DE3834777A1 - Gasentlueftungsanordnung bei hochgeschwindigkeits-spritzgiessvorrichtungen und verfahren zur gasentlueftung bei hochgeschwindigkeits-spritzgiessvorrichtungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Gasentlüftungsanordnung bei einer Hochgeschwindigkeits-Spritzgießmaschine, und sie bezieht sich auf ein Verfahren zur Gasentlüftung bei der Hochgeschwindigkeits-Spritzgießmaschine.

Bei einem Spritzgießverfahren, wie einem Druckgußverfah­ ren, enthält ein Gußerzeugnis häufig Poren bzw. Fehl­ stellen im Inneren, die auf das Einspritzen einer Metall­ schmelze in einem Formhohlraum zurückzuführen sind, in­ dem Gase entweichen. Die Gase vermischen sich mit der Metallschmelze und bleiben erhalten.

Bei einer üblichen Gasentlüftungseinrichtung und einem Gasentlüftungsverfahren bei Spritzgießvorrichtungen wird ein Gasentlüftungskanal, der sich von dem Formhohlraum wegerstreckt, in den Formhälften gebildet, und ein Ventil ist im Gasentlüftungskanal angeordnet. Wenn bei dieser Auslegung das Schmelzenmaterial in dem Formhohlraum ge­ spritzt wird und zugleich das Ventil offen bleibt, wird das Gas im Formhohlraum aus den Formhälften abgegeben.

Bei dieser Auslegung und diesem Verfahren zur Gasent­ lüftung wird das Ventil durch die Durchflußart des Schmelzenmaterials geschlossen, das eine ausreichende Spritzgeschwindigkeit hat. Wenn das Schmelzenmaterial mit einer niedrigen Geschwindigkeit eingespritzt wird, kann sich das Ventil nicht schließen. Ferner geht bei der üblichen Auslegung das Schmelzenmaterial durch einen Bypass-Kanal, bis die Bewegungsenergie des Schmelzen­ materials das Ventil schließt. Wenn jedoch die Ventil­ schließzeit nicht stabil ist, kann das Schmelzenmate­ rial irrtümlich über den Gasentlüftungskanal aus den Metallformen austreten, und es ergibt sich eine unge­ nügende Gasentlüftung.

Ferner sollten mehrere unterschiedliche Spritzarten in Betracht gezogen werden. Beim Spritzen des Schmelzen­ materials in den Formhohlraum beispielsweise kann ein Teil des Schmelzenmaterials in den Gasentlüftungskanal in Form von kleinen, schmelzflüssigen, kornförmigen Teilen verteilt werden. Alternativ wird nach dem voll­ ständigen Füllen des Formhohlraumes mit dem Schmelzen­ material überschüssiges Schmelzenmaterial kontinuierlich oder diskontinuierlich in den Gasentlüftungskanal be­ fördert.

Bei der üblichen Gasentlüftungseinrichtung kann das Schmelzenmaterial über das Ventil zur Umgebung abgegeben werden oder es kann an dem Ventil haften bleiben, da die Eigenschaften des Schmelzenmaterials nicht unmittelbar lediglich durch Erfassung der Trägheitskraft oder des Druckes des Schmelzenmaterials oder durch die Verwendung eines Wärmesensors erfaßt werden kann. Daher kann sich eine ungenügende Gasentlüftung infolge des Haftens des Schmelzenmaterials am Ventil ergeben. Darüber hinaus muß bei der üblichen Auslegung ein Innendurchmesser des Gas­ entlüftungskanals so klein bemessen sein, daß ein un­ mittelbares Durchgehen des Schmelzenmaterials durch diesen verhindert wird, um ein Austreten des Schmelzen­ materials zu verhindern. Daher ist die Gasentlüftungs­ funktion auch durch den Durchmesserkleinen Kanal begrenzt.

Das veröffentlichte japanische Gebrauchsmuster No. 60-19 806 beschreibt eine Gasentlüftungseinrichtung bei einer Spritz­ gießvorrichtung, bei der ein Gasentlüftungs-Steuerventil durch den Hydraulikdruck in Abhängigkeit von einem Arbei­ ten eines Spritzzylinders geschlossen wird, welcher ein Schmelzenmaterial in einen Formhohlraum spritzt. Da wie bekannt der Spritzzylinder auf der stromaufwärtigen Seite bezüglich des Formhohlraums angeordnet ist, und da das Gasentlüftungs-Steuerventil der stromabwärtigen Seite hiervon angeordnet ist, können die vorstehend ge­ nannten Schwierigkeiten nicht dadurch überwunden werden, daß lediglich die Bewegung des Spritzzylinders abgefühlt bzw. erfaßt wird.

Die offengelegte japanische Patentanmeldung (Kokai) No. 61-17 349 beschreibt eine Sensoreinrichtung, die detek­ tiert, wenn das Schmelzenmaterial einen Eingußkanal­ bereich der Formhälften erreicht. Diese Erfassung führt zum Betreiben einer Vakuumventileinrichtung. Jedoch ist der Sensor an dem Eingußkanalbereich angeordnet, der sich auf der stromaufwärtigen Seite des Formhohlraumes befindet. Daher kann diese Auslegung nicht ein sofortiges Schließen des Gasentlüftungsventils in Abhängigkeit von den ver­ schiedenen Betriebsarten beim Einspritzen des Schmelzen­ materials erreichen.

Das veröffentlichte japanische Patent No. 41-10 612 be­ schreibt einen Flanschabschnitt, der einteilig mit einer Stange einer Gießbuchse ausgebildet ist. Wenn das Ver­ gießen des schmelzflüssigen Materials vorgenommen wird, wird die Kolbenstange so bewegt, daß das schmelzflüssige Material in Richtung zu einem Formhohlraum gedrückt wird. Während der Stangenbewegung liegt der Flanschabschnitt an einem Schalter an, so daß ein Gasentlüftungs-Steuer­ ventil zum Schließen des Entlüftungskanals bewegt wird und das Vakuumventil geschlossen wird. Bei dieser Aus­ legung wird das Entlüftungs-Steuerventil irrtümlich in Schließrichtung des Entlüftungskanals während der Ein­ spritzperiode im Formhohlraum bewegt. Daher kann das er­ haltene Gußerzeugnis darin befindlicher Hohlräume bzw. Fehlstellen enthalten, die auf eine ungenügende Gasab­ fuhr zurückzuführen sind. Ferner wird ein Zeitgeber verwendet, um zu ermöglichen, daß der Innenraum der Gießbuchse ausreichend mit schmelzflüssigem Material gefüllt wird, bevor sich die Kolbenstange bewegt. Daher verkompliziert sich eine derartige Auslegung.

Das gleiche gilt im Hinblick auf das veröffentlichte japanische Gebrauchsmuster No. 56-14 923 und die offen­ gelegte japanische Patentanmeldung (Kokai) No. 61-1 65 262. Bei der erstgenannten Schrift ist ein Sensor in einer stromaufwärtigen Seite bezüglich des Formhohlraums ange­ ordnet, um im Betriebszustand das Gasentlüftungs-Steuer­ ventil zu betreiben und zu bewegen. In der letztgenannten Schrift ist ein Sensor in einem Formhohlraum angeordnet, um das schmelzflüssige Material abzufüllen und ein Gas­ entlüftungs-Steuerventil in Abhängigkeit von dieser Erfassung zu betreiben. Daher kann bei beiden Schriften eine ungenügende Gasentlüftung auftreten, so daß man Poren bzw. Fehlstellen in dem jeweils erhaltenen Guß­ erzeugnis erhält.

