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Verfahren zum Betrieb von Spritzgußmaschinen Die Erfindung bezieht
sich auf ein Verfahren zum Betrieb von- Spritzguß.maschinen, bei denen die Spritzdüse
ständig unter dem Druck des flüssigen Gießgutes steht. Es wird dabei ein Gießgefäß
verwendet, aus dem der geschmolzene Werkstoff in die mit dem Gießgefäß in Verbindung
gebrachte Gießform gepreßt wird. In der Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Güssen wird die Verbindung zwischen dem Gießgefäß und der Gießform . zur Entfernung
des gegossenen Gegenstandes aus der Gießform unterbrochen. Dabei müssen Maßnahmen
getroffen werden, :um zu verhindern, daß der geschmolzene Werkstoff, der sich noch
im Gießgefäß ,befindet, aus .dem Gefäß herausrinnt.
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Das Verfahren nach der Erfindung besteht nun darin, daß während der
Zeit, in der nicht gegossen wird, das Gießgefäß einem solchen Unterdruck ausgesetzt
wird, daß das flüssige Gießgut auch bei geöffneter Spritzdüse nicht aus dem Gießraum
austreten kann.
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Bei Anwendung der Erfindung wird der Vorteil erzielt, daß irgendwelche
Abschlußvorrichtungen zum Schließen des Gießgefäßes cvährend der Zeit, in der kein
Gießen stattfindet, nicht erforderlich sind. Dieses bildet eine Vereinfachung insofern,
als gerade diese Abschlußvorrichtungen häufig zu Störungen oder Betriebsunterbrechungen
Anlaß geben.
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Dabei kann weiter gemäß der Erfindung zum Gießen der Unterdruck im
Gießgefäß aufgehoben und Druckluft in das Gießgefäß eingelassen werden, wodurch
der geschmolzene Werkstoff in die Gießform gespritzt wird.
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Der im Gießgefäß in der Zeit zwischen den Güssen oder Reihen von Güssen
herrschende Unterdruck kann nach der Erfindung auch zum Füllen des Gießgefäßes mit
flüssigem Gießgut aus einem Schmelzgefäß benutzt werden. Dieses Gießgut wird dann
unter Einfluß des im Gießgefäß herrschenden Unterdruckes aus einem unter dem Gießgefäß
oder neben ihm befindlichen Behälter in das Gießgefäß eingesaugt.
Man
hat bereits Vorrichtungen vorgeschlagen, die einen Schmelztiegel mit einem Pre!.lzylinder
vereinigen. Im Preßzylinder befindet sich das Metall noch in Form eines festen Metallstranges,
der mit dem flüssigen Metall im Schmelztiegel nicht in Berührung komm:. Der feste
Metallstrang im Preßzylinder erfährt nur eine Vorwärmung, die aber nicht bis zumFlüssigwerden
geführt wird. Infolgedessen bildet dieser feste Metallstrang im Preßzylinder einen
dichten Abschluß des Schmelztiegels nach oben.
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Der in der Düse und in dem unteren Teil des Preßzylinders befindliche
noch feste Metallrest dichtet den Schmelztiegel nach: oben vollständig ab, so daß
das flüssige Metali im Schmelztiegel selbst nicht auslaufen kann.
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Der Gedanke im Hauptanspruch der vorliegenden Erfindung, das Gießgefäß
während der Zeit, in der kein Guß stattfindet, mit einem Unterdruckraum in Verbindung
zu bringen, ist jedoch durch die oben beschriebene Anordnung nicht vorweggenommen.
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Ausführungsbeispiele von Vorrichtungen zum Ausüben des Verfahrens
gemäß der Erfindung werden im nachstehenden an Hand von Zeichnungen näher beschrieben
und die Erfindung dabei erläutert.
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Abb. i stellt teilweise im Schnitt eine Vorderansicht einer Vorrichtung
zur An-"vendung des Spritzgußv erfahrens nach der Erfindung dar.
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Abb. :2 zeigt eine geänderte Ausführungsform einer Vorrichtung nach
der Erfindung. Abb.3 veranschaulicht einen Längsschnitt durch den bei der Vorrichtung
nach Abb.2 verwendeten Behälter für das Gießgut.
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Bei der in Abb. i dargestellten Ausführung ist die Gießform mit i
bezeichnet. Sie ist mit Hilfe einer an senkrechten Säulen 2 eiitlanggeführten Unterstützung
3 in senkrechter Richtung beweglich. Diese Bewegung erfolgt vorzugsweise mittels
eines unter der Unterstützung 3 angeordneten Üldruckzylinders .:I, dessen Kolben
5 auf einen Stempel 6 arbeitet, der mit der über die Säulen 2 geführten Unterstützung
3 verbunden ist.
