DE3640370A1

DE3640370A1 - Spritzverfahren einer spritzgussmaschine

Info

Publication number: DE3640370A1
Application number: DE19863640370
Authority: DE
Inventors: Kiyoshi Fujino; Toyoaki Ueno
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1985-11-26
Filing date: 1986-11-26
Publication date: 1987-05-27
Also published as: DE3640370C2; US4842038A

Description

Die Erfindung betrifft ein Spritzverfahren einer Spritzgußmaschine für ein Einspritzen eines geschmolzenen Metalls in eine Gesenkvertiefung.

Spritzgußmaschinen werden hinsichtlich der Einspritzrichtung des geschmolzenen Metalls in die Gesenkvertiefung in Spritzgußmaschinen des Vertikalgußtypes und des Horizontalgußtypes klassifiziert. Eine Einspritzvorrichtung einer Spritzgußmaschine des Vertikalgußtypes besitzt eine feststehende Hülse, die in zwei Halbzylinder aufgeteilt und unterhalb der Gesenkvertiefung zur Öffnung/Schließung zusammen mit der Form eingepaßt ist, eine Einspritzhülse, die mit dem unteren Ende der zusammengespannten, feststehenden Hülse abnehmbar verbunden ist, und einen Einspritzzylinder mit einem Einspritzkolben, welcher durch hydraulischen Druck vertikal bewegbar in die Einspritzhülse eingepaßt ist und welche aufrecht steht, geneigt ist oder sich im aufrechten Zustand zusammen mit der Einspritzhülse horizontal bewegt. Nach einem konventionellen Gußverfahren, welches ein derartige Einspritzvorrichtung verwendet, werden mehrere Knüppel in einem Schmelzofen erschmolzen. Das erschmolzene Metall aus dem Warmhalteofen wird durch eine automatische Gießeinheit oder eine von Hand bewegte Gießpfanne in die Einspritzhülse gegossen, von einer festen Hülse getrennt und zusammen mit dem Einspritzzylinder geneigt. Nach dem Vergießen wird die Einspritzhülse zusammen mit dem Einspritzzylinder bewegt und mit der feststehenden Hülse verbunden. Daraufhin wird der Einspritzkolben mittels hydraulischem Druck nach oben bewegt, so daß das geschmolzene Metall aus der Einspritzhülse über die feststehende Hülse in die Gesenkform eingespritzt wird. Das konventionelle Einspritzverfahren erfordert jedoch einen großen Schmelzofen, einen Warmhalteofen, eine automatische Gießeinheit usw. Von daher sind die Installations- und Betriebskosten hoch, es wird ein großer Raum benötigt und der Energieverlust ist groß, da es schwierig ist, die Einspritzmenge an geschmolzenen Metall bei jeder Einspritzung konstant einzustellen. Falls mehrere Knüppel erschmolzen werden, wird eine große Menge an Gas erzeugt. Da eine große Menge an erschmolzenem Metall in der Umgebungsluft gehalten wird und das erschmolzene Metall vom Schmelzofen zum Warmhalteofen in Umgebungsluft transportiert wird, bilden sich auch Verunreinigungen wie Oxide auf der Oberfläche des erschmolzenen Metalls und Verunreinigungen aus der umgebenden Umwelt werden miteingebracht. Die Mengen an geschmolzenen Gußmetall variieren im Einspritzschritt und Gaseinschlüsse erscheinen. Diese Schwierigkeiten erniedrigen die Produktivität und die Produktqualität.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Spritzverfahren einer Spritzgußmaschine zu schaffen, welches die Nachteile der konventionellen, oben beschriebenen Technik ausschließt. Das Einspritzverfahren einer Spritzgußmaschine nach der vorliegenden Erfindung umfaßt folgende Schritte Herstellung von Knüppeln, wobei jeder Knüppel eine für eine einzelne Einspritzung erforderliche Größe besitzt, vorheriges Erschmelzen eines inneren Knüppelabschnittes ausgenommen dessen Außen- und Bodenabschnitte, Erschmelzung des gesamten Knüppels in einer Einspritzhülse und Einspritzung des resultierenden Materials in eine Gesenkvertiefung.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist anhand der beigefügten Figuren beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt einer Drehtisch- Einspritzvorrichtung einer Spritzgußmaschine zur Erläuterung des Einspritzverfahrens der Spritzgußmaschine nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht zur Erläuterung der Vorheizstufe des Knüppels;

Fig. 3 zeigt eine schnittbildliche Ansicht zur Erläuterung einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 zeigt eine perspektivische Ansicht zur Erläuterung der Stufe der Erhitzung des inneren Abschnittes des Knüppels;

Fig. 5 zeigt eine schnittbildliche Ansicht zur Erläuterung einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und Fig. 6 zeigt eine Ansicht zur Erläuterung von Experimentierbedingungen.

