DE3787507T2

DE3787507T2 - Vorrichtung zum Entgasen einer Metallgussform.

Info

Publication number: DE3787507T2
Application number: DE87115781T
Authority: DE
Inventors: Minoru Ube Factory Of Kuriyama; Masashi Ube Factory Of Uchida
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Machinery Corp Ltd
Priority date: 1986-11-04
Filing date: 1987-10-27
Publication date: 1994-01-20
Anticipated expiration: 2007-10-28
Also published as: KR910006181B1; EP0268113A3; EP0268113A2; CA1294412C; EP0268113B1; KR880005982A; US4782886A; DE3787507D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entgasen einer Metallgußform entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei einer bekannten Einspritzformvorrichtung, beispielsweise einer Spritzgußmaschine, wird geschmolzenes Metall unter hohem Druck in den Formhohlraum hineingedrückt. Das in dem Formhohlraum vorhandene Gas kann dabei jedoch vielfach nicht im ausreichenden Maße abströmen, so daß dasselbe mit dem geschmolzenen Metall vermischt wird, was zu entsprechenden Hohlräumen in dem Endprodukt führt.
Die US-PS 4 431 047 beschreibt eine Vorrichtung zum Entgasen von Metallgußformen, mit welcher innerhalb kurzer Zeiträume große Gasvolumina entfernt werden können. Die betreffende Vorrichtung umfaßt dabei eine mit dem Formhohlraum in Verbindung stehende Entlüftungsnut, welche innerhalb der Trennflächen der Metallform vorgesehen ist. Diese Vorrichtung besitzt fernerhin ein Ventil mit einem hin- und herbewegbaren Ventilkörper sowie einen Nebenschlußkanal, welcher aus dem Formhohlraum heraus einen Entgasungsweg bildet. Der Nebenschlußkanal verbindet dabei die Entgasungsnut in etwa in der Mitte ihrer Länge mit dem Ventil. Der Ventilkörper kann zwischen einer offenen und einer geschlossenen Position hin- und herbewegt werden. In der offenen Position erlaubt der Ventilkörper ein freies Durchströmen des Gases von dem Nebenschlußkanal durch das Ventil hindurch. In der geschlossenen Position blockiert der Ventilkörper jedoch den Nebenschlußkanal und die Entlüftungsnut, so daß kein geschmolzenes Metall in das Ventil gelangen kann. Der Ventilkörper befindet sich in der Verlängerung mit der Entlüftungsnut am Ende derselben, d. h. am distalen Ende des Formhohlraumes. Diese Anordnung gestattet, daß das innerhalb des Formhohlraumes befindliche Gas während des Einspritzvorgangs durch den Nebenschlußkanal und das Ventil abströmen kann. Wenn jedoch das geschmolzene Metall in den Hohlraum hineingelangt und das Ende der Entlüftungsnut erreicht, besitzt dasselbe eine ausreichende Trägheitsmasse, um den Ventilkörper aus der offenen Position in die geschlossene Position zu drücken. Der Nebenschlußkanal und die Entlüftungsnut werden demzufolge geschlossen, so daß kein geschmolzenes Metall austreten kann.
Obwohl eine derartige Vorrichtung in vielen Anwendungsfällen zufriedenstellend arbeitet, so besitzt sie jedoch eine Anzahl von Nachteilen. Eines der vorhandenen Probleme besteht darin, daß geschmolzenes Metall ähnlich wie andere Flüssigkeiten sich wellenförmig oder in Form ausbreitet, so daß eine diskontinuierliche Strömung zustande kommt. Dieser Effekt führt insbesondere zu Schwierigkeiten, wenn Spritzer oder Tröpfchen des geschmolzenen Metalls zusammen mit der Luft aus dem Formhohlraum austreten, oder wenn derartige Tröpfchen am vorderen Ende einer Welle von geschmolzenem Metall auf den Ventilkörper aufprallen. Diese Tröpfchen von geschmolzenem Metall haben dabei unter Umständen keine ausreichende Trägheitsmasse, um den Ventilkörper vollkommen von der offenen Position in die geschlossene Position zu drücken. Jedoch selbst falls sie dies tun, kann die den Ventilkörper in die offene Position drückende Druckfeder das Ventil erneut öffnen, nachdem die ersten Tröpfchen von geschmolzenem Metall auf den Ventilkörper aufgeprallt sind und in der Folge durch den Nebenschlußkanal weiteres Gas aus dem Formhohlraum austritt. Wenn dann in der Folge eine mehr kontinuierliche Welle von geschmolzenem Metall den Ventilkörper erreicht, dann haben unter Umständen die zuerst angekommenen Tröpfchen bereits angefangen, sich innerhalb der Entgasungsnut zu verfestigen, wodurch eine Verengung gebildet wird. Aus diesem Grund kann der Fall eintreten, daß die Nachwelle des geschmolzenen Metalls beim Erreichen des Ventilkörpers keine ausreichende kinetische Energie besitzt, um das Ventil vollkommen zu schließen. Aus diesem Grunde kann dann das geschmolzene Metall durch den Nebenschlußkanal in das Ventil hineingelangen.
Die US-PS 4 489 771 zeigt eine ähnliche Vorrichtung zum Entgasen einer Metallgußform, welche mit einem Ventil und einem Ventilkörper versehen ist. Letzterer wird mit Hilfe einer Zugfeder in der geschlossenen Position gehalten. Mit Hilfe einer Blatt- oder Druckfeder sowie einer Kugel und einem damit verbundenen Ventilelement kann somit der Ventilkörper in der offenen Position verriegelt werden. Wenn dann geschmolzenes Metall auf den Ventilkörper drückt, wird der Druck der Feder und der Kugel innerhalb des Ventils überwunden, so daß der Ventilkörper in die geschlossene Position gelangen kann und das Ventil geschlossen ist. Auf diese Weise kann das Ventil sehr schnell und zuverlässig geschlossen werden, sobald die erste Welle von geschmolzenem Metall auf den Ventilkörper auftrifft.
Ein Nachteil dieser bekannten Vorrichtung besteht darin, daß ihre Funktionsweise auf der mechanischen Kraft basiert, welche zwischen der unter Druck stehenden Kugel und dem Ventilelement vorhanden ist, um den Ventilkörper in der offenen Position zu halten. Diese mechanische Kraft kann dabei variieren, sobald die die Kugel beaufschlagende Blattfeder schwächer wird, oder sobald eine zu starke Abnutzung der Kugel oder des Ventilsitzes zustandekommt, auf welchem die Kugel aufliegt. Bei einer Schwächung des Verriegelungsmechanismus kann demzufolge das Ventil zu früh schließen, wodurch verhindert wird, daß das vorhandene Gas vollständig aus dem Formhohlraum austritt. Falls jedoch die Blattfeder oder die anderen Komponenten des Verriegelungsmechanismus aufgerauht oder deformiert werden, kann eine ungewöhnlich hohe kinetische Energie erforderlich sein, um die Kugel von dem Kugelsitz abzuheben, so daß das auf den Ventilkörper auftreffende geschmolzene Metall unter Umständen keine ausreichende kinetische Energie besitzt, um das Ventil zu schließen, so daß in diesem Fall das Metall in das Ventil einströmen kann. Diese bekannte Vorrichtung ist demzufolge möglicherweise nicht in der Lage, die sehr großen und kontinuierlichen Beanspruchungen von Entgasungsvorgängen auszuhalten, welche bei der Massenproduktion von Einspritzartikeln auftreten, so daß auf diese Weise die betreffende Vorrichtung auf Grund einer inneren mechanischen Abnutzung eine relativ kurze Betriebslebensdauer besitzt.
Die Anmelderin hat schließlich noch eine Vorrichtung zum Entgasen einer Metallgußform vorgeschlagen (siehe US-PS 4 691 755), welche mit einem Ventilmechanismus versehen ist, durch den eine selektive Öffnung oder Verschließung eines Entgasungskanals stattfindet. Der betreffende Ventilmechanismus umfaßt einen auf einem Ventilsitz aufruhenden Ventilkopf, welcher über einen Ventilschaft mit einem Kolben verbunden ist. Dieser Kolben ist innerhalb einer Zylinderbohrung verschiebbar gelagert, wodurch auf den gegenüberliegenden Seiten des Kolbens zwei Kammern gebildet werden. Der Zylinder ist mit drei Steuerkanälen versehen, von welchen der erste und der zweite Steuerkanal mit den beiden Kammern in Verbindung stehen. Der Kolben umfaßt fernerhin einen ersten Kanal, welcher die beiden Kammern untereinander verbindet, während ein zweiter Kanal eine Verbindung zu der dritten Öffnung und der ersten Kammer herstellt, sobald der Kolben sich in der oberen Position befindet. Den drei Steuerkanälen wird ein Druckmittel derart zugeführt, daß der Kolben zwischen einer ersten und einer zweiten Position hin- und herbewegbar ist, bzw. der in einer dieser Positionen gehalten wird.
Obwohl diese vorgeschlagene Vorrichtung einen erheblichen Fortschritt darstellt, so existieren trotzdem einige Aspekte, welche nachteilhaft erscheinen. Zum einen erfordert die betreffende Vorrichtung ein ziemlich kompliziertes System, um die Zeitpunkte festzulegen, bei welchen den Steuerkanälen das Druckmedium zugeführt wird. Fernerhin ist der Kolben dieser Anordnung mit zwei getrennten Kanälen versehen, wodurch der Kolben geschwächt und die Lebensdauer desselben reduziert wird.
Im Hinblick auf diesen Stand der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung zum Entgasen einer Metallgußform zu schaffen, welche unter Vermeidung der vorhandenen Nachteile bekannter Vorrichtungen einen mechanisch sehr einfachen Ventilverschlußmechanismus mit einem sehr empfindlichen Ventil aufweist, das beim Auftreffen des geschmolzenen Metalls über lange Zeiträume hinweg sehr genau schließt.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch Vorsehen der Merkmale gemäß Anspruch 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich an Hand der Merkmale, so wie sie in den Unteransprüchen aufgeführt sind.
Die Entgasungsvorrichtung gemäß der Erfindung umfaßt einen Zylinder mit einer in Längsrichtung angeordneten Bohrung. Der Zylinder besitzt eine Gaseinlaßöffnung, welche in Verbindung mit dem Formhohlraum der Spritzgußmaschine steht. Fernerhin ist eine Gasabgabeöffnung vorgesehen. Die Gaseinlaß- und auslaßöffnungen können selektiv miteinander in Verbindung oder gesperrt werden. Die Verbindung oder Unterbrechung zwischen den beiden Einlaß- und Auslaßöffnungen wird durch einen Mechanismus gesteuert, welcher in der Form eines hin- und herbewegbaren verschiebbaren Ventilkörpers ausgebildet sein kann, der mit einem innerhalb des Zylinders vorgesehenen Ventilsitz in Eingriff gelangt. Die Entgasungseinrichtung umfaßt fernerhin einen innerhalb der Bohrung angeordneten, gestuften Kolben, welcher mit dem Ventilkörper bzw. dem Steuermechanismus für die Verbindung der Ein- und Auslaßöffnung gekoppelt ist. Der Stufenkolben ist zwischen einer ersten und einer zweiten Position hin- und herbewegbar. Die Zylinderbohrung bildet an den axial gegenüberliegenden Enden des Kolbens zwei Kammern. Der Zylinder besitzt drei Steueröffnungen, wobei die erste und die zweite Steueröffnung in Verbindung mit den beiden Kammern stehen, während die dritte Öffnung in Verbindung mit der zweiten Kammer, jedoch nicht mit der ersten Kammer steht, wenn der Stufenkolben sich in der ersten Ventilöffnungsposition befindet. Wenn jedoch der Stufenkolben sich in der zweiten Ventilverschlußposition befindet, ist die dritte Öffnung weder mit der ersten noch mit der zweiten Kammer in Verbindung. Den drei Steueröffnungen wird ein unter Druck stehendes Medium selektiv zugeführt. Bei einer Ausführungsform der Erfindung kann der Kolben bei Veränderung der Öffnung, durch welche das unter Druck stehende Medium zugeführt wird, zwischen der ersten und zweiten Position hin- und herbewegt werden, oder in einer der beiden Positionen gehalten werden. Auf der anderen Seite kann die Entgasungseinrichtung gemäß der Erfindung zum Schließen gebracht werden, nachdem geschmolzenes Material auf den Steuermechanismus, beispielsweise den Ventilkörper, zum Aufprallen gebracht wird.
Im Rahmen der Erfindung kann das Ventil nicht nur durch die Trägheitsenergie des geschmolzenen Metalls, sondern während oder vor dem Einspritzvorgangs auch durch ein elektrisches Signal zum Schließen gebracht werden. Dieses elektrische Signal kann verwendet werden, um den Verschluß des Ventils durch Trägheitsenergie des geschmolzenen Metalls zu unterstützen. Es besteht jedoch ebenfalls die Möglichkeit, daß die elektrische Kraft allein verwendet wird, um den Ventilschluß zu erreichen.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sollen nunmehr an Hand der folgenden Beschreibung näher erläutert und beschrieben werden, wobei auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Fig. 1 ist eine Längsschnittansicht der Entgasungsvorrichtung gemäß der Erfindung entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform derselben;
Fig. 2 ist eine Längsschnittansicht der Entgasungsvorrichtung von Fig. 1 in Verbindung mit einem pneumatischen Schaltdiagramm eines pneumatischen Steuerkreises, welcher in Verbindung mit der Entgasungseinrichtung verwendbar ist;
Fig. 3 ist eine Vorderansicht teilweise im Schnitt, der Entgasungseinrichtung und der Spritzgußmaschine;
Fig. 4 ist eine Längsschnittansicht der Entgasungseinrichtung von Fig. 1, welche von der Spritzgußmaschine getrennt ist;
Fig. 5 ist eine vergrößerte Längsschnittansicht der vorliegenden Erfindung entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform derselben;
Fig. 6 eine Ansicht der Entgasungseinrichtung der Spritzgußmaschine sowie eines Diagramms einer Steuereinrichtung mit einem Endschalter entsprechend einer anderen Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 7 ist eine Ansicht der Entgasungseinrichtung der Spritzgußmaschine sowie einer Steuereinrichtung mit einer magnetischen Skala entsprechend einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 8 eine Ansicht einer Entgasungseinrichtung mit einem Detektor zur Feststellung des geschmolzenen Metalls gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 9 eine Ansicht einer Entgasungseinrichtung mit einem Detektor für geschmolzenes Metall entsprechend einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 10 bis 12 schematische Ansichten von Entgasungseinrichtungen mit Detektoren für geschmolzenes Metall entsprechend weiterer Ausführungsformen der Erfindung;
Fig. 13 eine Ansicht einer Entgasungseinrichtung zusammen mit einem pneumatischen Schaltdiagramm eines pneumatischen Steuerkreises, welcher entsprechend einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mit der Entgasungseinrichtung verwendbar ist;
Fig. 14 eine graphische Darstellung der sich ergebenden Veränderungen der Kräfte, welche in Abhängigkeit der Zeit auf das Ventil einwirken;
Fig. 15 und 15a Schnittansichten einer Entgasungseinrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 16 eine Schnittansicht einer Entgasungseinrichtung entsprechend einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 17 bis 20 Schnittansichten von Entgasungseinrichtungen gemäß weiteren Ausführungsformen der Erfindung; und
Fig. 21 und 22 Ansichten von abgewandelten Ausführungsformen der Erfindung, bei welchen eine Entgasungseinrichtung in Verbindung mit einer Metallform einer Metallspritzmaschine verwendet wird.

