der Kolben 20 in einer unteren Position befindet, eingefüllt und sodann der Druckzylinder 18 wieder vertikal aufgerichtet. Hiernach wird die Gießkammer 22 bis zur Anlage an die stationäre Eingießhülse 17 angehoben, wie dies in den Figuren gezeigt ist. Nach Anlegen von Unterdruck und wenn die Ölzufuhr an den Druckzylinder 18 zum Anheben der Kolbenstange 19 eingeleitet ist, hebt sich der Kolben 20, um das Einschieben der heißen Metallschmelze (die in Fig. 2 mit dem Bezugszeichen 6 versehen ist) einzuleiten. Zu diesem Zeitpunkt wurde das Kühlwasser durch den Kühlwasser-Einlaß 35′ zum Kolben 20 angeliefert, es steigt innerhalb des Rohres 29b an, füllt den Hohlraum 23a und fließt dann abwärts innerhalb des Kühlwasserkanales 36. Auf diese Weise werden der Kolbenkopf 23 und die Druckstange 24 gekühlt. Des weiteren wird die Gießkammer 22 von ihrer Außenseite her durch eine in den Figuren allerdings nicht gezeigte Kühleinrichtung ebenfalls gekühlt. Entsprechend erstarrt die Metallschmelze teilweise und eine Erstarrungsschicht wird auf der oberen Endfläche des Kolbenkopfes 23 und auf der Innenwandfläche der Gießkammer 22 durchgehend und an dieser fest anliegend ausgebildet. Das Innere sowohl des Vakuumspeichers 66, wie auch des Vakuum-Hilfsspeichers 67 wird jetzt durch die Vakuumpumpe 62 evakuiert. Zu diesem Zweck wirkt, wenn das Elektromagnet-Ventil 70 zuerst und vor dem Einleiten oder im Verlauf des Druckgießvorgangs geöffnet wird, ein Unterdruck auf die Evakuieröffnung 34 der Druckstange 24 mit dem Ergebnis, daß Luft innerhalb der Ringnut 23b des Kolbenkopfes 23 über dem Luftkanal 23c, die ringförmige Vertiefung 26a, den Filter 31, den Luftkanal 27b, die Ringnut 27a, den Luftkanal 33 und dem Luftkanal 32 abgesaugt wird. Ferner wird, wenn das Elektromagnet- Ventil 71 um eine bestimmte Zeitverzögerung von z. B. 0,3 sec. bis 0,5 sec. zu der vorher genannten Evakuierung verspätet geöffnet wird, das innerhalb des Formhohlraumes 14 vorhandene Gas über den Gasentlüftungskanal 40, die Gasentlüftungsnut 41, den Bypass 48 und die Entlüftungsöffnung 60 abgezogen, weil nämlich das Ventilglied 56a der Entlüftungseinrichtung 42 zu diesem Zeitpunkt geöffnet ist. In der Art und Weise, die weiter oben schon geschildert wurde, werden der Kolben 20 und die Entlüftungseinrichtung 42 evakuiert und schließlich wird der Evakuierungsgrad im Formhohlraum 14 und in dem Spalt 23b zwischen der Gießkammer 22 und dem Kolbenkopf 23 miteinander ausgeglichen. Besonders dann, wenn die Evakuierung des Kolbens 20 zu einem Zeitpunkt stattfindet, der geringfügig vor dem Evakuierungszeitpunkt für die Entlüftungseinrichtung 42 liegt, und wenn ein etwas größerer Evakuierungsgrad für den Kolben 20 als für die Entlüftungseinrichtung 42 vorgesehen wird, kommt die Erstarrungsschicht in enge Kontaktlage mit der Endfläche des Kolbenkopfes 23 und dem hierzu zurückgesetzten, ringförmigen und umlaufenden Abschnitt. Als Ergebnis hiervon stellt sich ein, daß die Erstarrungsschicht verstärkt wird und sich auf 330°C bis 400°C entsprechend dem Fortschreiten der Kühlung des Kolbenkopfes 23 abkühlt, was zu einer Verdickung derselben führt. Hierdurch wird verhindert, daß Luft durch den Spalt zwischen der Gießkammer 22 und dem Kolbenoberteil 23 unerwünschterweise eintreten könnte.