Die vorliegende Erfindung soll unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben werden. Eine in Fig. 1 gezeigte Spritzgußmaschine 1 besitzt ein Paar von vertikalen, feststehenden Platten 3 (die obere Platte ist nicht gezeigt), die miteinander an den vier Ecken über Führungsstäbe 2 in Verbindung stehen. Eine bewegbare Platte 4 ist auf den Führungsstangen 2, um vertikal bewegbar zu sein, derart gehaltert, daß in deren vier Eckabschnitten die Führungsstangen eingepaßt sind. Die feststehende und bewegliche Form 5 und 6 ist jeweils auf der feststehenden und beweglichen Platte 3 und 4 befestigt. Die Gesenkvertiefungen 7 sind in den Formen 5 und 6 mit deren Spaltoberflächen 8 als Grenze gebildet. Eine Stempelstange 9 eines auf der oberen feststehenden Platte befestigten Zylinders ist auf der beweglichen Platte 4 befestigt. Wenn die Stempelstange 9 durch hydraulischen Druck vorwärts/rückwärts bewegt werden die Formen 5 und 6 geschlossen/geöffnet. Eine zylindrische, feststehende Hülse ist in die feststehende Platte 3 eingepaßt. Der Flansch der feststehenden Hülse 10 steht in Eingriff mit der Innenseite der feststehenden Form 5. Die innere Durchführung der feststehenden Hülse 10 steht in Verbindung mii der Gesenkvertiefung 7. Ein Rahmen 11 ist unterhalb der feststehenden Platte 3 zu dessen Befestigung an der feststehenden Platte 3 angeordnet. Ein Motor 12 und ein Lager 13 sind auf dem Rahmen 11 befestigt. Das Lager 13 trägt einen Drehtisch 16 in drehbarer Weise. Hülsenauflagetische 14 sind zur vertikalen über eine Führung 15 erfolgenden Bewegbarkeit an zwei Endbereichen des Drehtisches 16 angeordnet. Ein Zahnrad 7, welches axial auf der Motorwelle des Motors 12 befestigt ist, greift in ein auf dem Drehtisch 16 befestigtes Zahnradgetriebe ein. Wenn der Motor 12 angefahren wird, wird der Drehtisch 16 alternierend in Uhrzeigerrichtung und entgegen der Uhrzeigerrichtung um 180° geschwenkt, und die Hülsenauflagetische 14 werden abwechselnd an die Position unmittelbar unterhalb der feststehenden Hülse 10 gebracht. Ein Einspritzzylinder 19 ist durch einen Seitenrahmen 20 der feststehenden Platte 3 getragen und unmittelbar unter der feststehenden Hülse 10 angeordnet, um mit dieser konzentrisch ausgerichtet zu sein. Die Stempelstange des Einspritzzylinders 19 wird durch hydraulischen Druck vorwärts/rückwärts bewegt. Eine U-förmige Kupplung 21 ist am wirksamen Ende der Stempelstange des Einspritzzylinders 19 befestigt. Ein Paar von zylindrischen Einspritzhülsen 22 sind in die zentralen Ausnehmungen der Hülsenauflagetische 14 entsprechend eingepaßt und besitzen Bohrungen mit im wesentlichen dem gleichen Durchmesser wie die feststehende Hülse 10. Kolbenbolzen 24 sind als Kopfabschnitte der Einspritzkolben 23 verschiebbar in die Bohrungen der