Detaillierte Beschreibung von vorteilhaften Ausführungsformen

Fig. 1 bis 5 zeigen eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei welcher eine Entgasungseinrichtung an einer Metallform einer Metallspritzmaschine (oder einer anderen Formvorrichtung) angeschlossen ist.
Entsprechend den Zeichnungen umfaßt eine typische Formvorrichtung gemäß Fig. 3 einen Formhohlraum 4, welcher beidseitig einer Trennfläche 3 innerhalb einer stationären Form 1 und einer beweglichen Form 2 angeordnet ist. Die Formvorrichtung von Fig. 3 ist dabei in dem geschlossenen Zustand dargestellt. Das geschmolzene Metall 7 wird aus einem Einspritzzylinder 5 über einen Einspritzkanal 6 in den Hohlraum 4 hineingedrückt. Fig. 3 zeigt zusätzlich eine Auswurfeinrichtung 8, mit welcher nach der Verfestigung des geschmolzenen Metalls 7 der hergestellte Formkörper aus dem Hohlraum 4 der beweglichen Form 2 ausgestoßen wird, nachdem die Formhälften geöffnet bzw. getrennt wurden. Im oberen Endbereich der Trennfläche 1 der Formhälften 1 und 2 befinden sich eine Bohrung 11 und eine Entlüftungsrinne 10, welche mit einem Entlüftungskanal 9 in Verbindung stehen. Gemäß Fig. 1 zweigt ein Überbrückungskanal 12 in etwa in der Mitte der Entlüftungsrinne 10 ab, welcher am anderen Ende gegenüber der Bohrung 11 geöffnet ist.
An der oberen Oberfläche der stationären Formhälfte 1 ist mittels eines Backens 13 ein Druckzylinder 14 vorgesehen, welcher vorzugsweise konzentrisch zu der Entlüftungsrinne 10 angeordnet ist. Das obere Ende eines Rundkörpers 17 der Entgasungseinrichtung 16 ist unter Einsatz eines Trägers 18 an einem Flansch 15a befestigt, welcher am unteren Ende einer Kolbenstange 15 vorgesehen ist. Diese Kolbenstange 15 führt in das Innere eines Kolbens 14, in welchem der Druck eines Druckmittels verändert wird.
Der Rundkörper 17 der Entgasungseinrichtung 16 ist vorzugsweise im unteren Bereich zylindrisch ausgebildet und besitzt an seinem unteren Ende einen stufenförmigen Bereich 17a. Bei einer Hin- und Herbewegung der Kolbenstange 15 wird die gesamte Entgasungseinrichtung 16 in vertikaler Richtung bewegt, so daß auf diese Weise der stufenförmige Bereich 17a in einem aktivierten Zustand in die Bohrung 11 hineingeführt wird, oder unter Bildung eines entaktivierten Zustandes aus der Bohrung 11 gemäß Fig. 4 herausgezogen werden kann.
Die Entgasungseinrichtung 16 soll nunmehr unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 erläutert werden, welche die Vorrichtung im aktivierten Zustand darstellen.
Bei der beschriebenen vorteilhaften Ausführungsform besteht der Rundkörper 17 aus einem oberen Teil 17b und einem unteren Teil 17c, zwischen welchen der Flansch 17f einer in eine innere Bohrung 17d eingesetzten Ventilführung 19 zu liegen gelangt. Auf diese Weise bilden der obere Teil 17b und der untere Teil 17c in Verbindung mit der Ventilführung 19 eine Einheit. Oberhalb der Ventilführung 19 ist innerhalb der Bohrung 17h des Rundkörpers 17 ein Stufenkolben 20 eingesetzt. In eine mittlere Gewindebohrung dieses Stufenkolbens 20 ist der Gewindebereich einer Ventilstange 21 eingeschraubt, welche durch eine Innenbohrung 19a der Ventilführung 19 hindurchgeführt ist. Am unteren Ende der Ventilstange 21 ist ein Ventilkörper 22 einstückig angeformt. Am unteren Ende des Rundkörpers 17 befindet sich ein Ventilsitz 17e. Der Ventilkörper 22 und der Ventilsitz 17e sind derart ausgebildet, daß bei einer Aufwärtsbewegung des geschmolzenen Metalls 7 entlang der Entlüftungsrinne 10 der Ventilkörper 22 von der in Fig. 1 dargestellten offenen Ventilposition in den geschlossenen Zustand bewegt wird, indem der Ventilkörper 22 sich nach aufwärts bewegt und das Ventil verschließt. In dem in Fig. 1 dargestellten offenen Zustand des Ventils gelangt der Ventilkörper 22 in Eingriff mit einem stufenförmigen Bereich 10a der Entlüftungsrinne 10, wodurch dieselbe verschlossen wird. Fig. 2 zeigt hingegen eine Gasabgabeöffnung 17f, durch welche das Gas des Formhohlraumes 4 nach außen abgegeben werden kann. Dieses Gas wird dabei durch eine innerhalb des Rundkörpers 17 vorhandene Ventilkammer 17g geleitet, welche durch die Innenbohrung 17d und die Ventilführung 19 im geöffneten Zustand des Ventils gebildet wird.
Bei der beschriebenen vorteilhaften Ausführungsform besitzt die Entgasungseinrichtung 16 einen pneumatischen Druckmechanismus, mit welchem der Ventilkörper 22 sowohl im geöffneten wie auch im geschlossenen Zustand gehalten werden kann bzw. mit welchem das Ventil zur Öffnung oder zum Schließen gebracht wird. Gemäß Fig. 2 ist zu diesem Zweck oberhalb des Stufenkolbens 20 eine obere Kammer 23 vorgesehen, während im Stufenbereich des Kolbens 20 eine Ringkammer 24a vorgesehen ist und zusätzlich unterhalb des Kolbens 20 im Bereich der Ventilstange 21 noch eine untere Kammer 24b vorhanden ist. Solange sich das Ventil 22 in der offenen Position befindet, ruht der Kolben 20 auf dem stufenförmigen Bereich 19g der Ventilführung 19 auf. Dieser stufenförmige Bereich 19g umgibt dabei die untere Kammer 24b. Innerhalb dieser unteren Kammer 24b befindet sich ein Abdichtungsring 30, welcher den Kolben 20 gegenüber der Ventilführung 19 abdichtet. Wenn demzufolge das Ventil 22 sich in der offenen Position befindet, werden die beiden unteren Kammern 24a und 24b durch den Kolben 20 und den Abdichtungsring 30 voneinander getrennt.
Die im Bereich des Stufenkolbens 20 vorgesehenen drei Kammern sind an drei Kanälen angeschlossen, welche durch die Seitenwandungen des Trägers 18 und des Rundkörpers 17 führen. Der innerhalb des Trägers 18 vorhandene obere Kanalabschnitt 25b steht dabei in Verbindung mit einem oberen Kanalabschnitt 24a des Rundkörpers 17. Dieser innere Kanalabschnitt 25a steht wiederum in Verbindung mit der oberen Kammer 23. Der mittlere äußere Kanalabschnitt 26b innerhalb des Backens 18 steht in hingegen in Verbindung mit einem entsprechenden Kanalabschnitt 26a des Rundkörpers 17. Dieser innenliegende Kanalabschnitt 25a steht wiederum in Verbindung mit der unteren Ringkammer 24a. Der untere Kanal 27 führt durch die äußere Wandung der Ventilführung 19 und steht in Verbindung mit der unteren Kammer 24b. Bei der beschriebenen vorteilhaften Ausführungsform beträgt der Durchmesser des Stufenkolbens 20 beispielsweise 30 mm.
Ein pneumatischer Kreis zum Öffnen und Schließen des Ventils ist in Fig. 2 gezeigt. Innerhalb einer den Kanalabschnitt 25b und eine Druckluftquelle 31 verbindenden Rohrleitung ist ein Schaltventil 34 mit einer Magnetspule SOL-A eingesetzt. In einer entsprechenden Rohrleitung zwischen dem Kanalabschnitt 26b und der Druckluftquelle 31 ist hingegen ein Schaltventil 35 mit einer Magnetspule SOL-B angeordnet. In der zwischen dem unteren Kanal 27 und der Druckluftquelle 31 vorgesehenen Rohrleitung befindet sich schließlich ein Schaltventil 36 mit einer Magnetspule SOL-C. Zusätzlich ist ein Reduzierventil 32 vorgesehen, mit welchem im oberen Kanalabschnitt 25b eine regulierte Druckluft zugeführt wird. Mit Hilfe eines Reduzierventils 33 wird entsprechende regulierte Druckluft den Kanälen 26b und 27 zugeführt.
Mit Hilfe der Schaltventile 34, 35 und 36 wird die Strömung von Druckluft der Druckluftquelle 31 in Richtung der Kanäle 25b, 26b und 27 gesteuert. Wenn die Magnetspule SOL-A des Ventils 34 entsprechend Fig. 2 entregt ist, steht der Kanal 25b und damit die obere Kammer 23 über die Rohrleitung mit der Außenluft in Verbindung, so daß dieser Kanal demzufolge gegenüber dem Außendruck geöffnet ist. Wenn hingegen die Magnetspule SOL-B entsprechend Fig. 2 entregt ist, steht der Kanalabschnitt 26b und damit die mittlere Ringkammer 24a über die Rohrleitung in Verbindung mit der Außenluft, so daß demzufolge in diesen Elementen Außendruck herrscht. Die Öffnung gegenüber dem äußeren Atmosphärendruck mit Hilfe der Magnetspulen SOL-A und SOL-B erfolgt über entsprechende Schalldämpfer 40, welche den Schall der austretenden Luft dämpfen. Wenn schließlich die Magnetspule SOL-C des Schaltventils 36 gemäß Fig. 2 im entregten Zustand ist, ist das Schaltventil 36 geschlossen, so daß der Kanal 27 und damit die untere Kammer 24b nicht über das Reduzierventil 33 in Verbindung mit der Druckluftquelle 42 stehen.
Die Ventilstange 21 ist entlang der Ventilführung 19 verschiebbar. Falls innerhalb der unteren Kammer 24b Druckluft vorhanden ist, strömt diese Druckluft durch den Spalt zwischen der Ventilstange 21 und der Ventilführung 19 und wird durch die Ventilkammer 19g in die Außenatmosphäre abgeleitet. Wenn demzufolge eine vorgegebene Zeitperiode verstrichen ist, gelangt die untere Kammer 24b in den Zustand des atmosphärischen Druckes.
Die Funktionsweise der beschriebenen Entgasungseinrichtung soll nunmehr in Verbindung mit der Spritzgußmaschine gemäß der Fig. 3 im einzelnen beschrieben werden.
Nachdem die beiden Formhälften geschlossen worden sind, wird die Magnetspule SOL-A des Schaltventils 34 erregt, während die Magnetspulen SOL-B und SOL-C der Schaltventile 35 und 36 entsprechend Fig. 2 entregt sind. Aus diesem Grunde strömt nunmehr Druckluft von der Druckluftquelle 31 über den Kanalabschnitt 25b in die obere Kammer 23, so daß auf den Stufenkolben 20 ein Druck ausgeübt wird. Da die Magnetspulen SOL-B und SOL-C entregt sind, sind die beiden unteren Kammern 24a und 24b gegenüber der Außenluft geöffnet und befinden sich demzufolge auf Atmosphärendruck. Aus diesem Grund werden der Stufenkolben 20 und damit die Ventilstange 21 und der Ventilkopf 22 nach unten gedrückt, bis der Stufenkolben 20 gegenüber dem Abdichtungsring 30 abdichtet. Sobald der Kolben 20 diese Position erreicht, wird der Ventilkörper 22 von dem Ventilsitz 17e abgehoben, so daß nunmehr die aus dem Formhohlraum 4 austretende Luft über den Überbrückungskanal 12 in das Ventil einströmen kann. Da das Ventil durch den pneumatischen Druck in dem offenen Zustand gehalten wird, erfolgt keine unbeabsichtigte Schließung des Ventilkörpers 22.
Nachdem das Ventil seinen geöffneten Zustand erreicht hat, kann die Magnetspule SOL-B erregt werden, so daß Druckluft nunmehr über den Kanalabschnitt 26b in die Ringkammer 24a einströmen kann. Da die Abdichtung zwischen dem Stufenkolben 20 und dem Abdichtungsring 30 die beiden unteren Kammern 24a und 24b voneinander trennt, wird der innerhalb der unteren Kammer 24b vorhandene Druck durch die Druckluft nicht beeinflußt.
An Hand von Fig. 2 und 5 ergibt sich, daß der auf die untere Ringkammer 24a einwirkende Druck den Kolben 20 in der unteren ersten Position hält. Dies ergibt sich auf Grund der Tatsache, daß die auf den Kolben 20 ausgeübte Kraft gleich dem Luftdruck innerhalb der entsprechenden Kammer multipliziert mit der Fläche der Kammer ist. Wenn dieses Prinzip auf die Ringkammer 24a übertragen wird, ergibt sich, daß der größte Teil der auftretenden Kräfte sich gegeneinander aufheben, weil die Kammern symmetrisch ausgebildet sind und die Kräfte gleich und entgegengesetzt gerichtet sind. Ein gewisser Teil der Kräfte heben sich jedoch nicht auf. Gemäß Fig. 5 entspricht nämlich die Fläche S&sub1; der Oberfläche des Flanschbereiches des Kolbens 20, welcher jedoch nicht eine entsprechende Oberfläche unterhalb des Kolbens 20 entspricht, weil der Abdichtungsring 30 die Unterseite des Kolbens 20 gegenüber dem Druck abdichtet, der durch den Kanalabschnitt 26a zugeführt wird. S&sub1; entspricht demzufolge einem Teil entsprechend dem Abstand von der Seitenoberfläche des Kolbens 20 bis zu jenem Teil, in welchem der Abdichtungsring 30 in Berührung mit der Unterseite des Kolbens 20 steht. Die Fläche S&sub1; entspricht in diesem Sinne dem Druckbereich für den oberen Druck. Der Druck kann demzufolge entlang der Fläche S&sub1; nach abwärts wirken, während keine entsprechende Gegenkraft vorhanden ist, um diese Abwärtskraft gemäß S&sub1; aufzuheben. Aus diesem Grunde wird der Kolben 20 durch den auf die Fläche S&sub1; wirkenden Druck in der ersten Position gehalten. Die Ventilöffnungskraft kann somit willkürlich auf einen beliebigen Wert eingestellt werden, in dem er auf die obere Kammer 23 einwirkende Druck eingestellt wird. Die Magnetspule SOL-A kann somit zu diesem Zeitpunkt entregt werden, weil die auf die Fläche S&sub1; wirkende Kraft ausreichend ist, um den Kolben 20 in der ersten Position zu halten. Die Magnetspule SOL-C spielt zu diesem Zeitpunkt keine Rolle und kann demzufolge entregt bleiben.
