DE69700394T2

DE69700394T2 - Maschine zum Pressen oder Giessen unter Druck

Info

Publication number: DE69700394T2
Application number: DE69700394T
Authority: DE
Inventors: Jean Collot; Philippe Roehr
Original assignee: CELES LAUTENBACH
Current assignee: CELES LAUTENBACH
Priority date: 1996-05-22
Filing date: 1997-04-29
Publication date: 1999-11-25
Anticipated expiration: 2017-04-30
Also published as: FR2748957A1; FR2748957B1; AU2010197A; EP0808680A1; DE69700394D1; ATE183121T1; ES2134670T3; EP0808680B1; AU713768B2; DE808680T1; US6089846A; CA2204841A1; JPH1071421A

Description

Maschine zum Spritzen oder Gießen unter Druck Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Versorgung einer Spritzgieß- bzw. Druckgießmaschine oder eines Schmiedepressenwerkzeuges und speziell einer Schmiedepressenmatrize mit Materialien im halbfesten, festen, halbflüssigen oder flüssigen Zustand.
Sie ist insbesondere auf die Zuführvorrichtung für die Spritzgieß- bzw. Druckgießkammer einer solchen Maschine oder für eine Pressenmatrize gerichtet, welche Erwärmung und Transfer von Rohteilen aus metallischem oder Kunststoffmaterial, das gegebenenfalls verstärkt ist, sicherstellt, wobei es diese Vorrichtung erlaubt, die Spritzgieß- bzw. Druckgießkammer oder die Pressenmatrize schnell zu versorgen.
Gegenwärtig werden Manipulatoren eingesetzt, um den Transfer von erhitzten Rohteilen in die Spritzgießkammer der Druckgießmaschinen durchzuführen. Diese Manipulatoren sind derart konstruiert, daß sie das erhitzte Rohteil in vertikaler Position am Ende des Erwärmungsofens aufnehmen, um es in die Spritzgießkammer zu transportieren. Diese Lösung des Standes der Technik hat zahlreiche Nachteile, insbesondere:
- hat das erhitzte Rohteil in vertikaler Position die Neigung, sich auf Grund der Ausdehnung nach oben zu verformen,
- es besteht die Gefahr, daß das Rohteil während des Ergreifens vom Manipulator Verformungen erleidet,
- die Transferzeit zwischen Erwärmungsofen und Spritzgießkammer ist zu lang,
- es gibt einen Materialverlust während des Transfers,
- die Erhitzung eines Rohteils dauert mehrere Minuten, was für Rohteile inakzeptabel ist, welche aus Metallen wie Magnesium bestehen, die am Ende des Erhitzungsvorgangs brennen oder oxidieren, und
- das Arbeiten unter Schutzgasatmosphäre ist schwierig.
In dem Artikel von Francis Quigley "Economical Casting of Ferrous Alloys", veröffentlicht in "MANUFACTURING TECHNOLOGY NOTE", Juli 1979 NTN 79/0682, ist ein Verfahren zur Versorgung einer Spritzgießmaschine beschrieben, in welchem das halbfeste Rohteil in vertikaler Position erhitzt und danach über einen Schlitten an ein Kolben-Zuführsystem für die Spritzgießkammer einer Gießmaschine geliefert wird. Dieses Verfahren des Standes der Technik hat eine gewisse Anzahl von Nachteilen, die insbesondere das Erhitzen in vertikaler Position sowie den Transport entlang einer Rutsche betreffen, welcher Reibungen verursacht, die sich in einer Verformung des Rohteils ausdrücken. Das Verfahren ist daher nicht zufriedenstellend.
Es stehen weitere Vorrichtungen zur Verfügung, die derart konstruiert sind, daß sie das Rohteil mittels eines Kolbens vorwärtsdrücken, um es in die Spritzgießkammer zu bringen, wobei bei diesen Vorrichtungen die Gefahr besteht, daß sich das Rohteil verformt, wenn es sich im zähflüssigen Zustand befindet, was sich in einem Materialverlust ausdrückt.
Schließlich sind andere Vorrichtungen bekannt, die derart realisiert sind, daß sie das Rohteil anliefern, indem sie es entlang einer geneigten Ebene drehen. Bei diesen bekannten Vorrichtungen besteht ebenfalls die Gefahr einer Verformung des Rohteils in der Phase seiner Drehung. Außerdem erfordern diese Vorrichtungen eine zu lange Transferzeit.
Deshalb liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung bereitzustellen, durch welche die Nachteile der zuvor kurz beschriebenen Lösungen des Standes der Technik behoben werden.
Der Gegenstand der Erfindung ist somit eine Zuführvorrichtung für eine Spritzgießkammer einer Druckgieß- bzw. Spritzgießmaschine oder ein Schmiedepressenwerkzeug bzw. eine -matrize, welche den Transfer eines Rohteils aus metallischem Material oder gegebenenfalls verstärktem Kunststoffmaterial, das sich im flüssigen, festen, halbflüssigen oder halbfesten Zustand befindet, sicherstellt und einen Träger mit horizontaler Achse, der das Rohteil aufnimmt und behält, und Mittel zum Bewegen des Trägers, um für den Transfer des Rohteils in die Spritzgießkammer oder Pressenmatrize zu sorgen, umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Träger in mindestens einem Erwärmungssystem angeordnet ist und daß die Mittel, welche für den Transfer des Rohteils sorgen, einerseits aus Mitteln, die den Träger in einer horizontalen Translationsbewegung fortbewegen, wodurch das Rohteil von der Erwärmungsposition bis zu einer Position transportiert wird, die vertikal zur Spritzgießkammer oder zur Pressenmatrize ist, und andererseits aus Mitteln bestehen, die den Träger in einer Drehbewegung um seine Achse bewegen, um durch Schwerkraft den Fall des Rohteils, das sich immer noch in horizontaler Position befindet, von diesem Träger in die Spritzgießkammer oder Pressenmatrize zu bewirken.