Einspritzhülsen 22 eingepaßt. An den unteren Enden der Einspritzkolben 23 sind Backen 23 a vorgesehen. Wenn beide Kolben 23 sich an der untersten Position befinden und die entsprechende Einspritzhülse 22 derart geschwenkt ist, daß sie mit dem Einspritzzylinder 19 konzentrisch ausgerichtet ist, steht die entsprechende Backe 23 a mit der Kupplung 21 in Eingriff. Ein Schiebezylinder 25 ist an der unteren Oberfläche der feststehenden Platte 3 befestigt. Am antriebsseitigen Ende der Stempelstange 26 des Schiebezylinders 25 ist ein Schieber 27 befestigt. Wenn die Backe 23 a mit der Kupplung 21 in Eingriff steht, greift eine Nut des Schiebers 27 in den Hülsenauflagetisch 14 ein, um die Stempelstange 26 vorwärts/rückwärts zu bewegen, und dabei die entsprechende Einspritzhülse 22 in vertikaler Richtung zu bewegen. Die Einspritzhülsen 22 befinden sich in Fig. 1 an der untersten Position. Wenn eine der beiden Einspritzhülsen 22 aus dieser Lage nach oben bewegt wird, wird diese mit der feststehenden Hülse 10 derart verbunden, daß ihre innere Bohrung mit der inneren Bohrung der Letzteren in Verbindung steht. Ein zylindrischer Vorheizer 28 ist an einer äußeren Position in der Umgebung der Einspritzhülsen 22 gemäß der obigen Anordnung angeordnet. Beispielsweise kann in den Vorheizer 28 ein Aluminiumknüppel 29 oder ein Knüppel 29 aus einer Mischung aus beispielsweise keramischen Fasern eingelegt werden, wobei die Knüppel so geformt werden, daß sie eine vorbestimmte Größe besitzen, um in ihrer Größe einer einzelnen Einspritzung zu entsprechen. Eine Heizung 30, wie z. B. eine Induktionsheizung oder eine Widerstandsheizung, ist auf der äußeren Oberfläche des Vorheizers 28 befestigt. Weitere Heizeinrichtungen 31, wie z. B. Induktionsheizeinrichtungen oder Widerstandsheizeinrichtungen, sind auf der äußeren Oberfläche einer jeden Einspritzhülse 22 befestigt. Die Temperaturen der Heizeinrichtungen 31 sind höher eingestellt als die der Heizung 30. Eine Kohlenstoffelektrode 32 oder eine vertikal bewegbare Schmelzlanze (melting jig), wie z. B. eine Plasmaschmelzlanze (plasma melting jig), ist oberhalb des Vorheizers 28 angeordnet. Wenn die Kohlenstoffelektrode 32 oder die Schmelzlanze abwärts in den inneren Abschnitt des Knüppels 29 bewegt wird, wird der innere Abschnitt des Knüppels 29 ohne dessen Außen- und Bodenabschnitte geschmolzen. Nachdem der innere Abschnitt des Knüppels 29 erschmolzen ist, wird der Knüppel 29 in eine Einspritzhülse 22 überführt, beheizt und durch die entsprechenden Heizeinrichtungen 31 geschmolzen. Durch Erschmelzung des Knüppels 29 wird geschmolzenes Metall 33 erhalten. Wenn der Tisch 16 gedreht wird, und der entsprechende Kolbenbolzen 24 nach oben bewegt wird, wird das geschmolzene Metall 33 in Gesenkvertiefung 7 eingespritzt.

