DE3739582A1 - Verfahren und vorrichtung zum aufbringen einer russbeschichtung auf mit einer schmelze in kontakt kommende flaechen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrich­ tung zum Aufbringen einer Rußbeschichtung bzw. Ruß­ schicht auf mit einer Schmelze in Kontakt kommende Flächen, insbesondere bei einer Spritzgußmaschine, bei der die Schmelzenkontaktflächen insbesondere durch eine die Schmelze ausnehmende Spritzgußhülse und den mit der Schmelze zu füllenden Formhohlraum gebildet sind, um das Fließen der Schmelze zu verbessern, einen Tempera­ turabfall der Schmelze weitgehend zu verhindern und das Haften der Schmelze an den Schmelzenkontaktflächen auszuschalten.

Bei verschiedenen Gieß- und Schmiedeprozessen, bei­ spielsweise bei Spritzgußprozessen, Pressformprozessen und Schmelzschmiedeprozessen tritt das Problem auf, daß wenn die Schmelze direkten Kontakt mit Schmelzenkon­ taktflächen hat, das Ablösen bzw. Loslösen des Gußpro­ duktes aus der Form relativ schwierig ist, wobei wei­ terhin auch die Bewegung des Spritzgußstempels beein­ trächtigt wird. Um hier Abhilfe zu schaffen, ist es üblich, ein Trennmittel auf die Schmelzenkontaktfläche aufzutragen, bevor der Gießvorgang durchgeführt wird.

Als Trennmittel wird beispielsweise wasserlösliches Hitasol (Warenzeichen) benutzt. Da ein Trennmittel die­ ser Art wasserlöslich ist, sollte die Temperatur der Oberfläche, auf die das Trennmittel aufgetragen wird, so niedrig wie möglich gehalten werden, und zwar etwa im Bereich von 100 bis 250°C. Die Menge des auf der Schmelzenkontaktfläche abgelagerten Trennmittels hängt stark von der Temperatur der zu beschichtenden Oberfläche ab, so daß in der Regel keine stabilen re­ produzierbaren Zustände erreicht werden. Um die Ar­ beitszyklusdauer herabzusetzen, ist eine Kühlung mit Wasser erforderlich, so daß die Verkürzung der Arbeits­ zyklusdauer nur begrenzt ist, was nachteiligerweise zu einer relativ langen Arbeitszyklusdauer führt. Da wei­ terhin der Hauptbestandteil des Trennmittels ein in Wasser gelöster kristalliner Graphit ist, ist die Wär­ meleitfähigkeit hoch und die Temperaturkonstanz nur ge­ ring, so daß die Schmelze schnell sbkühlt und der Schmelzenfluß nur sehr schlecht ist. Wenn man die Kon­ zentration des Trennmittels erhöht, um die notwendige Temperatur aufrecht zu erhalten, besteht die Gefahr, daß die Spritzdüse sich verstopft, so daß die Bedin­ gungen stabil und unkontrolliert sind.

Davon ausgehend wurde ein Spritzgußverfahren in Verbin­ dung mit einer Spritzgußmaschine vorgeschlagen, wie sie in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 60-99 551 beschrieben ist. Gemäß diesem Verfahren wird ein Schmier- oder Trennmittel auf eine mit der Schmelze in Kontakt kommende Fläche aufgetragen, bevor anschließend Ruß mittels eines Brenners aufgetragen, die Schmelze eingefüllt, die Form geschlossen und der Spritzgußvor­ gang durchgeführt werden. Bei diesem Verfahren wird die Aufrechterhaltung der Temperatur gegenüber einem Ver­ fahren, bei dem nur ein Trennmittel verwendet wird, verbessert, wobei die zur Verfestigung der Schmelze notwendige Zeit verlängert wird und der Schmelzfluß verbessert wird. Ein weiterer vorteilhafter Effekt besteht darin, daß die Menge des erzeugten Gases be­ trächtlich herabgesetzt wird.

Bei dieser bekannten, in einer Spritzgußmaschine durch­ geführten Spritzmethode, bei der auf die mit der Schmelze in Kontakt kommenden Fläche Ruß aufgetragen wird, besteht jedoch nur ein sehr geringes Haftvermögen des Rußes an der Schmelzenkontaktfläche, so daß für jeden Spritzgußvorgang erneut Ruß aufgetragen werden muß, wodurch die Maschinenkapazität beträchtlich herab­ gesetzt wird und ein erhöhter Arbeitsanfall entsteht.

Da weiterhin der Raum zwischen der Einspritz- bzw. Sprühdüse und der zu beschichtenden Oberfläche offen ist, besteht die Gefahr, daß Ruß seitlich in die Umge­ bung austreten kann, was zu einer erhöhten Umweltbe­ lastung führt. Dieses Problem tritt auch dann auf, wenn ein keramisches Pulver oder dergleichen als Trennmittel anstelle von Ruß auf die Schmelzenkontaktfläche aufge­ tragen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die den be­ kannten Verfahren anhaftenden Nachteile zu beseitigen, wobei es insbesondere darum geht, das Haftvermögen des Rußes an der Schmelzenkontaktfläche zu erhöhen und an­ dererseits auch eine Belastung der Umwelt durch even­ tuell austretenden Ruß oder dergleichen weitgehend aus­ zuschließen.