Erfindungsgemäß besteht der Träger aus einem Rohr aus hitzebeständigem Material, das einen kreisrunden oder prismatischen Querschnitt aufweisen kann und dessen Durchmesser etwas größer als der des zu transportierenden Rohteils ist. Das Rohr enthält einen Ausschnitt, der eine im wesentlichen halbzylindrische Aufnahme begrenzt, die das Rohteil aufnehmen soll. Der Ausschnitt kann derart ausgeführt sein, daß er eine löffel- oder trogförmige Aufnahme begrenzt und kann gegebenenfalls über die gesamte Länge des Rohrs angebracht sein.
Erfindungsgemäß ist das Rohr, welches das Rohteil aufnimmt, in ein zylinderförmiges Metallteil über beispielsweise torische Dichtungen eingepreßt, um dieses Rohr im Metallteil eingespannt zu halten. Letzteres kann mit einer Ansatzbohrung durchbohrt sein, die an eine Zuleitung für Schutzgas angeschlossen ist.
Entsprechend einem erfindungsgemäßen Merkmal ist das Metallteil, welches das Rohr eingespannt hält, an einem pneumatischen Zylinder angebracht, der dem Rohr eine Drehbewegung bezüglich dessen Achse verleiht, wobei der pneumatische Drehzylinder seinerseits am Ende eines pneumatischen Zylinders angebracht ist, welcher dem Rohr in dessen Achse eine hin- und hergehende Translationsbewegung verleiht.
Erfindungsgemäß ist das das Rohteil aufnehmende Rohr in mindestens einem System zur Erwärmung durch Induktion oder Joulesche Wärme angeordnet, wobei sich die Achse der Erwärmungssysteme unmittelbar vor dem Auslösen der Drehbewegung des Rohrs im wesentlichen in der vertikalen Ebene befindet, durch welche die Achse der Spritzgießkammer oder der Pressenmatrize geht.
Entsprechend einem anderen Merkmal der Erfindung hat sie eine Druckgieß- bzw. Spritzgießmaschine oder eine Presse zum Schmieden von Material im flüssigen, halbfesten oder halbflüssigen Zustand zum Gegenstand, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Vielzahl von wie zuvor definierten Zuführvorrichtungen umfaßt.
Weitere erfindungsgemäße Merkmale sind in den auf diese Beschreibung folgenden Patentansprüchen definiert.
Anschließend wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die sich im Anhang befindenden Zeichnungen erläutert, wobei
- Fig. 1 eine perspektivische schematische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Zuführvorrichtung zeigt, die
- Fig. 2 bis 4 perspektivische schematische Teilansichten verschiedener Ausführungsformen des Trägers des Rohteils, welcher in der erfindungsgemäßen Zuführvorrichtung verwendet wird, und die
- Fig. 5 bis 8 schematische Seitenansichten, welche die verschiedenen Phasen der Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Zuführvorrichtung veranschaulichen, zeigen,
- Fig. 9 eine erfindungsgemäße Ausführungsform, in welcher zwei Zuführvorrichtungen verwendet werden, zeigt, wobei diese Figur ein schematischer vertikaler Querschnitt ist, die
- Fig. 10 bis 12 Fig. 9 ähnliche schematische Ansichten, welche verschiedene erfindungsgemäße Ausführungsformen veranschaulichen, in welchen eine Vielzahl von Zuführvorrichtungen verwendet wird, zeigen und
- Fig. 13 die Arbeitsfolge der von Fig. 12 veranschaulichten erfindungsgemäßen Ausführungsform
zeigt.
Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen, welche die erfindungsgemäße Zuführvorrichtung gemäß ihrer bevorzugten Ausführungsform darstellt.
In diesem Ausführungsbeispiel umfaßt die Zuführvorrichtung einen Träger für das Rohteil 2, der in Form eines Rohrs 1 aus feuerfestem Material, beispielsweise aus Keramik, Quarz oder Aluminiumoxid, einem Verbundmaterial oder verstärktem Kunststoff, ausgeführt ist. Das Rohr 1 weist einen Durchmesser auf, der etwas größer als der des Rohteils 2 ist, das zur Spritzgießkammer (in Fig. 1 nicht dargestellt, aber in 16 in den Fig. 9 bis 12 zu sehen) der Druckspritzgießmaschine oder zur Matrize einer Schmiedepresse transportiert werden muß. Das Rohr 1 ist über Dichtungen 11, beispielsweise torische, in ein zylinderförmiges Metallteil 10 derart eingepreßt, daß das Rohr 1 festgespannt gehalten wird. Das zylindrische Teil 10 enthält in seinem Boden eine Ansatzbohrung 12, in welche eine Zuleitung für Schutzgas mündet. Erfindungsgemäß wird ein solches Schutzgas dann verwendet, wenn die Vorrichtung Rohteile handhaben muß, welche aus Metallen wie Magnesium bestehen, die brennbar sind oder oxidieren können. Dieses Schutzgas kann beispielsweise ein Gemisch von CO&sub2;, SF&sub6; und Luft oder ein luftfreies Gemisch von CO&sub2; und SF&sub6; sein.
