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Spritzgießmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine Spritzgießmaschine
mit innerhalb des Schmelztiegels angeordneter Druckkammer.
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Bei -den bekannten Spritzgießmaschinen dieser Art ist das eine Ende
der Druckkammer oberhalb des Metalltiegels mit einer-Einlaßvorrichtung für Druckluft
und das andere Ende mit der Spritzdüse versehen, wobei die Druckkammer im unteren
Teil des Tiegels mit einem durch ein Ventil gesteuerten Übertritt für flüssiges
Metall aus dem Tiegel in die Druckkammer ausgerüstet ist.
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Das flüssige Metall wird hierbei in der Druckkammer unter Vermittlung
eines Luftpolsters unter Druck gesetzt.
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Nachteilig ist bei den bisher bekannten Spritzgießmaschinen dieser
Gattung, daß recht beträchtliche Drücke, z. B. von 5o bis 8o atü, erzeugt werden
müssen, denen die Leitungen usw. der Maschine unterliegen und die unmittelbar auf
das flüssige Metall zur Einwirkung kommen. Neben dem Leistungsaufwand ist dies mithin
auch im Hinblick auf die erforderlichen Dichtungen und die Sicherheit nachteilig.
Die Erfindung bezweckt die Beseitigung dieser Nachteile der bekannten Maschinen,
indem sie mit ;einem geringen Luftdruck, z. B. von atü, in der Zuleitung eine hohe
Leistung in der - Druckkammer erzielen läßt, wie es auch nach einem nicht zum Stande
der Technik gehörenden Vorschlag der Fall ist. Nach diesem erfolgt die Umsteuerung
des Gasdruckes durch Ventile, welche durch Bewegung des Preßkolbens geöffnet und
geschlossen werden. Im vorliegenden Falle werden jedoch besondere Ventile zum Zulassen
und Absperren des zur Bildung des Luftpolsters und Aufrechterhaltung des Luftpolsters
unter dem Preßkolben dienenden Niederdrucks erspart, indem die aus der Niederdruckleitung
stammende Preßluft derart in dem Preßzylinder geleitet wird, daß sie beim Niedergang
des Preßkolbens durch diesen von -der einen Seite auf die andere Seite des Preßkolbens
umgesteuert wird. Hierbei wird die Druckluft zunächst unter geringem normalen Preßdruck
in der von der Druckkammer abgekehrten Hälfte unterhalb des Kolbens zur unmittelbaren
Einwirkung auf
die Schmelze zugeführt, wobei unter Mitwirkung eines
Hilfszylinders von größerem Durchmesser, dessen Kolben mit dem Kolen des Preßzylinders
zwangläufig in Verbindung steht, der Druck in der Druckkammer wäh= rend des Spritzens
erhöht wird. Der Kolben des Preßzylinders kann zweckmäßig über einen doppelarmigen
Schwinghebel so gekuppelt sein, daß durch Einlaß der aus der gemeinsamen Zuleitung
in den Hilfszylinder geführten Druckluft der Kolben des Preßzylinders zur Absperrung
des Drucklufteinlasses in den Zvlinder bzw. in die Druckkammer über die I?inlaßöffnung
hinweg und zur Steigerung des Luftdrucks in der Druckkammer unter erhöhtem Druck
gegen letztere bewegt wird.
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Gemäß der Erfindung ist der Hilfszylinder an seinen Enden je mit einer
Leitung verbunden, die zwecks Umsteuerung der Bewegung seines Kolbens über ein gemeinsames
Mehrwegventil abwechselnd mit einer zur Druckluftquelle führenden Leitung verbunden
sind.
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Aai sich ist bei Preßgießmaschinen die Anwendung eines Druckverstärkers
bekannt, bei dem ein Hilfszylinder benutzt wird, wobei ein Differentialkolben vorgesehen
ist, um einett vorübergehenden hydraulischen Schließdruck auf die Hälften der Gießform
auszuüben.