Nunmehr soll ein Einspritzverfahren einer Spritzgußmaschine mit einer Einspritzvorrichtung eines oben erläuterten Dreh-Typs beschrieben werden.

Ein Knüppel 29 mit einer für eine einzelne Einspritzung erforderlichen Größe wird einem Vorheizer 28 zugeführt und von außen durch die Heizung 30 auf eine Temperatur von etwa 450°-500°C erhitzt. Die Kohlenstoffelektrode 32 wird in den zentralen Abschnitt des Knüppels 29 nach unten bewegt und der Knüppel 29 wird, ausgenommen seiner Außen- und Bodenabschnitte, geschmolzen. Dieser Knüppel 29 wird daraufhin in eine außenseitige Einspritzhülse 22 überführt und durch die entsprechende Heizeinrichtung 31 erhitzt. Da der Knüppel 29 im voraus vorgeheizt und geschmolzen wird, erfordert die vollständige Erschmelzung in geschmolzenes Metall 33 eine kurze Zeitspanne. Wenn der Motor 12 in Vorwärtsrichtung angetrieben wird, wird der Drehtisch 16 um 180° geschwenkt, die Einspritzhülse 22, welche das geschmolzene Metall 33 enthält, wird in eine Position unmittelbar unterhalb der feststehenden Hülse 10 gebracht, und die Backe 23 a des Kolbens 23 greift in die Kupplung 21 ein. Daraufhin wird der Hülsenauflagetisch 14, der mit dem Schieber 27 in Eingriff steht, dann, wenn die Stempelstange 26 des Einspritzzylinders 19 durch hydraulischen Druck nach oben bewegt wird, entlang der Führung 15 nach oben bewegt, und die Einspritzhülse 22 wird fest gegen die feststehende Hülse 10 gedrückt und mit dieser verbunden. Danach wird die Stempelstange des Einspritzzylinders 19 vorwärts bewegt, um den mit der Kupplung 21 verbundenen Kolben 23 nach oben zu bewegen, und das erschmolzene Metall 33 wird durch den Kolbenbolzen 24 nach oben gedrückt und in die Gesenkvertiefung 7 eingespritzt. Nachdem das erschmolzene Metall 33 sich in der Gesenkvertiefung verfestigt hat, wird die bewegliche Form 6 geöffnet und das Produkt herausgenommen. Der Stempel 23 und die Einspritzhülse 22 werden daan in die in Fig. 1 gezeigten Positionen herabbewegt.

Während geschmolzenes Metall 33 in die eine Einspritzhülse 22 eingespritzt wird, wird die andere Einspritzhülse 22 an der äußeren Position angehalten. Während dieser Zeitspanne wird der Knüppel 29 im Vorheizer 28 vorgeheizt, um in seinem Innenbereich zu schmelzen, und nachfolgend in der Einspritzhülse 22 vollständig erschmolzen. Wenn die Einspritzung aus der einen Einspritzhülse 22 beendet ist, ist in der anderen Einspritzhülse 22 bereits geschmolzenes Metall 33 bereitgestellt (hergestellt.)

Infolgedessen kann die nächste Einspritzung unmittelbar durch Schwenkung des Drehtisches 16 entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn 180° begonnen werden.

Hinsichtlich der Erschmelzung des Knüppels 29 in der Einspritzhülse kann ein hoher thermischer Wirkungsgrad erreicht werden, wenn die Öffnung der Einspritzhülse 22 durch einen Deckel geschlossen wird. Ein noch höheres thermischer Wirkungsgrad kann erlangt werden, wenn das Innere der Einspritzhülse 22 evakuiert wird. Wenn der Vorheizabschnitt, der Schmelzabschnitt und der gesamte Bereich des Einspritzabschnittes in einer Vakuum erzeugenden Kammer angeordnet ist, können die Vorheizung, das Erschmelzen sowie die Einspritzung unter Vakuum durchgeführt werden. Diese Ausführungsform beschreibt exemplarisch eine Dreh-Einspritzvorrichtung einer Spritzgußmaschine. Es können jedoch auch ein Paar von Einspritzhülsen vorgesehen werden. In diesem Falle werden die Einspritzhülsen nach der Einspritzung abwechselnd linear zu den zwei Seiten der Einspritzposition bewegt und der Knüppel 29 wird erschmolzen. Es können zwei Einspritzvorrichtungen mit je einem Einspritzzylinder, einer Einspritzhülse und einer Vorheizeinheit vorgesehen werden und gedreht oder horizontal, wie im obigen Ausführungsbeispiel, bewegt werden. Obwohl die Erfindung durch eine allgemeine Einspritzvorrichtung mit einer Einspritzhülse ebenso ausgeführt werden kann, ist es effektiver, wenn zwei Einspritzhülsen 22 vorgesehen werden, um den Gußzyklus zu verkürzen.

In diesem Ausführungsbeispiel kann ein Heizstab oder ein säulenförmige Heizer, welcher mit einem Schutzmantel bedeckt ist, anstelle der Kohlenstoffelektrode 32 verwendet werden.

Die Fig. 3 und 4 sind Darstellungen zur Erläuterung einer anderen Ausführungsform der Erfindung. In den Fig. 3 und 4 bezeichnen die gleichen Bezugszeichen gleiche oder äquivalente Bereichein der Fig. 1 und 2.