Das Rohr 1, das einen kreisrunden oder prismatischen Querschnitt aufweist, ist mit einem Ausschnitt 5 versehen, der eine halbzylindrische Aufnahme begrenzt, die das Rohteil 2 aufnehmen soll. In Fig. 1 besitzt diese Aufnahme die Form eines Löffels 6. In der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform ist der Ausschnitt über die gesamte Länge des Rohrs angebracht, wobei dann die Aufnahme 7 für das Rohteil eine insgesamt halbzylindrische Form aufweist. In der von Fig. 3 veranschaulichten erfindungsgemäßen Ausführungsform besitzt die Aufnahme für das Rohteil die Form eines Trogs 8. Im Fall der von Fig. 4 veranschaulichten Ausführungsform umfaßt das Rohr 1 eine Verlängerung, die sich in einem großen Vorsprung ausdrückt, wobei erfindungsgemäß in diesem Fall Mittel 9 vorgesehen sind, die bestimmt sind, eines der Enden dieses Rohrs abzustützen.
Der Teil des Rohres 1, der mit dem Ausschnitt 5 versehen ist und als Aufnahme für das zu transportierende Rohteil 2 dient, enthält in seinem Boden Vorsprünge 13, 13', die aus demselben Material wie das Rohr ausgeführt und vorgesehen sind, als Feststeller für das Rohteil 2 zu dienen, um es an einer Bewegung in der Aufnahme zu hindern. Unter dem Einfluß des Magnetfeldes, welches von dem weiter unten beschriebenen Induktions-Erwärmungssystem (Fig. 5 bis 8, Bezugszahlen 14, 14') erzeugt wird, kann das Rohteil 2 die Neigung haben, sich zu bewegen, wenn es im Induktions-Erwärmungssystem nicht vollkommen zentriert ist. Dieses Phänomen tritt insbesondere im Fall von Rohteilen aus sehr leichtem Material, beispielsweise aus Magne siumbasislegierungen, auf. Das Vorhandensein von Vorsprüngen wie 13 und 13' wird noch wichtiger, wenn die Vorrichtung Rohteile aus einer Magnesiumlegierung mit hohem Lithiumgehalt (30 bis 40%) handhabt, deren Dichte weniger als 1 beträgt.
Erfindungsgemäß ist über dem Ende des Rohrs 1, das mit der Aufnahme für das Rohteil 2 versehen ist, eine Zuleitung 17 für eine Schlichte vorgesehen, wodurch verhindert werden soll, daß das Rohteil an der Aufnahme anklebt.
Wie im allgemeinen Teil der Beschreibung erläutert, umfaßt das Rohr 1, welches derart konstruiert ist, daß es das Rohteil 2 aufnimmt und hält, einerseits Mittel, die ermöglichen, es mit einer horizontalen Translationsbewegung zu bewegen, um das Rohteil von einer Erwärmungszelle bis zu einer Position zu transportieren, die sich in der Vertikalen der Spritzgießkammer oder der Pressenmatrize, wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung für eine Schmiedemaschine angewendet wird, befindet, und andererseits Mittel, dieses Rohr mit einer Drehbewegung zu bewegen, um das Hinabfallen des Rohteils vom Rohr 1 in die Spritzgießkammer oder die Pressenmatrize durch Schwerkraft zu bewirken. In dem von Fig. 1 veranschaulichten Ausführungsbeispiel sind diese Mittel in Form zweier Zylinder ausgeführt:
- einerseits eines Pneumatikzylinders 4, der dem Rohr 1 eine Drehbewegung in bezug auf dessen Achse mitteilt, die in Fig. 1 durch gestrichelte Linien schematisch dargestellt ist. Vorzugsweise erlaubt es diese Drehbewegung, das Rohr 1 eine halbe Umdrehung in etwa 0,1 Sekunden ausführen zu lassen,
- andererseits eines Pneumatikzylinders 3, der an dem pneumatischen Drehzylinder 4 befestigt ist, wobei dieser Zylinder 3 dem Rohr 1 eine in der Rohrachse hin- und hergehende Translationsbewegung mitteilt.
Erfindungsgemäß sind an der Stange des pneumatischen Translationszylinders 4 Endschalter 15, 15' derart vorgesehen, daß das Ingangsetzen bzw. der Halt des Erwärmungssystems sichergestellt wird, das um die in Fig. 1 veranschaulichte Zuführvorrichtung angeordnet ist, wie anschließend beschrieben wird.
Wie insbesondere in den Fig. 5 bis 8 dargestellt, kann das Erwärmungssystem in Form eines Beheizungssystems durch Induktion 14, 14' ausgeführt sein, dessen Spulen koaxial zum Rohr 1 sind und dieses umgeben. Selbstverständlich kann ein anderer Beheizungstyp, beispielsweise eine Beheizung durch Joulesche Wärme, angewendet werden.