Nachdem das Innere des Formhohlraumes 14 auf die geschilderte Weise evakuiert wurde, wird der Druckgießvorgang ausgelöst, bei dem der Kolben 23 noch während der Entlüftung vorwärts bewegt wird. Als Ergebnis hiervon wird heiße Metallschmelze 6 aus der Gießkammer 22 in den Formhohlraum 14 über die stationäre Eingießhülse 17 und den verengten Abschnitt 15 eingegossen. Sobald der Formhohlraum 14 mit der heißen Metallschmelze 6 gefüllt ist, steigt diese innerhalb der Gasentlüftungsnut 41 nach oben, wodurch die heiße Metallschmelze 6 zusammen mit dem Gas in Kontakt mit der unteren Oberfläche des Ventilgliedes 56a gelangt. Der Stoß, der dabei auf das Ventilglied 56a ausgeübt wird, ist größer als die Kraft, die auf dieses durch das Gas ausgeübt wird, und zwar wegen des großen Trägheitseffektes der heißen Metallschmelze, der darauf zurückgeht, daß die Masse der Metallschmelze 6 außerordentlich groß im Vergleich zu der des Gases ist. Folglich bewegt sich dabei das Ventilglied 56a durch Zusammendrücken der Druckfedern 58 über die Kugeln 57 nach oben, um schließlich den Ventilsitz 49 zu schließen. Selbst für den Fall, daß die heiße Metallschmelze an einem Ausfließen durch den Ventilsitz 49 gehindert und sich mit Gas innerhalb des Gasentlüftungskanals 40 und der Gasentlüftungsnut 41 derart mischen würde, daß der Vorgang in Spritzer umschlägt, die diskontinuierlich auf das Ventilglied 56a auftreffen, wird das Ventilglied 56a in seiner oberen Position festgehalten, weil es, ist es einmal von der heißen Metallschmelze nach oben hin gedrückt worden, in dieser oberen Stellung durch die Zugfeder 52 vorgespannt gehalten wird. Hierdurch ist es möglich, daß die Entlüftungskanäle sicher vom Ventilglied 56a verschlossen werden.

Als letzter Schritt muß dann noch ein Druck auf das Ventilglied 56a ausgeübt und dieses über eine vorgewählte Zeit hinweg gekühlt werden, während es geschlossen gehalten wird, wobei die bewegliche Formhälfte 12 geöffnet und die Hülse 46 mittels des Zylinders 44 der Entlüftungseinrichtung 42 angehoben werden, um dadurch die Hülse 46 außer Eingriff mit der beweglichen Formhälfte 12 zu bringen und so das Entfernen des Gießprodukts aus dem Formhohlraum 14 zu ermöglichen.

Die Aufwärtsbewegung der Hülse 46 geht der Aufwärtsbewegung der Ventilstange 56 wegen des Trennwiderstandes zwischen dem Ventilglied 56a und dem erstarrten Metall voraus. Hierdurch werden die Kugeln 57, die außer Eingriff mit der Nut 56b der Ventilstange 56 waren, wieder in Eingriff mit dieser gebracht, wodurch die Vorbereitung für den nächsten Druckgußvorgang fertiggestellt ist. Am oberen Ende der Aufwärtsbewegung der Hülse 46 kommen die Hebelarme 51a in Kontakt mit dem Anschlag 59, wodurch die Ventilstange 56 nach unten gedrückt wird. Hierdurch wird das Ventilglied 56a sicher geöffnet und für den nächsten Druckgießvorgang bereit gemacht.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, ist die Gießvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel so ausgebildet, daß im äußeren Umfangsbereich des Kolbenkopfes 23 eine Ringnut 23b, die mit dem Formhohlraum 14 über einen Spalt in Verbindung steht, und ferner eine Entlüftungseinrichtung 42 für den Formhohlraum 14 vorgesehen ist. Dabei wird nach dem Einleiten des Absaugens der Luft in der Ringnut 23b nach außen vor der Einleitung oder während des Verlaufs der Vorwärtsbewegung des Kolbenkopfes 23 Luft innerhalb des Formhohlraums 14 aus diesem nach außen über die Entlüftungseinrichtung 42 mit einer leichten Zeitverzögerung abgesaugt. Dies hat zur Folge, daß die Erstarrungsschicht der Metallschmelze, die auf der Endfläche des Kolbenkopfes 23 ausgebildet wird, sich in engem Kontakt mit diesem befindet und durch Kühlung auch noch verdickt und verstärkt wird. Dabei verhindert die Erstarrungsschicht, daß Luft, die andernfalls in den Formhohlraum 14 durch einen Spalt zwischen dem Kolbenkopf 23 und der Gießkammer 22 eintreten könnte, tatsächlich eintritt. Dies verhindert weiterhin, daß Verunreinigungen in die Metallschmelze eingemischt und in den Formhohlraum 14 eingespritzt werden könnten, wodurch es möglich wird, den Druckgießvorgang in gewünschter Weise auszuführen und dabei die Qualität des Gießproduktes merklich zu verbessern.