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In der Zeichnung ist eine Spritzgießinaschine gemäß der Erfindung
in einer Ausführungsform beispielsweise dargestellt. Abb. i zeigt die Seitenansicht
der Maschinenanlage, in der die Matrize zurückgezogen dargestellt ist. Abb. 2 zeigt
die wesentlichen Teile der Maschine im senkrechten Schnitt in der Arbeitsstellung,
wobei einzelne Teile schematisch dargestellt sind. Abb. 3 und 4 zeigen in größerem
Maßstabe die zweiteilige Matrize im . Achsenschnitt und den beweglichen Teil der
Matrize in Ansicht.
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Auf einem in Gestalt eines Bockes 5 ausgeführten Maschinengestell
ist eine Spritzeinrichtung fest und :eine durch Luftdruck beeinflußte_ Vorrichtung
zum Öffnen und Schließen der Matrize verschiebbar angeordnet. Die Spritzeinrichtung
setzt sich zusammen aus einem Herdraum 6, in den ein Schmelztiegel 7 eingehängt
ist, der mittels Gas oder einer anderen nicht dargestellten Feuerung geheizt wird,
und einer Vorrichtung zur Förderung des geschmolzenen Metalls an die Verwendungsstelle,
wozu Druckluft verwendet wird. Vom Boden des Tiegels 7 ragt ein mit diesem fest
verbundenes, verhältnismäßig weites Rohr 8 aufwärts und geht in einen Pumpenzylinder
9 über, in dein ein Kolben io durch seine aus dem Deckel des Zylinders 9 durch eine
Dichtung herausragende Stange i i auf und nieder bewegt werden kann. Auf dem Herd
6 oder an anderer Stelle der Maschine ist ein zweiter Zylinder 12 mit seinem unteren
Ende bei 17d gelenkig ' befestigt, so daß ,",ex schwingbar nachgeben kann, wenn
der Kolhen 13 durch, eine im Deckel abgedichtete _ Kolbenstange 14 auf und nieder
bewegt wird. Die oberen Enden der Kolbenstange i i und der Kolbenstange 14 sind
mit den Enden eines zweiarmigen, auf einer Stütze 16 schwingbar gelagerten Hebels
15 gelenkig verbunden. Die Stütze 16 ist auf dem Herd ebenso bei 17 schwingbar angeordnet,
damit bei der Auf-und Niederbewegung des Hebels diese Teile mit Bezug auf die im
Zylinder 9 geführte Kolbenstange ii seitwärts .ausschwingen können. Statt dieser
Anordnung lassen sich auch eine gewisse Nachgiebigkeit ermöglichende Schlitze im
Hebel 15 für die Gelenkstifte oder andere geeignete Mittel vorsehen.
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Vom unteren' Ende des Rohres 8 geht ein Kanal 18 aus, der -an der
Tiegelwand entlang zu der am oberen Rand des Tiegels angeordneten Spritzdüse i9
verläuft. Ein von dem Kanal 18 abzweigender aufwärts führender Kanal 2Q stellt
die Verbindung des Innern des Rohres 8 mit dem Tiegelraum gewöhnlich her, kann aber
durch einen senkrecht geführten Ventilbolzen 2 i während der Spritzarbeit verschlossen
werden. Das obere Ende des Bolzens 21 ist an dein waagerechten Arm eines auf dem
Tiegel gelagerten Winkelhebels 22 durch ein seitlich nachgiebiges Gelenk verbunden.
An dem anderen Arm des Winkelhebels greift ein Steuerbolzen 23 in ähnlicher Weise
an.