In den Fig. 5 bis 8 sind zwei Induktoren 14, 14' vorgesehen, wobei diese Zahl aber auch auf einen einzigen verringert oder auf über 2 erhöht werden kann. Für die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ein einziger Induktor eingesetzt werden, der von aufeinander folgenden unterschiedlichen Leistungen und Frequenzen derart versorgt wird, daß das Rohteil 2 in einem Zeitraum von unter oder nahe einer Minute erhitzt wird. Am Ende des Zyklus ist das Rohteil 2 so auf eine gleichmäßige Temperatur gebracht worden, die sich zwischen der Liquidus- und der Solidus-Temperatur des Metalls oder der Legierung, das/die das Rohteil 2 bildet, befindet. Wenn man zwei Induktoren verwendet, wie in dem von den Fig. 5 bis 8 veranschaulichten Ausführungsbeispiel, dient einer 14 der Induktoren zum Vorwärmen des Kerns des Rohteils 2, während der zweite Induktor 14' zum Halten der Temperatur des Rohteils eingesetzt wird, um eine Temperatur zu erhalten, die über dessen gesamte Masse homogen ist.
Erfindungsgemäß ist ein Wiedererwärmungssystem für die Rohteile vorgesehen. Diese können, anstelle im Transferrohr 1 bei Umgebungstemperatur positioniert zu werden, dort durch eine Vorwärmung, die beispielsweise in einem Tunnelofen oder durch Joulesche Wärme realisiert wird, mit einer höheren Temperatur gelagert werden. Die Rohteile, die so zuvor eine gewisse Wärmemenge akkumuliert haben, brauchen anschließend weniger lange, um von Erwärmungssystem durch Induktion 14, 14' auf die richtige Temperatur gebracht zu werden. So ist eine Vorwärmung um etwa 100ºC oder einige hundert Grad Celsius ausreichend, um die Zeit der Erwärmung durch Induktion um mehrere Sekunden oder sogar mehrere Minuten zu verkürzen, wenn die Abmessungen des Rohteils groß sind.
In den Fig. 5 bis 8 sind die verschiedenen aufeinanderfolgenden Arbeitsphasen der wie in Fig. 1 dargestellten erfindungsgemäßen Zuführvorrichtung veranschaulicht.
Fig. 5 zeigt das Rohteil 2 in der Vorwärmposition A in der Mitte des Vorwärminduktors 14, wobei das Rohteil in der Aufnahme des Rohrs 1 von den Vorsprüngen 13, 13' an seiner Stelle gehalten wird.
Fig. 6 zeigt das Rohteil 2, das von Position A (Fig. 5) unter dem Einfluß einer durch den Zylinder 3 erhaltenen Translation auf Position B übergegangen ist, die im zweiten Induktor 14' zentriert ist. In dieser Position ist die Temperatur des Rohteils vollkommen homogen.
Fig. 7 zeigt das Rohteil 2 in Position C, nach dem Ausgang des zweiten Induktors 14', wobei das Rohr 1 die Translation in seiner Achse 1 unter dem Einfluß des Zylinders 3 fortgesetzt hat.
Fig. 8 zeigt das Rohr 1, das vom Drehzylinder 4 eine halbe Umdrehung gedreht worden ist, wobei dann das Rohteil 2 die Aufnahme im Rohr 1 (Position D) verläßt, um im freien Fall direkt in die Spritzgießkammer oder Pressenmatrize, die in Fig. 8 nicht dargestellt ist, aber, insbesondere in Fig. 9, in 16 zu sehen ist, hinabzufallen, die sich unter der Aufnahme in deren Vertikalen befindet.
Nachdem das Rohteil in die Spritzgießkammer 16 gefallen ist, ermöglichen Mittel (weiter unten unter Bezugnahme auf Fig. 9 beschrieben) die Kontrolle seiner richtigen Positionierung in der Spritzgießkammer, wobei nach dieser Kontrolle die Einspritzung ausgelöst wird. Wird die erfindungsgemäße Vorrichtung für eine Schmiedepresse verwendet, führt die soeben beschriebene Transfereinrichtung einen schnellen Vorstoß zwischen Pressenmatrize und Stempel aus, um ein Rohteil abzuwerfen. Nach dem Rückzug der Transfereinrichtung ist der Pressenstempel frei, sich herabzusenken, um den Schmiedevorgang durchzuführen.
Es ist festzustellen, daß alle in den Fig. 5 bis 8 veranschaulichten Arbeitsgänge in einem Zeitraum von unter oder nahe einer Minute erfolgen, was es erlaubt, einen Block aus einer Magnesiumlegierung wie AZ 91 zu erhitzen, ohne daß die Zeit ausreicht, sogar ohne das Einblasen von Schutzgas durch die Ansatzbohrung 12 (Fig. 1), daß er anfangen zu brennen kann.
Es wird nun Bezug genommen auf Fig. 9, in welcher eine erfindungsgemäße Ausführungsform dargestellt ist, die zwei Zuführvorrichtungen des von den vorhergehenden Figuren veranschaulichten Typs umfaßt. In dieser Ausführungsform sind die beiden Zuführvorrichtungen vertikal übereinander angeordnet, ihre Achsen befinden sich in der vertikalen Ebene, durch welche die Achse der Spritzgießkammer 16 oder der Pressenmatrize geht. Mit 1 und 1' sind die Rohre der zwei Zuführvorrichtungen mit ihren Zuleitungen 17, 17' für eine Schlichte numeriert, das jeweilige Rohteil ist mit 2, 2' numeriert. In dieser Fig. 9 sind in 18 die erfindungsgemäßen Mittel für die Kontrolle der richtigen Positionierung eines Rohteils 2 oder 2' in der Spritzgießkammer dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel können diese Mittel in Form von Infrarotzellen oder Sensoren für Nähe und Durchgang ausgeführt sein. Nach Durchführung der Kontrolle der richtigen Positionierung des Rohteils in der Spritzgießkammer 16 (oder der Pressenmatrize) gibt ein Signal sofort den Befehl zum Auslösen der Einspritzung (oder des Absenkens des Pressenstempels) mittels eines (nicht dargestellten) Kolbens, der in Kammer 16 angeordnet ist. Diese enthält Löcher für Heizdrähte, wie in 24 gezeigt. Erfindungsgemäß ist ebenfalls eine Leitung 20 vorgesehen, um eine Schlichte in Form eines Pulvers oder einer Flüs sigkeit in die Spritzgießkammer 16 zu bringen und damit ein Ankleben des Rohteils an ihr zu verhindern.