Bei dieser Ausführungsform wird ein Knüppel 29 mit einer für eine einzelne Einspritzung erforderlichen Größe zugeführt, wenn eine Einspritzhülse 22 sich durch Drehung um 180° von der Position unmittelbar unterhalb der feststehenden Hülse 10 an der äußeren Position befindet. Der Knüppel 29 wird in die Einspritzhülse 22 eingeführt. Eine vertikal bewegbare Schmelzlanze 34, wie zum Beispiel eine Kohlenstoffelektrode, ein mit einer Keramik überzogener, säulenförmiger Heizer oder eine Plasmaschmelzlanze, ist unmittelbar oberhalb der Einspritzhülse 22 angeordnet. Wenn die Schmelzlehre 34 fortschreitend abwärts in den inneren Bereich des Knüppels 29 bewegt wird, wie durch einen Pfeil in den Zeichnungen dargestellt, und dort für eine vorbestimmte Zeitspanne gehalten wird, wird der innere Bereich des Knüppels, ausgenommen dessen Außen- und Bodenabschnitte, geschmolzen. Ein Paar Heizvorrichtungen 35 und 36, wie z. B. vertikale Induktionsheizvorrichtungen oder Widerstandsheizvorrichtungen, sind auf jeder Einspritzhülse 22 befestigt. Die Temperatur des oberen Heizers 35 wird hoch eingestellt, um den Knüppel 29 zu heizen und zu schmelzen. Die Temperaturen des unteren Heizers 36 und des Kolbenbolzens 24 werden jedoch unterhalb des Schmelzpunktes des Knüppels 29 gehalten. Genauer gesagt wird die Temperatur der Einspritzhülse 22 um den Abschnitt herum, an dem die obere Oberfläche des Kolbenbolzens 24 und die untere Oberfläche des Knüppels 29 zusammentreffen niedriger gehalten wird als der Schmelzpunkt des einzuspritzenden Materials, wobei diese Temperatur der Temperatur desjenigen Abschnittes entspricht, an dem die äußere, untere Oberfläche des an einer Voreinspritzposition eingespritzten Materials und/oder die Spitze des Stempelbolzens 24 zusammentreffen.

Unter dieser Temperaturvorgabe und unter der Annahme, daß der Knüppel 29 durch die Schmelzlanze 34 von innen her erschmolzen wird, wird die Schmelzlanze 34 nach oben bewegt, die Einspritzhülse 22 an eine Position unmittelbar unterhalb der feststehenden Hülse 10 bewegt und die Heizung durch die Heizvorrichtungen 35 und 36 fortgeführt. Daraufhin wird der Knüppel in geschmolzenes Metall erschmolzen. Da die Heizvorrichtung 36 und der Stempelbolzen 24 eine niedrige Temperatur besitzen und der Knüppel 29 von der Innenseite her erschmolzen wird, wird eine zylindrische, feste Schicht 37 mit einem Boden an der unteren, innenseitigen Wand der Einspritzhülse 22 und an der oberen Stirnseite des Kolbenbolzens 24 gebildet. Diese feste Schicht 37 verhindert, daß geschmolzenes Metall in den engen Spalt zwischen Einspritzhülse 22 und Stempelbolzen 24 eindringt.