Die offengelegte japanische Patentanmeldung (Kokai) No. 60-49852 befaßt sich mit einem Gasentlüftungssystem für eine Druckgußmaschine, bei dem ein Gasentlüftungsventil durch die Trägheitskraft des Schmelzenmaterials oder durch eine Betätigungseinrichtung schließbar ist, die auf ein Signal von einem Temperatursensor anspricht, der die Temperatur im Formhohlraum abfühlt. Wenn die Metallformtemperatur, die durch den Detektor gefühlt wird, niedriger als eine vorgegebene Temperatur ist, wird ein elektrisches Signal an die Betätigungseinrich­ tung abgegeben. Während des Betriebs beim üblichen Metall­ spritzgießen ist die Metallformtemperatur höher als der vorgegebene Wert, so daß ein elektromagnetisches Ventil nicht betätigt wird und das Gasentlüftungsventil durch die Trägheit des schmelzflüssigen Materials geschlossen wird. Während einer anfänglichen Anlaufperiode dieser Vorrichtung oder in den speziellen Fällen, wenn die Metallschmelzentemperatur niedriger als der vorgegebene Wert ist, wird das elektromagnetische Ventil betätigt und das Ventil geschlossen. Der Sensor steuert nicht immer das Öffnen und Schließen des Gasentlüftungsventils.

Die DD-PS 1 46 152 befaßt sich mit einer Dichtung für Druckgußformen mit Unterdruck, bei denen die Metall­ schmelze in einen Steigkanal eintritt. Eine Kontaktein­ richtung, die in dem Steigkanal angeordnet ist, wird durch das flüssige in der Form hochsteigende Metall so ausgelöst, daß eine elektrische Schaltung schließt, in der ein Relais zur Betätigung eines Steuermagneten ange­ ordnet ist.

Die US-PS 44 31 047 beschreibt eine Gasentlüftungsein­ richtung, die in Verbindung mit einer Form vorgesehen ist, welche zu dem technischen Gebiet zugehörend anzu­ sehen ist, mit dem sich die vorliegende Erfindung befaßt.

Der vorliegenden Erfindung liegt der Grundgedanke einer Wirkung einer Metallschmelze im Formhohlraum und eines Gasentlüftungskanales zugrunde. Da beim Hochgeschwindig­ keitsspritzgießen die Querschnittsfläche in einem Einguß­ kanalbereich (Einlaßseite des Formhohlraums) hierbei vermindert ist, wird die Metallschmelzengeschwindigkeit auf der stromabwärtigen Seite des Eingußkanals groß, und führt möglicherweise zu einer turbulenten Strömung der Metallschmelze. Als Folge hiervon kann die Metall­ schmelze in vertikaler Richtung bei hoher Geschwindigkeit innerhalb einer extrem begrenzten Zeitperiode schwingen. Unter Berücksichtigung dieser Umstände ist es am wichtig­ sten, daß der erste Metallschmelzenimpuls (die Impuls­ breite oder -dauer ist extrem klein) erkannt wird, welcher so ausreichend groß ist, daß er das Gasentlüftungs- Steuerventil erreichen kann. Dieser Impuls muß sofort erkannt werden, und das Gasentlüftungs-Steuerventil muß in Abhängigkeit von dieser Erkennung geschlossen werden, bevor der erste Metallschmelzimpuls das Ventil erreicht.

Die Erfindung zielt daher darauf ab, die vorstehend ge­ nannten Schwierigkeiten und Nachteile zu überwinden und eine verbesserte Einrichtung und ein verbessertes Ver­ fahren zur Gasentlüftung eines Formhohlraums bei einer Hochgeschwindigkeits-Spritzgießvorrichtung bereitzu­ stellen, bei welchem ein Gasentlüftungskanal unmittelbar durch ein Entlüftungssteuerventil in Abhängigkeit von einer Detektion des Schmelzenmaterials an dem Gasent­ lüftungsdurchgang geschlossen wird.

Ferner bezweckt die Erfindung eine Einrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, bei denen Gas in den Form­ hohlraum vollständig auf stabile Weise abgefüllt wird und man porenfreie Erzeugnisse erhält.

Nach der Erfindung wird hierzu eine Gasentlüftungsein­ richtung bei einer Hochgeschwindigkeits-Spritzgießvor­ richtung bereitgestellt, welche Formhälften aufweist, zwischen denen der Formhohlraum begrenzt wird. Die Gas­ entlüftungseinrichtung weist die Formhälften auf, die mit einem Gasentlüftungskanal versehen sind, der in Fluidverbindung mit dem Formhohlraum ist und der an einer stromabwärtigen Seite hiervon angeordnet ist, wobei ein Gasentlüftungs-Steuerventil, ein Detektions­ element, eine Ventilantriebseinrichtung und eine elektro­ nische Schaltung vorgesehen sind. Das Gasentlüftungs- Steuerventil ist an dem stromabwärtigen Endteil des Gasentlüftungskanals angeordnet. Das Detektionselement ist an dem Gasentlüftungskanal zur Erzeugung eines Detektionssignals angeordnet, welches erkennt, daß das eingespritzte Material in Richtung zu dem Gasentlüftungs- Steuerventil geleitet wird. Die Ventilantriebseinrichtung ist betriebsmäßig mit dem Gasentlüftungs-Steuerventil verbunden, um das Gasentlüftungs-Steuerventil anzu­ treiben. Nach der Erfindung ist eine elektronische Schaltung vorgesehen, welche ein Ausgangssignal gleich­ zeitig mit der Erkennung des eingespritzten Materials durch das Detektionselement liefert, um hierdurch sicher­ zustellen, daß die Ventilantriebseinrichtung unmittelbar in Betrieb genommen wird, um das Gasentlüftungs-Steuer­ ventil zu schließen. Diese elektronische Schaltung zur Lieferung des Ausgangssignals arbeitet auch derart, daß das Ausgangssignal für das ständige Arbeiten der Ventil­ antriebseinrichtung aufrechterhalten wird, um das Gas­ entlüftungs-Steuerventil kontinuierlich zu schließen.

Gemäß einem Verfahren zur Gasentlüftung bei einer Spritz­ gießvorrichtung, bei der eine Gießbuchse und Formhälften, zwischen denen der Formhohlraum begrenzt wird, vorgesehen sind, wird ein Spritzmaterial durch die Gießbuchse ge­ fördert und in dem Formhohlraum vergossen, wobei das Gasentlüftungsverfahren die folgenden Schritte aufweist:

Detektieren des eingespritzten Materials mittels eines Detektionselements, das in dem Gasentlüftungskanal stromab des Formhohlraumes vorgesehen ist,

Abgeben eines ersten Detektionssignales an eine elektronische Einrichtung, welches die Detektion des eingespritzten Materials durch das Detektionselement darstellt,

Ausgeben eines Befehlssignales von der elektroni­ schen Einrichtung an eine Ventilantriebseinrichtung unmittelbar bei der Detektion des eingespritzten Mate­ rials durch das Detektionselement,

Betreiben der Ventilantriebseinrichtung in Ab­ hängigkeit von dem Befehlssignal, um ein Gasentlüftungs- Steuerventil zu schließen, das in dem Gasentlüftungs­ durchgang vorgesehen ist, und

Aufrechterhalten des Arbeitens der Ventilan­ triebseinrichtung während einer vorbestimmten Zeitdauer, um das Gasentlüftungsventil für die vorbestimmte Zeit­ dauer kontinuierlich geschlossen zu halten.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfin­ dung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Darin zeigt

Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer Gasentlüftungs­ einrichtung bei einer Spritzgießvorrichtung, wobei die grundlegenden Eigenheiten als Basis der vorliegenden Erfindung verdeutlicht sind,

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine ortsfeste Formhälfte der Spritzgießvorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Ausführungsvariante einer ortsfesten Formhälfte,

Fig. 4 eine Querschnittsansicht zur Verdeutlichung einer Ventilantriebseinrichtung, die im Ver­ gleich zu der Auslegung nach Fig. 1 als Ausführungsvariante ausgelegt ist,

Fig. 5 eine Querschnittsansicht zur Verdeutlichung eines Detektionselementes, das bei der Aus­ legung nach Fig. 1 verwendet wird,

Fig. 6(a) eine Querschnittsansicht zur Verdeutlichung einer Gasentlüftungseinrichtung gemäß einer ersten bevorzugten Ausbildungsform nach der Erfindung, die bei der Spritzgießvorrichtung zur Anwendung kommt,

Fig. 6(b) eine schematische Ansicht zur Verdeutlichung einer elektronischen Schaltung, die bei der Erfindung verwendet wird,

Fig. 7 eine Querschnittsansicht eines Detektions­ elements gemäß der Erfindung,

Fig. 8 eine Querschnittsansicht zur Verdeutlichung eines Detektionselements, das in abgewandel­ ter Form abgebildet ist,

Fig. 9 ein Diagramm zur Verdeutlichung der Wirkung der eingespritzten Metallschmelze in dem Gasentlüftungskanal, und

Fig. 10 ein Diagramm zur Verdeutlichung der Betäti­ gungszeiten der Gasentlüftungs-Steuerventile.