In dieser in Fig. 9 veranschaulichten erfindungsgemäßen Ausführungsform werden zwei übereinander angeordnete Einrichtungen E und F eingesetzt, die gleich den in den Fig. 5 bis 8 dargestellten sind, eine Einrichtung, die es erlaubt, mit der Erwärmung eines Rohteils 2' zu beginnen, während das andere Rohteil 2 sich bereits in der Mitte der Wiedererwärmung in der anderen Einrichtung befindet. Desweiteren sind die Positionen A, B, C und D der Einrichtungen E und F diejenigen wie in den Fig. 5 bis 6.
Diese erfindungsgemäße Ausführungsform arbeitet wie folgt:
- Das erste Rohteil 2' in der Einrichtung E wird ähnlich wie in Position A gemäß einem Verfahren wie weiter oben unter Bezugnahme auf die Fig. 5 bis 8 beschriebenen erhitzt. Nach etwa 30 Sekunden geht es in Position B über, wobei das zweite Rohteil 2 sich in Position A in der anderen Einrichtung F ähnlich wie das in den Fig. 5 bis 8 veranschaulichte zu erhitzen beginnt, positioniert darüber in einer vertikalen Ebene, durch welche die Einspritzachse und die Achse der Zuführvorrichtung, die sich darunter befindet, geht.
- Nach etwa einer Minute verläßt das Rohteil 2' den Induktor aus Position B, um in Position C (siehe Fig. 7) überzugehen, danach eine halbe Umdrehung zu erfahren und schließlich direkt in die Spritzgießkammer 16 (wie in Fig. 8 gezeigt) zu fallen. Die Einspritzung, wie weiter oben beschrieben, erfolgt sofort, und man erhält ein Formteil. Während dieser Zeit geht das Rohteil 2 in Position B über, und ein drittes Rohteil ist in die Zuführvorrichtung aufgegeben worden, die sich darunter befindet, und es beginnt sich in Position A zu erhitzen.
- Etwa dreißig Sekunden später geht das zweite Rohteil 2 in Position C über (siehe Fig. 7), anschließend erfährt es eine halbe Umdrehung und fällt schließlich in die Spritzgießkammer (siehe Fig. 8) und so fort. Nach dem Fall des Rohteils in die Spritzgießkammer 16 erfährt das Rohr 1 der Zuführvorrichtung unter dem Einfluß des Drehzylinders 4 eine halbe Umdrehung in umgekehrter Richtung und wird sofort wieder mit einem neuen Rohteil beschickt. Somit kann alle 30 Sekunden ein Spritzgießvorgang durchgeführt werden. Während dieser 30 Sekunden wird das Druckgießen eines Teils, dessen Abkühlung und Ausstoß, das Auftragen von Schlichte auf die Form in offener Position, wobei bei Rohteilen aus halbfesten oder halbflüssigen Legierungen vorzugsweise ein aus Pulvern bestehendes Gemisch eingesetzt wird, und das Schließen der Form durchgeführt.
Selbstverständlich kann die zuvor unter Bezugnahme auf Fig. 9 beschriebene Ausführungsform auch auf eine Schmiedepresse angewendet werden, wobei die Transfervorrichtung die Versorgung des Pressenstempels sicherstellt.
Erfindungsgemäß kann auch mit paralleler Zeit gearbeitet werden, wobei die Taktfrequenz der Einspritzung (oder die Taktfrequenz des Schmiedevorgangs, wenn die Erfindung auf eine Schmiedepresse angewendet wird) durch Überander-Anordnen einer Vielzahl von Einrichtungen, die gleich der in den Fig. 5 bis 8 veranschaulichten sind, noch erhöht werden kann, was es erlaubt, Produktionstakte sicherzustellen, die gleich denen sind, die üblicherweise mit Materialien im flüssigen Zustand erhalten werden. Erfindungsgemäß konnte sogar ein Rohteil aus einer Magnesiumlegierung (AZ 91) mit einem einzigen Induktor in etwa einer Minute erhitzt werden. Der große Vorteil der Erfindung ist, daß sie es erlaubt, im Fall entzündlicher Legierungen ohne Schmelzbad und damit bei voller Sicherheit zu arbeiten.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann für die erneute Erwärmung und den Transfer von Rohteilen aus Kunststoff, der mit einem elektrisch leitfähigen Material gefüllt ist, beispielsweise aus mit Kohlenstoff gefülltem ABS, oder aus leitfähigen Polymeren, die mit Kohlenstoffasern oder Metallfasern und auch mit Ruß gefüllt sind, verwendet werden. Einige dieser Materialien sind dafür bekannt, daß sie schwierig spritzzugießen sind. Außerdem verursachen die herkömmlichen Schneckenmaschinen, die gegenwärtig verwendet werden, einen beachtlichen Schervorgang, was eine Verringerung der Leitfähigkeit von Formteilen aus leitfähigen Polymeren um 1 oder 2 Größenordnungen zur Folge hat. Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt es, diesen Nachteil zu beheben, sie ermöglicht außerdem eine schnelle erneute Erwärmung, wodurch auch ein längeres Einwirken einer höheren Temperatur, das eine irreversible Senkung der Leitfähigkeit bewirken würde, vermieden wird. Durch diese Vorrichtung kann somit das Material durch Induktion erneut erhitzt werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann vervollständigt werden, indem ein Manipulationsroboter vorgesehen wird, der dazu da ist, die Rohteile im festen Zustand aufzunehmen, um sie auf dem oder den weiter oben beschriebenen verschiedenen Zuführungsträger/n (Rohr 1 mit dem Ausschnitt für die Positionierung der Rohteile) abzulegen.
Es ist festzustellen, daß es erfindungsgemäß von Bedeutung ist, daß sich die Achsen der verschiedenen Erwärmungseinrichtungen wie 14, 14' unmittelbar vor dem Auslösen der Drehbewegung unter dem Einfluß des Drehzylinders 4 im wesentlich in der vertikalen Ebene befinden, durch welche die Achse der Spritzgießkammer 16 geht, so daß das Rohteil direkt von der horizontalen Halteposition in seiner Aufnahme 6, 7 oder 8 des Rohrs 1 durch freien Fall unter der Wirkung der Schwerkraft und ohne Kontakt oder Eingriff eines Manipulators übergeht. So ist es erfindungsgemäß sogar möglich, vollständig geschmolzene Blöcke in die Spritzgießkammer fallen zu lassen.
In der von Fig. 10 veranschaulichten erfindungsgemäßen Ausführungsform sind die Zuführvorrichtungen, anstelle wie zuvor beschrieben vertikal angeordnet zu sein, horizontal angeordnet. Gemäß Fig. 10 sind zwei in derselben horizontalen Ebene angeordnete Zuführvorrichtungen vorgesehen, die jeweils durch ihren Erwärmungsinduktor 14&sub1; bzw. 14&sub2; mit dem zugehörigen Schaltschrank 22&sub1; bzw. 22&sub2; schematisch dargestellt sind.
In dieser Ausführungsform sind die erfindungsgemäßen Zuführvorrichtungen mit ihrem jeweiligen Erwärmungsinduktor nicht wie zuvor an der Spritzgießmaschine befestigt, sondern auf einem (nicht dargestellten) hin- und hergehenden Wagen angebracht, der sich entsprechend den Pfeilen F&sub1; und F&sub2; bewegt. Dieser Aufbau ist derart realisiert, daß jede Zuführvorrichtung der einzigen Spritzgießkammer 16 ein erhitztes Rohteil liefern kann. Diese Ausführungsform kann selbstverständlich auch auf eine Schmiedepresse angewendet werden.
In Fig. 10 ist der Aufbau aus Zuführvorrichtung und Erwärmungseinrichtung, der sich in Position A auf der rechten Seite dieser Figur befindet, in der Erwärmungsphase und so weit, das Rohteil 2 in die Spritzgießkammer 16 fallen zu lassen. Während dieser Zeit beginnt die gleiche Vorrichtung, die sich in Position B auf der linken Seite gegenüber in Fig. 10 befindet, ein anderes Rohteil 2' vorzuwärmen. Nachdem dieses Rohteil 2' vorgewärmt worden und das Rohteil 2 in die Spritzgießkammer 16 transferiert worden ist und die Zuführvorrichtung und die Erwärmungseinrichtung, die sich in Position A befinden, in die Position für die Erwärmung eines neuen Rohteils gebracht worden sind, wird die gesamte Vorrichtung, die sich in B befindet, von ihrem Wagen angetrieben, der sich entsprechend dem Pfeil F&sub1; derart bewegt, daß das Rohteil 2' über die Spritzgießkammer 16 gebracht wird, in welche es durch Schwerkraft transferiert wird, wie weiter oben unter Bezugnahme insbesondere auf die Fig. 5 bis 8 beschrieben. Anschließend wird dieselbe Vorrichtung in Erwärmungsposition gebracht, um ein neues Rohteil aufzunehmen, während die andere Vorrichtung für die Erwärmung und Zuführung, welche sich in Position A befindet, die Spritzgießkammer 16 mit einem Rohteil versorgen kann, das in Erwär mungsposition war, wobei dieser Vorgang durch die Anwesenheit des hin- und hergehenden Wagens realisiert wird, auf welchem jede Vorrichtung für die Erwärmung und Zuführung des Rohteils angebracht ist.
In Fig. 11 ist eine Abwandlung der von Fig. 10 veranschaulichten Ausführungsform gezeigt. In dieser Abwandlung ist das System verdoppelt, indem zwei Vorrichtungen wie von Fig. 10 veranschaulicht übereinander angeordnet werden. So sind in dieser Abwandlung zwei gleiche Paare von Vorrichtungen für Erwärmung und Zuführung 14&sub1;, 22&sub1;, 14&sub2;, 22&sub2; bzw. 14'&sub1;, 22'&sub1;, 14'&sub2;, 22'&sub2; übereinander angeordnet, die jeweils auf einem hin- und hergehenden Wagen auf dieselbe Weise wie zuvor unter Bezugnahme auf Fig. 10 beschrieben angebracht sind, um Translationsbewegungen entsprechend den Pfeilen F&sub1; und F&sub2; derart zu erhalten, daß die Spritzgießkammer 16 sukzessive mit erhitzten Rohteilen versorgt wird.