Wenn in der Folge gemäß Fig. 3 geschmolzenes Metall 7 oder ein anderes geschmolzenes Material durch die Bohrung 5a des Einspritzzylinders 5 eingeleitet und demzufolge die Kolbenstange des Einspritzzylinders 5 in Verbindung mit dem Kolben 5A nach vorwärts bewegt werden, wird das geschmolzene Metall 7 über den Einspritzkanal 6 in den Hohlraum 4 eingeleitet. Zu diesem Zeitpunkt sind die Magnetspulen SOL-A und SOL-C entregt, während die Magnetspule SOL-B erregt ist. Der Kolben 20 befindet sich ferner in der unteren Position. Da der Ventilkörper 22 von dem Ventilsitz 17e abgehoben ist, wird das innerhalb des Hohlraumes 4 vorhandene Gas über die Entlüftungsrinne 10 und den Überbrückungskanal 12 in die in Fig. 2 dargestellte Ventilkammer 17g geführt und durch die Gasabgabeöffnung 17f ins Freie geleitet. Wegen der geringen Massenträgheit des Gases bleibt das Ventil im geöffneten Zustand, obwohl die Gasströmung gegen die untere Endfläche des Ventilkörpers 22 stößt.
Nachdem das geschmolzene Metall 7 in den Hohlraum 4 gelangt ist, steigt dasselbe entlang der Entlüftungsrinne 10 nach oben und stößt gegen den Stufenbereich der unteren Oberfläche des Ventilkörpers 22. Die durch das geschmolzene Metall 7 auf den Ventilkörper 22 ausgeübte Kraft drückt denselben nach aufwärts, weil die Trägheitsmasse des geschmolzenen Metalls und damit seine kinetische Energie sehr viel größer als die des Gases ist. Sobald die von dem geschmolzenen Metall 7 auf den Ventilkörper 22 ausgeübte Kraft größer als die auf die Fläche S&sub1; wirkende, nach abwärts gerichtete Kraft ist, wird der Ventilkörper 22 nach oben bewegt. Diese Aufwärtsbewegung des Ventilkörpers 22 bewirkt eine entsprechende Aufwärtsbewegung des Stufenkolbens 20. Die Aufwärtsbewegung des Kolbens 20 unterbricht die Abdichtung zwischen der unteren Fläche des Kolbens 20 und dem Abdichtungsring 30. Von diesem Zeitpunkt an füllt die unter Druck stehende Luft der unteren Ringkammer 24a ebenfalls die untere Kammer 24b, wobei jedoch dieser Druck jedoch nicht nach außen hin verloren geht, weil die Magnetspule SOL-C entregt ist und demzufolge das Schaltventil 36 geschlossen ist. Daraufhin verändern sich die auf den Stufenkolben 20 einwirkende Kräfte. Da die beiden unteren Kammern 24a und 24b demselben Luftdruck ausgesetzt sind, ergibt die auf die Oberfläche S&sub1; einwirkende Kraft nunmehr eine entsprechende nach aufwärts gerichtete Kraft, welche auf den Flanschbereich von der Unterseite des Kolbens 20 her einwirkt, wobei beide Kräfte einander aufheben. Entsprechend Fig. 5 entspricht S&sub2; jener Druckfläche, welcher der Kolben 20 von unten her ausgesetzt ist. Diese Oberfläche entspricht dabei den Innendurchmesser des Abdichtungsringes 30. Diese Oberfläche umfaßt dabei einen konzentrischen Bereich auf der Unterseite des Kolbens 20, welcher sich von der Ventilstange 21 bis zur Außenwandung des Kolbens 20, jedoch ohne den Flansch erstreckt. Diese Fläche wird einer nach oben gerichteten Kraft ausgesetzt, welche nicht durch eine entsprechende Abwärtskraft kompensiert wird. Demzufolge bewegt sich der Kolben 20 in Übereinstimmung mit der auf die Fläche S&sub2; ausgeübten Kraft nach oben.
Unter dem Einfluß der kinetischen Energie des geschmolzenen Metalls 7 bewegt sich der Kolben 20 nunmehr sehr rasch nach oben. Diese Bewegung wird dabei durch die Kraft unterstützt, welche durch den auf die Unterseite des Kolbens 20 innerhalb der unteren Kammer 24b einwirkenden Gasdruck hervorgerufen wird. Der Ventilkörper 22 schließt demzufolge den Überbrückungskanal 12, wodurch die Entlüftungsrinne 10 und der Überbrückungskanal 12 gegenüber der Ventilkammer 17g abgeschlossen werden. Auf diese Weise kann verhindert werden, daß das geschmolzene Metall 7 weiter als bis zur verschlossenen Position des Ventilkörpers 22 strömen kann.
Da der Stufenkolben 20 in Richtung der oberen Kammer 23 des Ventils bewegt wird, wodurch ein Verschluß des Ventils zustandekommt, wird das Ventil nicht nur durch die Kraft des geschmolzenen Metalls 7, sondern ebenfalls durch die Kraft der unter Druck stehenden Luft im geschlossenen Zustand gehalten. Selbst wenn geschmolzenes Metall 7 durch die Gasströmung mitgenommen werden sollte, und in diskontinuierlicher Weise in Form von Schüben und Tröpfchen den Ventilkörper 22 erreicht, wird letzter durch die erste Welle von geschmolzenem Metall, welches den Ventilkörper erreicht, nach aufwärts bewegt, so daß der Entgasungskanal allein durch die Kraft des pneumatischen Druckes innerhalb des Ventils auch ohne die Trägheitskräfte des geschmolzenen Metalls in sehr zuverlässiger Weise geschlossen werden kann.
Nachdem das geschmolzene Metall 7 unter Druck gelangt ist und innerhalb einer vorgegebenen Zeitperiode nach dem Verschluß der Entlüftungsrinne 10 und des Überbrückungskanals 12 durch den Ventilkörper 22 abgekühlt ist, wird die gesamte Entgasungseinrichtung 16 gemäß Fig. 4 durch den Druckzylinder 14 nach aufwärts bewegt, so daß das verfestigte Metall 33, welches den Hohlraum 4, die Entlüftungsrinne 10 und den Überbrückungskanal 12 gefüllt hatte, von dem Ventilkörper 22 entfernt werden kann. Bei der Aufwärtsbewegung der Entgasungseinrichtung 16 durch den Druckzylinder 14 haftet das verfestigte Metall 33 an dem Ventilkörper 22, wodurch der Ventilkörper 22 in seinen ursprünglichen offenen Zustand gezogen wird. Das Ventil wird demzufolge geöffnet und kann durch entsprechende Einstellung der Schaltventile 34, 35 und 36 und durch Zufuhr entsprechender Drücke in die Kammern 23, 23a und 24b in der offenen Position gehalten werden. In der Folge wird die bewegliche Formhälfte 2 zur Seite bewegt, so daß die Form geöffnet ist und das geformte Produkt mit Hilfe der Auswurfeinrichtung 8 entfernt werden kann.
Der beschriebene Ventilvorgang kann wie folgt zusammengefaßt werden: Bei der in Verbindung mit Fig. 2 beschriebenen Ausführungsform wird bei der Öffnung des Ventilkörpers 22 Druckluft zuerst der oberen Kammer 23 und anschließend über den Kanalabschnitt 26a der Ringkammer 24a zugeführt. In der Zwischenzeit wird die untere Kammer 24b gegenüber zusätzlicher Druckluft und der Außenatmosphäre geschlossen. Um während des Einspritzvorgangs das Ventil in der offenen Position zu halten, wird die obere Kammer 23 gegenüber der Außenatmosphäre geöffnet, während der auf die Ringkammer 24a einwirkende Druck den Kolben 20 in der geschlossenen Position hält. Sobald der Ventilkörper 22 geschlossen werden soll, wird die obere Kammer 23 auf Atmosphärendruck gehalten, während der innerhalb der Ringkammer 24a vorhandene Druck in die untere Kammer 24b geleitet wird, sobald die Abdichtung zwischen dem Kolben 20 und dem Abdichtungsring 30 durch den Kolben 20 in Abhängigkeit des den Ventilkörper 22 beaufschlagten geschmolzenen Metalls unterbrochen wird. Die auf die Unterseite des Kolbens 20 einwirkende größere Kraft bewirkt, daß der Kolben 20 angehoben wird und das Ventil zur Schließung gelangt. Es besteht jedoch ebenfalls die Möglichkeit, daß das Ventil dadurch geschlossen wird, indem unmittelbar Druckluft anstelle von der Ringkammer 24a durch die Kanalabschnitte 26a und 26b in die untere Kammer 24b eingeleitet wird.
Der beschriebene Vorgang kann durch andere geeignete Verfahrensschritte und unter Einsatz anderer Schaltelemente oder Druckmittelleitungen erreicht werden, welche alle im Rahmen des erfindungsgemäßen Konzepts liegen.
Bei der beschriebenen Ausführungsform erfolgt das Öffnen und Schließen des Ventils in Abhängigkeit von Magnetventilen und/oder durch das Aufprallen von geschmolzenem Metall gegen den Ventilkörper. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, daß die Entgasungseinrichtung unabhängig, ob nun geschmolzenes Metall an den Ventilkörper 22 anstößt, ebenfalls geöffnet und geschlossen werden kann. Falls nämlich bekannt ist, wie lang es dauert, bis das geschmolzene Metall in den Hohlraum 4 einströmt und Entlüftungsrinne 10 bzw. den Überbrückungskanal 12 erreicht, dann kann ein im Bereich der Einspritzeinrichtung vorgesehener Schalter verwendet werden, um den Beginn des Einspritzvorgangs und die Einspritzung von geschmolzenem Material in die Form zu signalisieren.
Eine derartige Anordnung soll in dem folgenden im einzelnen beschrieben werden. Fig. 6 zeigt eine Steuereinrichtung, welche mit einem Endschalter, der Einspritzmaschine und einer Entgasungseinrichtung versehen ist. Der Aufbau der Spritzgußmaschine und der Entgasungseinrichtung ist derselbe wie im Fall von Fig. 3. Dabei sind entsprechende Teile von Fig. 6 mit denselben Bezugszeichen wie in Fig. 3 bezeichnet, so daß auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet werden kann. An einer entsprechenden Hülse der stationären Formhälfte 1 ist ein Einspritzzylinder 5 mit einer entsprechenden Öffnung 5a vorgesehen. Das geschmolzene Metall 7 wird durch diese Öffnung 5a in den Einspitzzylinder 5 hineingeleitet. Entlang derselben Achse des Einspritzzylinders 5 ist ein weiterer Zylinder 54 vorgesehen. Der Kolben 5A der Kolbenstange 5B ist über eine Kupplung 55 mit der Kolbenstange 54a verbunden, welche mit Hilfe von Öldruck hin- und herbewegbar ist. Eine elektrische Steuereinheit 56 umfaßt ein Zeitschaltglied und eine Anzahl von Endschaltern, von welchen in der Figur nur einer dargestellt ist. Diese Endschalter sind dabei an den Magnetspulen SOL-A, SOL-B und SOL-C der Schaltventile 34, 35 und 36 angeschlossen. Die elektrische Steuereinheit 56 ist gegenüberliegend zu einer Abtaststange 58 angeordnet, welche unter Einsatz eines Backens 53a an der Kupplung 53 befestigt ist. Diese Abtaststange 58 erstreckt sich dabei in axialer Richtung zu dem Zylinder 54. Sobald die elektrische Steuereinheit 56 vorgegebene Positionen der Abtaststange 58 überfährt, werden die Magnetspulen SOL-A, SOL-B und SOL-C innerhalb vorgegebener Zeitpunkte erregt bzw. entregt.
Wenn das geschmolzene Metall 7 in die Öffnung 5a eingeleitet wird und unter dem Einfluß des Zylinders 54 der Kolben 5A nach vorwärtsbewegt wird, wird das geschmolzene Metall 7 durch den Kolben 5A in den Hohlraum 4 hineingedrückt. Dabei wird die Abtaststange 58 gleichzeitig mit der Vorwärtsbewegung der Kolbenstange 5B nach vorwärtsbewegt. Sobald die vorgegebenen Positionen hintereinander in Gegenüberlage zu den Endschaltern erreicht werden, erfolgt eine aufeinanderfolgende Erregung bzw. Entregung der Magnetspulen SOL-A, SOL-B und SOL-C. Diese Erregungen und Entregungen der Magnetspulen stehen im zeitlichen Zusammenhang mit dem Nachobendrücken des Ventilkörpers 22 durch die Trägheit des geschmolzenen Metalls 7, so daß auf diese Weise ein perfekter Verschluß des Ventils erreicht wird.
Wenn mit Hilfe des einen Endschalters die Magnetspule SOL-C erregt wird, und gleichzeitig das geschmolzene Metall 7 durch die Entlüftungsrinne 10 strömt, wird die untere Oberfläche des Flansches 20a des Kolbens 20 von der Druckluft innerhalb der unteren Kammer 24b beaufschlagt. Selbst wenn der Ventilkörper 22 nicht durch die Trägheit des geschmolzenen Metalls 7 nach oben bewegt werden sollten so kann trotzdem in diesem Fall mit Hilfe der Druckluft ein Verschluß des Ventils erreicht werden.
Das betreffende Ventil kann in Abhängigkeit eines elektrischen Signals während des Einspritzvorgangs des geschmolzenen Metalls geschlossen werden. Falls das elektrische Signal verzögert ist, so daß dasselbe nicht zum geeigneten Zeitpunkt für dem Verschluß des Ventils zugeführt wird, dann könnte das geschmolzene Metall in das Ventil eindringen, bevor ein Ventilschluß in Abhängigkeit des elektrischen Signals stattfindet, was zu einem unstabilen Betrieb der Entgasungseinrichtung führen würde. Da aber bei der beschriebenen Ausführungsform gemäß der Erfindung das Ventil durch die Trägheit des geschmolzenen Metalls geschlossen werden kann, bevor das Ventil durch ein verzögertes elektrisches Signal während des Injektionsvorgangs geschlossen wird, so kann auch in diesem Fall der Ventilschließvorgang in sehr zuverlässiger Weise erreicht werden, so daß über lange Zeiträume hinweg ein sicherer kontinuierlicher Betrieb gewährleistet ist.
Die Magnetspulen SOL-A, SOL-B und SOL-C können in Abhängigkeit von äußeren Signalen vor dem Einspritzvorgang erregt bzw. entregt werden. Wenn der Ventilkörper 22 während des Einspritzvorgangs in erwarteter Weise geschlossen wird, erfolgt während des Einspritzvorgangs eine Aktivierung der Magnetspule SOL-C des Schaltventils 36.