Diese Aufgabe wird durch die Maßnahme gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere bevorzugte Verfahrensmaßnahmen sind in den Ansprüchen 2 bis 6 beschrieben. Die bevorzugt zwi­ schen dem Ruß und den Schmelzenkontaktflächen anzule­ gende Spannung liegt im Bereich von 500 V bis 30 000 V. Wenn eine derartige Hochspannungsladung zwischen dem Ruß und der Schmelzenkontaktfläche unter Verwendung eines Hochspannungsgenerators angelegt wird, wird eine beträchtliche Anziehungskraft erzeugt, die den Ruß zu der Schmelzenkontaktfläche anzieht und daran mit gro­ ßem Haftvermögen haften läßt, so daß ein Rußbeschich­ tungsvorgang für mehrere Spritzgußvorgänge ausreicht.

Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Ansprüchen 7 bis 9 beschrieben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Diagrammdarstellung eines Verfahrens zum Aufbringen einer Rußschicht auf eine Schmelzenkontaktfläche einer zur Aufnahme einer Schmelze bestimmten Spritzgußhülse;

Fig. 2 eine Draufsicht eines Sprühbrenners zur Durch­ führung des Verfahrens gemäß Fig. 1;

Fig. 3 auf der rechten Seite einen Längsschnitt des in Fig. 2 dargestellten Brenner gemäß der Linie A-A, und auf der linken Seite einen wei­ teren Längsschnitt des Brenners gemäß der Linie B-B;

Fig. 4 auf der rechten Seite eine Schnittansicht des in Fig. 3 dargestellten Brenners gemäß der Linie C-C, und auf der linken Seite eine wei­ tere Schnittansicht des Brenners gemäß der Linie D-D;

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht des Brenners in Richtung des Pfeiles E in Fig. 3;

Fig. 6 einen Längsschnitt einer in vertikaler Rich­ tung schließenden Spritzgußmaschine in Verbin­ dung mit einer Rußbeschichtungseinrichtung, die einen Sprühbrenner gemäß den Fig. 2 bis 5 enthält;

Fig. 7 in schematischer Darstellung eine Seitenan­ sicht einer erfindungsgemäßen Rußbeschich­ tungseinrichtung zum Auftragen einer Ruß­ schicht auf eine Schmelzenkontaktfläche einer Form einer in vertikaler Richtung schließenden Spritzgußmaschine;

Fig. 8 bis 10 Längsschnitte von verschiedenen Aus­ führungsformen der erfindungsgemäßen Rußbe­ schichtungseinrichtung; und

Fig. 11 einen Längsschnitt im wesentlichen entspre­ chend Fig. 6 einer abgewandelten Ausführungs­ form einer in vertikaler Richtung schließenden Spritzgußmaschine in Verbindung mit einer ab­ gewandelten Ausführungsform einer Rußbeschich­ tungseinrichtung.

Fig. 6 zeigt eine in vertikale Richtung verschließbare Druckgußmaschine, die mit einem Spritzzylinder versehen ist, der eine Schmelzenkontaktfläche hat, die in der erfindungsgemäßen Weise mit Ruß beschichtet werden soll. Fig. 6 zeigt eine stationäre bzw. festgelagerte Formhälfte 2, die mittels einer Zwischenplatte 3 an der Oberseite eines stationären bzw. festgelagerten Ge­ rüstes 1 befestigt ist, das in geeigneter Weise auf dem Boden abgestützt ist. Es ist weiterhin ein (nicht dar­ gestelltes) bewegliches Gerüst mit einer beweglichen Formhälfte 5 vorgesehen, die entlang von Verbindungs­ stangen 4 in vertikaler Richtung verschiebbar ist, die das stationäre Gerüst 1 an vier Ecken mit einem (nicht dargestellten) oberen stationären Gerüst verbinden. Die stationäre Formhälfte 2 und die bewegliche Formhälfte 5 werden durch Absenken des beweglichen Gerüstes bzw. Rahmens verschlossen und zugehalten, wofür ein Form­ schließzylinder vorgesehen ist. Bei geschlossener Form wird von dem konkaven Formteil 2 a der stationären Formhälfte 2 und dem konvexen Formteil 5 a der bewegli­ chen Formhälfte 5 ein Formhohlraum gebildet. An einem Auflagerbock 7, der unterhalb des Fußbodens in einer Grube befestigt ist, ist ein Spritzgußzylinder 6 ange­ lenkt, der im wesentlichen eine vertikale Stellung ein­ nimmt und gekippt werden kann. Aus dem Spritzgußzylin­ der 6 ist mittels Öldruck eine Kolbenstange 8 ausfahr­ bar, an der mittels eines Kupplungsstückes 10 ein Druckstempel 9 befestigt ist, der eine Stempelkopf 9 a hat. Der Druckstempel 9 und das Kupplungsstück 10 sind in einer Zylinderblock 11 aufgenommen, und ein Zustellzylinder 13 ist durch zwei Zylinder 11 a gebil­ det, die in dem Mantel der Zylinderblock 11 angebracht sind. In den Zylindern 11 a sind Plungerkolben 12 ge­ führt, die auf der Oberseite des Spritzgußzylinders 6 gelagert sind, derart, daß der Zylinderblock 11 hochge­ fahren werden kann, wenn der Oberseite der Plungerkol­ ben 12 Drucköl zugeführt wird. An dem oberen Ende des Zylinderblocks 11 ist eine zylindrische Spritzgußhülse 14 befestigt, die in Fig. 1 in vergrößerter Darstell­ ung wiedergegeben ist. Die Stempelkopf 9 a ist ver­ schiebbar in einer Innenbohrung der Spritzgußhülse 14 geführt. Wenn der Block 11 hochgefahren wird, wird die Spritzgußhülse 14 in die in Fig. 6 strichpunktiert dargestellte Position in eine Öffnung der Zwischen­ platte 4 hochgefahren, derart, daß die Spritzgußhülse 14 an die stationäre Formhälfte 2 angeschlossen wird. Ein Schmelzeneinlaß 15 liegt zwischen den Stempelkopf 9 a und dem Formhohlraum.