Nachstehend werden grundlegende Einzelheiten der Spritz­ gießvorrichtung anhand der Fig. 1 und 2 näher erläutert, die zur Erläuterung der Erfindung als Grundlage dienen. Diese grundlegenden Einzelheiten sind im allgemeinen in der japanischen Gebrauchsmusteranmeldung (Kokai) No. 61-1 95 853 angegeben.

Eine Metallform 1 umfaßt eine ortsfeste Formhälfte 2 und eine bewegliche Formhälfte 3. Trennflächen 4 der Form­ hälften 2 und 3 weisen einen Formhohlraum 5 und einen Gasentlüftungskanal 6 auf, der in Fluidverbindung mit dem Hohlraum 5 steht. Der Gasentlüftungskanal 6 hat einen relativ großen Innendurchmesser. Ein Eingußkanal 7 ist auf der stromabwärtigen Seite des Formhohlraums 5 vorge­ sehen, und der Gasentlüftungskanal 6 ist an der strom­ abwärtigen Seite hiervon ausgebildet. Das distale Ende des Gasentlüftungskanales ist zur Umgebung hin offen. Alternativ kann das distale Ende mit einer Vakuumsaug­ einrichtung 8 verbunden sein, wie dies in der Zeichnung schematisch verdeutlicht ist, um das Gas in dem Form­ hohlraum 5 mittels einer Fördereinrichtung in Richtung zur Außenseite der Metallform 1 abzuleiten. Die Vakuum­ saugeinrichtung 8 umfaßt ein elektromagnetisches Um­ schaltventil 8 a, einen Behälter 8 b, eine Vakuumpumpe 8 c und einen Motor 8 d.

Am stromabwärtigen Endabschnitt des Gasentlüftungskanals 6 ist ein kegelförmiges Gasentlüftungs-Steuerventil 9 zum selektiven Öffnen des Gasentlüftungskanales 6 vor­ gesehen, um auf diese Weise zu ermöglichen, daß Gas hierüber ausgeleitet werden kann. Ferner ist ein Detek­ tionselement 10 am Gasentlüftungskanal 6 und auf der stromaufwärtigen Seite des Steuerventils 9 angeordnet. Das Detektionselement 10 erfaßt das Schmelzenmaterial, wie eine elektrisch leitende Metallschmelze. Nähere Einzelheiten des Detektionselements 10 werden nach­ stehend unter Bezugnahme auf Fig. 5 näher erläutert. Wenn das Schmelzenmaterial in Kontakt mit dem Detektions­ element 10 gebracht wird, umfaßt das Detektionselement 10 das Schmelzenmaterial und gibt ein Detektionssignal an eine elektrische Steuereinrichtung (nicht gezeigt) ab, und die elektrische Steuereinrichtung gibt ein Befehlssignal an eine Ventilantriebseinrichtung. Das Gasentlüftungs-Steuerventil 9 wird in Abhängigkeit von dem Arbeiten der Ventilantriebseinrichtung bewegt.

Die Ventilantriebseinrichtung 12, die in Fig. 1 gezeigt ist, umfaßt einen Ventilantriebszylinder 12 d, einen Kolben 12 f, der einteilig mit einem Ventilkopf 9 a des Gasentlüftungs-Steuerventils 9 verbunden und gleitbe­ weglich im Ventilantriebszylinder 12 d angeordnet ist, ein elektromagnetisches Umschaltventil 12 a und einen Kompressor 12 b. Der Kolben 12 f unterteilt den Antriebs­ zylinder 12 d in eine vordere Kammer 12 g und eine hintere Kammer 12 i. Das Umschaltventil 12 a nimmt die erste und zweite Position ein. In der ersten Position wird der Pneumatikdruck an die vordere Kammer 12 g durch die pneumatische Antriebseinrichtung 12 b angelegt, um den Kolben 12 f in Richtung der hinteren Kammer 12 i zu be­ wegen, so daß das Ventil 9 einen konischen bzw. kegel­ förmigen Ventilsitz 12 j schließt. In der zweiten Posi­ tion des Umschaltventils 12 a (Fig. 1 zeigt die zweite Position des Umschaltventiles 12 a) wirkt der Pneumatik­ druck auf die hintere Kammer 12 i ein, um den Kolben 12 f in Richtung der vorderen Kammer 12 g zu drücken, so daß der Ventilkopf 9 a von dem Ventilsitz 12 j wegbewegt wird, und Gas somit durchgehen kann. Alternativ kann gemäß einer Ausführungsvariante nach Fig. 4 die Ventilan­ triebseinrichtung 12′ ein magnetisches Element 12 k um­ fassen, das einteilig mit dem Ventilkopf 9 a′ verbunden ist, ein elektromagnetisches Element 12 m und eine Spiral­ feder 12 n. Bei der abgewandelten Ausführungsform wird bei der Erregung des Elektromagneten 12 m das magnetische Element 12 k entgegen der Vorbelastungskraft der Spiral­ feder 12 n angezogen, um den Ventilkopf 9 a′ auf den Ventil­ sitz 12 j zu legen. Bei der Entregung des Elektromagneten 12 m bewegt sich der Ventilkopf 9 a′ von dem Ventilsitz 12 j weg, auf das die Vorbelastungskraft der Feder 12 n wirkt, hierdurch das Ventil 9 zu öffnen. Wenn in den Fig. 1 und 4 der Ventilkopf 9 a oder 9 a′ nach links bewegt wird, hat der Ventilkopf einen Abstand von dem Ventilsitz 12 j, und wenn der Ventilkopf nach rechts bewegt wird, wird der Ventilkopf in Sitzkontakt mit dem Ventilsitz 12 j gebracht.

Wenn bei dieser Gasentlüftungseinrichtung das Schmelzen­ material das Gasentlüftungs-Steuerventil 9 erreicht und von diesem abgegeben wird, bevor das Schließen des Gasentlüftungs-Steuerventils 9 in Abhängigkeit von der Detektion des Schmelzenmaterials durch das Detektions­ element 10 vollständig geschlossen ist, wäre es unmög­ lich, anschließend einen Einspritzvorgang auszuführen. Daher ist es erforderlich, das Schmelzenmaterial so beim Erreichen des Gasentlüftungs-Steuerventils 9 zu verzögern, daß das Entlüftungs-Steuerventil 9 geschlos­ sen wird, bevor das Schmelzenmaterial das Ventil 9 er­ reicht. Daher muß nach dem Detektieren des Schmelzen­ materials durch das Detektionselement 10 ausreichend Zeit vorhanden sein, was durch die Verzögerung des Schmelzenmaterials beim Erreichen des Ventils 9 erzielt wird. Bei der zuvor beschriebenen Auslegungsform hat daher der Gasentlüftungskanal 6 die Form eines gitter­ artigen Musters 6 a, welches eine Mehrzahl von ver­ setzten Vorsprüngen 6 b hat, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Alternativ kann der Gasentlüftungskanal 6 in Form eines mäanderförmigen Musters 6 c ausgelegt sein, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist.