Fig. 7 zeigt ein Blockdiagramm einer Steuereinrichtung unter Einsatz einer magnetischen Abtaststange. Dabei sind entsprechende Teile mit denselben Bezugszeichen wie in Fig. 6 bezeichnet, so daß auf eine genaue Beschreibung verzichtet werden kann. Gemäß Fig. 7 erstreckt sich die magnetische Abtaststange 59 in axialer Richtung des Zylinders 54 und ist an dem Kupplungselement 53 zwischen der Kolbentange 54 und der Kolbenstange 5B befestigt. In der Nähe der magnetischen Abtaststange 59 ist ein magnetischer Sensor 60 vorgesehen. Sobald die magnetische Abtaststange 59 zusammen mit der Kolbenstange 5B bewegt werden, wird von dem magnetischen Sensor 60 ein elektrisches Impulssignal abgegeben, welches einer Vergleichsschaltung 61 zugeführt wird. Zusätzlich ist dabei noch eine Einstelleinheit 62 vorgesehen, mit welcher die Öffnungszeiten der Magnetventile 34, 35 und 36 in Bezug auf die Vorschubpositionen der Kolbenstange 5B festgelegt werden. Die Vergleichsschaltung 61 ist elektrisch mit den Magnetspulen SOL-A, SOL-B und SOL-C verbunden. Sobald innerhalb der Vergleichsschaltung 61 eine Übereinstimmung zwischen beiden Eingangssignalen festgestellt wird, oder eine vorgegebene Zeitperiode von dem Zeitschaltglied gezählt worden ist, wird von der Vergleichsschaltung 61 ein elektrisches Signal abgegeben. Demzufolge werden die Magnetspulen zur vorgegebenen Zeitpunkten entweder erregt oder entregt. Die Magnetspule SOL-C wird dabei durch einen Ventilsteuerbefehl des magnetischen Sensors erregt, wodurch der Ventilkörper 22 geschlossen wird. Zusätzlich sind noch eine Aufzeichnungseinheit 63 und ein Bedienungsbrett 64 vorgesehen, von welchem aus die Magnetventile 34, 35, und 36 manuell geöffnet und geschlossen werden können.
Wenn bei einer derartigen Anordnung geschmolzenes Metall 7 eingeleitet und mittels des Kolbens 5B nach vorwärts bewegt wird, bewegt sich die magnetische Abtaststange 59 gleichzeitig mit der Kolbenstange 5B in der Vorwärtsrichtung. Das von dem magnetischen Sensor 60 abgegebene elektrische Signal wird als Eingangssignal der Vergleichsschaltung 61 zugeleitet. Von der Einstelleinheit 62 wird gleichzeitig ein Einstellsignal der Vergleichsschaltung 61 zugeführt. Sobald beide Eingangssignale miteinander übereinstimmen, wird von der Vergleichsschaltung 61 ein Ausgangssignal abgegeben, so daß auf diese Weise die Magnetspule SOL-C zu bestimmten Zeitpunkten erregt bzw. entregt wird. Die Aktivierung der Magnetspule steht in zeitlicher Verbindung mit der Aufwärtsbewegung des Ventilkörpers 22 durch die Trägheit des geschmolzenen Metalls. Auf der andern Seite kann jedoch der Ventilkörper 22 auch in Abhängigkeit nur eines Ventilverschließsignals in zufriedenstellender Weise geschlossen werden.
Falls die Erregung der Magnetspule SOL-C beim Einströmen des geschmolzenen Metalls durch die Entlüftungsrinne 10 mit Hilfe der Einstelleinheit 62 eingestellt ist, kann die innerhalb der unteren Kammer 24b vorhandene Druckluft auf die untere Oberfläche des Flansches 20a einwirken. Selbst wenn der Ventilkörper 22 durch die Trägheitskräfte des geschmolzenen Metalls 7 nicht nach oben bewegt würde, kann demzufolge allein durch die Druckluft ein vollkommener Verschluß des Ventilkörpers 22 erreicht werden.
Sobald der Ventilkörper 22 während des Einspritzvorgangs mit Hilfe eines elektrischen Verschlußsignals geschlossen wird, muß der Zeitpunkt der Signalerzeugung in der richtigen Weise eingestellt sein, um eine ausreichende Entfernung des Gases aus dem Hohlraum 4 zu erreichen, während gleichzeitig geschmolzenes Metall 7 nicht in die Entgasungseinrichtung 16 eindringen darf.
Um den Ventilkörper 22 zu schließen, ohne daß dabei letzterer durch die Trägheit des geschmolzenen Metalls 7 nach oben bewegt wird, kann ein Detektor an der Einlaßöffnung der Entlüftungsrinne 10 vorgesehen sein, mit welchem das Vorbeiströmen des geschmolzenen Metalls 7 festgestellt werden kann. In diesem Fall wird die Magnetspule SOL-C in Abhängigkeit des Signals des Detektors erregt, um auf diese Weise den Ventilkörper 22 zu schließen. Fig. 8 bis 10 zeigen besondere Ausführungsformen von derartigen Detektoren zum Verschluß des Ventilkörpers.
In Fig. 8 sind dabei für entsprechende Teile die gleichen Bezugszeichen wie in den vorigen Ausführungsformen verwendet. Diese Figur zeigt eine Anordnung, bei welcher ein Temperatursensor 7a in der Nähe der Einlaßöffnung der Entlüftungsrinne 10 vorgesehen, welche in den Entlüftungskanal 9 der beweglichen Formhälften 2 übergeht. Sobald dieser Sensor 7a die Strömung von flüssigem Metall 7 feststellt, wird das Ventil geschlossen. Zu diesem Zweck kann beispielsweise ein Signal von einem Schalter bzw. dem Temperatursensor 7a einer elektronischen Steuereinheit zugeführt werden. Die elektronische Steuereinheit gibt dann wiederum ein Steuersignal beispielsweise an die Magnetspule SOL-C des Schaltventils 36 ab.
Fig. 9 zeigt einen anderen Detektor. In diesem Fall ist zwischen einem Paar von Elektroden 141A und 141B gegenüberliegend zu der Entlüftungsrinne 10, und zwar im Bereich des Entlüftungskanals 9 der stationären Formhälfte 1 ein kleiner Hohlraum vorgesehen. Die beiden Elektroden 141A und 141B sind mit einem wärmeempfindlichen Isoliermaterial 142, beispielsweise Keramikmaterial, bedeckt. Diese Elektroden 141A und 141B sind elektrisch mit der Magnetspule SOL-C verbunden. Sobald geschmolzenes Metall 7 in den Formhohlraum 4 gelangt und durch die Entlüftungsrinne 10 nach oben strömt, wird der Metallfluß durch die Elektroden 141A und 141B festgestellt und durch Erregung der Magnetspule SOL-C der Ventilkörper 22 geschlossen.
Wenn bei der beschriebenen Ausführungsform das geschmolzene Metall 7 durch die Entlüftungsrinne 10 strömt, werden die Elektroden 141A und 141B elektrisch miteinander verbunden, wodurch eine Erregung der Magnetspule SOL-C stattfindet. Die gemäß Fig. 2 in der Ringkammer 24a befindliche Luft wird dabei über einen Hohlraum zwischen dem Flansch des Stufenkolbens 20 und dem Abdichtungsring 30 in die untere Kammer 24b geleitet. Auf diese Weise wird der Kolben 20 abrupt nach oben bewegt, so daß eine Ventilschließung zustandekommt. Um das Ventil zu schließen, können jedoch ebenfalls elektrische Mittel zusammen mit pneumatischen Mitteln verwendet werden. Unabhängig von den mechanischen Mitteln können dieselben eingesetzt werden, um einen zufriedenstellenden Verschluß des Ventils zu erreichen.
Fig. 10 bis 12 zeigen Detektoren für geschmolzenes Metall entsprechend anderer Ausführungsformen der Erfindung. Bei der Anordnung gemäß Fig. 10 sind innerhalb der beiden Formhälften 1 und 2 Hohlräume 143 und 144 vorgesehen, welche gegenüberliegend zu der Einlaßöffnung der Entlüftungsrinne 10 angeordnet sind mit dem Entlüftungskanal 9 in Verbindung stehend. Innerhalb dieser Hohlräume 143 und 144 sind ein Ultraschallsender 145 und ein Ultraschallempfänger 146 angeordnet. Wenn demzufolge geschmolzenes Metall 7 durch die Entlüftungsrinne 10 strömt, wird das von dem Ultraschallsender 145 ausgesandte Ultraschallsignal durch das geschmolzene Metall gedämpft und nur in gedämpfter Form von dem Ultraschallempfänger 146 empfangen, wodurch die Anwesenheit von geschmolzenem Metall 7 festgestellt und der Ventilkörper 22 geschlossen werden kann. Der Betriebsablauf nach der Feststellung ist dabei derselbe, wie bereits beschrieben, so daß auf eine genaue Beschreibung verzichtet werden kann.
Bei der in Fig. 11 dargestellten Ausführungsform sind innerhalb der beiden Formhälften 1 und 2 Primär- und Sekundärwicklungen 147 und 148 vorgesehen, welche in Bezug auf die Einlaßöffnung der Entlüftungsrinne 10 einander gegenüberstehen. Die Seitenoberflächen der Wicklungen 147 und 148 sind dabei in Richtung der Entlüftungsrinne 10 mit wärmeisolierenden Elementen 149 und 150 isoliert. Diese wärmeisolierenden Elemente 149 und 150 bestehen dabei aus einem nichtmagnetischen Material, beispielsweise einem Keramikmaterial. Der erzeugte Magnetfluß wirkt nicht auf die Formhälften 1 und 2 ein. Wenn jedoch geschmolzenes Metall 7 durch die Entlüftungsrinne 10 strömt, wird der Magnetfluß durch das geschmolzene Metall 7 abgeschirmt, so daß die innerhalb der Sekundärwicklung 148 induzierte Spannung verändert wird, wodurch eine Feststellung der Strömung des geschmolzenen Metalls 7 erfolgt. Auf diese Weise kann demzufolge ein Verschluß des Ventilkörpers 22 erreicht werden.
Bei der in Fig. 12 dargestellten Ausführungsform ist eine Sensorwicklung 151 innerhalb der stationären Formhälfte 1 derart angeordnet, daß sie gegenüberliegend zu der Einlaßöffnung der Entlüftungsrinne 10 liegt. Diese Sensorwicklung 151 wird dabei durch ein wärmeisolierendes Element 152 aus einem nichtmagnetischen Material geschützt. Der Sensorwicklung 151 wird ein Hochfrequenzsignal zugeführt. Sobald geschmolzenes Metall 7 durch die Entlüftungsrinne 7 strömt und den Magnetfluß abschirmt, werden auf der Oberfläche des geschmolzenen Metalls 7 Wirbelströme erzeugt, durch welche der Magnetfluß kompensiert wird. Auf diese Weise wird die Impedanz der Sensorwicklung 151 verändert, wodurch eine Strömung von geschmolzenem Metall 7 festgestellt werden kann. Auf diese Weise kann somit ebenfalls ein Verschluß des Ventilkörpers 22 erreicht werden.
Bei der beschriebenen Ausführungsform ist die innerhalb des Rundkörpers 17 vorgesehene Abgabesöffnung 17f der Außenatmosphäre ausgesetzt. Diese Abgabeöffnung 17f kann jedoch ebenfalls mit einer Unterdruckeinrichtung verbunden sein, auf Grund welcher der Formhohlraum 4 evakuiert und der Ventilkörper 22 geschlossen wird. Diese Ausführungsform ist in Fig. 13 dargestellt, in welcher für entsprechende Teile wie in den Fig. 1 bis 5 gleiche Bezugszeichen verwendet werden.
Gemäß Fig. 13 ist an der Abgabeöffnung 17f eine Absaugeinrichtung 170 angeschlossen, mit welcher die Ventilkammer 17g zu vorgegebenen Zeitpunkten evakuiert werden kann. Diese Absaugeinrichtung 170 umfaßt dabei ein Schaltventil 171, einen Unterdruckbehälter 172 sowie eine Vakuumpumpe 173.
Wenn bei dieser Anordnung die Magnetspule SOL-A erregt wird, während die Magnetspulen SOL-B und SOL-C entregt sind, wird über die Kanalabschnitte 25b und 25a ein Druckmittel der oberen Kammer 23 zugeführt, so daß der Kolben 20 nach abwärts bewegt und der Ventilkörper 22 von dem Ventilsitz 17e abgehoben wird. Wenn dann in der Folge die Magnetspule SOL-B erregt wird, wird die untere Oberfläche des Kolbens 20 gemäß Fig. 2 und 5 gegen den Abdichtungsring 30 gedrückt, wodurch das Ventil im offenen Zustand gehalten wird. Die Kraft zum Offenhalten des Ventils befindet sich dabei auf einem Maximalwert. Wenn dann die Magnetspule SOL-A entregt wird, bevor das geschmolzene Metall 7 den Ventilkörper 22 erreicht, wird die obere Kammer 23 dem Atmosphärendruck ausgesetzt. Das innerhalb der unteren Kammer 24b vorhandene Druckmittel strömt durch den Spalt zwischen der Ventilstange 21 und der Innenbohrung 19a der Ventilführung 19 ab, so daß diese Kammer 24b Atmosphärendruck erreicht. Die zur Öffnung des Ventils dienende Kraft kann dabei beliebig eingestellt werden, indem mit Hilfe des Reduzierventils 32 der auf der oberen Kammer 23 wirkende Druck verstellt wird.
In Übereinstimmung mit Fig. 5 ist die dem oberen Druck ausgesetzte Fläche S&sub1; des Flansches 20a größer als die Fläche S&sub2;, welche dem unteren Druck ausgesetzt wird. Der sich ergebende Betriebsablauf ergibt sich in entsprechender Weise. Im geöffneten Zustand des Ventils wird der Kolben 20 durch die Kraft entsprechend dem Ausdruck S&sub1; mal Druck des Mediums gegen den Abdichtungsring 30 gedrückt. Wenn dann der Ventilkörper 22 in dem geschlossenen Zustand durch eine äußere Kraft geringfügig nach oben bewegt wird und demzufolge sich ebenfalls geringfügig von dem Abdichtungsring 30 abhebt, strömt das Druckmittel durch den Spalt in die untere Kammer 24b. Auf diese Weise ergibt sich eine Kraft, welche dem Ausdruck S&sub2; mal Druck des Mediums entspricht. Diese Kraft wird auf den unteren Bereich des Kolbens 20 ausgeübt. Da S&sub2;< S&sub1; ist, wird der Kolben 20 abrupt nach oben bewegt. Demzufolge wird der Ventilsitz 17e abrupt verschlossen, so daß das Ventil in dem geschlossenen Zustand gelangt.
Zu Beginn des Ventilöffnungs- und Verschlußvorgangs steht die obere Kammer 23 unter Druck, wobei die anfängliche Ventilöffnungskraft größer als die Ventilverschlußkraft ist, die mit Hilfe der Absaugeinrichtung 170 auf den Ventilkörper 22 ausgeübt wird. Diese Absaugeinrichtung 170 wird dabei am Beginn der Vakuumabsaugung von der Ventileinheit während des Einspritzvorgangs aktiviert. In diesem Zustand wird der Ventilkörper 22 selbst zu Beginn des Vakuumsaugvorgangs nicht geschlossen. In der Folge wird der Formhohlraum 4 in einen Vakuumzustand gebracht. Selbst wenn die obere Kammer 23 einem Atmosphärendruck ausgesetzt wird, wirkt die Ventilöffnungskraft auf das Ventil. Diese Ventilöffnungskraft wird dabei kleiner als die anfängliche Ventilöffnungskraft, so daß das Ventil unmittelbar darauf mit einem einer sehr geringen zusätzlichen Ventilschließkraft zum Schließen gelangt.