Ein Kipp- bzw. Schwenkzylinder 16 ist an einem statio­ nären Auflagerbock angelenkt, und die aus diesem Zylin­ der 16 ausfahrbare Kolbenstange 17 ist ihrerseits an dem Spritzgußzylinder 6 angelenkt. Durch Ausfahren der Kolbenstange 17 kann der Spritzgußzylinder 6 mit dem daran angebrachten Zylinderblock 11, wenn dieser sich in seiner unteren, in Fig. 6 dargestellten Position befindet, und mit der Spritzgußhülse 14 in die in Fig. 6 strichpunktiert angedeutete Stellung verschwenkt wer­ den. In dieser strichpunktiert angedeuteten Schwenk­ stellung erfolgt die Rußbeschichtung und das Einfüllen einer Schmelze, wie es im folgenden im einzelnen be­ schrieben wird. Ein vorzugsweise verstellbarer Anschlag 18 dient dazu, den Spritzgußzylinder und die daran be­ festigten Elemente in einer genauen Vertikalstellung zu fixieren.

Die Rußbeschichtungseinrichtung wird im folgenden anhand der Fig. 2 bis 5 beschrieben. Diese Ein­ richtung umfaßt einen Gasbrenner 20, der eine Doppel­ rohr-Gasleitung 21 hat, die aus einem Innenrohr 21 a und einem Außenrohr 21 b besteht. In das Innenrohr 21 a ist durch eine an einen Anschlußstutzen 21 c anschließ­ bare (nicht dargestellte) Leitung ein Kohlenwasser­ stoffgas, beispielsweise Acethylengas, einführbar. Dieses Gas ist in der Lage, bei unvollständiger Ver­ brennung bei einer nieniedrigen Temperatur, beispiels­ weise bei etwa 350°C, Ruß mit einer sogenannten amorphen Kohlenstoffstruktur zu bilden. Es können eben­ falls Methangas, Alkoholgas, Propangas und Butangas benutzt werden. In das Außenrohr 21 b wird durch eine an den Anschlußstutzen 21 d angeschlossene (nicht darge­ stellte) Leitung Luft zugeführt. Eine ebenfalls doppel­ wandige Mischkammer 22, in die die beiden Rohre 21 a und 21 b einmünden, ist an das äußere Ende der Gasleitung 21 angeschlossen. In dem Innenrohr der Mischkammer sind in drei Stufen mehrere Einspritzdüsen 23 angebracht, wobei jede Stufe mehrere Einspritzdüsen 23 aufweist, die in Umfangsrichtung im wesentlichen in gleichen Abständen voneinander liegen, wobei die Düsen der einzelnen Stu­ fen in Umfangsrichtung jeweils versetzt zueinander an­ geordnet sind. Eine weitere Einspritzdüse ist mittig angeordnet. Die Einspritzdüsen 23 sind an die Misch­ kammer 22 angeschlossen und sind im wesentlichen radial gerichtet. Der Gasbrenner 20 ist an einer nicht darge­ stellten Halterung befestigt, derart, daß der Gas­ brenner 20 in den Innenraum der Spritzgußhülse 14 ge­ bracht werden kann, wenn diese in die in Fig. 6 strichpunktiert angedeutete Position verschwenkt worden ist. Das mit Luft gemischte Gas, welches aus den Ein­ spritzdüsen 23 austritt, wird entzündet, und der Gas­ brenner 20 wird in die Spritzgußhülse 14 eingefahren, derart, daß der erzeugte Ruß sich an der Innenwand der Spritzgußhülse 14 ablagert.

Gemäß Fig. 1 ist über ein Kabel 25 ein Hochspannungs­ generator 24 an die Gasleitung 21 des Gasbrenners 20 angeschlossen. Wenn der gezündete Gasbrenner 20 in die Spritzgußhüse 14 eingefahren ist und wenn Ruß erzeugt wird, wird eine Hochspannungsladung zwischen der Innen­ wand der Spritzgußhülse 14 und dem erzeugten Ruß ange­ legt, derart, daß der Ruß von der Innenwand der Spritz­ gußhülse 14 angezogen wird, so daß das Anhaften des Rußes verbessert und eine gleichmäßige Rußbeschichtung erhalten wird. Die Spannung liegt vorzugsweise zwischen 500 bis 30 000 V, insbesondere 10 000 bis 20 000 V, und die Stromstärke beträgt einige mA. Gemäß der Darstell­ ung von Fig. 1 ist der Ruß positiv geladen, während die Spritzgußhülse 14 mittels geeigneter Anschlußele­ mente geerdet ist und negativ gehalten wird.

Nach der Rußbeschichtung wird eine Schmelze 26 in die sich in der gekippten Stellung befindliche Spritzguß­ hülse 14 eingefüllt.