Nunmehr soll das Detektionselement nach Fig. 5 erläutert werden. Ein Paar Stifte 10 a und 10 b, die aus elektrisch leitendem Material ausgebildet sind, sind in einem glei­ tenden Abstand nebeneinanderliegend angeordnet und sie sind mittels eines nicht-elektrisch leitenden Halters 10 e über Isolationselemente 10 c und 10 d gehalten. Die Iso­ lierelemente 10 c und 10 d sind aus wärmebeständigem und korrosionsbeständigem Material, wie Keramikmaterialien, ausgebildet, so daß das Isolierelement in Kontakt mit dem Schmelzenmaterial ist, das eine hohe Temperatur hat. Der Halter 10 e ist in einem ausgenommenen Abstand 2 a der ortsfesten Formhälfte 2 eingesetzt. Die Spitzenend­ abschnitte der Stifte 10 a und 10 b liegen zum Gasent­ lüftungskanal 6 frei und die Spitzenendabschnitte weisen im wesentlichen senkrecht zu einer Strömungsrichtung des Schmelzenmaterials. Die anderen Endabschnitte der Stifte sind mit Leitungsdrähten 10 f und 10 g verbunden, die mit der elektrischen Steuereinrichtung verbunden sind.

Wiederum bezugnehmend auf Fig. 1 ist die ortsfeste Form­ hälfte 2 mit der Gießbuchse 13 festgelegt, die mit einer Gießöffnung 14 a versehen ist. Die Gießbuchse 14 steht in Verbindung mit einem Schmelzenhauptkanal 13, der durch den Eingußkanal 7 von dem Formhohlraum 5 getrennt ist. Ein Spritzzylinder 15 ist mit einem Spritzkolben 16 versehen, der aus dem Zylinder ausfahrbar und in den Zylinder 15 einfahrbar ist. Der Kolben 16 ist einteilig mit einer Anschlageinrichtung 17 versehen, die gegen einen Grenzschalter 18 und einen Hochgeschwindigkeits- Grenzschalter 19 während der Ausfahrhübe des Kolbens 16 zur Anlage kommen kann. Der Grenzschalter 18 ist elektrisch mit dem elektromagnetischen Umschaltventil 8 a verbunden, und der Grenzschalter 19 ist elektrisch mit dem Spritz­ zylinder 15 verbunden. Das Schmelzenmaterial, das in die Gießbuchse 14 über die Gießöffnung 14 a eingeleitet wird, wird in den Formhohlraum 5 über den Hauptkanal 13 und den Eingußkanal 7 durch das Ausfahren des Kolbens 16 eingebracht. Nachdem der Kolben 16 derart ausgefahren ist, daß die Gießöffnung 14 a geschlossen ist, liegt die An­ schlageinrichtung 17 gegen den Grenzschalter 18 an, so daß das elektromagnetische Umschaltventil 8 a betätigt wird. Folglich wird Gas im Formhohlraum und in der Gießbuchse 14 durch die Pumpe 8 c angesaugt und über das Ventil 9 ausgeleitet.

Wenn die Anschlageinrichtung 17 gegen den Grenzschalter 19 anliegt, erzeugt der Grenzschalter 19 ein Befehls­ signal und gibt dieses an eine Treibereinheit (nicht gezeigt) um den Kolben 16 mit einer hohen Ausfahrge­ schwindigkeit zu betreiben, so daß man ein Hochgeschwin­ digkeits-Gießen vornehmen kann.

Wenn beim Arbeiten der Ventilkopf 9 a des Gasentlüftungs- Steuerventils 9 einen Abstand von dem Ventilsitz 12 j hat, wird das Schmelzenmaterial die Gießbuchse 14 über die Gießöffnung 14 a eingegossen, und der Gießzylinder 15 bewegt den Kolben 16 in Richtung der Buchse 14 und der Kolben 16 schließt die Gießöffnung 14 a. Anschließend wird das elektromagnetische Umschaltventil 8 a bei der Anlage der Anschlageinrichtung 17 an dem Grenzschalter 18 betätigt. Somit wird die Vakuumpumpe 8 c mit dem distalen Ende des Gasentlüftungskanales 6 verbunden, um Gas im Formhohlraum 5 und der Buchse 14 aus der Metall­ form 1 auszuleiten. In dieser Folge wird das Ventil 19 offengehalten.

Wenn der Kolben 16 weiter ausgefahren wird, um das Schmelzenmaterial vollständig in den Formhohlraum 5 ein­ zufüllen, kann das Schmelzenmaterial in den Gasent­ lüftungskanal 16 strömen und in Kontakt mit dem Detek­ tionselement 10 kommen. Während einer Kontaktierung ist ein geschlossener elektrischer Schaltkreis vorhanden, da das Schmelzenmaterial ein elektrisch leitendes Mate­ rial ist, und das Element 10 ein Detektionssignal lie­ fert. Somit wird das elektromagnetische Umschaltventil 12 a betätigt oder es wird in eine erste Position durch das Detektionssignal über die elektrische Steuerein­ richtung (in Fig. 1 nicht gezeigt) bewegt. Durch den Umschaltvorgang des Ventils 12 a wird die vordere Kammer 12 g des Ventilantriebszylinders 12 d mit dem Kompressor 12 b verbunden, so daß der Pneumatikdruck an der vorderen Kammer 12 g anliegt. Als Folge hiervon wird der Kolben 12 f in Richtung der hinteren Kammer 12 i gedrückt, und der Ventilkopf 9 a sitzt auf dem Ventilsitz 12 j zum Schließen des Ventils 9. Auf diese Weise kann das Aus­ treten des Schmelzenmaterials aus der Metallform 1 ver­ hindert werden. Da in diesem Fall das kegelförmige Ventil 9 auf dem kegelförmigen Ventilsitz 12 j aufsitzt, ist ein enger Kontakt zwischen diesen erzielbar, um hierdurch weiterhin sicherzustellen, daß Schmelzen­ material austritt. Nach dem Spritzgießen wird die be­ wegliche Formhälfte 3 von der ortsfesten Formhälfte 2 getrennt, um das Gußerzeugnis zu entnehmen. Bei dieser Erzeugnisentnahme können auch Grate von dem Gasentlüf­ tungskanal zusammen mit dem Gußerzeugnis entfernt werden. Bei der Gratentfernung wird die elektrische Steuerein­ richtung betätigt, um das elektromagnetische Umschalt­ ventil 12 a in die zweite Position nach Fig. 1 zu bringen. Als Folge hiervon liegt der pneumatische Druck an der hinteren Kammer 12 i an, um den Kolben 12 f in Richtung der vorderen Kammer 12 g zu bewegen, wodurch der Ventilkopf 9 a von dem Ventilsitz 12 j wegbewegt wird. Dies ist die Rücksetzposition des Gasentlüftungs- Steuerventils 9.

Wird bei der abgewandelten Ausführungsform nach Fig. 4 das Detektionselement 10 das Schmelzenmaterial detek­ tiert, wird die elektrische Steuereinrichtung betätigt, um einen elektrischen Strom dem elektromagnetischen Element 12 m zu dessen Erregung zuzuführen. Somit wird das magnetische Element 12 k angezogen, um den Ventil­ kopf 9 a′ in Richtung des Ventilsitzes 12 j zu bewegen und das Ventil entgegen der Vorbelastungskraft durch die Spiralfeder 12 m zu schließen. Wenn ferner das Guß­ erzeugnis entnommen und die Grate gleichzeitig von dem Detektionselement 10 entfernt werden, wird die elektri­ sche Steuereinrichtung betätigt, um zu verhindern, daß elektrischer Strom in das elektromagnetische Element 12 m eingeleitet wird. Daher wird der Ventilkopf 9 a′ von dem Ventilsitz 12 j durch die Vorbelastungskraft der Spiralfeder 12 n wegbewegt. Als Folge hiervon wird das Ventil 9′ geöffnet, so daß Gas durchgehen kann.