Eine weitere Möglichkeit, welche die Erfindung bietet, besteht darin, die Erwärmungsstationen für die Rohteile zu vervielfachen, indem sie auf einer geschlossenen Kurve mit beliebiger Form, beispielsweise in einem Kreis 21, wie in Fig. 12 dargestellt, angeordnet werden, wobei dann die Zuführvorrichtungen des zuvor insbesondere unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 8 beschriebenen Typs auf einer Drehscheibe oder Einem Paternoster, die/der auf einer Gleitführung angeordnet ist, die eine alternative (hin und her) Translationsbewegung des Ganzen erlaubt, angebracht sind. In Fig. 12 ist schematisch eine Vorrichtung entsprechend dieser erfindungsgemäßen Abwandlung gezeigt, die fünf Erwärmungsstationen (wobei diese Zahl selbstverständlich nur ein Beispiel ist) vom Typ Induktor oder Ofen umfaßt, wobei sich diese Stationen jeweils in einer festen Position A, B, C, D bzw. E auf dem Kreis 21 befinden. Jeder der Stationen entspricht eine Zuführvorrichtung für das Rohteil wie weiter oben beschrieben.
Die Arbeitsfolge dieser Vorrichtung ist im Schema der Fig. 13 angegeben. Sie ist wie folgt:
- eine Zuführvorrichtung für Rohteile befindet sich in nach hinten zurückgezogener Position, in welcher sie ein kaltes Rohteil 2 aufnimmt, das in der Aufnahme der Zuführvorrichtung (Rohr 1) über ein (nicht dargestelltes) Beschickungssystem positioniert wird,
- die Zuführvorrichtung wird anschließend in Position A gebracht, in welcher das Rohteil 2 durch den/die Induktor/en 14 erhitzt wird,
- die Zuführvorrichtung wird danach von Position A zurückgenommen, um das zuvor erhitzte Rohteil freizugeben, indem es vom Erwärmungssystem 14 entfernt wird, und um durch Drehung um eine fünftel Umdrehung der Drehscheibe, auf welcher die Zuführvorrichtung angebracht ist, gegenüber Position B zu gelangen,
- die Zuführvorrichtung erfährt dann eine neue Translation, damit das Rohteil 2 in Position B gebracht wird, wo sich seine Erhitzung durch die Induktoreinrichtung 14 fortsetzt,
- die soeben beschriebenen Arbeitsgänge wiederholen sich anschließend, um die aufeinander folgenden Übergänge von B nach C, von C nach D und von D nach E auszuführen, und.
- schließlich erfährt das Rohteil 2 in Position E eine endgültige Erwärmung, danach wird es in die Spritzgießkammer 16 auf die insbesondere mit Bezug auf die Fig. 7 und 8 zuvor beschriebene Weise abgeworfen.
Durch diese Ausführungsform wird das Rohteil 2 in den verschiedenen Erwärmungsstationen A bis D fortschreitend mit unterschiedlichen Induktionsleistungen und gegebenenfalls -frequenzen erhitzt, die derart ausgewählt werden, daß eine gleich mäßige Erwärmung des Rohteils erhalten wird, wenn es in Position E unmittelbar vor seinem Transfer in die Spritzgießkammer 16 durch die erfindungsgemäße Zuführvorrichtung kommt.
Entsprechend noch einem anderen Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung können die Stationen der Erwärmung mittels Induktion durch einen Heiztunnel oder eine Kombination von Induktoren und einem oder mehreren Behältern, die durch Strahlung oder Konvektion beheizt werden, ersetzt werden. Wie weiter oben festgestellt, kann die Anzahl der Erwärmungsstationen in der in den Fig. 12 und 13 dargestellten Abwandlung beliebig und nicht auf 5 begrenzt sein. Es ist festzustellen, daß es bei einer Vorrichtung, die fünf Erwärmungsstationen enthält, mit Rohteilen 2 im zähflüssigen Zustand möglich ist, eine Taktfrequenz zu erreichen, die höher als diejenige ist, welche durch Spritzgießen von flüssigem Metall erhalten wird, vorausgesetzt, die Temperatur des spritzgegossenen Teils ist niedriger und damit seine Abkühlzeit kürzer.
Aus der bisherigen Beschreibung geht hervor, daß die Erfindung eine Vorrichtung bereitstellt, die den Transport von Rohteilen im festen, halbfesten, halbflüssigen bzw. flüssigen Zustand ermöglicht, ohne daß diese Verformungen oder Materialverluste erleiden, wobei für den Transfer Taktfrequenzen erreicht werden, die höher als diejenigen sind, welche durch gegenwärtig verwendete Vorrichtungen erhalten werden.
Es ist selbstverständlich, daß die vorliegende Erfindung nicht auf die hier beschriebenen und/oder erwähnten Ausführungsbeispiele beschränkt ist, sondern alle Ausführungsformen im Rahmen der sich anschließenden Patentansprüche umfaßt. Insbesondere richtet sich die erfindungsgemäße Zuführvorrichtung nicht nur auf eine Spritzgießkammer einer Druckgieß- oder Spritzgießmaschine, sondern auch, wie weiter oben erwähnt, auf eine Schmiedepresse, um das Pressenwerkzeug oder die Pressenmatrize zu versorgen. Sämtliche zuvor beschriebenen Ausführungsformen richten sich auch auf eine solche Schmiedepresse.