Nunmehr soll ein Einspritzverfahren einer Spritzgußmaschine mit einer Einspritzvorrichtung des Dreh-Typs gemäß obiger Anordnung beschrieben werden. Ein Knüppel 29 mit einer für eine einzige Einspritzung erforderlichen Größe wird in eine Einspritzhülse 22 an einer äußeren Position eingebracht und von außen durch Heizvorrichtungen 35 und 36 erhitzt. Wenn die Schmelzlanze 34 zum inneren Teil des Knüppels 29 herabbewegt, wird der Knüppel 29 von der Innenseite her, ausgenommen seiner Umfang- und Bodenabschnitte, erschmolzen. Während die Heizvorrichtungen 35 und 36 die Heizung aufrechterhalten, wird die Schmelzlanze 34 daraufhin nach oben bewegt und der Motor 12 in Vorwärtsrichtung angetrieben. Daraufhin wird der Drehtisch 16 um 180° gedreht, um die Einspritzhülse 22 in eine Position unmittelbar unterhalb der feststehenden Hülse 10 zu bringen, und der Backen 23 a des Kolbens 23 greift in die Kupplung 21 ein. Nachfolgend wird die Stempelstange 26 des Einspritzzylinders 19 durch hydraulischen Druck nach oben bewegt, um den entsprechenden, mit dem Schieber 27 in Eingriff stehenden Hülsenauflagetisch 14 nach oben entlang der Führung 15 zu bewegen, und gegen die feststehende Hülse 10 gedrückt, mit der letztere verbunden werden soll. In diesem Fall wird der Knüppel 29 von der Innenseite her in geschmolzenes Metall 33 erschmolzen. Da der Knüppel 29 von der Innenseite erschmolzen wird und die Heizvorrichtungen 35 und 36 sowie der Kolbenbolzen 24 auf einer niedrigen Temperatur gehalten werden, wird eine feste Schicht 37 mit einer Dicke von 0,1-1 mm an der unteren Innenoberfläche der Einspritzhülse 22 und an der oberen, stirnseitigen Oberfläche des Kolbenbolzens 24 gebildet. Zwischen dem inneren Durchmesser der Einspritzhülse 22 und dem äußeren Durchmessers des Kolbenbolzens 24 herrscht ein Spalt von ca. 0,005 mm. Aufgrund des Vorhandenseins der festen Schicht 37 jedoch fließt das geschmolzene Metall 33 nicht in diesen Spalt. Wenn die Stempelstange des Einspritzzylinders 19 vorwärts bewegt wird, wird der mit der Kupplung 21 in Eingriff stehende Kolben nach oben bewegt, und das geschmolzene Metall 33 wird durch den Kolbenbolzen 24 nach oben gedrückt und in die Gesenkform 7 eingespritzt. Sobald das geschmolzene Metall 33 sich in der Gesenkform 7 verfestigt hat, wird die bewegliche Form 6 geöffnet und das Produkt herausgenommen. Der Kolben 23 und die Einspritzhülse 22 werden daraufhin in die in Fig. 3 gezeigten Positionen nach unten bewegt.

Während das geschmolzene Metall 33 in der einen Einspritzhülse 22 eingespritzt wird, wird in gleicher Weise die andere Einspritzhülse 22 an der äußeren Position angehalten. Theoretisch wird dann ein nächster Knüppel 29 der angehaltenen Einspritzhülse 22 zugeführt, von der Innenseite her durch die Schmelzlanze 34 erschmolzen und durch die Heizvorrichtungen 35 und 36 erhitzt. Wenn in diesem Fall die Einspritzung aus der einen Einspritzhülse 22 beendet ist, ist in der anderen Einspritzhülse 22 bereits geschmolzenes Metall 33 hergestellt. Infolgedessen kann eine nächste Einspritzung unmittelbar durch Schwenkung des Drehtisches entgegen dem Uhrzeigersinn um 180° eingeleitet werden.

Bei dieser Ausführungsform wird der Knüppel 29 direkt der Einspritzhülse 22 zugegeben, erhitzt und erschmolzen. Es kann jedoch auch eine Knüppelvorwärmeeinheit an der äußeren Position in der Umgebung der Einspritzhülse 22, wie in der Ausführungsform gemäß Fig. 1 dargestellt, vorgesehen sein. Wenn ein Knüppel 29, dessen innerer Bereich geschmolzen ist und dessen äußerer Bereich vorgeheizt ist, zur Einspritzhülse 22 gefördert wird, kann in diesem Falle der Knüppel während der Einspritzung durch die andere Einspritzhülse 22 in genügendem Maße erschmolzen werden, wodurch sich der Einspritzzyklus verkürzt.

Ein Ring mit einem leicht nach Innen gerichteten Vorsprung oder einer eingestochenen Ringnut kann am oberen Abschnitt oder an einem sonstigem Abschnitt der feststehenden Hülse 10 unmittelbar vor der Gesenkvertiefung 7 angeordnet sein, um zu verhindern, daß ein Teil der festen Schicht 37 in die Gesenkvertiefung 7 gelangt. Weiterhin kann eine horizontale Form-Festspanneinheit sowie eine vertikale Form-Festspanneinheit verwendet werden.