Eine Gasentlüftungseinrichtung nach der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 6(a) erläutert, bei der gleiche oder ähnliche Teile wie bei der voran­ gehend erläuterten Ausführungsform mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind.

Bei der Erfindung ergibt sich ein schnelleres Schließen des Gasentlüftungs-Steuerventils 9 in Abhängigkeit von der Detektion der Metallschmelze durch das Detektions­ element 6, so daß beim Einspritzen der Metallschmelze mit höheren Geschwindigkeiten gearbeitet werden kann und eine größere Gasmenge bei der Entlüftung abgeführt wer­ den kann, um die Bildung von Poren in dem Gußerzeugnis vollständig zu verhindern.

Bei der bevorzugten Ausbildungsform nach der Erfindung ist hierzu eine elektronische Schaltung 11 zwischen dem Detektionselement 10 und dem elektromagnetischen Ventil 12 a der Ventilantriebseinrichtung 12 (12′ bei der vor­ liegenden Erfindung) vorgesehen. Die elektronische Schaltung 12 liefert ein Ausgangssignal unmittelbar bei der Detektion des Einspritzmaterials, so daß das Detektionselement, um hierdurch weiterhin ein momentanes Inbetriebnehmen der Ventilantriebseinrichtung sicher­ zustellen.

Das Vorsehen der elektronischen Schaltung 11 in der Gas­ entlüftungseinrichtung ermöglicht ein schnelleres Schlie­ ßen des Ventils. Beim Spritzgießen mit niedriger Ge­ schwindigkeit beläuft sich die Geschwindigkeit des Kolbens 16 typischerweise auf etwa 0,2 bis 0,4 m/s, und bei einem Hochgeschwindigkeits-Spritzgießen beläuft sich die Geschwindigkeit des Kolbens 16 typischerweise auf etwa 0,8 bis 2,0 m/s. Da während des Hochgeschwindig­ keits-Spritzgießens die Querschnittsfläche am Einguß­ kanalbereich 7 reduziert ist, kann die Metallschmelzen­ geschwindigkeit hoch werden, und sich möglicherweise beispielsweise auf etwa 30 bis 50 m/s belaufen, wobei möglicherweise eine turbulente Strömung der Metall­ schmelze sich ergibt.

Da beim Spritzgießen ein Unterdruck im Gasentlüftungs­ kanal 6 anliegt und bei der Erfindung eine zwangsweise Evakuierung mit Hilfe des Gasentlüftungskanales vor­ genommen wird, kann daher der innere Durchmesser des Gasentlüftungskanales 6 erweitert werden, so daß man vollständig die Bildung von Poren im Gußerzeugnis ver­ hindern kann. Die Metallschmelze wird weiter nach oben in Richtung des Gasentlüftungs-Steuerventils 9 gedrückt. Als Folge hiervon kann die Metallschmelze vertikal mit einer hohen Geschwindigkeit oszillieren, wie dies in dem Diagramm in Fig. 9 gezeigt ist, und ferner können größere Metallschmelzenmengen in dem Gasentlüftungs­ kanal 6 eintreten.

Der Gasentlüftungskanal 6, der einen großen Durchmesser hat, ermöglicht, daß Gas leicht durchgehen kann, so daß man ein vollständiges Ausleiten des Gases erreichen kann, um hierdurch porenfreie Erzeugnisse zu erhalten. Ein solcher durchmessergroßer Kanal 6 bringt eine Pro­ blematik bezüglich der Veränderung des Austretens der Metallschmelze über das Gasentlüftungs-Steuerventil 9 mit sich. Infolge des großen Innenvolumens des Gasent­ lüftungskanals herrscht darin ein starker Unterdruck, so daß die Metallschmelze hierdurch in Richtung zu dem Gasentlüftungs-Steuerventil 9 gedrückt wird, und größere Metallschmelzenmengen können in nachteiliger Weise in den Kanal 6 eintreten. Nebenbei bemerkt, bringt der durchmessergroße Kanal 6 einen weiteren Vorteil mit sich, der darin zu sehen ist, daß, selbst wenn das distale Ende des Gasentlüftungskanales 6 nicht mit der Vakuum­ saugeinrichtung 8 sondern mit der Umgebung verbunden ist, das Gas im Formhohlraum 5 und der Gießbuchse 14 mit Hilfe des großen Innendurchmessers des Gasentlüftungs­ kanals 6 ausgebracht werden kann.

Bei der Erfindung geht die Metallschmelze durch den Hohlraum 5, erreicht den Gasentlüftungskanal 6 und stellt einen Kontakt mit der Detektionseinrichtung 10 her. Da das Schmelzenmaterial turbulent strömen kann, kann es pulsierend die Detektionseinrichtung mehrmals innerhalb einer extrem kurzen Zeitperiode kontaktieren, wie dies sich aus Fig. 9 ergibt. In diesem Fall kann das Vor­ sehen einer Relaisschaltung zwischen einer Detektions­ einrichtung und einer Ventilantriebseinrichtung wie jene, die bei der üblichen Einrichtung vorgesehen sein kann, nicht mehr geeignet sein, das Schließen des Ventiles zu bewerkstelligen, bis man eine dauerhafte Detektion hat, wie dies z.B. mit der Bezugsziffer "10" in dem Diagramm angegeben ist. Diese Verzögerung kann etwa 14,5 Mikro­ sekunden sein. Dies kann dazu führen, daß die Metall­ schmelze aus der Spritzgießvorrichtung über die Gasent­ lüftung ausströmt, da die Metallschmelze mit hoher Geschwindigkeit pulsierend bewegt wird. Andererseits ist bei der vorliegenden Erfindung anstelle einer Relais­ schaltung eine elektronische Schaltung 11 vorgesehen. Das elektromagnetische Ventil kann daher auch unmittel­ bar durch die Anfangsdetektion "1" (Kantendetektion) im Diagramm in Betrieb gesetzt werden, so daß bei dem Schließen des Ventils keine Verzögerung auftritt.

Die elektronische Schaltung 11 nach der Erfindung weist eine Einrichtung zur Bereitstellung eines Ausgangs­ signals unmittelbar bei der Detektion des Spritzmate­ rials durch das Detektionselement 10, um die Ventil­ antriebseinrichtung 12 zu betätigen, welche das Aus­ gangssignal aufrechterhält, um die Betätigung der Ventilantriebseinrichtung 12 aktiviert zu halten. Eine solche Einrichtung zur Bereitstellung des Ausgangs­ signales und zum Aufrechterhalten des Ausgangssignales kann eine Flip-Flop-Schaltung sein, die hier nachstehend beschrieben wird (ein Multivibrator, bei dem einer der beiden aktiven Einrichtungen leitend gleiten kann und die andere nicht-gleitend ist, bis ein externer Impuls anliegt. Ferner sind derartige Einrichtungen auch be­ kannt als ein bistabiler Multivibrator, eine Eccles- Jordan-Schaltung, ein Eccles-Jordan-Multivibrator und eine Triggerschaltung). Ferner gibt es auch einen mono­ stabilen Multivibrator oder ein IC-Zeitglied.