Ein zweites Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Druckgießmaschine soll nachstehend in Verbindung mit den Fig. 8 und 9 beschrieben werden:

Der grundsätzliche Aufbau dieses zweiten Ausführungsbeispiels ist ähnlich dem des vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels, wobei solche Teile, die mit Teilen aus dem ersten Ausführungsbeispiel identisch sind, mit denselben Bezugszeichen versehen werden und darüber hinaus auch deren nähere Beschreibung entfallen kann. Wie aus der nachstehenden Beschreibung entnommen werden kann, läßt sich gemäß diesem Ausführungsbeispiel das unerwünschte Nachströmen in den Formhohlraum 14 noch besser als beim ersten Ausführungsbeispiel verhindern.

Die Druckkolbeneinrichtung dieses zweiten Ausführungsbeispiels unterscheidet sich von der des ersten Ausführungsbeispiels wie nachfolgend beschrieben:

Hierbei ist die Gießkammer 22, in welcher der Kopfteil 23 eines Druckkolbens 20 verschiebbar angeordnet ist, wiederum entfernbar in eine Einschußöffnung 16 der Formhälften 11 und 12 eingesetzt. Die Gießkammer 22 ist an ihrem oberen Ende mit einer Abschrägung versehen. Zwischen einer oberen End-Berührungsfläche 22b und einer unteren Endfläche einer stationären Eingießhülse 17 ist eine Manschette 17b zwischengeschaltet, die als Dichtung dient, aus Kreishälften eines hitzebeständigen Materiales wie z. B. Kupfer oder Asbest zusammengesetzt und an der stationären Eingießhülse 17 befestigt ist. Zwischen der Einschußöffnung 16 und der Gießkammer 22, die in diese eingeführt ist, sind halbkreisförmige Ringnuten 11a und 12a sowie eine Längsnut 12d (Fig. 9) in den Formhälften 11 bzw. 12 vorgesehen. Die Längsnut 112d ist längs der Trennfläche 13 ausgebildet und steht mit den Nuten 11a und 12a in Verbindung. Die halbkreisförmige Ringnut 11a in der stationären Formhälfte 11 steht mit einem Luftkanal 11b, der nach der Außenseite hin geöffnet ist, in Verbindung.

An diese Öffnung ist eine Leitung 35A, wie in Fig. 8 gezeigt, angeschlossen.

Die Evakuierungsschaltung dieser Ausführungsform der Druckgießmaschine unterscheidet sich von der bei dem zuerst beschriebenen Ausführungsbeispiel wie folgt:

Die Leitung 35A ist hier an einen stationären Luftkanal 11b angeschlossen, der in der vorstehend bereits genannten stationären Formhälfte 11 ausgebildet ist, und ferner mit einem Filter 69a, einem flexiblen Abschnitt 35b und einem Elektromagnet-Ventil 70 versehen. Die Leitung 35A ist dabei vor einem Elektromagnet-Ventil 70 (gesehen von dem Hilfsvakuumspeicher aus) an eine Leitung 35 angeschlossen, die sich von dem Hilfsvakuumspeicher 67 zu dem Druckkolben 20 erstreckt. Des weiteren ist an den anderen Anschluß des Elektromagnet-Ventils 70A eine Leitung 74A angeschlossen, die ihrerseits wiederum mit einem Elektromagnet- Ventil 72A verbunden ist. Leitungen 74, 74A und 75 laufen unter Zwischenschaltung von Elektromagnet-Ventilen 72, 72A und 73 in eine Leitung 77 zusammen, die über ein variables Drosselventil 76 an z. B. an einen Luftkompressor 78 angeschlossen ist. Durch Schließen der Elektromagnet-Ventile 70, 71 und 70A und durch Öffnung der Elektromagnet-Ventile 72, 37 und 72A wird Druckluft dem Kolben 20, der Gießkammer 22 und einer Entlüftungseinrichtung 42 derselben Art, wie sie beim ersten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, zugeführt und für die Innenreinigung eingeblasen.