Die Funktionsweise der Anordnung soll nunmehr unter Bezugnahme auf Fig. 6 beschrieben werden: Nachdem die Formhälften 1 und 2 zusammengesetzt worden sind, wird der Druckzylinder 14 betätigt, wodurch die Entgasungseinrichtung 16 nach abwärts bewegt wird. Der stufenförmige Bereich 17a des Rundkörpers 17 gelangt dabei gemäß Fig. 1 in die Bohrung 11. Wenn dann geschmolzenes Metall 7 in die Öffnung 5a eingeleitet und der Zylinder 54 den Kolben 5A in der Vorwärtsrichtung bewegt, werden, wird das geschmolzene Metall 7 unter dem Einfluß des Kolbens 5A in den Hohlraum 4 hineingedrückt. Dabei wird die Abtaststange 58 gleichzeitig mit der Kolbenstange 5B mitbewegt. Die daran anschließenden Vorgänge werden ausgelöst, indem aufeinanderfolgend eine Mehrzahl von Endschaltern der Steuereinheit 56 in vorgegebene Positionen der Abtaststange 58 gelangen und indem ein Zeitschaltglied aktiviert wird. Zu Beginn des Einspritzvorgangs wird die Magnetspule SOL-A erregt, während die Magnetspulen SOL-B und SOL-C entregt werden, so daß der Kolben 20 nach abwärts bewegt wird. In der Folge wird die Magnetspule SOL-B erregt, wodurch die untere Oberfläche des Kolbens 20 gegen den Abdichtungsring 30 gedrückt wird. Der Ventilkörper 22 und der Ventilsitz 17e werden dadurch gemäß Fig. 1 und 2 im geschlossenen Zustand gehalten. Die untere Oberfläche des Ventilkörpers 22 verschließt dabei die obere Öffnung der Entlüftungsrinne 10, welche über den Überbrückungskanal 12 und den Ventilöffnungsbereich mit der Ventilkammer 17g in Verbindung steht. Wenn dann in der Folge eine Vorwärtsbewegung des Kolbens 5B ausgelöst wird, wird der Betrieb der Absaugeinrichtung 170 ausgelöst, während gleichzeitig das Zeitschaltglied der Steuereinheit 56 zu zählen beginnt. Bei Aktivierung der Absaugeinrichtung 170 wird das innerhalb des Formhohlraumes vorhandene Gas durch die Entlüftungsrinne 10 an dem unteren Ende des Ventilkörpers 22 vorbeigeleitet und über den Überbrückungskanal 12 und die Ventilkammer 17g von der Absaugeinrichtung 170 aus der Abgabeöffnung 17f herausgesaugt.
Fig. 14 zeigt eine graphische Darstellung der Veränderungen von Kräften, welche auf das Ventil in Abhängigkeit der Zeit einwirken. Zum Zeitpunkt t&sub0; erfolgt dabei die Auslösung der Vakuumabsaugung. Das innerhalb des Hohlraumes 4 und der Entlüftungsrinne 10 vorhandene Gas wird demzufolge in der Ventilöffnungsposition abrupt über den Überbrückungskanal 12 durch den zwischen dem Ventilkörper 22 und dem Ventilsitz 17e vorhandenen Spalt herausgesaugt. Demzufolge wirkt eine Ventilverschlußkraft F&sub2; auf den Ventilkörper 22. Da die Ventilöffnungskraft F&sub1; größer als die Ventilverschlußkraft F&sub2; ist, welche über die Kammern 23 und 24a auf den Kolben einwirken, ergibt sich auf den Ventilkörper eine Kraft (F&sub1;-F&sub2;)> O, so daß das Ventil in zufriedenstellender Weise geöffnet bleibt.
Gemäß Fig. 14 wirkt die relativ große Ventilverschlußkraft F&sub2; zum Zeitpunkt der Vakuumabsaugung tO auf den Ventilkörper 22. Der Hohlraum 4 und die Entlüftungsrinne 10 werden demzufolge abrupt evakuiert, so daß eine Gasströmung entlang des Überbrückungskanals 12 in den zwischen dem Ventilkörper 22 und dem Ventilsitz 17e vorhandenen Spaltes nicht länger vorhanden ist. Sobald ein Vakuumzustand erreicht ist, wirkt eine Ventilöffnungskraft Fa auf den Ventilkörper 22 ein. Diese Kraft Fa ergibt sich auf Grund des Unterschieds zwischen dem auf den Kolben 20 ausgeübten Druck und dem Negativdruck innerhalb der Entlüftungsrinne, wobei ersterer Druck selbst Atmorsphärendruck sein kann.
Der Zeitgeber wird zu Beginn der Vakuumabsaugung t0 aktiviert, und zum Zeitpunkt t1 arretiert. Die Dauer zwischen den beiden Zeitpunkten t0 und t1 liegt zwischen einem Paar Zehntelsekunden und einigen Sekunden. Der Druck innerhalb der oberen Kammer 23 wird auf Atmosphärendruck eingestellt, indem die obere Kammer 23 mit der Atmosphäre verbunden wird. Der auf den Ventilkörper 22 einwirkende Druck ist demzufolge nur der Druck innerhalb der Ringkammer 24a. Die auf den Ventilkörper 22 einwirkende Kraft Fb und die Endkraft Fc (= Fa + Fb) wirkt auf den Ventilkörper 22.
Falls die Ventilöffnungskraft, welche durch den Druck innerhalb der oberen Kammer 23 gebildet wird, weiter auf den Ventilkörper 22 einwirkt, wird letzterer eine relativ starke Kraft F&sub3; ( = F&sub1; + Fa) ausgesetzt. In diesem Fall kann der Ventilkörper 22 nicht geschlossen werden, es sei denn, daß eine relativ große Trägheitsmasse von geschmolzenem Metall auf den Ventilkörper 22 einwirkt. Da bei der beschriebenen Ausführungsform die Trägheitsmasse des geschmolzenen Metalls auf den Ventilkörper 22 einwirkt, kann die auf den Ventilkörper 22 wirkende Kraft Fc (= Fa + Fb) auf einen relativ kleinen Wert eingestellt werden. Der Ventilkörper 22 kann demzufolge mit relativ geringen Trägheitskräften augenblicklich geschlossen werden.
Der Zeitpunkt t2 von Fig. 14 entspricht jenem Zeitpunkt, bei welchem das geschmolzene Metall eintrifft. Die strichpunktierte Linie A entspricht der durch den Ansaugvorgang bewirkten Kraft. Die gestrichelte Linie B entspricht hingegen der Ventilöffnungskraft, d. h. der auf das Ventil einwirkenden Kraft in der Ventilöffnungsrichtung. Die ausgezogene Linie C entspricht schließlich der tatsächlich auf das Ventil einwirkenden Kraft.
Wenn der Kolben 20 an seinem unteren Endpunkt gehalten wird, wird die Magnetspule SOL-A entregt, wodurch die obere Kammer 23 unter Atmosphärendruck gelangt. Wenn dann das geschmolzene Metall 7 den Ventilkörper 22 erreicht und der Ventilkörper 22 unter dem Einfluß der Trägheitskräfte des geschmolzenen Metalls 7 geringfügig von dem Abdichtungsring 30 angehoben wird, strömt das Druckmittel in den sich ergebenden Spalt. Die oberen und unteren Druckflächen des Flansches 20a und des Kolbens 20 erfüllen dabei die Bedingung S&sub2; > S&sub1;&sub1; so daß der Kolben 20 abrupt nach oben bewegt wird und ein Verschluß des Ventilsitzes 17e erfolgt. Das Ventil wird auf diese Weise im geschlossenen Zustand gehalten. Zum Zeitpunkt der Ventilschließung 3 während des Einspritzvorgangs befindet sich die obere Kammer 2 unter Atmosphärendruck, so daß die Aufwärtsbewegung des Kolbens 20 zur Öffnung des Ventils sehr glatt durchgeführt werden kann und der Ventilöffnungszustand gewährleistet wird.
In den Fig. 15, 15a und 16 sind Längsschnittansichten von Entgasungseinrichtungen im Bereich des Kolbens 20 dargestellt. So wie sich dies an Hand eines Vergleichs mit den Fig. 2 bis 5 ergibt, sind diese Ausführungsformen ähnlich wie die bereits beschriebenen Ausführungsformen. Demzufolge sind in den Fig. 15, 15a und 16 ähnliche Teile mit den entsprechenden Bezugszeichen wie in Fig. 2 bis 5 bezeichnet, so daß eine genaue Beschreibung dieser Teile nicht erforderlich ist.
Die Fig. 15, 15a und 16 zeigen zwei Verfahren zur Verringerung des Verlustes an Luftdruck, welcher zwischen der Innenbohrung 17h und dem Außendurchmesser des Kolbens 20 auftreten können. Da der Kolben 20 in Längsrichtung frei gleiten muß, muß ein sehr kleiner Spalt vorgesehen sein. Dieser Spalt darf jedoch nicht so groß sein, weil weder im Bereich der oberen Kammer 23 noch im Bereich der unteren Ringkammer 24a ein starker Druckverlust auftreten darf. Das vorhandene Problem wird durch die Möglichkeit einer ungleichmäßigen Expansion und Kontraktion des Kolbens 20 und des Rundkörper 17 vergrößert, weil während des Einspritzvorgangs gewisse Temperaturdifferenzen auftreten.
Eine Lösung besteht darin, indem gemäß Fig. 15 und 15a eine Labyrinthdichtung vorgesehen wird. In diesem Fall ist eine Reihe von Ringnuten 160 mit rechteckigenförmigem Querschnitt in vorgesehenen Abständen entlang der Innenwandung 17h vorgesehen. Wenn demzufolge Luft entlang des zwischen dem Kolben 20 und der Zylinderwandung vorhandenen Spaltes nach außen strebt, ergeben sich innerhalb dieser Ringkanäle Turbulenzen sowie Expansionsräume für die Luft. Diese Turbulenzen beeinflussen die Luftströmung entlang des Spaltes, während der Expansionsraum für die Luft die Kraft der austretenden Luft reduziert. Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß keine zusätzliche Reibung zwischen dem Kolben 20 und der Zylinderwandung auftritt.
Eine andere Lösung des vorhandenen Problems der austretenden Luft ist in Fig. 16 gezeigt. Hier in diesem Fall ist innerhalb der Zylinderwandung 17h eine einzelne Ringnut 161 vorgesehen. Innerhalb dieser Ringnut 161 ist ein Abdichtungsring 162 eingesetzt, dessen Innendurchmesser geringfügig kleiner als der Außendurchmesser des Kolbens 20 ist. Dieser Abdichtungsring 162 bewirkt eine effektive Abdichtung, welche ein Austreten der Luft an der Verbindungsstelle zwischen Kolben 20 und Zylinderwandung verhindert.
An Hand der obigen Ausführungen ist erkennbar, daß die die beiden Kammern 24a und 24b trennende Abdichtung wichtig ist, um einen wirksamen und gleichmäßigen Betrieb gemäß der Erfindung zu gewährleisten. Bei der erörterten vorteilhaften Ausführungsform ist der Abdichtungsring 30 innerhalb des stufenförmigen Bereiches 19g der Ventilführung 19 angeordnet. Es existieren jedoch verschiedene andere Möglichkeiten, um eine Abdichtung zwischen dem Kolben 20 und der Ventilführung 19 zu erreichen, um auf diese Weise die beiden Kammern 24a und 24b zu trennen.
In den Fig. 17 bis 20 sind Längsschnittansichten von vier Möglichkeiten bei einer Entgasungseinrichtung gemäß der Erfindung gezeigt.
Fig. 17 zeigt eine Ausführungsform, welche das Vorsehen eines Abdichtungsringes vermeidet. Der stufenförmige Bereich 19g der Ventilführung 19 ist in diesem Fall mit einem Innendurchmesser versehen, welcher geringfügig größer als der Außendurchmesser des Kolbens 20 ist. Die Unterseite des Kolbens 20 bildet dabei eine Abdichtung gegenüber der oberen Seite 19i der Ventilführung 19. Diese Lösung erlaubt, daß ein sehr geringer Spalt G zwischen der Seitenwandung 20s des Kolbens 20 und der inneren Seitenwandung 19j der Ventilführung 19 vorgesehen ist, um auf diese Weise die Reibung zu verringern. Die Abdichtung an der oberen Seite 19i der Ventilführung 19 verhindert jedoch, daß Luft entweichen kann. Diese Lösung eliminiert das Vorsehen eines Abdichtungsringes, welcher im Bereich der Entgasungseinrichtung eine kurze Lebensdauer haben könnte.
Eine abgewandelte Möglichkeit ist in Fig. 18 gezeigt. Bei dieser Konfiguration ist der stufenförmige Bereich 19g der Ventilführung 19 im wesentlichen derselbe wie bei der beschriebenen vorteilhaften Ausführungsform. Anstelle eines Abdichtungsringes mit einem kreisförmigen Querschnitt ist in diesem Fall jedoch ein flacher Kupferring 19L vorgesehen. Dieser flache Kupferring 19L kann dabei wesentlich höhere Beanspruchungen aushalten, so wie sie bei einer Entgasungseinrichtung auftreten. Es können jedoch ebenfalls andere Materialien zum Einsatz gelangen, welche den vorhandenen Beanspruchungen widerstehen.
Eine weitere Ausführungsform ist in Fig. 19 gezeigt. Diese Ausführungsform bildet dabei eine Abwandlung der Ausführungsform von Fig. 17. Hier in diesem Fall ist die Seitenwandung 19k der Ventilführung 19 abgeschrägt, während die Verbindungsstelle der Unterseite 204 und der Seitenwandung 205 des Kolbens 20 ist in entsprechender Weise eine Abschrägung aufweist, so daß sie mit der abgeschrägten Oberfläche der Seitenwandung 19k zusammenpaßt. Diese Anordnung ergibt eine dichte Abdichtung entlang der abgeschrägten Flächen.
Fig. 20 zeigt eine Anordnung, bei welcher der innere stufenförmige Bereich 19g der Ventilführung 19 weggelassen ist und eine Ringnut 19n in dem peripheren Teil der Oberfläche 19m gegenüberliegend zu der Unterseite 20m des Kolbens 20 vorgesehen ist. In diesem Fall wird die untere Kammer 24b in einem Bereich gebildet, welcher der Unterseite des Kolbens 20 der unteren Öffnung 27 bzw. der druckempfangenen Oberfläche 20m der Unterseite des Kolbens 20 gegenüberliegt.