Bei der bevorzugten Ausbildungsform nach der Erfindung wird eine Flip-Flop-Schaltung als ein Beispiel hierfür verwendet und nachstehend beschrieben. Die elektronische Schaltung 11 wird unmittelbar bei der Detektion des Schmelzenmaterials durch das Detektionselement 10 aktiviert. Die elektronische Schaltung 11 weist eine Filterschaltung oder eine Wellenform-Formungsschaltung 11 a und eine Flip-Flop-Schaltung 11 b auf, welche die vorauslaufende Kante des Detektionssignales erfaßt, das von dem Detektionselement 10 abgegeben wird und ein Ausgangsantriebssignal erzeugt, das an dem elektro­ magnetischen Ventil 12 a der Ventilantriebs­ einrichtung 12′ zugeleitet wird.

Die Flip-Flop-Schaltung 11 b ist am besten aus Fig. 6(b) zu ersehen und sie ist auch mit einer elektrischen Steuereinheit U zur Aufnahme eines Signales 11 c und eines Signales 11 d hiervon verbunden. Das Signal 11 c stellt den Beginn des Startens des Eingießens des Schmelzenmaterials in die Gießbuchse 14 dar, und das Signal 11 d ist ein Rücksetzsignal und wird erzeugt, nachdem der Grat von dem Detektionselement 10 entfernt ist, um einen Umschaltvorgang des elektromagnetischen Ventils 12 a zu bewirken. In der elektronischen Steuer­ einheit U ist beispielsweise ein Zeitgeber T vorgesehen, der mit einem Taktgeber (CL)-Anschluß der Flip-Flop- Schaltung 11 b verbunden ist. Der Zeitgeber wird in Abhängigkeit von dem Detektionssignal von dem Detek­ tionselement 10 aktiviert und erzeugt ein Ausgangssig­ nal 11 d für den Taktgeberanschluß der Flip-Flop- Schaltung 11 b nach Verstreichen einer vorbestimmten Zeitperiode, so daß die Abgabe des Ausgangssignals von der Flip-Flop-Schaltung 11 b zum elektromagnetischen Ventil 12 a behindert wird. Als Folge hiervon wird das Gasentlüftungs-Steuerventil 9 geöffnet. Das Signal 11 c wird bei der Betätigung des Grenzschalters 18 erzeugt, so daß man ein Bereitschaftssignal und ein Freigabe­ signal an der Flip-Flop-Schaltung 11 b erhält. Die Flip- Flop-Schaltung 11 b hält den Detektionszustand für die Feststellung des Schmelzenmaterials bei einer momen­ tanen Detektion durch das Detektionselement 10 aufrecht, um den Betriebszustand des elektromagnetischen Ventils 12 a sicherzustellen.

Die Ventilantriebseinrichtung 12 ist so ausgelegt, daß sie als ein Gasentlüftungs-Steuerventil 9 arbeitet und sie wird bei Erhalt des Ausgangsantriebssignales von der elektronischen Schaltung 11 aktiviert. Die Ventil­ antriebseinrichtung 12′ umfaßt das elektromagnetische Ventil 12 a, einen Kompressor 12 b, einen Ventilantriebs­ zylinder 12 d′, einen Kolben 12 f′ ähnlich wie bei der Grundkonstruktion nach Fig. 1. Ferner enthält bei die­ ser bevorzugten Ausbildungsform die Ventilantriebsein­ richtung auch ein Drucksteuerventil 12 c und eine zuge­ ordnete Druckleitung 12 e. Der Kolben 12 f′ begrenzt eine Zwischenkammer 12 h zusätzlich zu der vorderen und hinte­ ren Kammer 12 g′ und 12 i′. Die Zwischenkammer 12 h ist in Fluidverbindung mit dem Drucksteuerventil 12 e. Wenn der Kompressor 12 b mit der Zwischenkammer 12 h über das Drucksteuerventil 12 e verbunden ist, verhindert der pneumatische Druck in der Zwischenkammer 12 h, daß das Gasentlüftungs-Steuerventil 9 in Richtung zu einem Ventilsitz 12 j bewegt wird. In anderen Worten ausge­ drückt, bedeutet dies, daß die Zwischenkammer 12 h so ausgelegt ist, daß verhindert wird, daß das Ventil 9 in einem frühen Stadium schließt, und das Drucksteuer­ ventil 12 e dient dazu, eine gesteuerte Druckgröße in der Kammer 12 h zum Steuern der Rückstoßkraft entgegen des Schließens des Ventils 9 bereitzustellen.

Die Flip-Flop-Schaltung 11 b ist mit dem elektromagneti­ schen Ventil 12 a für den Umschaltvorgang verbunden, so daß der Pneumatikdruck von dem Kompressor 12 b auch in der vorderen Kammer 12 g′ gleichzeitig mit der Ausleitung des Pneumatikdrucks von der Zwischenkammer 12 h vorhanden sein kann. Diese Umschaltposition des Ventils 12 a wird als eine erste Position bezeichnet. Wenn das Ventil 12 h so verstellt wird, daß eine Fluidverbindung zwischen dem Kompressor 12 b und der Zwischenkammer 12 h vorhanden ist, wird diese Ventilposition als eine zweite Position (gezeigt in Fig. 6) bezeichnet.

In Fig. 6 ist der Zustand vor dem Vergießen des Schmel­ zenmaterials in die Gießbuchse 14 durch die Gießöffnung 14 a gezeigt. Ausgehend von diesem Zustand wird das Schmelzenmaterial in die Buchse 14 gegossen, und der Kolben bewegt sich nach vorne, um das Schmelzenmaterial in Richtung zum Formhohlraum 5 zu drücken. Zu diesem Zeitpunkt erhält die elektronische Steuereinheit U das Signal, das den Beginn des Eingießens angibt, und das Signal zu der elektronischen Schaltung 11 als Ausgangs­ signal 11 c abgegeben. Dieses Signal 11 c dient dazu, daß die Flip-Flop-Schaltung 11 b in einem Bereitschaftszustand oder einem Freigabezustand ist, so daß sie unmittelbar aktiviert werden kann, wenn diese in einem anschließen­ den Ausgabevorgang erforderlich ist, um ein Signal an das elektromagnetische Ventil 12 a abzugeben. Dieses Startsignal kann auch beim Einspritzen des Schmelzen­ materials in den Formhohlraum abgegeben werden. Die Anschlageinrichtung 17 stößt gegen den Grenzschalter 18 und stößt dann gegen den Hochgeschwindigkeits-Grenz­ schalter 19 auf dieselbe wie zuvor beschriebene Weise. Wenn ein Teil des eingespritzten Gießmaterials durch den Gasentlüftungskanal 6 verspritzt wird und ein Kontakt mit dem Detektionselement 10 während des Materialein­ spritzvorganges in dem Formhohlraum 5 hergestellt wird, oder wenn das Schmelzenmaterial pulsierend durch den Kanal 6 weiterbefördert wird, wie dies in Fig. 9 ge­ zeigt ist und in Kontakt mit dem Detektionselement 10 nach dem vollständigen oder unvollständigen Befüllen des Hohlraums 5 mit Material kommt, kann die elektroni­ sche Schaltung 11 schnell aktiviert werden, so daß das elektromagnetische Ventil 12 a von einer zweiten Posi­ tion zu einer ersten Position bewegt wird, um hierbei das Entlüftungs-Steuerventil 9 zu schließen. In der ersten Position liegt der Pneumatikdruck von dem Kompres­ sor 12 b an der vorderen Kammer 12 g′ an, und der Pneuma­ tikdruck, der in der Zwischenkammer 12 h eingeschlossen ist, wird hiervon ausgegeben. Somit sitzt das Entlüf­ tungs-Steuerventil 9 auf dem Ventilsitz 12 j auf und der Ventilschließvorgang ist beendet.