Wenn im Betrieb das Elektromagnet-Ventil 70A gleichzeitig mit der Öffnung des Elektromagnet-Ventils 70 geöffnet wird, wirkt ein Unterdruck auf den Luftkanal 11b, der mit den Halbkreisen der Ringnuten 11a und 12a in Verbindung steht, was zur Folge hat, daß die Luft in den Nuten 11a und 12a über dem Luftkanal 11b abgesaugt wird. Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird das Elektromagnet-Ventil 71 um einen um 0,2 sec. bis 1 sec., vorzugsweise 0,3 sec. bis 0,5 sec. verzögerten Zeitpunkt geöffnet. Da ein zusätzliches Evakuiersystem über das Ventil 70A, den Filter 69A, die Leitung 35A und den flexiblen Abschnitt 35b vorgesehen ist, läßt sich der unerwünschte Luftnachfluß in den Formhohlraum 14 ganz besonders wirksam verhindern.

Entsprechend der Vorwärtsbewegung des Kolbenkopfes 23 wird die erstarrte Schicht 9 dabei fortgeschoben und solange angehoben, bis ihr oberes Ende in Kontakt mit den Flächen 11c und 12c an der Vorderseite des verengten Abschnitts 15 gelangt. Da aber Luft über die Nuten 11a und 12a abgezogen wird und weil die Abschrägung und die Maschette 17b im Kontaktbereich zwischen Eingießhülse 17 und Gießkammer 22 vorgesehen sind, findet kein Luftzutritt statt und der zylinderförmige Abschnitt der Erstarrungsschicht 9 wird zusammen mit dem Kolbenkopf 23 angehoben, während er gleichzeitig in engem Kontakt an der inneren Umlauffläche der Gießkammer 22 anliegt, bis sein oberes Ende in Berührung mit den Flächen 11c und 12c vorne an dem verengten Abschnitt 15 gelangt. Wenn dann der Kolbenkopf 23 sich noch weiter vorwärts bewegt, wird die Erstarrungsschicht 9 zwischen der Endfläche des Kolbenoberteils 23 und den Flächen 11c und 12c der Formhälften 11 und 12 aufgebrochen und zerbrochen. Obgleich bei diesen Gegebenheiten das Innere des Formhohlraums 14 von oben her evakuiert wird, ist dennoch keine Möglichkeit gegeben, daß Luft von der Gießkammer 22 her eintreten könnte; deshalb wird auch die Metallschmelze nicht mit Luft vermischt und der Fluß der Schmelze wird nicht gestört. Nach dem Füllen des Formhohlraums 14 steigt die Metallschmelze 6 innerhalb der Gasentlüftungsnut 41 an und gelangt zusammen mit dem Gas in Kontakt mit der unteren Endfläche des Ventilglieds 56a. Hierdurch wird der Ventilsitz 49 durch das Ventilglied 56a in einer ähnlichen Weise, wie bei Ausführungsbeispiel 1 geschildert, verschlossen.

In Verbindung mit der Entlüftung ist darauf hinzuweisen, daß übliche Aluminiumprodukte einen Gasanteil von 40 bis 60 cm³/100 g Aluminium aufweisen. Bei Einsatz der Entlüftungsvorrichtung 42 läßt sich der Gasanteil auf 5 bis 10 cm³/100 g Aluminium reduzieren, wodurch hervorragende Gußprodukte entstehen, die eine Druckfestigkeit von 100 bis 105 kg/cm² aufweisen. Allgemein gilt, daß eine Wärmebehandlung möglich ist, sofern der Gasanteil geringer als 5 cm³/100 g Aluminium liegt. Insbesondere ist sogar ein Verschweißen möglich, wenn der Gasanteil geringer als 1 cm³/100 g Aluminium ist. Wenn man sowohl den Formhohlraum 14, wie auch die Gießkammer 22 evakuiert, können Druckgußprodukte erhalten werden, die sowohl wärmebehandelt als auch geschweißt werden können. Dies gilt sowohl für den Einsatz von wiederverwendetem Material als auch für den von Neumaterial.