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DieVorrichtung zum Öffnen und Schließen der zweiteiligen Spritzform
30 und 31 ist zusammengesetzt aus einem Zylinder 32 Mit waagerecht liegender
Achse und einem verschiebbaren Kolben 33, dessen in einem Ständer 34 geführte Stange
35 am freien Ende den beweglichen Teil 3o der Matrize trägt, wogegen die ortsfeste
Hälfte der Matrize an einem Ständer 36 mittels Schrauben oder auf andere Weise befestigt
ist. Durch eine Durchbrechung dieses Ständers 36 ragt in der Arbeitsstellung die
Düse i9, die an ,den Einlaß der Spritzform 31 unter Abdichtung anschließt. Eine
Trageplatte 37 des Zylinders 32 und der Ständer 34 und 36 ist mittels Stellschrauben
38 in geeigneter Hölie so einstellbar, daß die Achsen des Zylinders 32, der Stange
35, der Matrize 30, 31 und der Düse-ig zusammenfallen. Eine untere Trageplatte 39
ist auf dem Bock 5 längs verschiebbar. Auf der Unterseite des Bockes ist ein Exzenter
40 gelagert, der mittels eines Handhebels 41 in einem am Bock festen Lager gedreht
werden kann. Von dem Exzenterring erstreckt sich eine Schubstange 42 zu einem von
der Trageplatte 39 abwärts
ragenden Vorsprung q:3, mit dem sie verbunden
'ist. Durch Bewegen de's Handhebels 41 in der einen oder anderen Richtung kann mit
Hilfe dieser Anordnung die Trageplatte 39 mit sämtlichen Aufbauten entweder in die
in Abb. i dargestellte, von der Düse zurückgezogene Lage oder in die in Abb. 2 dargestellte
Arbeitslage verschoben werden, in der die Matrize geschlossen und mit der Spritzdüse
i9 verbunden ist, wogegen das Zurückziehen der beweglichen Hälfte 3o der Spritzform
in die in Abb. 2 gestrichelte Lage durch den Kolben 33 bewirkt wird.
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Der Steuerbolzen 23 ragt durch den Ständer 36 und trägt auf der anderen
Seite eine Feder 24., die ihn in diese Richtung zu ziehen strebt. Ein auf der beweglichen
Hälfte 30 der Spritzform angebrachter Anschlag 25 drückt aber diesen Bolzen 23 zurück,
wenn sich alle Teile in der Arbeitsstellung befinden (Abb. 2), wobei der Durchlaß
2o geschlossen ist und dem im Rohr 8 befindlichen geschmolzenen- Metall jeder andere
Auslaß als durch den Kanal 18 und die Spritzdüse i9 verschlossen ist. Wird die Matriz:enhälfte
3o durch den Kolben 33 zurückgezogen, so gibt der Anschlag 25 den Bolzen 23 frei,
worauf die Feder 24 den Winkelhebel 22 nach dieser Richtung bewegen kann und der
Durchlaß 2o wieder freigegeben wird.
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Die zur Bewegung der verschiedenen Teile erforderliche Druckluft wird
durch eine Leitung 5o einem Ventilgehäuse 51 zugeführt, in dem zwei Steuerventile
vorgesehen sind, deren jedes, wie aus dein Schnitt in Abb. 2 ersichtlich ist, auseinemVierwegehahnmit
zwei Verbindungskanälen besteht. Das rechts dargestellte Ventil 52 steuert den Luftei'-
und -auslaß der Zylinder 9 und 12, wogegen das Ventil 53 den Luftei'- und -auslaß
des Zylinders 32 steuert. Beispielsweise wird bei der Stellung des in Abb. 2 -durch
eine gestrichelte Linie dargestellten Handhebels des Ventils 53 die durch die Leitung
5o zuströmende Druckluft durch das Rohr 54 in den hinteren Raum des Zylinders geleitet,
in dein sie den Kolben nach rechts bewegt und dann die bewegliche Hälfte 3o der
Spritzform' fest schließend auf -die ortsfeste Hälfte 31 drückt. Der vordere Raum
des Zylinders 32 steht dann durch ein Rohr 55 und -den anderen Kanal des Ventils
53, der in eine Bohrung 56 des Ventilgehäuses ausmündet, mit ' ,der Außenluft in
Verbindung. Soll die Spritzform geöffnet werden, indem die Matrizenhälfte
30 in die gestrichelt dargestellte Lage gebracht wird, so stellt man den
Handgiebel des Ventils 53 in die in A.bb: i dargestellte Lage ein. Dadurch wird
das Rohr 54 durch den anderen Kanal mit der Bohrung 56 verbunden, so daß die'Druckluft
aus dem hinteren Raum des Zylinders 32 ausströmen kann, während gleichzeitig Druckluft
aus dem Rohr 5o durch das Rohr 55 in den vorderen Raum des Zylinders 32 einströmt
und den Kolben 33 entsprechend verschiebt.
