DE4205998A1 - Vorrichtung fuer gekapseltes spritzen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine gekapselte Spritzvorrichtung, insbesondere zur Herstellung von Teilen aus einer Metallegierung mit einer die schmelz­ flüssige Legierung enthaltenden Wanne und einem teil­ weise in diese Wanne eingetauchten Spritzzylinder, wo­ bei dieser Zylinder eine Spritzkammer aufweist, die mit mindestens einer Gießform verbunden ist, und zwar über einen, zwischen der Spritzkammer und der Gießform vorgesehenen, mit einem Rückschlagventil versehenen Spritzkanal.

Zinklegierung oder "Zamak" ist eine Legierung, die man immer häufiger zur Gestaltung von kleinen Teilen aus dem Maschinenbau verwendet, insbesondere um Montage­ schrauben oder andere Elemente von kleinen Abmessungen herzustellen. Um diese Teile in hoher Taktfolge zu spritzen, muß man sehr sorgfältige Techniken anwenden, damit der Werkstoff homogen bleibt und keinerlei Poro­ sität aufweist, die man auf zufälliges Eindringen von Luft in die Gießform zurückführen könnte. Tatsächlich hat jeder Einschluß von Luftblasen zur Folge, daß sich Zonen geringerer Festigkeit ausbilden, was für seine mechanischen Kennwerte nachteilig ist, und ins­ besondere die Bruchfestigkeit der Montageschraube we­ sentlich vermindert.

Bei dieser Herstellungsart verwendet man für gewöhn­ lich eine Spritzeinrichtung, die nach dem Prinzip der eingetauchten Düse arbeitet. Diese Düse weist einen Zylinder mit eingebautem Kolben auf und ist zum Teil in eine Wanne mit schmelzflüssiger Legierung einge­ taucht. Der Zylinder hat eine Kompressionskammer oder Spritzkammer, die einerseits über einen Spritzkanal mit der Gießform in Verbindung steht, und andererseits über eine Kugelfüllöffnung mit der das schmelzflüssige Metall enthaltenden Wanne. Im Augenblick des Spritzens hält die Kugelfüllöffnung das in der Spritzkammer ent­ haltene schmelzflüssige Metall zurück, so daß es unter Druck über den Spritzkanal zur Gießform gelangt. Auf diese, der Abwärtsbewegung des Kolbens entsprechenden Spritzphase folgt eine Phase zur Füllung der Spritz­ kammer, welche der Aufwärtsbewegung des Kolbens in seine Ausgangsstellung entspricht. Bei der Aufwärtsbe­ wegung schafft der Kolben in der Spritzkammer einen Unterdruck, welcher bewirkt, daß sich die Kugel von der Füllvorrichtung abhebt und somit das Einströmen von schmelzflüssigem Metall in diese Spritzkammer er­ möglicht. Beim Füllen dieser Spritzkammer gibt es je­ denfalls für das schmelzflüssige Metall kein Hinder­ nis, um teilweise aus dem Spritzkanal zurückzufließen, was dazu führt, daß sich ein Teil dieses Kanals ent­ leert und sich eine Tasche bildet, die sich mit Luft füllen kann. Beim nachfolgenden Spritzen gelangt diese Luft in die Gießform und kann die Ursache für die Aus­ bildung der oben erwähnten inhomogenen und porösen Zo­ nen sein. Es gibt auch Vorrichtungen, die nach demsel­ ben Prinzip arbeiten und ein Rückschlagventil aufwei­ sen, welches zwar ermöglicht, daß das schmelzflüssige Metall nicht zurückfließt, aber in der Phase, in der die Hohlräume der Gießform zu füllen sind, erhebliche Druckverluste mit sich bringt.

Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, diese Nach­ teile abzustellen, indem sie eine Vorrichtung schafft, bei welcher sich durch das Vorhandensein eines Rück­ schlagventils, der Spritzkanal zwischen zwei aufeinan­ derfolgenden Spritzphasen nicht entleeren kann, so daß jegliches Eindringen von Luft in den Kanal und in die Gießform auszuschließen ist und bei welcher jegliche auf das Vorhandensein dieses Ventils zurückzuführende Druckverluste eliminiert sind.