Fig. 5 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Wenn gemäß Fig. 5 die Stempelstange 46 und der Kolbenbolzen 44 abwärts bewegt werden, entsteht ein Zwischenraum in der Hülse 45. Ein Knüppel 48 wird unter Verwendung einer (nicht dargestellten) Knüppelversorgungseinheit in diesen Zwischenraum eingebracht. Nachfolgend wird eine Elektronenstrahlquelle 49 in eine Position oberhalb des Knüppels 48 bewegt und einen Vakuumkammer 50 ist in der Weise wie in Fig. 5 gezeigt angeordnet. Da der Elektronenstrahl 51 aus der Elektronenstrahlquelle 49 durch eine Beugungslinse oder dgl. gebeugt werden kann, kann die Position der Elektronenstrahlquelle 49 innerhalb eines zur Beugung fähigen Bereiches frei ausgewählt werden. Wenn das Innere der Kammer 50 einem geeigneten Vakuum z. B. 1.000 (1000) Torr ausgesetzt ist, wird der Elektronenstrahl 51, dessen Leistung automatisch in Übereinstimmung mit dem Erschmelzungsgrad geändert werden kann, emittiert, um den Knüppel 48 schlagartig vollständig zu schmelzen und in geschmolzenen Zustand zu halten. Daraufhin wird die Elektronenstrahlschmelzeinheit (49, 50, 51) schnell entfernt und eine Form 47 auf die Hülse 45 plaziert. Gleichzeitig werden die Kolbenstange 46 und der Kolbenbolzen 44 nach oben bewegt und geschmolzenes Metall wird in die Form 47 unter Formung eines Produktes eingespritzt.

Tafel I zeigt experimentelle Ergebnisse zur Bestimmung der Zeitspanne, welche erforderlich ist zur kompletten Erschmelzung der Knüppel durch den Elektronenstrahl, wenn säulenförmige Knüppel verschiedener Größen in die Hülse 45 eingelegt werden, wobei ab auf einen Wert größer als 1,0 festgesetzt ist und Beschleunigungsspannung und Elektronenstrahlstromstärke geändert werden. Es ist zu bemerken, daß ab das Verhältnis aus der Entfernung l1 zwischen der Elektronenstrahl emittierenden Mündung der Elektronenstrahlquelle 49 und dem Knüppel 48 zur Entfernung l2 zwischen der emittierenden Mündung und einem Fokuspunkt 52 des Elektronenstrahls darstellt. Der Fokuspunkt 52 ändert sich in Übereinstimmung mit der Änderung des Stromes, welcher durch eine elektromagnetische Spule 53 fließt. In Tafel I ist ab ≦λτ 0, wenn der Fokuspunkt 52 höher ist als die Oberfläche des Knüppels 48.

Tafel I

Aus diesem Experiment ist ersichtlich, daß der Knüppel schlagartig zweckdienlich erschmolzen werden kann und keine Oxide oder Gaseinschlüße in dem Gußmetall gefunden werden und somit eine hochqualitative Erschmelzung erreicht wird.

In diesem Ausführungsbeispiel wird die Elektronenstrahl- Bestrahlung mit Verwendung einer Vakuumkammer 50 durchgeführt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf begrenzt. Eine Elektronenstrahl-Bestrahlung kann ebenso in Luft durchgeführt werden. Ebenso kann der Knüppel 48 vorgeheizt und anschließend der Elektronenbestrahlung ausgesetzt werden. In diesem Ausführungsbeispiel kann ebenso gut ein Strahl mit einer hohen Energiedichte wie beispielsweise ein Laserstrahl anstelle eines Elektronenstrahls verwendet werden.

Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, ist gemäß der Einspritzmethode der Spritzgußmaschine der vorliegenden Erfindung kein Schmelzofen, Warmhalteofen oder automatische Gießeinheit erforderlich, wodurch die Installations- und Instandhaltungskosten erheblich reduziert werden. Da die Volumina der Knüppel in einfacher Weise gleich eingestellt werden können, kann bei jeder Einspritzung geschmolzenes Metall einer konstanten Menge eingespritzt werden. Ebenso werden Verunreinigungen aus der Umgebung weder gebildet noch eingemischt, wodurch die Qualität des Produktes verbessert und stabilisiert wird. Ebenso ist der Gußzyklus verkürzt, wenn ein Knüppel in der einen Einspritzhülse erschmolzen wird, während der andere Knüppel von der anderen Einspritzhülse gerade eingespritzt wird. Darüber hinaus kann, da sich eine feste Schicht von geschmolzenen Metall auf dem unteren Abschnitt der inneren Ausnehmung der Einspritzhülse bildet, ein Ausfließen des geschmolzenen Metalls sowie ein Mitziehen des geschmolzenen Metalls durch den Kolbenbolzen verhindert werden.

