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Spritzgußmaschine mit beweglichem Schöpfbehälter Die vorliegende Erfindung
betrifft eine Spritzgußmaschine derjenigen Art, bei der die Spritzmündung einer
in das flüssige Metall eintauchenden Druckkammer mit der Form verbunden und von
derselben entfernt werden kann und bei der die Spritzmündung das Ende einer in der
Druckkammer vorgesehenen Bohrung bildet.
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Bei solchen Maschinen ist es üblich, den die Druckkammer enthaltenden
Spritzarm in den Schmelztiegel einzutauchen und beim Herausheben die von einer Spritzdüse
gebildete Spritzmündung entweder gegen die Form oder gegen eine damit verbundene
Düsenplatte zu drücken. Daraufhin wird unter Druckluft oder auf einem anderen geeigneten
Wege ein Teil des flüssigen Metalls aus dem Spritzarm bzw. der -kamnier in die Vertiefung
der Gußform gespritzt. Am Ende dieses Arbeitsvorganges wird der Spritzarm wieder
in den Schmelztiegel gesenkt. Die Bewegungen des Spritzarmes verursachen im allgemeinen
ein Hochsteigen des flüssigen Metalls in demselben, und infolgedessen kommt es zuweilen
vor, daß das flüssige Metall plötzlich aus der Düse herausspritzt, während die letztere
außer Berührung mit der Gußform ist. Dieses Herausspritzen erfolgt oft mit genügender
Kraft, um das geschmolzene Metall gegen die Düsenplatte oder die untere Fläche der
Form oder sogar in die Form selbst hineinzuspritzen, wo das Metall dann erstarrt.
Es ist dann im allgemeinen notwendig, die Maschine auszuschalten und das Metall
zu entfernen.
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Gemäß vorliegender Erfindung werden bei einer Spritzgußmaschine, in
der die das Metall enthaltende Druckkammer eine Bohrung besitzt, die in die Spritzmündung
übergeht, in dieser Bohrung der Druckkammer Mittel zur Beinflussung des flüssigen
Metalls vorgesehen, die darin bestehen, daß der Durchflußquerschnitt für das Metall
plötzlich erweitert wird, um die Geschwindigkeit der Stirn des.Metallflusses abzudämpfen;
dadurch wird das äußerst unangenehme Spritzen des Metalls vermieden, wenn die Kammer
nicht in Berührung mit der Form ist. Solche Mittel können durch eine Einschnürung
oder eine durchlochte Wand gebildet werden, durch welche eine plötzliche Zurückdämmung
und eine plötzliche freie Ausdehnung des Metallflusses ermöglicht wird, und dieselben
können zwischen dem das Metall enthaltenden Teil der Druckkammerbohrung und einem
sich verengenden, konisch verlaufenden Teil, der zu der Spritzmündung führt, vorgesehen
sein. So kann z. B. eine Leitplatte vorgesehen werden, die rechtwinklig zu der Achse
der Bohrung liegt, und diese in der Bohrung der Druckkammer angeordnete Leitplatte
kann mit einem oder mehreren Löchern versehen sein, die derart angeordnet sind,
daß das Metall schräg zu der Achse der Bohrung der Spritzmündung geleitet wird.
Die Mittel zur Beeinflussung des Flüssigkeitsstromes können
an
einer abnehmbaren Spritzdüse der beweglichen Druckkammer oder Gießpfanne vorgesehen
sein, wobei die Düse mit einem Einlaß versehen ist, der eine plötzliche Ausdehnung
des Metallflusses beim Durchgang durch die Düse ermöglicht. Die Düse kann eine konisch
verlaufende Bohrung haben, und die Eingangsmündung kann verengt und derart angeordnet
sein, daß das flüssige Metall gegen die Wände der Bohrung geleitet wird.
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Wesentlich für die Erfindung ist nur die plötzliche Erweiterung, jedoch
können natürlich noch weitere, in der folgenden Beschreibung erwähnte zusätzliche
Anordnungen getroffen werden, um die Gesamtwirkung zu erhöhen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist auf den beiliegenden Zeichnungen
veranschaulicht.
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Abb. i ist eine teilweise im Schnitt gezeichnete Seitenansicht eines
-Teiles einer Spritzgußmaschine mit einem Spritzarm gemäß vorliegender Erfindung.