Diese Aufgabe löst man durch die erfindungsgemäße Vor­ richtung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß das Rückschlagventil während der Spritzphase automatisch eine Stellung außerhalb der Spritzleitung einnimmt, und daß das Rückschlagventil nach der Spritzphase au­ tomatisch die Spritzleitung verschließt.

Vorzugsweise ist das Rückschlagventil eine Kugel.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform weist die Spritzkammer mindestens eine freie Öffnung auf, die in die Wanne für die schmelzflüssige Legierung mündet und vorzugsweise ist diese freie Öffnung in einer seitli­ chen Wand der Spritzkammer angebracht.

Bei dieser Ausführungsform sorgt ein Kolben während der Spritzphase für das Schließen der freien Öffnung.

Ebenfalls in dieser bevorzugten Ausführungsform hat der Spritzkanal einen ersten Abschnitt und einen zwei­ ten Abschnitt, wobei das Rückschlagventil im Schnitt­ punkt dieser zwei Abschnitte eingebaut ist.

In vorteilhafter Art und Weise ist der die Spritzkam­ mer enthaltende Zylinder durch einen Endkopf verlän­ gert, in welchen der erste Abschnitt mündet.

Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachstehend anhand von beigefügten Zeichnungen genauer beschrieben.

Es zeigt:

Fig. 1 Spritzvorrichtung nach früherer Ausführung, teilweise im Schnitt;

Fig. 2 erfindungsgemäße Spritzvorrichtung im Schnitt, während der Spritzphase und

Fig. 3 erfindungsgemäße Vorrichtung im Schnitt, nach der Spritzphase.

Gemäß Fig. 1 ist die Spritzvorrichtung 10 teilweise in eine Wanne 11 mit schmelzflüssiger metallischer Legie­ rung 12 eingetaucht. In dem beschriebenen Beispiel ist diese metallische Legierung Zamak. Die Spritzvorrich­ tung weist hauptsächlich einen an dem Ende eines Betä­ tigungszylinders 14 befestigten Zylinder 13 auf, in dem sich ein Kolben 15 befindet, der in der Lage ist, sich axial in einer Spritzkammer 16 zu bewegen.

Am Ende der Spritzkammer ist ein Kopf 17 angeordnet, der mit einer ersten Öffnung 18 versehen ist, welche eine Verbindung zwischen der Spritzkammer 16 und dem Inneren der Wanne 11 ermöglicht, und eine zweite Öff­ nung 19, welche in einen Spritzkanal 20 mündet, der dazu dient, das schmelzflüssige Metall zu einer Gieß­ form (nicht dargestellt) zu leiten. Die Öffnung 18 ist mit einer Füllöffnung 21, in einer Bauart mit Kugel, verbunden, wobei letztere während der Spritzphase die­ se Öffnung 18 verschließt, und sie freigibt, damit das schmelzflüssige Metall während der Rückwärtsbewegung des Kolbens 15 in das Innere der Spritzkammer 16 ein­ strömen kann, was dem Füllen dieser Spritzkammer 16 entspricht.

Da der Spritzkanal 20 ständig mit der Spritzkammer 16 in Verbindung bleibt, kann während der Rückwärtsbewe­ gung des Kolbens 15 ein Teil des in dem Kanal befind­ lichen schmelzflüssigen Metalls in die Spritzkammer zurückströmen. Wie vorher erwähnt, stellt dies einen Nachteil dar, dem die vorliegende Erfindung Abhilfe schaffen will.

Gemäß den Fig. 2 und 3 weist die Spritzvorrichtung eine bestimmte Anzahl von Grundelemente auf, die mit den oben beschriebenen identisch sind. Diese Vorrich­ tung 10′ ist auch teilweise in eine Wanne 11 einge­ taucht, welche im vorliegenden Fall schmelzflüssiges Zamak 12 enthält. Sie weist wie vorher einen am Ende eines Betätigungszylinders 14 befestigten Zylinder 13 auf, mit einem Kolben 15, welcher sich axial in einer Spritzkammer 16 bewegt. Ein in Verlängerung des Zylin­ ders montierter Endkopf 17 bewirkt das Verschließen der Spritzkammer.