Wie aus der vorgehenden Beschreibung entnommen werden kann, umfaßt eine vertikale Druckgießmaschine gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel eine Evakuierungseinrichtung zum Abziehen des Gases aus dem Formhohlraum, wobei die Metallschmelze der Gießkammer und dem Formhohlraum zugeführt wird, der zum Eingießöffnungsabschnitt hin offen und an die Evakuiereinrichtung angeschlossen ist, durch die das im Formhohlraum und zwischen der Gießkammer und der Form vorhandene Gas abgesaugt werden kann. Hierdurch kann das Entlüften des Formhohlraums beschleunigt werden, was zu einer höheren Qualität des Endprodukts führt. Selbst wenn eine Erstarrungsschicht aus der heißen Metallschmelze, die auf den sich in Verbindung mit der heißen Metallschmelze befindlichen Oberflächen des Kolbenkopfes entsteht, in Verbindung mit dem Anheben des Druckkolbens hochgeschoben wird, wird die Luft in der Eingießöffnung nach außen hin abgeleitet mit dem Erfolg, daß keine Luft zwischen der Gießkammer und der Gießform einfließen kann. Infolgedessen werden keine Gasblasen oder Lunker im Druckgußprodukt erzeugt und eine vorzügliche Gußoberfläche sowie eine erheblich verbesserte Qualität der Gußprodukte erzielt.

Ein drittes bevorzugtes Ausführungsbeispiel für eine Vertikal-Druckgießmaschine entsprechend der Erfindung wird nun in Verbindung mit den Fig. 10 bis 13 beschrieben:

Die Vertikal-Druckgießmaschine gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist eine zylindrische Gießkammer 22 auf, die dazu eingerichtet ist, ausgefahren und zurückgezogen zu werden und zwar relativ zu einer stationären Eingießhülse auf der Seite einer (nicht gezeigten) Form, wobei die Gießkammer 22 mit heißer Metallschmelze über eine geeignete Zuführeinrichtung (nicht gezeigt) gefüllt wird. Ein Kolbenoberteil 23, das als oberer Kopf des Kolbens 20 dient, ist verschieblich in der Gießkammer 22 angeordnet. Der Kolbenkopf 23 ist mit einer Gewindebohrung 23d versehen, die sich zu seinem einen Ende und zu einem Hohlraum 23e hin öffnet und mit letzterem in Verbindung steht. Ferner ist ein oberes Verbindungsstück 100 vorgesehen, das über seine ganze Länge hinweg im wesentlichen gleichmäßig in drei Abschnitte aufgeteilt ist, wodurch ein erster Gewindeabschnitt 100a, ein zylindrischer Abschnitt 100b und ein Gewindeabschnitt 100c entstehen. Das obere Verbindungsstück 100 ist weiterhin mit einer Innenbohrung 100d versehen, die zwischen seinen beiden Enden verläuft. Ein Anschlußstück 110, das am Kolbenkopf 23 anliegt und denselben Durchmesser wie ein radial verengter Abschnitt des Kolbenkopfes 23 aufweist, sitzt lose auf dem zylindrischen Abschnitt 100b des Verbindungsteils 100. Eine nach oben hin offene Gewindebohrung 24d einer relativ langen Druckstange 24 befindet sich in lösbarem Eingriff mit dem unteren Gewindeabschnitt 100c des Verbindungsteils 100. Die Druckstange 24 ist ebenfalls mit einer Bohrung 24e mit einem verschlossenen unteren Ende (in den Figuren nicht gezeigt) versehen. Der Kolbenkopf 23 und die Druckstange 24, zwischen denen das Verbindungsstück 110 zwischengeschaltet ist, sind lösbar über das obere Verbindungsstück 100 miteinander verbunden und aneinander angedrückt. Ein Kühlwasserrohr 120 ist so angeordnet, daß es durch die Innenbohrung 100d des oberen Verbindungsstücks 100 und die Innenbohrung 24e der Druckstange 24 verläuft. Ein Ende des Kühlwasserrohres 120 ist an die Druckstange 24 angeschlossen, während sein anderes Ende in den Hohlraum 23e hineinragt. Des weiteren sind zwischen dem Kühlwasserrohr 120 und den Innenbohrungen 100d sowie 24e Kühlwasserkanäle 100e und 24f ausgebildet. Das eine Ende des Kühlwasserrohres 120 und das andere Ende des Kühlwasserkanals 100e sind an eine Kühlwasserquelle sowie an ein Ableitrohr über einen Kühlwasser-Einlaß bzw. Kühlwasser-Auslaß angeschlossen (in den Figuren nicht gezeigt), die in der Druckstange 24 ausgebildet sind. Kühlwasser aus der Kühlwasserquelle füllt den Hohlraum 23e über das Kühlwasserrohr 120 und wird anschließend über die Kühlwasserkanäle 100e und 24f abgezogen und dabei das Kolbenoberteil 23 gekühlt.