Claims

1. Zuführvorrichtung für eine Spritzgießkammer einer Druckgieß- bzw. Spritzgießmaschine oder ein Schmiedepressenwerkzeug bzw. eine -matrize, welche den Transfer eines Rohteils aus metallischem Material oder gegebenenfalls verstärktem Kunststoffmaterial, das sich im flüssigen, festen, halbflüssigen oder halbfesten Zustand befindet, sicherstellt und einen Träger mit horizontaler Achse, der das Rohteil aufnimmt und behält, und Mittel zum Bewegen des Trägers, um für den Transfer des Rohteils in die Spritzgießkammer oder Pressenmatrize zu sorgen, umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Träger (1) in mindestens einem Erwärmungssystem (14, 14') angeordnet ist und daß die Mittel, welche für den Transfer des Rohteils (2) sorgen, einerseits aus Mitteln (3), die den Träger (1) in einer horizontalen Translationsbewegung fortbewegen, wodurch das Rohteil (2) von der Erwärmungsposition bis zu einer Position transportiert wird, die vertikal zur Spritzgießkammer (16) oder zum Pressenwerkzeug bzw. zur Pressenmatrize ist, und andererseits aus Mitteln (4) bestehen, die den Träger (1) in einer Drehbewegung um seine Achse bewegen, um durch Schwerkraft den Fall des Rohteils, das sich immer noch in horizontaler Position befindet, von diesem Träger in die Spritzgießkammer oder Pressenmatrize zu bewirken.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger aus einem Rohr (1) aus hitzebeständigem Material mit kreisrundem oder prismatischem Querschnitt besteht, das einen Durchmesser besitzt, der etwas größer als der des zu transportierenden Rohteils ist und mit einem Ausschnitt (5) versehen ist, der eine halbzylindrische Aufnahme begrenzt, die dieses Rohteil aufnehmen soll.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausschnitt (5) an einem Ende des Rohrs angeordnet ist und eine löffelförmige Aufnahme (6) begrenzt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausschnitt (5) über die gesamte Länge des Rohrs angebracht ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausschnitt (7) die Form eines Trogs (8) hat.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (1) an einem Ende mit Stützmitteln (9) versehen ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr in ein zylinderförmiges Metallteil (10) über insbesondere torische Dichtungen (11), um es in diesem zylinderförmigen Teil eingespannt zu halten, eingepreßt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Boden des zylinderförmigen Teils (10), in welches das Rohr (1) eingepreßt ist, eine Ansatzbohrung (12) für das Einleiten von Schutzgas führt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche des Rohrs Vorsprünge (13, 13') enthält, die für das Rohteil, welches von ihm aufgenommen wird, als Feststeller dienen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger aus einem Material besteht, das aus der Gruppe ausgewählt ist, welche die keramischen Materialien, Quarz, Aluminiumoxid und die Verbundmaterialien oder verstärkten Kunststoffe umfaßt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das zylinderförmige Teil (10), welches das Rohr (1) hält, an einem pneumatischen Zylinder (4) angebracht ist, der dem Rohr eine Drehbewegung bezüglich dessen Achse verleiht.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der pneumatische Drehzylinder (4) seinerseits am Ende eines pneumatischen Zylinders (3) angebracht ist, welcher dem Rohr in dessen Achse eine hin- und hergehenden Translationsbewegung verleiht.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Erwärmungssystem (14, 14') auf der Grundlage von Induktion oder Joulescher Wärme arbeitet.

14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der pneumatische Translationszylinder (3) Endschalter (15, 15') enthält, um das Ingangsetzen bzw. den Halt des das Rohr umgebenden Erwärmungssystems sicherzustellen.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Achse der Erwärmungssysteme unmittelbar vor dem Auslösen der Drehbewegung im wesentlichen in der vertikalen Ebene befindet, durch welche die Achse der Spritzgießkammer (16) oder der Pressenmatrize geht.

16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (1) des Rohteils mit Mitteln (17) für eine Schlichte versehen ist.

17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel zum Vorwärmen des Rohteils wie einen Tunnelofen oder auf der Grundlage Joule scher Wärme umfaßt, die vor dem Transfer des Rohteils in den Träger (1) angeordnet sind.

18. Maschine zum Druckgießen, Spritzgießen oder Schmieden von Materialien im flüssigen, halbflüssigen oder halbfesten Zustand, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einer Vielzahl von Zuführvorrichtungen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17 ausgerüstet ist.

19. Maschine nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei Zuführvorrichtungen (1, 1') enthält, die über der Spritzgießkammer (16) oder der Pressenmatrize senkrecht übereinander angeordnet sind.

20. Maschine nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß sie mehrere horizontal angeordnete Zuführvorrichtungen enthält, wobei jede Zuführvorrichtung mit ihrem Erwärmungssystem (14&sub1;, 14&sub2;) auf einem hin- und hergehenden Transportwagen angebracht ist, um nacheinander ein jeweiliges Rohteil (2, 2') in die Spritzgießkammer (16) oder Pressenmatrize zu bringen.

21. Maschine nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß sie Paare horizontaler Zuführvorrichtungen mit ihrem jeweiligen Erwärmungssystem (14&sub1;, 14&sub2;; 14'&sub1;, 14'&sub2;) enthält, die senkrecht übereinander angeordnet sind.

22. Maschine nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmungsstationen (A, B, C, D, E) auf einer geschlossenen Kurve (21) angeordnet sind und die Zuführvorrichtungen, deren Anzahl gleich der der Erwärmungsstationen ist, beweglich und auf einer Drehscheibe angebracht sind.

23. Maschine nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Spritzgießkammer oder die Pressenmatrize mit Sensoren (18) für die Kontrolle der ordnungsgemäßen Positionierung des Rohteils in dieser Kammer oder Matrize ausgestattet ist, wobei das von den Sensoren abge gebene Signal genutzt werden kann, um den Spritzgießvorgang (16) oder das Herabfallen des Pressenstempels zu steuern.

24. Druckgieß- oder Spritzgießmaschine nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Spritzgießkammer (16) mit Mitteln (20) für eine Schlichte versehen ist.

25. Verwendung einer Maschine nach einem der Ansprüche 18 bis 24 zum Spritzgießen von leitfähigen Polymeren.