Die Grundelemente, welche die zwei Ausführungen unter­ scheiden sind einerseits die Lage der Öffnung zur Fül­ lung der Spritzkammer 16 und andererseits die Lage der Rückschlagklappe. Die Füllöffnung 18′, welche für die Verbindung zwischen der Spritzkammer 16 und dem Inne­ ren der Wanne 11 sorgt, befindet sich in einer Wand 30 dieser Kammer 16.

Das Rückschlagventil 19′, ebenfalls in einer Bauart mit Kugel, ist am Schnittpunkt der zwei Abschnitte des Spritzkanals 20 eingebaut, wobei es sich um einen er­ sten, in den Endkopf 17 mündenden Abschnitt 31 han­ delt, und um einen zweiten gießformseitigen Abschnitt 32. In Fig. 2, welche der Spritzphase entspricht, be­ wegt sich der Kolben 15 nach unten und schließt die Füllöffnungen des Zylinders. In der Vorrichtung baut sich ein Druck auf, öffnet durch Anheben der Kugel das Rückschlagventil 19′ und ermöglicht die Versorgung der Gießform mit Zamak. Wenn der Kolben seine Bewegung be­ endet hat, und nachdem die Spritzphase beendet ist (Fig. 3), bewirkt die Aufwärtsbewegung des Kolbens ei­ nen Unterdruck, was zur Folge hat, daß sich die Kugel in ihren Sitz legt und dadurch das Schließen des Rück­ schlagventils 19′ verursacht. Dieses Schließen verhin­ dert einen Rückfluß von geschmolzener Legierung in dem Spritzkanal 20 in Richtung Spritzkammer 16 und das Eindringen von Luft in den Spritzkanal.

Es ist selbstverständlich, daß die Menge an gespritz­ tem schmelzflüssigem Metall vom Volumen der Kammer 16 abhängt, oder genauer ausgedrückt vom Kolbenweg zwi­ schen dem Augenblick, wo er die Öffnung 18′ für die Verbindung mit der Wanne verschließt und seiner Stel­ lung am Ende des Weges. Um dieses Volumen zu verändern genügt es, den Kolbenweg zu verändern und, gegebenen­ falls das zylindrische Teil, welches die Wand 30 der Kammer 16 bildet durch ein anderes, eventuell größeres oder kleineres Teil zu ersetzen.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die beschrie­ benen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann un­ terschiedliche Veränderungen erfahren und sich unter verschiedenen für den Fachmann eindeutigen Varianten zeigen.

Claims (7)

1. Spritzvorrichtung, insbesondere zur Herstellung von Teilen aus einer Metallegierung, mit einer die schmelzflüssige Legierung enthaltenden Wanne, einem teilweise in diese Wanne eingetauchten Spritzzylin­ der, wobei dieser Zylinder eine Spritzkammer auf­ weist, die mit mindestens einer Gießform verbunden ist, und zwar über einen, zwischen der Spritzkammer und der Gießform vorgesehenen, mit einem Rück­ schlagventil versehenen Spritzkanal, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (19′) während der Spritzphase automatisch eine Stellung außerhalb der Spritzlei­ tung einnimmt, und daß das Rückschlagventil (19′) nach der Spritzphase automatisch die Spritzleitung verschließt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (19′) eine Kugel ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spritzkammer (16) mindestens eine freie Öffnung (18′) aufweist, die in die Wanne (11) für die schmelzflüssige Legierung (12) mündet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die freie Öffnung (18′) in der seitlichen Wand der Spritzkammer (16) angebracht ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kolben (15) während der Spritzphase für das Schließen der freien Öffnung (18′) sorgt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spritzkanal (20) einen ersten Abschnitt (31) und einen zweiten Abschnitt (32) aufweist, wobei das Rückschlagventil (19′) im Schnittpunkt dieser zwei Abschnitte eingebaut ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Spritzkammer (16) enthaltende Zylinder (13) durch einen Endkopf (17) verlängert ist, in welchen der erste Abschnitt (31) mündet.