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Die obere Wand der Gießform i ist mi: einer trichterartigen Füllöffnung
7 versehen, in welche eine entsprechend ausgebildete Fülldüse B im Boden des über
der Gießform an -geordneten Gießgefäßes g paßt. Das druckfeste Gießgefäß g hat die
Gestalt eines Hohlzylinders und ist am oberen Ende offen. Uni das Gießgefäß ist
ein elektrisches Heizelement io Herumgelegt, das wieder von einem Mantel aus wärmeisolierendem
Baustoff i i umschlossen ist. Das Ganze ist in einen Mantel 12 eingeschlossen, welcher
mit Hilfe von Ohren 13. längs der Säulen :2 verschiebbar ist und durch Gewichte
14, die an über Führungsrollen 15 geführten Drehseilen fit', aufgeli*ingt sind,
ini Gleichgewicht gehalten wird.
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In der unteren Lage ruht das Gießgefäla @@ auf Ansätzen
17 der Säulen 2. -Mit Hilfe von I-landgriffen 18 kann das Gießgefäß längs
der Säulen auf- und abwärts geschoben werden.
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In einigem Abstand über dem Gießgefäß befindet 'sich das Einlaßventil
ic) für <üe Druckluft. Das Ventil i9 ist mit Hilfe dis TOCheS 2o an den Säulen
:2 befestigt und auf der Oberseite an eine Druckluftz,.ileitu:ig 2i angeschlossen.
Von dieser Leitung 2 1 ist eine Leitung 23 abgezweigt, welche zu einem Bedienungsventil
24 führt, das die Bewegung der Gießform i steuert.
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Das Ventilgehäuse.ig besitzt eine zylinderförmige axiale Bohrung,
in der sich ein ebei:-falls zylinderförmiger Ventilkörper 2; bfindet. Dieser Ventilkörper
zeigt eine zentrale Bohrung 26 und an seinem oberen Tnrle einen Flansch, der als
ZTentilsitz dient und dessen konisch abgedrehtes unteres Ende auf dem entsprechend
ausgebildeten N'entilsitz ruht. Über dem Flansch des Ventils befindet sich eine
Kammer, zu welcher die Druckluft dauernd Zutritt hat, die das Ventil auf seinem
Sitz gedrückt hält. Der Ventilkörper -27 besitzt an seinem unteren Ende einen Untersatz
32.
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Wenn der Untersatz 32 von dem aufwärts bewegten Gießgefäß g gegen
das Ventilgehäuse i9 gedrückt wird, wird auch der Velitilkörper 27 mitgenommen und
von seinem Sitz abgehoben. Die Druckluft kann dann ain @@entilsitz vorbei durch
die Bohrung 2i@ in das Druckgefäß g strömen.
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Der Untersatz 32 ist ferner finit einer Querbohrung versehen. An diese
Querbohrung ist eine Leitung ,Io angeschlossen, -,velehe zu einem Gefäß 41 führt,
das mittels einer Leitung .I2 an eine Luftpumpe 43 angeschlossen ist. Diese Luftpumpe
ist ständig angetrieben und erzeugt in _ dem Gefäß -ii einen Unterdruck. Dieser
Unterdruck kann mittels des Manometers q6 abgelesen «-erden und ist regelbar mittels
einer Lufteinstel'.-schraube 47, welche den Querschnitt des Einlaßkanals zu dem
Teil d.5 reguliert. Um z. verhindern, daß Druckluft in das Gefäß -li strömt, ist
in der Leitung ein Ventil.L.I vorgesehen. Dieses Ventil wird durch eine schwache
Feder in geöffnetem Zustand gehalten und schließt bis auf einen gering#Ai Querschnitt,
sobald die Geschwindigkeit d-r nach dem Unterdruckgefäß strömenden Luft einen gewissen
Wert erreicht hat, so daß die Druckluft nicht in größeren Mengen dem Unterdruckgefäß
41 zuströmen kann. Wird dagegen die Druckluftzufuhr durch das Ventil i9 wieder abgeschlossen,
so wird das Ventil
44 unter Einfluß des Federdruckes wieder geöffnet
und eine Verbindung der Leitung 40 mit dein Unterdruckgefäß 41 wieder hergestellt.
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In das Gehäuse des von Hand zu betätigenden Ventils 24 mündet unten
die Leitung 2"). welche Druckluft aus der Leitung 2i zuführt. Wird das Ventil 24
durch Eindrücken bedient, so wird es gegen Federdruck geöffnet: Es kann dann die
Luft in den Olzylinder 56 strömen, der mittels einer am unteren Ende vorgesehenen
Verbindungsleitung 57 mit Haha 58 mit dein Zylinder 4 in Verbindung steht. Eine
zweite Verbindungsleitung 59 zwischen dem Ölzylinder und dem Zylinder 4 enthält
ein Rückschlagventil6o.