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Abb.2 zeigt in vergrößertem Maßstabe einen Schnitt durch eine bevorzugte
Ausführungsform der Spritzdüse des Spritzarmes.
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Abb. 3 und 4 sind entsprechende Ansichten von abgeänderten Spritzdüsen,
welche an Stelle derjenigen nach Abb.2 Anwendung finden können.
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In Abb. i sitzt auf dem Ofen 5 der Spritzgußmaschine der Schmelztiegel
6. Der in dem Schmelztiegel 6 liegende Spritzarm bzw. die Druckkammer 7 ist bei
8 an dem Arm 9 drehbar gelagert. Der Spritzarm 7 ist mit einem Luftstutzen i i versehen,
welcher bei Berührung mit der Luftkammeranschlußdüse i2 eine Verbindung mit derselben
herstellt, so daß, Druckluft in den Spritzarm geleitet wird. Die Luftkammer 13 wird
in geeigneter, nicht veranschaulichter Weise mit Druckluft gespeist.
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Am anderen Ende verläuft der Gießarm verengt in einen Hals oder eine
Tülle aus, die durch eine Düse 14 abgeschlossen ist. Beim Hochgehen der Düse, d.
h. wenn der Spritzarm um den Punkt 8 gedreht wird, kommt dieselbe in Berührung mit
der Düsenplatte 15'; diese Bewegung wird durch Vorrichtungen bewirkt, welche zum
Teil in der Zeichnung veranschaulicht sind, deren genaue Ausführung aber für die
vorliegende Erfindung von keiner wesentlichen Bedeutung ist.
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In den Abb. i und 2, welche eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
veranschaulichen, ist eine Spritzarmdüse gezeigt, deren äußere Gestalt im wesentlichen
mit derjenigen der jetzt üblichen Düsen übereinstimmt. Diese Düse besitzt den bekannten
Auflageflansch 15, welcher auf dem äußeren Rand des Endes des Spritzarmes aufliegt,
wie z. B. bei 16 angedeutet ist. Die Düse 14 hat eine Durchlaßöffnung 17, welche
gegen das obere Ende hin vorzugsweise kegelförmig verengt verläuft. Diese Durchlaßöffnung
erstreckt sich jedoch, wie veranschaulicht, nicht durch die ganze Düse hindurch,
sondern endigt kurz vor dem unteren Ende, derart, daß ein bodenartiger Metallteil
stehenbleibt, welcher als Leitplatte 18 dient. Durch die Durchlaßöffnung i9 der
Leitplatte 18 wird die Durchlaßöffnung 17 der Düse mit dem inneren Hohlraum des
eigentlichen Spritzarmes in der veranschaulichten Weise verbunden; der Durchmesser
der Öffnung 19 ist jedoch nur ungefähr halb so groß wie derjenige des unteren Endes
der Öffnung 17. Die Öffnung i9 liegt ungefähr in einem Winkel von 45' zu der Durchgangsöffnung
17.
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Die oben beschriebene Form der Spritzarmdüse stellt eine bevorzugte
Ausführung dar, jedoch ist es - selbstverständlich, daß Änderungen in der Gestalt,
Größe und den Abmessungen ohne weiteres vorgenommen werden können, wie z. B. in
den Abb. 3 und 4 veranschaulicht ist.
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In Abb. 3 ist eine einzige Durchlaßöffnung 2= vorgesehen, welche mit
der` Öffnung 17 gleichachsig ist, so daß das flüssige Metall in axialer Richtung
in die Durchlaßöffnung 17 geleitet wird. In Abb. 4 sind mehrere noch kleinere Öffnungen
22 vorgesehen, welche an Stelle der einzigen Öffnung 2i der Abb.3 verwendet werden.
Durch diese Öffnungen 22 wird das flüssige Metall gegen die konisch verlaufende
Wand der Düse geleitet.
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An Stelle der veranschaulichten Ausführung des Spritzarmes bzw. der
Druckkammer und der damit verbundenen Teile können natürlich auch andere Ausführungsformen
gewählt werden, bei denen die Erfindung in gleicher Weise Anwendung finden kann.