Das Verbindungsglied 110 ist an seiner dem Kolbenkopf 23 zugewandten Endfläche mit einer abgesetzten Bohrung 110a und mit einer Ringnut 110b versehen, die beide mit einem Spalt, der zwischen dem Kolbenkopf 23 und der Gießkammer 22 besteht, über eine Ringnut 23f, die in der äußeren Umfangsfläche des Kolbenkopfes 23 ausgebildet ist, und einen axialen Luftkanal 23g, der mit einem Abschnitt der Ringnut 23f in Verbindung steht, verbunden sind. Andererseits ist am Außenumfang der Druckstange 24 eine Axialnut 24g ausgebildet, die einen U-förmigen Querschnitt aufweist, der zur Außenumfangsfläche hin geöffnet ist. Die Nut 24g erstreckt sich im wesentlichen über die ganze Länge der Druckstange 24. Das Verbindungsglied 110 ist mit einer Bohrung 110c versehen, die eine Verbindung zwischen der Nut 24g und der abgesetzten Bohrung 110a herstellt. Die Druckkolbeneinrichtung der gezeigten Ausführungsform umfaßt weiterhin noch ein Rohr 130 zum Evakuieren, das aus einem PTFE-(Teflon-) oder einem Kupfer-Rohr o. ä. besteht und dessen eines Ende lösbar an dem (nicht gezeigten) Endabschnitt der Druckstange 24 befestigt ist. Dieses Entlüftungsrohr 130 ist mit einem Vakuumerzeuger (in den Figuren nicht gezeigt) über einen Anschluß der Druckstange 24 verbunden. Das Evakuierrohr 130 ist in die Nut 24e der Druckstange 24 über deren Öffnung zur Außenseite hin eingeführt. Ein Abschnitt des Evakuierrohres 130 steht über die Druckstange 24 über und ist lösbar in die Öffnung 110c des Verbindungsteils 110 so eingeführt, daß seine obere Endfläche in die abgesetzte Bohrung 110a hineinragt. Wenn bei der beschriebenen Ausführungsform der Vakuumerzeuger betätigt wird, wird die Luft, die innerhalb des Spaltes zwischen der Gießkammer 22 und dem Kolbenkopf 23 und innerhalb der Gießkammer 22 vorhanden ist, über die Ringnut 23f und den Luftkanal 23g zu der Ringnut 110b abgezogen und schließlich durch das Evakuierrohr 130 nach außen abgegeben. Das Evakuierrohr 130 ist aufgehängt durch Einhaken eines durch es hindurchgesteckten Drahtes 140 an einer Schulter, die von der abgesetzten Bohrung 110a und der Bohrung 110c ausgebildet wird. Die beiden Enden der Bohrung 110c sind mittels einer Flüssigpackung 142 abgedichtet, die im trockenen Zustand handhabbar ist. Innerhalb der abgesetzten Bohrung 110a ist ein Filter 150 eingefüllt. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind weiterhin O-Ringe 30 vorgesehen, die als Dichtmittel in einer ähnlichen Weise wie bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel dienen.