Claims

1. Spritzverfahren einer Spritzgußmaschine, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Herstellung von Knüppeln (29) mit jeweils einer für eine einzige Einspritzung erforderlichen Größe,
vorhergehende Erschmelzung des inneren Teils des Knüppels (29) ausgenommen dessen Außen- und Bodenabschnitte,
Erschmelzen des gesamten Knüppels (29) in einer Einspritzhülse (22), und
Einspritzen des resultierenden Materials (33) in eine Gesenkformvertiefung (7).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Teil des Knüppels (29) durch fortschreitendes Herabbewegen einer Schmelzlanze (34) entlang des zentralen Teils des Knüppels (29) erschmolzen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt der Erschmelzung des inneren Teils des Knüppels (29) die Bestrahlung eines Abschnittes innerhalb der Umfangsoberfläche des Knüppels (29) mit einem Elektronenstrahl (51) umfasst.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt der Elektronenstrahl-Bestrahlung die Einstellung eines Fokussierungspunktes (52) des Elektronenstrahls (51) umfasst, derart, daß der Fokussierungspunkt (52) vor der Oberfläche des Knüppels (29) angeordnet ist.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt der Elektronenstrahl-Bestrahlung durch Oszillieren oder Bewegen des Strahls auf der Oberfläche des Knüppels (29) durchgeführt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt der Elektronenstrahl-Bestrahlung das Evakuieren einer Atmosphäre zur Elektronenstrahl- Bestrahlung umfaßt.

7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt der Erschmelzung des inneren Abschnitts des Knüppels (29) in einer Vorheizkammer durchgeführt wird, der Knüppel (29) mit dem erschmolzenen inneren Abschnitt in eine Einspritzhülse (22) übergeführt wird und in der Einspritzhülse (22) zur Erschmelzung des vollständigen Knüppels (29) erhitzt wird.

8. Einspritzverfahren einer Spritzgußmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß ein Knüppel (29) mit einer für eine Einspritzung erforderlichen Größe in eine Einspritzhülse (22), welche bei einer niedrigeren Temperatur als der Schmelztemperatur des Knüppels (29) gehalten wird, eingesetzt wird, der Knüppel (29) von der Innenseite her in geschmolzenes Metall (33) erschmolzen wird, und das erschmolzene Metall (33) in eine Gesenkformvertiefung (7) eingespritzt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Knüppel (29) außerhalb der Einspritzhülse (22) vorgeheizt wird oder ein innerer Teil des Knüppels (29) bis zu einem gewissen Grad erschmolzen wird und der Knüppel dann in die Einspritzhülse eingelegt wird, unter Beibehaltung einer festen Schicht (37) erschmolzen wird und daraufhin eingespritzt wird.

10. Einspritzverfahren einer Spritzgußmaschine dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Einspritzhülsen (22) nacheinanderfolgend auf eine Position unmittelbar unterhalb der feststehenden Hülse (10) bewegt werden, ein Knüppel (29), dessen innerer Teil ausgenommen seiner Außen- und Bodenabschnitte im Voraus erschmolzen wird, in eine dieser Einspritzhülsen (22) eingelegt wird, wobei diese Einspritzhülse (22) von außen beheizt wird, um den Knüppel (29) in geschmolzenes Metall (33) zu erschmelzen, und daß daraufhin die Einspritzhülse (22) in eine Position unmittelbar unterhalb der feststehenden Hülse (10) gebracht wird und das geschmolzene Metall (33) in die Form (7) eingespritzt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Teil des Knüppels (29) durch langsames Herabbewegen einer zylindrischen Schmelzlanze (34) entlang des inneren Bereichs des Knüppels (29) geschmolzen wird.

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der innere teil des Knüppels (29) durch Elektronenstrahl-Bestrahlung eines zentralen Abschnitts des Knüppels (29) erschmolzen wird.