Bei den veranschaulichten Ausführungsbeispielen wird Preßluft angewandt, um das
flüssige Metall aus dem Spritzarm zu verdrängen, wie dies im allgemeinen mit zufriedenstellendem
Erfolg üblich ist. Es kann indessen unter besonderen Umständen erwünscht sein, für
den erwähnten .Zweck andere Druckflüssigkeiten oder andere Mittel anzuwenden, welche
von der Ausübung eines Druckes auf das flüssige Metall unabhängig sind. Bei solchen
Ausführungsformen kann die vorliegende Erfindung natürlich mit gleich gutem Erfolg
angewandt werden. Es ist nicht erforderlich, daß die Düse einen besonderen Teil
des Spritzarmes darstellt, jedoch wird durch diese Ausführung das Auswechseln derselben
erleichtert, und da die Düsen im allgemeinen eine kürzere Lebensdauer als der Spritzarm
haben,
-wird durch die veranschaulichte Ausführung eine nennenswerte Ersparniserzielt.
Wenn die Düse als ein besonderer auswechselbarer Teil des Spritzarmes ausgebildet
wird, kann die Leitplatte 18 entweder in der Düse oder in dem eigentlichen Spritzarm
oder auch zwischen diesen beiden Teilen vorgesehen werden. Wenn die Düse zusammen
mit dem Spritzarm aus einem Stück bestehen soll, wie dies früher üblich war, ist
es lediglich erforderlich, die Leitplatte in geeigneter Lage am Ende des Spritzarmes
in der Austrittsöffnung für das flüssige Metall anzuordnen, um das unerwünschte
Herausspritzen des flüssigen Metalls tatsächlich zu verhindern.
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Die wirklichen Ursachen für den erfindungsgemäß erreichten Erfolg
sind zwar unwesentlich für die Erfindung selbst, jedoch wird angenommen, daß der
Erfolg auf folgende Tatsachen zurückzuführen ist: Wenn eine beträchtliche Menge
flüssigen Metalls nach der Düse des Spritzarmes hin hochsteigt, wie dies eintritt,
wenn sich die Düse nach unten bewegt, wird der Fluß des Metalls eingedämmt, wenn
die Wellenstirn des Metalls in den Spritzarm zurückfließt und die Düse erreicht.
Dann wird die Bewegungsenergie des Metalls nach und nach in Druckenergie umgewandelt.
Bei den bekannten Ausführungsformen der Düse, besonders bei denjenigen, welche eine
einfache konisch zulaufende Düsenöffnung besitzen, wird diese Druckenergie ohne
nennenswerten Energieverlust in eine verhältnismäßig hohe Geschwindigkeitsenergie
umgewandelt, da sich der Querschnitt der Durchgangsöffnung, durch welche das Metall
fließt, nur allmählich verengt. Infolgedessen wird das Metall mit beträchtlicher
Geschwindigkeit aus der Düse herausgespritzt. Bei den Ausführungsformen der in Abb.
i und 2 veranschaulichten Düse findet eine plötzliche Querschnittveränderung statt,
wenn das Metall in den Durchgangsweg i9 eintritt und wenn es denselben wieder ver=
läßt. Dasselbe gilt von der Öffnung 21 der Abb. 3 und den Durchlaßöffnungen 22 der
Abb.4. Durch diese Öffnungen wird eine kräftige Wirbelbildung erreicht, welche die
Druckenergie vernichtet und somit die daraus sich ergebende Geschwindigkeitsenergie
ganz wesentlich vermindert. In den Ausführungsformen nach Abb. i und 2 wird das
Metall außerdem gegen die Wände der kegelförmig verlaufenden Durchgangsöffnungen
17 geleitet, so daß die Wirbelbildung noch weiter erhöht und eine kräftigere Energievernichtung
erzielt wird.
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Die vereinigten Einflüsse der plötzlichen Verringerung des Durchflußweges
des Metalls und der darauffolgenden plötzlichen Erweiterung des Durchgangsweges
haben den besten Erfolg gezeitigt. Es ist jedoch denkbar, daß das Merkmal der plötzlichen
Erweiterung des Durchgangsweges mit der sich daraus ergebenden Vernichtung der Energie
des Metallflusses allein Anwendung finden kann. Es ist also ersichtlich, daß, gleichgültig
auf welche Ursachen die Wirkungen der neuen Vorrichtung zurückzuführen sind, das
I-1.erausspritzen des Metalls bis zu einem Grade vermieden wird, bei dem alle nachteiligen
Wirkungen ausgeschlossen sind.