Der Betrieb einer solchermaßen ausgebildeten Druckkolbeneinrichtung ist wie folgt:

Zunächst wird die Metallschmelze in die Gießkammer 22 und diese sodann in die stationäre Eingießhülse an der Seite der Gießform eingebracht werden. Sodann wird der Druckkolben 20 durch Zuführung von Öl an den Druckzylinder vorwärtsbewegt und dadurch die Metallschmelze aus der Gießkammer 22 in den Hohlraum der Form eingebracht. Wenn Gas in dem Hohlraum der Form gleichzeitig mit der Einleitung des Eindrückens der Schmelze über die Entlüftungseinrichtung abgezogen und der Vakuumerzeuger, der an das Evakuierungsrohr 130 angeschlossen ist, betätigt wird, wird Luft innerhalb der Gießkammer 22 abgezogen über Ringnut 23f, den Luftkanal 23g, die abgesetzte Bohrung 110a, die Ringnut 110b sowie über das Evakuierrohr 130. Hierdurch wird verhindert, daß Luft durch den Spalt zwischen der Gießkammer 22 und dem Kolbenoberteil 23 fließen und in die Gießkammer 22 einströmen könnte, wodurch erreicht wird, daß das Eindringen von Feuchtigkeit oder Formen-Trennmittel o. ä. vermieden wird.

Falls die heiße Metallschmelze unter dem angelegten Vakuum angesaugt wird und das Rohr 130 mit heißer Metallschmelze verstopft werden sollte, wird der Druckkolben 20 aus der Gießkammer 22 herausgezogen, sodann der Einkuppeleingriff des Kolbenkopfes 23 aufgehoben und hiernach die Befestigung des anderen (nicht gezeigten) Endes des Evakuierrohres 130 gelöst. Auf diesem Weg kann das Verbindungsglied 110 leicht vom oberen Verbindungsstück 100 abgezogen werden, wobei das Evakuierrohr 130 in der Bohrung 110c des Verbindungsgliedes 110 gehalten bleibt. Als nächstes wird das Evakuierrohr 130 in Richtung auf die abgesetzte Bohrung 110a so gezogen, daß es aus dem abgebauten Verbindungsglied 110 herausgezogen werden kann, wonach ein neues Evakuierrohr in die abgesetzte Bohrung 110 wieder eingebracht werden und unter umgekehrter Ausführung der einzelnen vorstehend beschriebenen Schritte die Einzelteile wieder zusammengebaut werden können, wonach der Austausch des Evakuierrohres 130 beendet ist.

Im dritten Ausführungsbeispiel ist beschrieben worden, daß der Luftkanal 23g des Kolbenkopfes 23 und die abgesetzte Bohrung 110a bezüglich der Umfangsrichtung zueinander ausgerichtet sind. Obgleich die Möglichkeit besteht, daß eine solche phasengerechte Ausrichtung in Abhängigkeit von den Bedingungen beim Festziehen des Kolbenkopfes 23 zum Befestigen des Verbindungsgliedes 110 geändert werden könnte, ergibt sich hieraus dennoch kein Nachteil in den Verbindungen der Luftführung.

Die Möglichkeit, das Evakuierrohr 130 festzuhalten, ist aber durchaus nicht auf die Anwendung eines Drahtes 140 beschränkt, wie dies in Verbindung mit den vorangegangenen Ausführungsbeispielen beschrieben ist. Für die vorliegende Erfindung können hier sehr wohl auch andere Einrichtungen zum Verhindern eines Rutschens des Evakuierrohres 130 nach unten in Richtung auf die Druckstange 24 eingesetzt werden, z. B. ein Band, das um das obere Ende des Evakuierrohres 130 gewunden ist und auf der bereits weiter oben erwähnten Schulter aufliegt o. ä.