Es wird nunmehr die Beschichtung der Schmelzenkontakt­ fläche der Druckgußmaschine mit Ruß beschrieben, die die oben beschriebene Struktur hat. Nach dem Schließen der Form wird der Zylinderblock 11 nach unten gefahren, und die Spritzgußhülse 14 wird von der Zwischenplatte 3 weggezogen, und danach wird der Spritzgußzylinder 6 mit den daran angebrachten Elementen in die in Fig. 6 strichpunktiert angedeutete Stellung verschwenkt. In dieser Stellung ist die Öffnung der Spritzgußhülse 14 zur Außenseite der Maschine hin gerichtet. Es werden nunmehr die Einspritzdüsen 23 des Gasbrenners 20 ge­ zündet, und der Gasbrenner wird in die Spritzgußhülse 14 eingefahren, wodurch das Verbrennungsgas aus den Einspritzdüsen 13 austritt. Da die Luft diesem Verbren­ nungsgas in der Mischkammer 22 zugemischt wird, erhält die Flamme in Abhängigkeit von dem Mischverhältnis eine geeignete Geschwindigkeit. Durch das Verbrennen des Gases wird Ruß gebildet, der sich an der Innenwand der Spritzgußhülse 14 und an der freien Seite des Stempel­ kopfes 9 a, daß heißt an den Schmelzenkontaktflächen ablagert, die den Einspritzdüsen 23 gegenüberliegen. Der Gasbrenner 20 wird mit einer geeigneten Geschwin­ digkeit innerhalb der Spritzgußhülse entlang derselben bewegt, so daß sich der Ruß gleichmäßig an der Schmel­ zenkontaktfläche absetzt.

Danach bzw. dabei wird zwischen dem Ruß und der Innen­ wand der Spritzgußhülse 14 eine Hochspannungsladung angelegt und außerdem auch zwischen dem Ruß und der freien Stirnseite des Stempelkopfes 9 a, so daß der Ruß von diesen Flächen angezogen wird und daran in gleich­ mäßiger Verteilung festhaften bleibt.

Danach wird der Gasbrenner 20 aus der Spritzgußhülse 14 heraus genommen, und die Schmelze 26 wird in die Spritz­ gußhülse 14 gefüllt. Der Spritzgußzylinder 6 und die daran befestigten Teile werden mittels des Kippzylin­ ders 16 wieder in die vertikale Arbeitsposition bewegt. Anschließend wird der Zylinderblock 11 mittels des Ver­ stellzylinders 13 hochgefahren, um die Spritzgußhülse 14 an die stationäre Formhälfte 2 anzuschließen. Wenn der Spritzgußzylinder 6 mit Öldruck beaufschlagt wird, fährt die Kolbenstange 8 nach oben hin aus, wodurch der Stempelkopf 9 a in der Spritzgußhülse 14 nach oben fährt, so daß die Schmelze 26 durch die Schmelzenein­ laßöffnung 15 in den Formhohlraum eingespritzt wird. Nach Verfestigung der eingespritzten Schmelze 26 wird die Form geöffnet und der gegossene Rohling kann ent­ nommen werden.

Infolge der Rußbeschichtung anstelle der Verwendung eines wasserlöslichen Trennmittels haftet der Ruß, selbst wenn die Temperatur der mit Ruß beschichteten Fläche über 400°C liegt, in zufriedenstellender Weise an den Schmelzenkontaktflächen an und hat einen ausgezeichneten Trenneffekt; da die Wärmeleitfähigkeit des Rußes sehr niedrig ist und etwa 1/100 der Wärme­ leitfähigkeit des Trennmittels ausmacht, ist die Tem­ peratur-Aufrechterhaltungseigenschaft sehr gut. Es wird außerdem die Gasbildung gesteuert. Infolge der Anwen­ dung einer Hochspannungsladung bzw. eines Hochspann­ ungspotentials zwischen dem Ruß und der mit Ruß zu be­ schichtenden Oberfläche wird das Haftvermögen des Rußes beträchtlich erhöht, und der Temperatur-Aufrecht­ erhaltungseffekt wird für einen langen Zeitraum wirk­ sam.

Gemäß der oben beschriebenen Verfahrensweise wird Ruß direkt auf die Schmelzenkontaktflächen der Spritzguß­ hülse aufgetragen. Gemäß einer abgewandelten Ausfüh­ rungsform kann zuerst ein Schmiermittel oder ein Trenn­ mittel auf die Schmelzenkontaktflächen aufgetragen wer­ den, bevor anschließend Ruß aufgetragen wird.

Beim Auftragen von Ruß an den Innenwänden der Spritz­ gußhülse unter Verwendung des beschriebenen Brenners kann in der Weise verfahren, daß der Brenner um seine Achse in Drehung versetzt und entlang der Achse der Spritzgußhülse bewegt wird, was zur Folge hat, daß die gesamte Innenwand der Spritzgußhülse 14 gleichmäßig mit Ruß beschichtet wird.

Gemäß einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung kann die Größe der zwischen dem Ruß und der Schmelzen­ kontaktfläche angelegten Ladung in Abhängigkeit von den vertikalen und seitlichen Positionen der Spritzgußhülse oder des Formhohlraumes verändert werden, wodurch das Ausmaß der Rußbeschichtung in geeigneter Weise verän­ dert werden kann, daß heißt die Dicke der Rußbeschich­ tung bzw. Rußschicht. Wenn die Rußbeschichtung mit bewegtem Brenner erfolgt, kann erfindungsgemäß in der Weise verfahren werden, daß die Größe der zwischen dem Ruß und der Schmelzenkontaktfläche angelegten Ladung im Verlauf der Zeit verändert wird, indem man ein Zeit­ glied verwendet oder die jeweilige Stellung des Brenners durch einen Impuls- oder Grenzschalter fest­ stellt und die daher herrührenden elektrischen Signale zur Steuerung einer Spannungsveränderungseinrichtung verwendet, wodurch die Beschichtungsdicke in dem er­ wünschten Umfang verändert bzw. angepaßt werden kann.