Fig. 21 und 22 zeigen Abwandlungen der vorliegenden Erfindung, bei welchen eine Entgasungseinrichtung in Verbindung mit einer Metallform einer Spritzgußmaschine verwendet wird. Die in den Fig. 21 und 22 gezeigten Teile besitzen dabei weitgehend dieselben Funktionen wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 bis 5. Der Unterschied zwischen der in den Fig. 21 und 22 dargestellten Ausführungsform und der zuvor erwähnten Ausführungsform besteht jedoch darin, daß innerhalb der Ventilführung 19 in radialer Richtung eine Querbohrung 19b vorgesehen ist, während im Bereich der oberen Außenfläche der Ventilstange 21 eine Ringnut 21a vorhanden ist. Die Querbohrung 19b besitzt dabei im Bereich der Ventilstange 21 einen Abschnitt kleineren Durchmessers. Die Position der Ringnut 21a ist dabei derart festgelegt, daß in der oberen Position der Ventilstange 21, d. h. im geschlossenen Zustand des Ventils, die Ringnut 21a gegenüber dem Abschnitt kleinen Durchmessers der Querbohrung 19b ausgerichtet ist, so daß auf diese Weise ein Strömungspfad durch das Ventil gebildet wird. Wenn jedoch die Ventilstange 21 im geöffneten Zustand des Ventils sich in der unteren Position befindet, wird die Ringnut 21a in axialer Richtung gegenüber der Querbohrung 19b verschoben, so daß keine Verbindung zustandekommt. Das eine Ende der Querbohrung 19b ist abgedichtet mit einer Rohrleitung 236 verbunden, innerhalb welcher ein Druckregler 234 und ein variables Ventil 235 angeordnet sind. Die Rohrleitung 236 ist dabei mit einer Druckluftquelle 237 verbunden.
Wenn die Ventilstange 21 demzufolge nach abwärts bewegt wird und die Ringnut 21 gegenüber der Querbohrung 19b abgetrennt wird, während gleichzeitig Druckluft von der Druckluftquelle 29 abgegeben wird, ergibt sich innerhalb der Rohrleitung 236 und demzufolge dem auf der linken Seite von Fig. 21 befindlichen Bereich der Querbohrung 19b ein Anstieg des Druckes. Wenn dann die Ventilstange 21 nach oben bewegt wird, und die Ringnut 21a in Verbindung mit der Querbohrung 19b gelangt, ergibt sich innerhalb der Rohrleitung 236 ein Druckabfall, weil der auf der rechten Seite von Fig. 21 befindliche Bereich der Querbohrung 19b sich auf Atmosphärendruck befindet. Die Rohrleitung 236 ist dabei mit einem Druckschalter 238 verbunden, welcher auf Änderungen des Druckes innerhalb der Rohrleitung 236 anspricht, um auf diese Weise einen elektrischen Kreis zu öffnen oder zu schließen. Der elektrische Kreis kann dabei eine Anzeige, beispielsweise in Form einer Anzeigelampe oder eines Summers enthalten, so daß der Öffnungs- und Schließvorgang des Ventils einer Bedienungsperson signalisiert wird.
Da dieser Druckdetektor den Öffnungs- und Schließvorgang des Ventils feststellt und der Bedienungsperson signalisiert, kann der Ventilöffnungszustand überprüft werden, bevor geschmolzenes Metall in die Spritzgußmaschine eingeleitet wird. Da die Entlüftung der Metallform in sehr zuverlässiger Weise erfolgen kann, lassen sich auf diese Weise Endprodukte herstellen, in welchen keine Hohlräume und Luftblasen vorhanden sind. Auf diese Weise kann die Qualität des Endproduktes sehr stark verbessert werden. Da der Druckdetektor an der Spritzgußmaschine an einer von Hochtemperaturkomponenten entfernten Stelle angeordnet werden kann, werden auf diese Weise fehlerhafte Vorgänge und Schwierigkeiten so wie sie durch Hitze auftreten, minimisiert, so daß auf diese Weise die Zuverlässigkeit und Dauerhaftigkeit verbessert ist.
Während des Einspritzvorgangs der Entlüftungseinrichtung wird bei der oben beschriebenen Anordnung die von dem variablen Ventil 235 unter vorgegebenen Druck abgegebene Luft von der Luftdruckquelle 237 der Querbohrung 19b zugeleitet. Wenn die Ventilstange 21 entsprechend Fig. 21 nach abwärts bewegt wird, und eine Entlüftung vorgenommen wird, während der Ventilkörper 22 sich in der geöffneten Position befindet, wird der Druck innerhalb der Rohrleitung 236 und dem auf der linken Seite von Fig. 21 befindlichen Abschnitt der Querbohrung 19b vergrößert, weil die Ringnut 21a der Ventilstange 21 nach abwärts bewegt wird, wobei die Ventilstange 21 die Querbohrung 19b verschließt. Wenn dann gemäß Fig. 22 die Ventilstange 21 unter dem Einfluß des geschmolzenen Metalls 7 nach aufwärts bewegt wird, gelangt die Querbohrung 19b in Verbindung mit der Ringnut 21a, so daß die von der Druckluftquelle 237 abgegebene Druckluft über den auf der rechten Seite von Fig. 22 befindlichen Abschnitt der Querbohrung 19b in die Atmosphäre ausströmen kann, wodurch der Druck innerhalb der Rohrleitung 236 verringert wird. Da der Druckschalter 238 mit einer Zunahme oder Abnahme des Druckes innerhalb der Rohrleitung 236 geöffnet und geschlossen wird, kann der offene oder geschlossene Zustand des Ventilkörpers 22 überprüft werden, falls der elektrische Stromkreis des Druckschalters 238 eine Kontrollampe oder einen Summer enthält. Der Druckschalter 238 wird dabei als Detektor verwendet, welcher von dem auf hohen Temperaturen befindlichen Zylinder 17 entfernt ist, so daß eine Temperatur nicht ansteigt. Da der Ventilöffnungszustand der Ventilkörpers 22 überprüft werden kann, bevor geschmolzenes Metall 7 in die Spritzgußvorrichtung eingespritzt wird, kann auf diese Weise eine sehr zuverlässige Entlüftung der Metallform erreicht werden.
Bei der in den Fig. 21 und 22 dargestellten Ausführungsform steht die Querbohrung 19b nicht in Verbindung mit der Ringnut 21a, wenn das Ventil sich in der offenen Position befindet. Es entsteht jedoch eine Verbindung, sobald das Ventil seine geschlossene Position erreicht. Falls die Ringnut 21a im oberen Bereich angeordnet ist, können die Querbohrung 19b und die Ringnut 21a im geöffneten Zustand miteinander in Verbindung gelangen und vice versa. Anstelle einer Ringnut 21a kann jedoch ebenfalls durch die Ventilstange 21 hindurch in der radialen Richtung eine Querbohrung vorgesehen sein. Falls das Magnetventil mit einem Detektor, beispielsweise einem Druckschalter 238 versehen ist, kann die Druckluft nur dann ausströmen, wenn die Zustände einer Ventilöffnung oder einer Ventilschließung überprüft wodurch sind, wodurch Druckluft gespart werden kann. Bei dieser Ausführungsform wird die vorliegende Erfindung in Verbindung mit einer Metallform einer Spritzgußmaschine verwendet. Sie kann jedoch in gleicher Weise bei einer Metallform einer Einspritzformmaschine zum Einsatz gelangen.
Wenn der Ventilkörper 22 im Rahmen der Erfindung in die offene Ventilposition bewegt wird, kann das Ventil in dem geöffneten Zustand gehalten werden. Nachdem der Ventilkörper 22 auf Grund von Kräften des auf den Ventilkörper 22 einwirkenden geschmolzenen Metalls während des Einspritzvorgangs in die geschlossene Ventilposition gebracht worden ist oder wenn während des Einspritzformvorgangs ein elektrisches Signal abgegeben worden ist, wird der Luftdruck innerhalb der oberen Kammer 23 des Kolbens 20 automatisch auf Null zurückgeführt, so daß der Ventilkörper 22 in dem geschlossenen Ventilzustand gehalten werden kann.
Als Medium zur Halterung des Ventils in der offenen oder geschlossenen Position wird normalerweise Druckluft verwendet. Wenn als Druckmittel jedoch Öl verwendet wird, muß als Druckmittelquelle eine hydraulische Druckpumpe zum Einsatz gelangen, während die Abgabeöffnungen der entsprechenden Schaltventile über weitere Rohrleitungen mit einem Ölsammelbehälter verbunden sein müssen. Bei den beschriebenen Ausführungsformen wurde die Erfindung in Verbindung mit Metallformen einer Spritzgußmaschine beschrieben. Sie kann jedoch in gleicher Weise bei Formen einer Einspritzformmaschine zum Einsatz gelangen.
So wie sich dies an Hand der obigen Beschreibung der dargestellten Ausführungsformen der Erfindung ergibt, umfaßt die Entlüftungseinrichtung für Metallformen einen Stufenkolben, welcher innerhalb einer Innenbohrung eines Rundkörpers angeordnet ist. Der Stufenkolben ist dabei an dem einen Ende einer Ventilstange befestigt, welche am gegenüberliegenden Ende einen Ventilkörper zeigt. Zusätzlich sind drei Kanäle vorgesehen, welche zu einer oberen Kammer, einer Ringkammer und einer unteren Kammer führen. Die untere Kammer und die Ringkammer werden durch eine Abdichtung voneinander getrennt, welche zwischen dem Kolben und einer Ventilführung angeordnet ist, sobald der Stufenkolben sich in der unteren Position befindet. Diese drei Kanäle und eine Druckmittelquelle sind über Rohrleitungen miteinander verbunden, in welchen Schaltventile angeordnet sind. Sobald der Ventilkörper während des Entlüftungsvorgangs sich im offenen Zustand befindet, wird der geöffnete Ventilzustand durch die auf die obere Fläche des Kolbens einwirkenden Druckluft gehalten. Während des Einspritzvorgangs stößt geschmolzenes Metall gegen den Ventilkörper, wodurch das Ventil geschlossen wird. Der Druck innerhalb der Ringkammer wird dabei durch den Druck innerhalb der unteren Kammer kompensiert. Da die untere Fläche des Kolbens eine größere, horizontal wirksame obere Fläche als die Ringkammer des Kolbens aufweist, ergibt es sich, daß der Kolben angehoben und der geschlossene Zustand des Ventils aufrechterhalten wird.
Im Gegensatz zu bekannten Entlüftungseinrichtungen mit einer Blattfeder, einer Kugel und einem Kugelsitz, mit welchem das Ventil in einer bestimmten Position gehalten wird, sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung keine entsprechenden mechanischen Teile vorgesehen, welche über längere Benutzungszeiträume hinweg einer Abnutzung unterliegen. Die Haltekräfte in der offenen und geschlossenen Position können dabei über lange Zeitperioden aufrechterhalten werden, wodurch die mechanische Festigkeit und die Zuverlässigkeit der Gerätschaft wesentlich verbessert wird. Da das Ventil immer zufriedenstellend betätigt werden kann und während des Einspritzvorgangs die Gasentlüftung sehr zuverlässig durchführbar ist, ergibt sich ein gutes Endprodukt mit hoher mechanischer Festigkeit, in welchem Hohlstellen auftreten, die durch vorhandenes Gas hervorgerufen werden. Die Anzahl der bei einer Entlüftungseinrichtung vorgesehenen Komponenten ist fernerhin im Vergleich zu bekannten Entlüftungseinrichtungen sehr stark reduziert, was eine sehr einfache Herstellung gestattet. Zusätzlich kann die Haltekraft des Ventils in der geöffneten Position sehr einfach eingestellt werden, indem eine Verstellung des Reduzierventils erfolgt. In Vergleich zu bekannten Einrichtungen, bei welchen innerhalb des Kolbens Druckausgleichbohrungen kleinen Durchmessers vorgesehen sind, erlaubt die beschriebene Anordnung ferner einen rascheren Druckausgleich. Die beschriebene Anordnung erlaubt fernerhin die Verwendung eines mechanisch stärkeren Kolbens, weil derselbe nicht zwangsläufig mit Kanälen versehen werden muß, durch welche die Festigkeit und die Lebensdauer des Kolbens beeinflußt werden. Zusätzlich ergibt die vorliegende Erfindung eine sehr einfache Schaltventilanordnung, welche weniger als drei Magnetspulen und Ventile umfaßt. Andere bekannte Anordnungen erfordern kompliziertere Schaltkonfigurationen und sind demzufolge im Vergleich zu der vorliegenden Erfindung stärker Störungen ausgesetzt.
Obwohl die beschriebenen Ausführungsform der Erfindung in Bezug auf die Zeichnung beschrieben worden sind, so sei es doch verstanden, daß die Erfindung nicht auf jene Ausführungsformen beschränkt ist, und daß verschiedene andere Veränderungen und Modifikationen von seiten des Fachmannes durchführbar sind, ohne vom Rahmen der Erfindung abzuweichen.
Gemäß Fig. 2 ist beispielsweise der Flansch 20a an dem Kolben vorgesehen. Dieser Flansch muß jedoch nicht an dem Kolben vorgesehen sein. In diesem Fall besitzt der Kolben eine zylindrische Form, während die anderen konstruktiven Elemente nicht verändert werden. Wenn die obere Fläche der unteren Kammer 24b durch die Oberfläche des Kolbens 20 auf der Seite des Ventilkörpers 22 im geöffneten Zustand des Ventils geschlossen wird, wird die Ventilöffnungskraft von dem Kanalabschnitt 25b auf dem Kolben 20 übertragen. Falls dann zu Beginn des Verschlußintervalls die Oberfläche des Kolbens 20 auf der Seite des Ventilkörpers 22 gegenüber der oberen Fläche der unteren Kammer 24b geringfügig angehoben wird, tritt eine Ventilverschlußkraft auf, welche größer als die Ventilöffnungskraft ist. Diese Ventilverschlußkraft wird über den dritten Kanal 27 auf die untere Oberfläche des Kolbens 20 übertragen. Auch in diesem Fall muß nur ein geringer Druck über den Kanalabschnitt 25b übertragen werden, während eine Kraft auf die untere Kammer 24a ausgeübt wird, welche größer als der Druck ist, der auf die obere Kammer 23 einwirkt.