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Bei der durch eine gestrichelte Linie angedeuteten Lage des Handhebels
des Ventils 52 strömt die Druckluft durch das Rohr 57r' und die Abzweigung 58 anfangs
unterhalb des Kolbens io in den Zylinder 9, so ,daß ein höherer Druck auf
das eingeschlossene Metall wirkt, während gleichzeitig die durch die Abzweigung
59 in den unteren Raum des Zylinders 12 einströmende Druckluft den Kolben 13 aufwärts
bewegt. Infolge der Verbindung .der Kolbenstangen i i und 14. mittels des doppelarmigen
Hebels 15 wird die Bewegung des Kolbens 13 auf den Kolben io übertragen, bis dieser
an der Einmündung der Leitung 58 vorbeigegangen ist und die nun oberhalb des Kolbens
wirkende Druckluft die Wirkung verstärkt. Da vor dieser Betätigung die Matrize fest
geschlossen worden ist, und dabei der Winkelhebel 22 den Verschluß des Durchlasses
2o durch den Bolzen 21 hergestellt hat, wird durch den vereinigten Druck .das in
dein Rohr 8 eingeschlossene flüssige Metall durch den Kanal 18 und die Düse i9 in
den Raum zwischen denMatrizenhälften 30 und 31 gespritzt, bis der vorhandene
Zwischenraum vollständig ausgefüllt ist. Der Kolben io kommt mit dem flüssigen Metall,
dessen Spiegel tiefer liegt, nicht in Berührung, sondern die zwischen beiden eingeschlossene
unter hohem Druck stehende Luft überträgt den Druck auf das-Metall. Infolgedessen
kann sich auch der Kolben nicht festsetzen. Wird der Handhebel des Ventils 5.3 aufwärts
in die senkrechte Lage bewegt (Abb. i), so wird die Verbindung umgekehrt. Die Druckluft
kann alsdann aus den Räumen der Zylinder 9 und i2 durch die Rohre 57a, 58, 59 und
den Auslaß 6o des Ventils 52 ausströmen, während Druckluft aus dem Rohr 5o durch
das Rohr 61 in den oberen Raum des Zylinders 12 geleitet wird. Infolgedessen wird
der Kolben 13 abwärts und gleichzeitig der Kolben io durch das Verbindungsgestänge
aufwärts bewegt. Der Kolben io überschreitet schließlich die Eintrittsöffnung des
Rohres 58 in den Zylinder 9 und schließt deshalb den oberhalb dieser Öffnung gelegenen
Zylinderraum ab, 'so daß durch die in diesem eingeschlossene Luft eine Pufferwirkung
ausgeübt wird. Anderseits ist nun der Zylinderraum unter dem Kolben io durch das
Rohr 58 mit dem Auslaß 6o in Verbindung; gebracht, weshalb der Druck auf das im
Kanal 18 befindliche Metall verschwindet.
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Wird nun mittels des Ventils 53 der Zylinder 32 in der Weise gesteuert,
daß der Kolben
33 in die hintere in Abb. 2 gestrichelt dargestellte
Lage zurückgezogen wird, so hebt er die Matrizenhälfte 30 von der ortsfesten
Ma-' trizenhälfte 31 ab und stellt sie in die. gestrichelt gezeichnete Lage ein.
Dadurch wird auch der Anschlag 25 von dem Steuerbolzen 23 zurückgezogen, der unter
der Wirkung der Feder 24 den Ventilbolzen 2i vom Durchlaß 2o abhebt. Das in .dem
Kanal 18 und in der Düse befindliche noch nicht erstärrte Metall kann alsdann in
das Rohr 8 oder in den Tiegel 7 zurückfließen. Es bleiben dann nur noch der Eingußkopf
73 und die ausgespritzten Lagerschalen in der ortsfesten Hälfte 31 haften. Sie lassen
sich wegen der Gestalt dieser Matrize leicht entfernen, worauf die Hälfte
30 wieder vorgeschoben werden und ein neuer Arbeitsgang beginnen kann, da
der Sperrbolzen 21 dabei wieder in seine Schließlage gebracht worden ist.