Wenn ein keramisches Material gegen die Innenwand der Spritzgußhülse 14 flammgesprüht wird, wird der elek­ trische Widerstand erhöht, wodurch die Strömung des elektrischen Stromes erschwert wird, so daß das Ab­ schalten der Elektrizität verzögert wird mit dem Er­ gebnis, daß die Ladungszeit sich verlängert, wodurch der Ruß in einem porösen Imprägnierungszustand haftet, so daß das Anhaften von Ruß verbessert und das Haft­ vermögen vergrößert wird. Es läßt sich dann mit einer sprühfreien Form bzw. einer nichtbesprühten Spritzguß­ hülse arbeiten derart, daß Ruß jeweils nur einmal für mehrere Schüsse bzw. Spritzgußzyklen aufgetragen wird.

Fig. 11 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform einer in vertikaler Richtung schließenden Druckgußmaschine. In Fig. 11 sind, soweit es sich um die gleichen Teile handelt, im wesentlichen die gleichen Bezugszeichen verwendet wie in Fig. 6.

Diese Druckgußmaschine gemäß Fig. 11 ist mit einer Rußbeschichtungseinrichtung gemäß Fig. 7 versehen, um Ruß auf die unteren und oberen Innenflächen auf die Schmelzenkontaktflächen des Formhohlraumes aufzutragen.

Für die Rußbeschichtung der unteren und oberen Innen­ wände des Formhohlraumes 2 a und 5 a wird eine Ruß­ beschichtungseinrichtung gemäß Fig. 7 in Verbindung mit einer Druckgußmaschine gemäß den Fig. 6 bzw. 11 verwendet. An einer der Verbindungsstangen 4 ist ein in horizontaler Richtung verschwenkbarer Hohlträger 31 befestigt, der mittels eines (nicht dargestellten) Zy­ linders verstellbar ist, derart, daß das freie Ende des Trägers 31 zwischen einer außerhalb der Maschine be­ findlichen Position und einer zwischen den offenen Formhälften 2 und 5 liegenden Position hin- und herbe­ wegbar ist. Der Träger 31 oder eine durch einen Hohlab­ schnitt desselben hindurchgeführte Stange ist drehbar gelagert, und der Träger 31 ist mittels eines Öldruck­ motors 32, der an einem hinteren Abschnitt des Armes 31 angebracht ist, um einen Winkel von 180° hin- und herbewegbar. Das freie Ende des Trägers 31 ist L-förmig abgebogen. Durch den hohlen Träger 31 verlau­ fen eine an eine Luftquelle 33 angeschlossene Luftlei­ tung 34 sowie eine an eine Gasflasche 35 angeschlosse Gasleitung 36. Die Gasflasche 35 ist mit einem Kohlen­ wasserstoffgas, beispielsweise Acethylengas, gefüllt. Dieses Gas bildet bei unvollständiger Verbrennung bei einer niedrigen Temperatur von etwa 700°C eine sogenannte amorphe Kohlenstoffstruktur. Es können eben­ falls Methangas, Alkoholgas, Propangas und Butangas verwendet werden. Die Luftleitung 34 und die Gasleitung 36 münden in einen am freien Ende des Trägers 31 ange­ brachten Mischer 37, in dem die Luft und das Gas mit­ einander vermischt werden und an den mehrere biegbare Kupferrohre 38 angeschlossen sind. An das freie Ende jedes Kupferrohres 38 ist eine Einspritzdüse 39 ange­ schlossen. Wenn die Düsen gezündet werden, wenn sie dem Formhohlraum der Form (2, 5) gegenüberliegen, wird das Verbrennungsgas unter Druck in die Form eingesprüht, und der durch die Verbrennung gebildete Ruß lagert sich an den Formhälften 2 a, 5 a ab. An die Gasleitung 36 ist mittels eines Kabels 41 ein Hochspannungsgenerator 40 angeschlossen, so daß während des Rußbeschichtungsvor­ ganges eine Hochspannungsladung an die Innenfläche der Formhälfte 2 a angelegt werden kann, derart, daß der gebildete Ruß von der Innenfläche der Form angezogen wird und die Adhäsion des Rußes erhöht und die Rußbe­ schichtung vergleichmäßigt wird. Die Spannung beträgt vorzugsweise 500 bis 30 000 V, insbesondere 10 000 bis 20 000 V, und die Stromstärke beträgt einige mA.