Nach dem Spritzgießen und nach Verstreichen einer Ab­ schreckzeit für das gegossene Erzeugnis wird die be­ wegliche Formhälfte 3 von der ortsfesten Formhälfte 2 in Abhängigkeit von einem Signal gedrängt, das von der elektrischen Steuereinrichtung U kommt, und der Grat wird gleichzeitig mit der Entnahme des gegossenen Erzeugnisses entfernt. Nach dieser Gratentfernung gibt die Steuer­ einheit U (Zeitgeber T) ein Rücksetzsignal 11 d an die elektronische Schaltung 11 ab. Nach Erhalt des Rück­ setzsignales verschiebt sich das elektromagnetische Ventil 12 a in die zweite Position, in der der Pneumatik­ druck an der Zwischenkammer 12 h anliegt und der Druck in der vorderen Kammer 12 g′ entlastet wird. Als Folge hier­ von wird das Gasentlüftungs-Steuerventil 9 geöffnet und nimmt eine Bereitschaftsposition für den nächsten Spritz­ gießvorgang ein.

Fig. 10 verdeutlicht Vergleichsdaten zur Verdeutlichung der Betätigungszeit der Gasentlüftungs-Steuerventile bei üblichen Einrichtungen und bei der vorliegenden Erfindung. Ein Aluminiumschmelzen-Detektionssignal ist in der Spalte (I) gezeigt, und die Gasentlüftungsbetätigungszeiten sind in den Spalten (II) bis (IV) gezeigt. Die Spalte (II) bezieht sich auf die Einrichtung gemäß der DD-PS 1 46 152, wobei sich ersehen läßt, daß eine große Zeitverzögerung bei der Betätigung des Gasentlüftungsventiles auftritt, da hierbei eine Relaisschaltung vorgesehen ist, welche die Betätigungszeit des Magneten verzögert, der zur Be­ wegung des Gasentlüftungsventiles vorgesehen ist. Die Spalte (III) bezieht sich auf eine Vorrichtung, die man bei einer Kombination aus der DD-PS 1 46 152 und der offengelegten japanischen Patentanmeldung (Kokai) No. 60-49 852 erhält. Bei der Kombination ist eine Relais­ schaltung vorgesehen, und es wird ein elektromagneti­ sches Ventil mit einem Magneten verwendet, um den Pneumatikdruck in einen Gasentlüftungs-Ventilzylinder einzuleiten. Wie sich aus dem Diagramm ergibt, beginnt der Pneumatikdruckanstieg mit relativer Zeitverzögerung infolge der vorhandenen Relaisschaltung, und daher wird das Gasentlüftungsventil ebenfalls mit Zeitverzögerung geschlossen. Ein vollständiges Schließen des Ventils wird etwa bei 36 bis 41 Mikrosekunden nach der Detektion der Metallschmelze erreicht. Andererseits bezieht sich die Spalte (IV) auf die vorliegende Erfindung, bei der das Gasentlüftungsventil etwa 11 bis 16 Mikrosekunden nach der Detektion der Metallschmelze geschlossen ist, das auf das Vorsehen der elektronischen Schaltung 11 zurück­ zuführen ist.

Fig. 7 und 8 zeigen Einzelheiten der Detektionsele­ mente 10′ und 10′′, die bei der Erfindung Verwendung finden. Bei dem Detektionselement 10, das in Fig. 5 gezeigt ist, wird ein keramisches Material als ein Material des Isolierelements 10 c verwendet. Wenn Alu­ minium als Schmelzenmaterial vorhanden ist, kann der Keramikisolator durch den Temperaturschock infolge des direkten Kontakts mit dem schmelzflüssigen Aluminium brechen, so daß dessen Haltbarkeit in Frage gestellt ist. Beim Brechen des Isolierelements ist immer eine geschlossene elektrische Schaltung mit dem Detektions­ element vorhanden, so daß die Gasentlüftungseinrichtung nicht mehr betrieben werden kann. Bei den Ausbildungs­ formen nach den Fig. 7 und 8 ist oder sind ein Stift oder Stifte vollständig mit dem Isoliermaterial abge­ sehen von dem Spitzenendabschnitt bedeckt, welcher zum Schmelzenmaterial freiliegt, und der so isolierte Stift ist in der Metallform mittels einer Schrumpfpassung eingesetzt. Daher ist oder sind der Stift(e) elektrisch von der Metallform isoliert.

In Fig. 7 sind zwei elektrisch leitende Stifte 10 a und 10 b mit einer Isolierung 10 c′ abgesehen von den Spitzen­ endabschnitten 10 h und 10 i versehen. Die freiliegenden Endabschnitte 10 h und 10 i ragen in den Gasentlüftungs­ kanal 6 und liegen in diesem frei. Ähnlich wie das Detektionselement nach Fig. 5 haben die beiden Stifte einen Abstand voneinander und verlaufen in einer Rich­ tung etwa senkrecht zu der Strömungsrichtung des Schmelzenmaterials. Ferner sind die Stifte in der orts­ festen Formhälfte 2 mittels Schrumpfpassung sicher festgelegt, um den Spalt zwischen dem Isolator 10 c′ und der Formhälfte 2 möglichst klein zu halten, und um zu verhindern, daß der Isolator 10 c′ sich von den Stif­ ten ablöst. Diese Stifte 10 a und 10 b sind an der Form­ hälfte 2 über einen nicht elektrisch leitenden Halter 10 e angebracht. Alternativ ist ein ringförmiger Isola­ tionsraum zwischen den Stiften der Formhälfte 2 vorge­ sehen. Der Isolator 10 c′ kann durch Aufsprühen von Keramikmaterial, wie Al₂O₃, SiC, BN, Si₃N₄, usw. ge­ bildet werden. Alternativ kann das Material durch CVD (chemisches Aufdampfen) oder durch PVD (physikalisches Aufdampfen) aufgebracht werden. Auf andere Weise können die Stifte schließlich der Spitzenendabschnitte einer Oxidationsbehandlung unterzogen werden, um Oxidfilme auf den Umfangsflächen zu halten.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausbildungsform nach Fig. 8 ist nur ein einziger Stift 10 a′′ vorgesehen. Das planare vordere Ende bzw. freie Ende des Stifts 10 a′′ schließt bündig mit der Fläche der Formhälfte 2 ab, und ein Isolator 10 c′′ ist auf dem Stift 10 a′′ abgesehen von dem planaren Endabschnitt 10 h′ vorgesehen. Der Stift 10 a′′ ist in die Formhälfte 2 mittels Schrumpfpassung eingesetzt. Ein elektrisch geschlossener Kreis ist zwi­ schen dem planaren Endabschnitt 10 h′ und inneren Umfangs­ flächen 6 a und 6 b des Gasentlüftungskanals 6 vorgesehen. Selbstverständlich ist die Verbindungsleitung 10 g′ elektrisch mit einer der Umfangsflächen 6 a und 6 b des Kanals 6 verbunden.

Bei diesen in den Fig. 7 und 8 gezeigten Auslegungen liegt nur ein verminderter Bereich des Isolators gegen­ über dem Schmelzenmaterial frei und der freigelegte elektrisch leitende Stift oder die freigelegten elek­ trisch leitenden Stifte ist oder sind im wesentlichen freiliegend. Daher ist der Isolator keiner Beschädigung durch Wärme ausgesetzt, so daß die Zuverlässigkeit und die Haltbarkeit des Detektionselements verbessert werden.