Claims

1. Entlüftungseinrichtung bei einer Formmaschine mit einem Formhohlraum (4), bestehend aus einem mit einer Bohrung (17d) versehenden Rundkörper (17), welcher eine Gaseinlaßöffnung (10, 12) bildet, die in Verbindung mit dem Formhohlraum (4) der Formmaschine (1, 2) steht, während zusätzlich eine Gasabgabeöffnung (17f) vorgesehen ist, wobei die Einlaß und Auslaßöffnungen (10, 12, 17f) selektiv in Verbindung und Nicht-Verbindung miteinander stehen, und wobei zusätzlich am unteren Ende des Rundkörpers (17) ein Aktivierungselement (22) vorgesehen ist, mit welchem eine Verbindung und die Nicht-Verbindung zwischen den Einlaß- und Auslaßöffnungen (10, 12, 17f) selektiv steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, - daß innerhalb der Bohrung (17d) des Rundkörpers (17) und in Verbindung mit dem Aktivierungselement (22) ein Kolben (20) vorgesehen ist, welcher zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position hin- und herbewegbar ist, wobei die Bohrung (17d) an den gegenüberliegenden axialen Enden des Kolbens (20) eine obere Kammer (23) und eine untere Kammer (24b) bildet, während zusätzlich eine dritte Ringkammer (24a) vorgesehen ist, welche einen Teil des Kolbens (20) in radialer Richtung umgibt,

- und daß der Ringkörper (17) zusätzlich erste, zweite und dritte Kanäle (25-27) aufweist, welche mit den drei Kammern (23, 24a und 24b) in Verbindung stehen, wobei die Anordnung derart getroffen ist, daß die Ringkammer (24a) in Verbindung mit der unteren Kammer (24b) gelangt, sobald der Kolben (20) sich in der zweiten Position befindet, in welcher die Einlaß- und Auslaßöffnungen (10, 12, 17f) voneinander getrennt sind, während die Ringkammer (24a) gegenüber der unteren Kammer (24b) getrennt ist, sobald der Kolben (20) sich in der ersten Position befindet, in welcher die Einlaß- und Auslaßöffnungen (10, 12, 17f) in Verbindung miteinander stehen.

2. Entlüftungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennung der Ringkammer (24a) gegenüber der unteren Kammer (24b) in der ersten Position des Kolbens (20) mit Hilfe einer Abdichtung (30) erfolgt, welche durch die Unterseite des Kolbens (20) gebildet ist, der die obere Oberfläche der unteren Kammer (24b) ausgesetzt ist.

3. Entlüftungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung ein Abdichtungsring (30) ist, welcher an der oberen Oberfläche der unteren Kammer (24b) vorgesehen ist.

4. Entlüftungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung ein Kupferring ist, welcher an der oberen Oberfläche der unteren Kammer (24b) angeordnet ist.

5. Entlüftungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (17d) Abdichtungselemente (160) aufweist, welche eine Abdichtung zwischen der Wandung der Bohrung (17d) und dem innerhalb der Bohrung (17d) vorgesehnen Kolben (20) ergeben.

6. Entlüftungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung aus einer Mehrzahl von Ringnuten (160) besteht, welche innerhalb der Wandung der Bohrung (17d) vorgesehen sind (Fig. 15).

7. Entlüftungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (17d) einen in der Wandung dieser Bohrung (17d) vorgesehenen Ringkanal (161) aufweist, und daß die Abdichtung mit Hilfe eines Abdichtungsringes (162) erfolgt, welcher innerhalb dieses Ringkanals (161) angeordnet ist (Fig. 16).

8. Entlüftungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Kanäle (25-27) der Aufnahme von Druckgas dienen, und daß die untere Kammer (24b) eine effektive Oberfläche (S&sub1;) aufweist, welche größer als die effektive Oberfläche (S&sub2;) der Ringkammer (24a) ist, so daß der Kolben (20) in die zweite Position bewegt und gehalten ist, sobald gleiche Gasdrücke den beiden unteren Kanälen (26, 27) zugeführt sind (Fig. 5).

9. Entlüftungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aktivierungselement zur selektiven Steuerung der Verbindung oder Nicht-Verbindung zwischen den Einlaß und Auslaßöffnungen (10, 12, 17f) einen Ventilkörper (22) aufweist, welcher an dem Kolben (20) befestigt ist und innerhalb der Bohrung (17d) des Rundkörpers hin- und herverschiebbar ist, und daß ein durch den Rundkörper (17) festgelegter Ventilsitz (17e) vorgesehen ist, welcher in Bezug auf die Einlaßöffnungen (10, 12) derart angeordnet ist, daß der Ventilkörper (22) bei Eingriff auf den Ventilsitz (17e) eine gasfeste Abdichtung ergibt.

10. Entlüftungseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein Element (7a) vorgesehen ist, mit welchem eine Feststellung der Strömung von flüssigem Metall (7) erfolgt, wobei dieser Detektor (7a) innerhalb des Strömungspfades zwischen dem Hohlraum (4) und dem Ventilkörper (22) angeordnet ist, und daß der Detektor (7a) mit einer Druckeinheit verbunden ist, mit welcher auf der Basis des Ausgangssignals des Detektors (7a) ein Verschluß des Ventils (22) auslösbar ist.

11. Entlüftungseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor ein Sensor (7a) ist, mit welchem die Temperatur des geschmolzenen Metalls (7) zur Feststellung gelangt (Fig. 8).

12. Entlüftungseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor ein Paar von im Abstand angeordneten Elektroden (141A, 141B) aufweist, welche dem geschmolzenen Metall (7) ausgesetzt sind, und daß diese Elektroden (141A, 141B) elektrisch derart mit dem flüssigen Metall (7) in Verbindung stehen, so daß ein Ausgangssignal des Detektors ableitbar ist (Fig. 9).

13. Entlüftungseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor einen Ultraschallsender (145) und einen Ultraschallempfänger (146) aufweist, mit welchen die Dämpfung der Ultraschallwellen feststellbar ist, sobald geschmolzenes Metall (7) durch den Entlüftungskanal (10) strömt (Fig. 10).

14. Entlüftungseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor ein Paar von Wicklungen (147, 148) aufweist, welche voneinander getrennt angeordnet sind, um auf diese Weise eine Veränderung des magnetischen Flusses festzustellen, sobald flüssiges Metall (7) entlang des Entlüftungskanals (10) strömt (Fig. 11).

15. Entlüftungseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor eine Sensorwicklung (151) aufweist, welche einem Hochfrequenzstrom ausgesetzt ist, um auf diese Weise Veränderungen der Impedanz festzustellen, sobald flüssiges Metall (7) entlang des Entlüftungskanals (10) strömt (Fig. 12).

16. Entlüftungseinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Formmaschine einen Einspritzzylinder (5) aufweist, innerhalb welchem ein Kolben (5A) hin- und herbewegbar ist, und daß eine pneumatische Steuereinheit (56) vorgesehen ist, welche auf die Hin- und Herbewegung des Kolbens (5A) anspricht, wobei die pneumatische Steuereinheit (54) derart ausgelegt ist, daß dieselbe die Position des Kolbens (20) in Bezug auf die Hin- und Herbewegung des Kolbens (5A) feststellt (Fig. 6).

17. Entlüftungseinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit eine Anzahl von Endschaltern (56) aufweist, welche auf die Positionsverschiebung des Kolbens (5A) ansprechen (Fig. 6).

18. Entlüftungseinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen magnetischen Sensor (60) aufweist, mit welchem ein Signal entsprechend der jeweiligen Position des Kolbens (5A) gebildet wird (Fig. 7).

19. Entlüftungseinrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich eine mit der Abgabeöffnung (17f) verbundene Absaugeinrichtung (170) vorgesehen ist, welche derart ausgebildet ist, daß beim Einspritzen von geschmolzenem Metall (7) das zwischen dem Formhohlraum (4) und der Abgabeöffnung vorgesehene Ventil (22) in dem offenen Zustand gehalten wird, in welchem die obere Kammer (23) und/oder die Ringkammer (24a) unter Druck setzbar sind, so daß die Absaugeinrichtung (170) das innerhalb des Hohlraumes (4) befindliche Gas durch die Abgabeöffnung (17f) absaugt, und daß in der geschlossenen Position des Ventils (22), in welcher eine Ventilverschlußkraft durch die Aufwärtsbewegung des Kolbens (20) durch die Kraft des Druckmittels hervorgerufen wird, die anfängliche Ventilöffnungskraft in der geöffneten Ventilposition größer als die auf das Ventil einwirkende Ventilverschlußkraft ist, die durch die Saugwirkung am Beginn des Saugvorgangs hervorgerufen wird, während die Ventilöffnungskraft auf einen kleineren Wert als die Anfangsventilöffnungskraft eingestellt wird, nachdem eine vorgegebene Zeitperiode nach Beginn des Vakuumsaugvorgangs verstrichen ist, bevor das geschmolzene Metall (7) das Ventil (22) erreicht (Fig. 13, 14).

20. Entlüftungseinrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Rundkörpers (17) ein Ventilführungselement (19) angeordnet ist, welches eine Bohrung (19a) aufweist, und daß innerhalb der Bohrung (19a) eine Ventilstange (21) gelagert ist, welche den Ventilkörper (22) mit dem Kolben (20) verbindet (Fig. 1).

21. Entlüftungseinrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, - daß ein Detektor vorgesehen ist, mit welchem die Bewegung des Ventilkörpers (22) feststellbar ist, wobei dieser Detektor eine Querbohrung (27) innerhalb der Ventilführung (19) sowie erste und zweite Querbohrungsabschnitte aufweist, welche sich in radialer Richtung erstrecken und mit der Ventilführungsbohrung (19a) in Verbindung stehen, während zusätzlich an oder innerhalb der Ventilstange (21) ein Strömungskanal (21a) vorgesehen ist, welcher in Verbindung mit dem ersten und zweiten Querbohrungsabschnitten gelangt, sobald der Kanal (21a) gegenüber denselben ausgerichtet ist, ferner daß die Querbohrung (27) innerhalb des ersten Bereiches ein Druckmittel erhält, während der zweite Bereich gegenüber dem Atmosphärendruck offen ist, so daß der Druck innerhalb des ersten Bereiches der Querbohrung größer als der Atmosphärendruck ist, sobald die Querbohrungsabschnitte nicht gegenüber dem Kanal (21a) ausgerichtet sind, während der erste Querbohrungsabschnitt einen reduzierten Druck erhält, sobald die Querbohrungsabschnitte mit dem Kanal (21a) ausgerichtet sind;

- und daß ein Detektor vorgesehen ist, mit welchem die Veränderung des Druckes innerhalb der Querbohrung (27) feststellbar ist, wobei der Detektor verbindungsmäßig mit dem ersten Querbohrungsabschnitt verbunden ist und auf Druckveränderungen innerhalb der Querbohrung anspricht, um auf diese Weise ein Signal entsprechend einer auftretenden Druckveränderung abzugeben (Fig. 21, 22).

22. Entlüftungseinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Bewegung des Kolbens (20) zwischen einer ersten und einer zweiten Position aus Elementen (30, 32, 36) besteht, mit welchen das Druckmittel selektiv wenigstens einer der drei Kanäle (25-27) zuführbar ist (Fig. 13).

23. Entlüftungseinrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur selektiven Zufuhr eines Druckmittels zwei Schaltventile (34, 35) aufweist, wobei das erste Schaltventil (34) mit dem ersten Kanal (25) in Verbindung steht und demselben selektiv wenigstens ein Druckmedium unter Atmosphärendruck zuführt, während das zweite Schaltventil (35) mit dem zweiten Kanal (26) in Verbindung steht und dabei selektiv wenigstens ein Druckmittel und ein unter Atmosphärendruck stehendes Medium zuführt.

24. Entlüftungseinrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß ein drittes Schaltventil (36) vorgesehen ist, welches mit dem dritten Kanal (27) in Verbindung steht und demselben selektiv wenigstens ein Druckmittel und ein unter Atmosphärendruck stehendes Medium zuführt, wobei der erste Kanal (25) selektiv unter Bildung einer Abdichtung verschließbar ist.

25. Entlüftungseinrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das von dem zweiten und dritten Schaltventil (35, 36) dem zweiten und dritten Kanälen (26, 27) zugeführte Druckmittel sich im wesentlichen auf demselben Druck befindet.

26. Entlüftungseinrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltventile (34-36) von einer elektronischen Steuerschaltung (61-64) gesteuert sind, welche auf elektrische Steuersignale entsprechend einem vorgegebenen Ereignis beim Betrieb der Formmaschine ansprechen und dabei entsprechende Ausgangssignale an die Schaltventile (34-36) abgeben, und daß die Schaltventile (34-36) auf Ausgangssignale der elektronischen Steuerschaltung (61-64) zum Ansprechen gelangen, um auf diese Weise das den Kanälen (25-27) zugeleitete Druckmittel zu beeinflussen, so daß der Kolben (20) zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position bewegbar ist.

27. Entlüftungseinrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Steuerschaltung (61-64) ein Ausgangssignal an das dritte Schaltventil (36) abgibt.

28. Entlüftungseinrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Form (1, 2) eine Entlüftungsrinne (10) vorgesehen ist, welche mit der Innenbohrung (17d) des Rundkörpers und dem Formhohlraum (4) in Verbindung steht und daß wenigstens ein Überbrückungskanal (12) von der Entlüftungsrinne (10) abzweigt und selektiv dabei in Verbindung mit der Abgabeöffnung (17f) steht, so daß der Überbrückungskanal (12) und die Entlüftungsrinne (10) gegenüber der Abgabeöffnung (17) gesperrt sind, sobald der Ventilkörper (22) auf dem Ventilsitz (17e) aufruht, während der Überbrückungskanal (12) und die Entlüftungsrinne (10) in Verbindung mit der Abgabeöffnung (17e) stehen, sobald der Ventilkörper (22) von dem Ventilsitz (17e) abgehoben ist.

29. Entlüftungseinrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß der am anderen Ende der Ventilstange (21) befestigte und innerhalb der Innenbohrung (19a) angeordnete Kolben (20) als Stufenkolben ausgebildet ist.

30. Entlüftungseinrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (22) derart geformt ist, daß die Bewegung des Kolbens (20) von der ersten Position in Richtung einer zweiten Position zum Teil durch das geschmolzene Metall (7) hervorgerufen wird, welches auf den Ventilkörper (22) aufprallt.

31. Entlüftungseinrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung derart getroffen ist, daß, wenn der Ventilkörper (22) auf dem Ventilsitz (17e) aufsitzt, die Ringkammer (24b) in Verbindung mit der unteren Kammer (24a) steht.

32. Entlüftungseinrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Element vorgesehen ist, mit welchem der Druck des ersten Kanals (25) dem ersten Kolben zuführbar ist, um auf diese Weise eine Ventilöffnungskraft zu erzeugen und den Ventilkörper (22) von dem Ventilsitz (17e) abzuheben, und daß zusätzlich ein zweites Element vorhanden ist, mit welchen eine Ventilverschlußkraft erzeugbar ist, welche größer als die Ventilöffnungskraft ist, wobei diese Ventilverschlußkraft über die zweite Öffnung (26) auf den Kolben (20) einwirkt, so daß die Ringkammer (24a) in Verbindung mit der unteren Kammer (24b) gelangt.

33. Entlüftungseinrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß ein drittes Element vorhanden ist, mit welchem in dem geschlossenen Zustand des Ventils (22) ein kleiner Druck auf die obere Kammer (23) ausübbar ist, und daß ein viertes Element vorhanden ist, mit welchem ein Druck erzeugbar ist, welcher größer als der kleine Druck auf die obere Kammer (23) ist.