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Sollten sich beim Spritzen Störungen dadurch ergeben, daß. sich die
Düse i9 oder die Leitung 18 verstopft oder .der Metallkopf in der Mätrizenhälfte
31 festsitzt, so kann man den Steuerbolzen 23 in dem ihn führenden Ausschnitt des
Ständers 36 aufwärts schwenken und so die Verbindung zwischen den ortsfesten und
den verschiebbaren Teilen aufheben. Durch Zurückschwenken des Hebels 41 kann hierauf
die Trageplatte 39 nach links geschoben und dadurch die Düse i9 zugänglich gemacht
und nötigenfalls ausgewechselt werden oder .der Metallkopf 73 von der Rückseite
des Ständers 36 aus herausgestoßen werden.
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-Um die Bewegung der verschiedenen Teile nicht zu hindern, werden
die zu diesen führenden Rohre 54, 55, 58, 59 und 61 zweckmäßig biegsam ausgeführt.
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Die Gefahr, daß die Spritzvorrichtung versehentlich in Tätigkeit gesetzt
wird, solange die Matrizenhälfte 3o abgehoben oder die Trageplatte 39 zurückgeschoben
worden ist, wird durch eine Verblockung der beiden Ventile 52 und 53 ausgeschlossen.
Zu diesem Zwecke ist der Handhebel jedes der Ventile mit einer Scheibe 62 bziv.
f3 verbunden,. in deren Umfang eine kreisbogenförmige Vertiefung vorgesehen ist,
in die bei gewissen Stellungen der Umfang der anderen Kreisscheibe eingreift. Diese
Verriegelung, die nach Art der bekannten Einzahn- öder Malteserkreuzgetriebe arbeitet,
gestattet die Betätigung der Spritzvorrichtung nur dann, wenn die Matrize geschlossen
ist, und zwingt zur Absperrung der Druckluft von den zur Spritzvorrichtung führenden
Leitungen 57a, 58 und 59, bevor die Matrizenhälfte 3o abgehoben werden kann. Eine
Verletzung der die Maschine Bedienenden durch ausgespritztes Metall kann also nicht
vorkommen.
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Zur. Kühlung des über dem Tiegel angeordneten Zylinders 9 kann dieser
in bekannter Weise mit einem Wassermantel ausgerüstet sein, desen Zu- und Abflußleitungen
bei 68 und 69 angedeutet sind.
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Die zweiteilige Spritzform zur Herstellung von Lagerschalen (Abb.
3 und 4) hat in der beweglichen Hälfte 30 Vertiefungen 70 zur Aufnahme
von halbzylindrisch gebogenen Schalen 71 aus Messing, Kupfer oder anderem Metall,
die in der Maschine ausgespritzt werden sollen. Zu diesem Zwecke ist zwischen der
Innenfläche der eingelegten Schalen 71 und halbzylindrischen Vorsprüngen 74 der
-ortsfesten Matrizenhälfte 31 ein konzentrischer Spalt 72 freigelassen, der mit
dem an die Düse i9 anschließenden Einguß 73 in offener Verbindung steht. Die Düse
dichtet sich mit ihrem konischen Mundstück an dem Teil 31 selbsttätig ab. Zur Verhütung
voll überhitzung werden die halbzylindrischen Vorsprünge zweckmäßig von rohr- oder
becherförmigen Einsätzen gebildet, in die durch nicht dargestellte Leitungen Kühlwasser
eingeführt wird. Wie Abb.4 zeigt, können in der Matrize gleichzeitig mehrere Lagerschalen,
die um den Einguß gruppiert sind, mit Lagerweißmetall, Kunstharz o. dgl, ausgespritzt
werden. Wenn andere Gegenstände gespritzt werden sollen, wird jeweils eine entsprechend
gestaltete Matrize verweildet.