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Beim Aufwärtshub des Kolbens 5 strömt das öl aus dem Zylinder 56 ausschließlich
durch die Leitung 5; und den Hahn 58 in den Zylinder 4. Der Hahn 58 bezweckt, den
O.uerschnitt der Leitung 57 und somit die Geschwindigkeit der Aufwärtsbewegung d°s
Kolbens 5 zu regeln.
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Um Zeit zu :gewinnen, empfiehlt es sich, den Rüclinvärtshub des Stempels
6. mit größerer Geschwindigkeit stattfinden zu lassen als den Aufwärtshub. Um dieses
zu erreichen, ist das Rückschlagventil 6o vorgesehen, das die Flüssigkeit nur in
der Richtung vom Zylinder 4 zum Ölzylinder 56 durchläßt. Dieses Rückschlagventil
hat einen verhältnismäßig großen Querschnitt, so daß die Flüssigkeit schnell aus
dem Zylinder 4 entweichen und demnach der Kolben 5 mit Gießform schnell sinken kann,
da die Flüssigkeit außer durch die Leitung 57 auch durch das Rückschlagventil zum
Zylinder 56 zurückströmt.
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Die Wirkung der Vorrichtung ist nachstehend erläutert: Es werde angenommen,
daß die Teile sich in der in Abb. i dargestellten Lage befinden, in der Lias Gießgefäß
mit Gießgut, das an der Oberseite eingeführt wird, nachgefüllt werden dann. Durch
Bedienung des Hahnes 24 wird das sich darin befindliche Ventil geöffnet, so daß
Druckluft aus der Leitung 21 durch die Leitung 23 und durch das Ventil im Hahn 24
in die Leitung 55 strömt.
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Auf das 01 im Zylinder 56 wird ein Druck ausgeübt, und der
Kolben 5 im Zylinder 4 wird aufwärts bewegt, wobei die Gießform i und das Gießgefäß
9 gehoben werden. Das Gießgefäß 9 legt sich dann mit seiner konischen Oberseite
eng anschließend an eine konische. Aussparung 38 im Untersatz des Ventils i9. Ein
zwischen dem Untersatz 32 und dem Ventilgehäuse befindlicher Ring oder ein anderes
elastisches Glied wird durch den Druck des Kolbens 5 ein wenig zusammengedrückt,
wobei das Ventil von seinem Sitz gehoben wird, so daß die Luft aus der Leitung 2i
durch das Ventilgehäuse, an dem gehobenen Ventil vorbei in das Gießgefäß einströmen
kann. Es entsteht dann im Gießg@fäß über dem Spiegel des geschmolzenen Gießgutes
ein überdruck, wodurch das Gießgut kräftig in die unter dein Gießgefäß 9 befindliche
Gießform i gespritzt wird.
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Darauf läßt man das Ventil 24 los. Infolgedessen entweicht Druckluft
aus der Leitung 5 5. Demzufolge senkt sich der Tisch 3, während die weitere Zufuhr
von Druckluft selbsttätig abgeschlossen wird. Es wird demnach die Form von dem Gießgefäß
getrennt, so daß die Form entfernt werden kann.
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In dein Gefäß 9, das in Anlage mit dem Ventiluntersatz 32 bleibt,
entsteht, da das Venti127 geschlossen, das Rückschlagventil 44 geöffnet und somit
eine Verbindung mit dem Gefäß 41 hergestellt ist, ein Unterdruck, durch den das
flüssige Gießgut im Gießgefäß 9 verhindert wird, durch die Öffnung 8 aus dein Gießgefäß
auszuströmen. Es ist selbstverständlich, daß bei der Einstellung dieses Unterdruckes
die Gießgutmenge irn Gießgefäß, das spezifische Gewicht usw. zu berücksichtigen
sind.
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Wenn man nach einer Anzahl Gießvorgänge das Gefäß 9 nachzufüllen wünscht,
wird das Gießgefäß zusammen mit einer gefüllten Form etwas herunterbe-,vegt, wobei
sich das Ventil44 selbständig schließt, und eine Anzahl Metallstückchen wird in
das Gießgefäß eingeführt. Nach Beendigung des Füllens läßt man die beiden Teile
wieder aufwärts bewegen, bis das Gießgefäß gegen den Ventiluntersatz 32 anliegt,
wodurch nach selbsttätigem Öffnen des Ventils 44 wieder ein Unterdruck oberhalb
des Metallspiegels entsteht, so daß dann die Form sich wieder abwärts bewegen kann.