Bei dieser Ausführungsform sind der Mischer 37, die Kupferrohre 38 und die Düsen 39 von einer sich nach unten erweiternden zylindrischen Haube umgeben, die doppelwandig ist und aus einem Außenrohr 42 b und einem Innenrohr 42 c besteht, so daß ein nach unten offener Luftkanal 42 a gebildet ist. An die Haube 42 ist mittels einer Leitung 44 ein Sauggebläse 43 angeschlossen, an welches wiederum ein Staubabscheider 45 angeschlossen ist. Wenn bei dieser Konstruktion während des Rußbe­ schichtungsvorganges das Sauggebläse betätigt wird, wird Außenluft durch das unten offene Ende des Luftka­ nals 42 a eingesaugt, und zwischen diesem unten offenen Ende des Luftkanals 42 a und der mit Ruß beschichteten bzw. zu beschichtenden Formfläche wird ein im wesent­ lichen ringförmiger Luftvorhang gebildet, der ein seit­ liches Austreten von Ruß verhindert. Gegebenenfalls mit der Außenluft angesaugter Staub oder Ruß wird in dem Staubabscheider 45 wieder aus der Luft ausgefiltert.

Obwohl nicht dargestellt, kann an diese Druckgußmaschi­ ne eine Sprüheinrichtung zum Aufsprühen eines Trenn­ mittels auf die Formhälfte vorgesehen sein, wie sie beispielsweise in der japanischen Patentveröffent­ lichung Nr. 60-20 113 beschrieben ist. Diese Form-Be­ sprühungseinrichtung enthält einen ebenfalls an einer Verbindungsstange 4 drehbar befestigten Träger, an dessen freiem Ende ein Sprühkopf befestigt ist, an den eine Versorgungsleitung für ein insbesondere pulver­ förmiges Trennmittel und eine Luftleitung angeschlossen sind. Zur Abschirmung der Peripherie dieses Sprühkopfes ist eine doppelwandige Haube etwa entsprechend der oben beschriebenen Haube 42 vorgesehen. Wenn der Sprüh­ kopf sich zwischen den Formhälften 2 und 5 befindet, wird nach dem Ingangsetzen der Luftquelle das Trenn­ mittel durch eine Sprühdüse auf die Innenflächen der Formhälften 2 a, 5 a aufgesprüht, und ein seitliches Aus­ treten des Trennmittels wird wie bei der oben beschrie­ benen Haube 42 durch einen im Bereich der Haube aufge­ baute Luftmantel verhindert.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform sind die Ruß-Beschichtungseinrichtung und die Trennmittel-Sprüh­ einrichtung unabhängig voneinander angeordnet. Es be­ steht jedoch in vorteilhafter Weise auch die Möglich­ keit, daß die Luftleitung 34, die Gasleitung 36 und die Düsen 39 der Ruß-Beschichtungseinrichtung gemäß Fig. 7 in den Trennmittel-Sprühkopf integriert sein können.

Im folgenden wird die Betriebsweise dieser abgewandel­ ten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Druckgußma­ schine beschrieben. Nach Beendigung eines Spritzguß­ zyklus wird die Form, so wie es in Fig. 8 dargestellt ist, geöffnet, und der fertige Rohling wird aus der Maschine herausgenommen, die dann für den nächsten Gußvorgang vorbereitet wird. Zu diesem Zweck wird der Träger der (nicht dargestellten) Form-Besprühungsein­ richtung so verschwenkt, daß der Sprühkopf dem Hohlraum 2 a der stationären Formhälfte 2 gegenüberliegt. Wenn die Luftquelle in Gang gesetzt wird, wird das Trenn­ mittel auf die Innenfläche der Formraumhälfte 2 a der stationären Formhälfte 2 aufgesprüht. Der Träger wird dann mittels eines Motors um 180° geschwenkt bzw. gedreht, derart, daß der Sprühkopf nunmehr nach oben auf die bewegliche Formhälfte 5 gerichtet ist. Nach Ingangsetzen der Luftquelle wird das Trennmittel auf die Innenfläche der Formraumhälfte 5 a der beweglichen Formhälfte aufgesprüht. Nach der Beschichtung mit dem Trennmittel wird der Sprühkopf der Form-Besprühungsein­ richtung aus der Maschine herausbewegt, und der Träger 31 der Ruß-Beschichtungseinrichtung wird so in die Maschine eingeschwenkt, daß die Düsen 39 der Innenflä­ che der Formraumhälfte 2 a der stationären Formhälfte 2 gegenüberliegen. Nach Öffnen des Ventiles der Gasfla­ sche 35 und nach Ingangsetzen der Luftquelle 33 werden die Düsen 39 gezündet, und der gebildete Ruß wird auf der Innenfläche der Formhälfte abgelagert. Da bei diesem Beschichtungsvorgang eine von dem Hochspannungs­ generator erzeugte Hochspannungsladung zwischen dem Ruß und der Innenfläche der Formraumhälfte 2 a angelegt wird, wird der Ruß von der zu beschichtenden Fläche angezogen, so daß eine gleichmäßige und dichte Ruß­ schicht abgelagert wird. Anschließend wird der Träger 31 von dem Motor 31 um 180° gedreht, so daß die Düsen 39 nunmehr auf den oberen Formhohlraum 5 a der beweglichen Formhälfte 5 gerichtet sind, so daß der Ruß auf die Innenfläche der Formraumhälfte 5 a der beweg­ lichen Formhälfte 5 aufgetragen wird, so wie es vorher im Bereich der stationären Formhälfte der Fall gewesen ist.

Beim Auftragen des Trennmittels und beim Auftragen von Ruß wird, wenn das an die Haube 42 angeschlossene Saug­ gebläse in Gang gesetzt wird, Außenluft durch das unten offene Ende des Luftkanales 42 a angesaugt, so daß ein sich ringförmiger Luftmantel zwischen dem unteren Ende des Luftkanals 42 a und der zu beschichtenden Fläche bildet, wodurch ein seitliches Austreten von Trenn­ mittel oder Ruß verhindert wird. Auf diese Weise findet keine Umweltbelastung mit Trennmittel oder Ruß statt.