Aus den vorstehenden Ausführungen ergibt sich, daß bei der Gasentlüftungseinrichtung und dem Gasentlüftungs­ verfahren bei der Spritzgießvorrichtung nach der Er­ findung Gas abgegeben und das Gasentlüftungs-Steuer­ ventil mit geeigneter zeitlicher Steuerung geschlossen wird. Daher ist eine ausreichende Entgasung erzielbar und die Materialschmelze wird daran gehindert, daß sie aus dem Gasentlüftungs-Steuerventil austritt, so daß Gußerzeugnisse ohne Porenbildung erhalten werden können. In anderen Worten ausgedrückt, ist bei der vorliegenden Erfindung der Gasentlüftungskanal solange wie möglich vollständig offen, um das Gas zur Vermeidung der Bildung von Poren im Gußerzeugnis ausleiten zu können und den­ noch wird verhindert, daß das Schmelzenmaterial auf Grund eines momentanen Schließens des Ventils bei der Detek­ tion des Schmelzenmaterials oder des Detektionselementes 10 austreten kann. Darüber hinaus ist ein unerwünschtes Austreten des Schmelzenmaterials mit Hilfe einer ein­ fachen mechanischen Auslegung, wie eines zusätzlichen Auslaßkanals, vermeidbar. Die elektrische Detektion des Schmelzenmaterials und die elektronische Betätigung der Ventilantriebseinrichtung ermöglichen ein stabiles und genaues Öffnen und Schließen des Gasentlüftungs-Steuer­ ventils. Daher ist die vorliegende Erfindung beim Hoch­ geschwindigkeits-Gießen sowie beim Niedriggeschwindigkeits- Gießen anwendbar, wobei die Bildung von Poren in den ge­ gossenen Erzeugnissen oder Gußerzeugnissen verhindert wird.

Claims (10)

1. Gasentlüftungseinrichtung bei einer Spritzgießvor­ richtung, welche eine Gießbuchse und Formhälften aufweist, zwischen denen ein Formhohlraum gebildet wird, wobei ein Spritzmaterial durch die Gießbuchse eingeleitet und in dem Formhohlraum in entsprechender Weise geformt wird, bei der die Formhälften mit einem Gasentlüftungskanal ver­ sehen sind, der in Fluidverbindung mit dem Formhohlraum steht und auf der stromabwärtigen Seite bezüglich diesem angeordnet ist, mit einem Gasentlüftungs-Steuerventil, das an einem stromabwärtigen Endabschnitt des Gasent­ lüftungskanales angeordnet ist, einem Detektionselement, das in dem Gasentlüftungskanal zur Erzeugung eines Signa­ les angeordnet ist, welches die Erkennung des Spritz­ materials angibt, welches in Richtung zu dem Gasentlüf­ tungs-Steuerventil gerichtet wird, einer Ventilantriebs­ einrichtung, die betriebsmäßig mit dem Gasentlüftungs- Steuerventil zum selektiven Antreiben des Gasentlüftungs- Steuerventils und zum selektiven Verstellen in eine erste Position verbunden ist, in der das Gasentlüftungs- Steuerventil geschlossen ist und in eine zweite Position zu verstellen, in der das Gasentlüftungs-Steuerventil offen ist, gekennzeichnet durch: eine elektronische Schaltung (11), die zwischen dem Detektionselement (10) und der Ventilantriebsein­ richtung (12′) vorgesehen ist, wobei die elektronische Schaltung (11) eine Einrichtung (11 b) zur Lieferung eines Ausgangssignales unmittelbar bei der Erkennung des Spritzmaterials durch das Detektionselement (10) enthält, um die Ventilantriebseinrichtung (12) zu be­ tätigen, und wobei diese Einrichtung das Ausgangssignal aufrechterhält, um den Betätigungszustand der Ventil­ antriebseinrichtung (12) beizubehalten.

2. Gasentlüftungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventil­ antriebseinrichtung ein elektromagnetisches Zuschalt­ ventil (12 a) aufweist, das mit der Einrichtung (11) verbunden ist, das elektromagnetische Umschaltventil (12 a) einen Umschaltvorgang zum selektiven Verstellen in die erste Position in Abhängigkeit von dem Ausgangs­ signal vornimmt, und daß eine pneumatische Antriebs­ einrichtung (12 b, 12 c, 12 d′, 12 e, 12 g′, 12 h′, 12 i′, 12 f′) mit dem Gasentlüftungs-Steuerventil (9) verbunden ist, und in Abhängigkeit von dem Umschaltvorgang des elektro­ magnetischen Ventils (12 a) arbeitet, um das Gasent­ lüftungs-Steuerventil (9) zu bewegen.

3. Gasentlüftungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein­ richtung (11) eine Flip-Flop-Schaltung (11 b) aufweist, die ein Ende hat, das mit dem Detektionselement (10) verbunden ist, und die ein weiteres Ende hat, das mit dem elektromagnetischen Umschaltventil (12 a) verbunden ist, und daß die Flip-Flop-Schaltung einen Detektions­ zustand für das Spritzmaterial selbst bei einer momen­ tanen Detektion durch das Detektionselement (10) auf­ rechterhält, um das Arbeiten des elektromagnetischen Umschaltventiles sicherzustellen.

4. Gasentlüftungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ferner eine Steuereinheit (U) vorgesehen ist, die ein zweites Detektionssignal (11 d) erzeugt, das eine Rücksetzung der Flip-Flop-Schaltung (11 b) bewirkt, und daß das Gas­ entlüftungs-Steuerventil (9) in die zweite Position in Abhängigkeit von dem zweiten Detektionssignal (11 d) bewegt wird.

5. Gasentlüftungseinrichtung nach einem der voran­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß das Detektionselement wenigstens einen elektrisch leitenden Stift aufweist, der einen vorderen Endabschnitt hat, der zu dem Gasentlüftungskanal frei­ liegt, und eine Isolierschicht hat, die auf der gesamten Fläche des Stiftes abgesehen von dem vorderen Endab­ schnitt ausgebildet ist, wobei der Stift an einer der Formhälften angebracht ist und der Stift von der orts­ festen Form durch die Isolierschicht isoliert ist.

6. Gasentlüftungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der mit einer Isolierschicht versehene Stift fest mit der orts­ festen Form mittels einer Schrumpfpassung verbunden ist.

7. Gasentlüftungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ferner ein Grenzschalter (18) vorgesehen ist, der das Signal (11 c) für einen Bereitschaftszustand der Flip-Flop- Schaltung (11 b) erzeugt, wobei das dritte Signal auch den Beginn des Vergießens des Spritzmaterials in die Gießbuchse (14) angibt.

8. Verfahren zur Gasentlüftung bei einer Spritz­ gußvorrichtung, welche eine Gießbuchse und Formhälften aufweist, zwischen denen ein Formhohlraum gebildet wird, wobei ein Spritzmaterial durch die Gießbuchse zugeführt und in dem Formhohlraum in entsprechender Weise geformt wird, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Detektieren des Spritzmaterials mittels eines Detektionselements (10), das in einem Gasentlüftungs­ kanal (6) stromab des Formhohlraums (5) vorgesehen ist,
Abgeben eines ersten Detektionssignales an eine Einrichtung (11), wobei dieses erste Detektionssignal angibt, daß das Spritzmaterial durch das Detektionsele­ ment (10) erfaßt wurde,
Abgeben eines Befehlssignales von der Einrichtung (11) an eine Ventilantriebseinrichtung (12′) unmittelbar bei der Detektion des Spritzmaterials durch das Detek­ tionselement (10),
Betreiben der Ventilantriebseinrichtung (12′) in Abhängigkeit von dem Befehlssignal, um ein Gasentlüftungs- Steuerventil (9) zu schließen, das im Gasentlüftungs­ kanal (6) vorgesehen ist, und
Beibehalten der Arbeitsweise der Ventilantriebs­ einrichtung (12′) während eines vorbestimmten Zeitraums, um das Ventil (9) während dieses vorbestimmten Zeitrau­ mes ständig geschlossen zu halten.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß gemäß einem weiteren Schritt ein zweites Detektionssignal (11 d) erzeugt wird, das eine Rücksetzung der Ventilantriebseinrichtung (12′) be­ wirkt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß gemäß einem weiteren Schritt ein drittes Detektionssignal (11 c) erzeugt wird, das den Beginn des Spritzens des Spritzmaterials in die Gieß­ buchse angibt, wobei das dritte Detektionssignal die elektronische Einrichtung (11) in den Freigabezustand versetzt.