Wie aus der vorgehenden Beschreibung entnehmbar ist, umfaßt die Eingießeinrichtung für eine Druckgußmaschine gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel einen Hohlraum, der ausgebildet wird in der oberen, dem Kolbenkopf zugewandten Endfläche des zwischen dem Kolbenkopf und der Druckstange zwischengeschalteten Verbindungsgliedes, für eine Verbindung mit einem Spalt zwischen dem Kolbenkopf und der Eingießhülse, weiterhin eine sich axial erstreckende Nut, die am Außenumfang der Druckstange sowie zum Verbindungsglied und zum Außenumfang hin offen ist, und ferner ein Evakuierrohr, das in dieser Nut gehalten wird, lösbar in die die Nut mit dem Hohlraum verbindende Bohrung eingeführt ist, und dessen anderes Ende lösbar in Verbindung mit einem Vakuumerzeuger steht, während sein oberes Ende an dem Hohlraum anliegt. Folglich kann die Gießeinrichtung der Druckgießmaschine gemäß dem beschriebenen dritten Ausführungsbeispiel einen mit der Kolbeneinrichtung verbundenen Evakuiereffekt erzielen, der ein Eintreten von Luft über den Spalt zwischen Gießkammer und Kolbenkopf verhindert. Zusätzlich kann selbst für den Fall, daß die Evakuierleitung verstopft sein sollte, bei der Kolbeneinrichtung dieses Ausführungsbeispiels der verstopfte Zustand durch einfaches Auswechseln des Evakuierrohres leicht wieder behoben werden ohne die Notwendigkeit, daß ein Abschneiden oder Austauschen der Druckstange erforderlich wäre, wie dies beim vorbekannten Stand der Technik nötig ist. Da der Austausch des Evakuierrohres leicht ausgeführt werden kann, läßt sich hierdurch eine ganz erhebliche Arbeits- und Kosteneinsparung erzielen.

Claims (13)

1. Druckgießverfahren, bei dem die Metallschmelze in eine Gießkammer einer Vertikal-Druckgießmaschine eingefüllt, der Kolbenkopf und die Druckstange zur Bildung einer Erstarrungsschicht auf der oberen Endfläche des Kolbenkopfes und auf der Innenwandfläche der Gießkammer durchgehend und an dieser fest anliegend gekühlt und der Formhohlraum sowie ein zwischen der Gießkammer und dem Kolben umfangsmäßig ausgebildeter Spalt evakuiert und schließlich das Metall in den Formhohlraum eingegossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Evakuierung des Formhohlraumes erst mit einer Verzögerung zwischen 0,2 bis 1 s nach der Evakuierung des Spaltes erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck im Spalt auf etwa 200 bis 300 Torr reduziert wird, während der Formhohlraum auf einen geringeren Druck evakuiert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Formhohlraum auf einen Druck von 150 bis 250 Torr evakuiert wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Evakuierung des Formhohlraumes bezüglich der Evakuierung des Spaltes um 0,3 bis 0,5 s verzögert wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich von Trennfugen der Formhälften der Druck reduziert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck im Bereich der Eingießhülse zwischen Gießkammer und Formhohlraum reduziert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck im Bereich der Trennfugen und/oder der Eingießhülse stärker reduziert wird als im Formhohlraum.

8. Verfahren nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck im Bereich der Trennfugen und/oder der Eingießhülse im wesentlichen gleichzeitig mit dem Druck im Spalt reduziert wird.

9. Vertikal-Druckgießmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der zwischen Druckkolben und Gießkammer ein Spalt angeordnet ist, der über eine sich längs der Druckstange erstreckende Leitung mit einer Evakuierungsvorrichtung verbunden ist, die über eine weitere Leitung und ein Ventil mit dem Formhohlraum in Verbindung steht, wobei zwischen die Verbindungsleitungen und die Evakuierungsvorrichtung je ein Schaltventil eingefügt ist und die Schaltventile nach Ansetzen der Gießkammer an die Form durchschaltbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltventil (71) zur Verbindung des Formhohlraumes (14) mit der Evakuierungsvorrichtung (62, 66) ein Zeitsteuergerät aufweist, das das Schalten des Schaltventils (71) gegenüber dem Schaltventil 70 für die Evakuierung des Spaltes (23b) um 0,2 bis 1 s verzögert.

10. Druckgießmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß längs der Trennfläche (13) zwischen den Formhälften (11, 12) und/oder der Eingießhülse (17) und der Gießkammer (22) Evakuierungsnuten (11a, 11b, 12a, 12b) angebracht sind.

11. Druckgießmaschine nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der oberen Endfläche (22b) der Gießkammer (22) und der unteren Fläche der Eingießhülse (17) der Form (11, 12) eine Dichtung (17b) angeordnet ist.

12. Druckgießmaschine nach Anspruch 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß in der Druckstange (24) eine Längsnut (24g) angebracht ist, in der ein zum Spalt (23b) führendes Evakuierrohr (130) lösbar befestigt ist.

13. Druckgießmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenkopf (23) an der Druckstange (24) mittels eines Verbindungsgliedes (110) lösbar befestigt ist.