Wenn zwischen dem offenen Ende des Luftkanals 42 a und der mit Ruß zu beschichtenden Fläche eine Luftströmung aufgebaut wird, ist es möglich, ein seitliches Austre­ ten von Ruß zu verhindern; der innerhalb der Haube 42 liegende Raum um die Kupferrohre 38 herum und der Raum zwischen den Einspritzdüsen 39 und der mit Ruß zu be­ schichtenden Fläche der Formraumhälfte 2 a sind jedoch mit Ruß beladen. Wenn nach einer Rußbeschichtung der Träger 31 oder die Haube 42 hochgehoben werden, könnte dieser Ruß aus der Haube 42 nach außen austreten und damit die Umwelt belasten. Um dieses zu verhindern, wird der Träger 31 vorzugsweise, bevor er nach der Rußbeschichtung von der Innenfläche der Formraumhälfte 2 a wegbewegt wird von innen heran ein Vakuum bzw. Sauggebläse angeschlossen, um in der Haube 42 a zurück­ gehaltenen überschüssigen Ruß abzusaugen. Gemäß Fig. 7 erfolgt dieses Absaugen durch eine durch den Träger 31 in die Haube 42 mündende Saugleitung 44 a, die mit einem Wechselventil oder einem Ventil für ein relativ schwa­ ches Vakuum ausgerüstet ist.

Nachdem das Trennmittel und der Ruß aufgetragen worden sind, wird in die Spritzgußhülle 14 eine Schmelze ein­ gefüllt, und der Spritzgußzylinder 6 und die damit ver­ bundenen Elemente werden mittels des Kippzylinders 16 wieder in die vertikale Stellung zurückbewegt, bevor der Zylinderblock 11 mittels der Stellzylinder 11 a hochgefahren wird, um die Spritzgußhülse 14 an die stationäre Formhälfte 2 anzuschließen. Wenn die mittels Öldruck betätigte Kolbenstange 8 des Spritzgußzylinders ausgefahren wird, wird der Stempelkopf 9 a in der Spritzgußhülse 14 nach oben bewegt, so daß die Schmelze durch den Schmelzeneinlaß 2 b in den Formhohlraum 2 a, 5 a eingespritzt wird. Nach Verfestigung der Schmelze kann die Form geöffnet und das fertige Produkt entnommen werden.

Bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen werden mehrere Einspritzdüsen 39 verwendet, um Ruß und der­ gleichen auf die gesamte Fläche des Formhohlraums auf­ zutragen. Gemäß einer abgewandelten Ausführungsform kann jedoch auch ein Kupferrohr 38 mit nur einer Düse 39 ausreichen, so wie es in Fig. 8 dargestellt ist. Fig. 8 zeigt einen Längsschnitt des wesentlichen Teiles der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die Beschich­ tungseinrichtung gemäß Fig. 8 wird zusammen mit der Haube 42 entlang der Formraumhälfte der Formhälfte 2 bewegt, um Ruß oder dergleichen aufzutragen. Bei den Ausführungsformen gemäß den Fig. 7 und 8 ist ein Sauggebläse 43 an den Luftkanal 42 a angeschlossen, um einen Luftmantel aufzubauen. Dieser Luftmantel kann alternativ auch durch ein Druckgebläse bzw. mittels Druckluft aufgebaut werden, indem das Druckgeblase an den zwischen den äußeren und inneren Rohren 52 b, 52 c der Haube 52 gebildeten Luftkanal 52 a angeschlossen ist, so wie es in Fig. 9 dargestellt ist. Bei der Aus­ führungsform gemäß Fig. 10 ist eine dreiwandige Haube 62 vorgesehen, die ein Außenrohr 62 a, ein mittleres Rohr 62 b und ein Innenrohr 62 c aufweist, wodurch Luft­ kanäle 62 d und 62 e gebildet sind, die einerseits an ein Sauggebläse und andererseits an ein Druckgebläse angeschlossen sind, um in die Haube eintretende und aus der Haube austretende Luftströmungen zu bewirken, wie sie in Fig. 10 durch die Pfeile dargestellt sind. Die Ausführungsformen gemäß den Fig. 9 und 10 lassen sich analog auf die Einrichtung gemäß Fig. 7 übertra­ gen. Wenn eine elektrostatische Sprühpistole als Sprüh­ kopf für die Trennmittel-Aufsprüheinrichtung und die Ruß-Sprüheinrichtung verwendet werden, wird das Anhaf­ ten des Trennmittels oder des Rußes weiterhin ver­ bessert.