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Es hat sich herausgestellt, daß bei nicht zu großen Schwankungen des
Flüssigkeitsspiegels im Gießgefäß der Unterdruck ungeändert gelassen werden kann.
Der in dieser Weise im Gießgefäß aufrechterhaltene Unterdruck wird so geregelt,
daß verhindert wird, daß das geschmolzene Gießgut aus dem Gießgefäß herausströmt.
Das Gießgut wird also durch den Druck der Außenluft im Gleichgewicht gehalten. Um
die Schwankungen des Flüssigkeitsspiegels gering zu halten. wird bei jedem Guß die
Menge des geschmolzenen Werkstoffes im Gefäß jeweils um höchstens ioolo verringert.
Nach jedem Guß wird sie zu diesem Zweck gegebenenfalls durch Nachfüllung mit Stückchen
Metall o. dgl. in der oben beschriebenen Weise wieder auf den ursprünglichen Wert
ergänzt.
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Eine geänderte Ausführungsform zeigt Abb.2. Bei der in dieser Abbildung
dargestellten Ausführungsform findet das Nachfüllen
des Gießgefäßes
in anderer Weise statt, indem von dem Unterdruck in diesem Gießgefäß bzw. in der
Kammer 41 und den Leitungen 40 und 42 Gebrauch gemacht wird. Zu diesem Zweck ist
ein Schmelzgefäß 61
vorgesehen, das in Abb. 3 im Längsschnitt gezeichnet und
mit Hilfe einer nicht in der Zeichnung dargestellten Führung senkrecht zur Zeichenebene
(Abb. 2) derart verschiebbar ist, daß es, wenn der Guß stattfinden soll, seitlich
aus der Bahn der Gießform herausbewegt werden kann.
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Das Schmelzgefäß ist mit einer um die Düse 8 des Gießgefäßes passenden
Saugdüse 62 versehen, an welcher- ein Rohr 63 anschließt, das fast bis zum Boden
des Schmelzgefäßes reicht.
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Weiter ist das Schmelzgefäß an- der der Saugdüse abgekehrten Seite
mit einer trichterartigen Füllöffnung 64 versehen, durch die der zu schmelzende
Werkstoff eingeführt wird. Das Schmelzgefäß ist ferner von einem Heizelement 63
und einem wärmeisolierenden Mante166 umgeben.
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Wenn es bei .dieser geänderten Einfüllun.gsweise des Gießgefäßes nicht
mehr erforderlich ist, das Gießgefäß an der Oberseite für Einführung von neuem Material
zugänglich zu machen, braucht das Gießgefäß auch nicht mehr über eine große Höhe
in senkrechter Richtung verschiebbar angeordnet zu sein. Außerdem kann die Ausführung
jetzt so gewählt werden, daß der über dem geschmolzenen Material vorhandene Luftraum
erheblich kleiner wird. Zu diesem Zweck wird der obere Teil des Gießgefäßes mit
erheblich kleinerem innerem Ouerschnitt 67 ausgeführt.
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Mit Rücksicht auf die Düse 8 am unteren Ende des Gießgefäßes muß das
Schmelzgefäß 61 oder wenigstens ein Teil des Gefäßes außer einer seitlichen Verschiebung
auch eine Verschiebung in senkrechter Richtung erfahren, damit die Ansaugöffnung
dicht an die Spritzdüse 8 anschließt.
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Die Wirkung der in Abb.2 dargestellten Vorrichtung unterscheidet sich
von der nach Abb. i dadurch, daß das Gießgefäß in seiner anfänglichen Lage bleibt
und nur zum Spritzen, d. h. zum Offnen des Ventils ig durch die aufwärts bewegte
Gießform über eine sehr kleine Höhe angehoben zu werden braucht. Außerdem wird jeweils
zwischen zwei Güssen das Schmelzgefäß 6i unter das Gießgefäß geschoben und, wenn
erforderlich, durch Erhöhung des im Gießgefäß herrschenden Unterdrucks eine Menge
geschmolzenen Gießgutes von diesem Unterdruck in das Gießgefäß angesaugt. Danach
wird, falls erforderlich, der Unterdruck wieder auf einen solchen Wert zurückgebracht,
als zur Verhinderung des Ausströmens des Schmelzmaterials aus dem Gießgefäß genügend
ist, und das Schmelzgefäß seitlich entfernt, wonach in der oben beschriebenen Weise
die Gießforen unter das Gießgefäß gebracht und das Gießgut in die Gußform gespritzt
werden kann.
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Wie bereits bemerkt, kann die Regelung des in das Gefäß 41 und demnach
in das Gießgefäß übertragenen Unterdrucks durch Einstellung der Regelschraube 47
erfolgen.