Die Erfindung besteht somit im wesentlichen darin, zum Auftragen einer Rußschicht auf eine Schmelzenkontakt­ fläche ein Verbrennungsgas auf die Schmelzenkontakt­ fläche aus einer Einspritzdüse aufzusprühen, um Ruß zu erzeugen, wobei zwischen dem Ruß und der Schmelzen­ kontaktfläche eine Hochspannungsladung aufgebaut wird. Durch Anwendung dieser Methode werden die Temperatur­ beständigkeitseigenschaften verbessert und die Gasbil­ dung kann optimal gesteuert werden, und zwar verglichen mit dem Fall, bei dem ein übliches Trennmittel verwen­ det wird. Da der gebildete Ruß aufgeladen und von der zu beschichtenden Oberfläche angezogen wird, wird das Haftvermögen des Rußes beträchtlich erhöht, so daß er insgesamt für einen langen Zeitraum haften bleibt. Der Vorgang der Rußbeschichtung kann somit reduziert wer­ den, indem eine Beschichtung für mehrere Gußzyklen aus­ reicht, wodurch die Maschinenkapazität erhöht und Ar­ beitszeit eingespart werden.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung hat die die Ruß­ beschichtungsdüsen umgebende Haube eine Mehrfachfunk­ tion und kann so gestaltet sein, daß ein die zu be­ schichtende Fläche nach außen hin abschirmender Druck­ luftstrom und/oder Saugluftstrom erzeugt werden können, um ein seitliches Austreten von Ruß und dergleichen in die Umgebungsluft zu verhindern.

Claims (9)

1. Verfahren zum Aufbringen einer Rußschichtung auf mit einer Schmelze in Kontakt kommende Flächen, insbesondere einer Spritzgußmaschine, dadurch ge­ kennzeichnet, daß man den Ruß und die mit der Schmelze in Kontakt kommenden Flächen mit entgegen­ gesetzt gerichteten elektrischen Polaritäten auf­ lädt, um eine Elektroabscheidung des aufgeladenen Rußes auf der Schmelzenkontaktfläche zu bewirken.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Verbrennungsgas, aus dem der Ruß gebil­ det werden kann, in mindestens einer Sprühströmung bildet und gegen die Schmelzenkontaktfläche rich­ tet.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Schmelzenkontaktfläche vor der elektri­ schen Ablagerung von Ruß mit einem Trennmittel be­ schichtet.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß man eine ringförmige Luftströmung aufbaut, die den Verbrennungsgasstrom in Form eines Luftmantels umgibt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Luftströmung aus der Umgebungsluft bildet, die die Schmelzenkontaktfläche umgibt und die entgegengesetzt gerichtet zu der auf die Schmelzenkontaktflächen gerichtete Verbrennungsgas­ strömung strömt, derart, daß das Verbrennungsgas durch die Luftströmung von der Schmelzenkontaktflä­ che aus dem System weggefördert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man eine mantelförmige Luftströmung erzeugt, die in Richtung auf die Schmelzenkontaktfläche strömt, derart, daß das Verbrennungsgas dazu ge­ bracht wird, im Gegenstrom dazu von der Schmelzen­ kontaktfläche wegzuströmen, während das Verbren­ nungsgas von dieser Luftströmung umgeben ist, der­ art, daß das Verbrennungsgas von der Schmelzenkon­ taktfläche aus dem System weggefördert wird.

7. Vorrichtung zum Aufbringen einer Rußbeschichtung auf mit einer Schmelze in Kontakt kommende Flächen, insbesondere bei einer Spitzgußmaschine, gekenn­ zeichnet durch Einspritzdüsen (23; 39) zur Erzeugung von Sprühströmungen, die den Ruß enthalten, einer Verbrennungskammer zur Erzeugung eines Verbrenn­ ungsgases, Anschlußleitungen (21 a, 21 b; 34, 36), die die Einspritzdüsen (23; 39) mit einer Gasquelle und einer Luftquelle verbinden, und durch eine Stromquelle zur Erzeugung einer elektrischen Hoch­ spannung, die zwischen den das Gas zuführenden Lei­ tungen und den Schmelzenkontaktflächen angelegt wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch ein im wesentlichen zylindrisches Außenrohr (42 b), welches in Richtung der Schmelzenkontaktfläche hin offen ist; ein zylindrisches Innenrohr (42 c), das ebenfalls zur Schmelzenkontaktfläche hin offen ist, wobei das Innenrohruse und das Außenrohr koaxial zu­ einander angeordnet sind und zwischen sich einen im wesentlichen ringförmigen Luftkanal (42 a) begrenzen, eine innerhalb des Innenrohres angeordnete Verbren­ nungskammer (37) und im Bereich des freien offenen Endes des Innenrohres angeordnete Einspritzdüsen (39), und ein Luftsauggebläse (43), um die die Schmelzenkontaktfläche umgebende Luft durch einen Ringspalt zwischen dem offenen Ende des Außenrohres und der Schmelzenkontaktfläche in den Luftkanal (42 a) anzusaugen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch drei zylindrische, koaxiale und zur Schmelzenkon­ taktfläche hin offene Rohre (62 a, 62 b, 62 c), von denen das Innenrohr (62 c) die Verbrennungskammer und im Bereich seines offenen Endes die Einspritz­ düse (39) aufnimmt und mit dem mittleren Rohr (62 b) einen ringförmigen Luftkanal begrenzt, während das mittlere Rohr (62 b) mit dem Außenrohr (62 a) einen äußeren ringförmigen Luftkanal begrenzt, durch eine Einrichtung zur Erzeugung einer Luftströmung, die durch den äußeren Luftkanal in Richtung auf die Schmelzenkontaktfläche strömt, während die drei Rohre (62 a, 62 b, 62 c) unter Bildung eines Ringspal­ tes von der Schmelzenkontaktfläche im Abstand lie­ gen, so daß die Luftströmung aus diesem Spalt aus­ treten kann, und durch ein Gassauggebläse, zum Ab­ saugen des Verbrennungsgases durch den inneren Luft­ kanal aus dem Bereich der Schmelzenkontaktfläche.