-
Spritzgußvorrichtung
Die Ertindung bezieht sich auf eine Einrichtung
zum spritzgießen von Gegenständen aus plastischen Stoffen, sie eignet sich l>esonders
zum Spritzen kleiner Gegenstände aus thermoplastischen Kunststoffen, beispielsweise
solcher auf der Basis von Vinylazetat.
-
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung besteht im wesentlichen aus einem
den zu vergießenden Stoff aufuehnienden Behälter, einem Zylinder mit handbedienbarem
Kolben der als Saug-und Druckpumpe dient, den zu verarbeitenden Stoff aus dem Vorratsbehälter
ansaugt und ihn durch eine Rohrleitung in eine passende Spritzdüse drückt, wobei
diese Teile in einem Wasserbad oder OIbad angeordnet sind, das durch einen Gashrenner,
einen elektrischen Heizwiderstand oder sonst eine Heizquelle beheizt ist.
-
Der Wasserbadbehälter ist von einem Mantel umgeben und gehalten,
der das Heizaggregat aufnimmt, einen Luftzutritt aufweist und einen Außenmantel
hat, in welchem die Rauchgase oder Abgase kreisen und der somit deren Wärmeausnutzung
bewirkt.
-
Die Einrichtung kann ferner mit einem Temperaturregler versehen sein.
-
Die in den Vorratsbe'hälter eingebrachte plastische Masse wird durch
die Wärmeeinwirkung niedergeschmolzen, von der Pumpe angesaugt und in die Gießform
gedrückt, die an das Ende der Druckleitung angeschlossen oder an dieses gehalten
wird. In der Ansautg-und der Druckleitung der Pumpe sind selbsttätige oder nicht
selbsttätige Ventile oder Klappen angeordnet.
-
Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Einrichtung
ist in den Zeichnungen als Beispiel dargestellt. Es zeigt Fig. I einen schematisch
gehaltenen Längsschnitt, Fig. 2 eine schaubildliche Ansicht, Fig. 3 ein teilweises
Schaubild mit der Anordnung des Außenmantels zur Wärmeausnutzung der Verbrennungsgase
und Fig. 4 und 5 jeweils im Schnitt zwei Ausführungen einer Ventilsteuerung für
die Pumpe.
-
Der Mantel I hat die Form eines stehenden Zylinders und ist aus Blech
gebogen und durch die üblichen Mittel zusammengehalten. Seine Höhe ist so bemessen,
daß bei Aufstellung auf dem Fußboden die verschiedenen Bedienungsglieder in Griffhöhe
des Arbeiters liegen. Er ist am unteren Ende mit zwei Füßen 2, 2'versehen, die ihm
die notwendige Standsicherheit während des Gebrauches verleihen. Hierzu schließen
die beiden Füße einen Winkel von etwa I200 ein, und jeder von ihnen ist so angeordnet,
daß er mit der Senkrechtebene durch den Bedienungshebel 3, dessen Aufgabe weiter
unteren beschrieben ist, ebenfalls einen Winkel von 1200 einschließt.
-
In etwa zwei Drittel der Höhe ist der Mantel mit einem Ring von Durchbrechungen
4 für den Zutritt von Frischluft zu einem Gasbrenner 5 versehen, der in Höhe dieser
Durchbrechungen in dem Zylindermantel angeordnet ist.
-
Die Gaszufuhr erfolgt durch ein den Mantel 1 durchsetzendes Zuleitungsrohr
6 mit Absperrhaho 7 und Schlauchnippel 8 für den Aiisdiluß an eine Gasleitung. Von
dem Zuleitungsrohr 6 kann außerhalb der Einrichtung ein Anschluß 28 für einen kleinen
Handbrenner abgezweigt sein, der die Möglichkeit gibt, irgendwelche Teile zu erwärmen,
die etwa durch erstarrtes Arbeitsgut verstopft sind.
-
Im oberen Teil trägt der Mantel 1 einen Rohrstutzen g zum Anschluß
an einen Absaugekamm.
-
Zweckmäßig wird ein übermäßiger Saugzug in dem Kamin vermieden, um
ein zu schnelles Absaugen der von dem Gasbrenner entwickelten Wärme zu verhüten.
Hierzu ist der Rohrstutzen 9 vorteilhaft an ein lotrechtes Abzugsrohr 10 angeschlossen,
das am unteren Ende offen ist.
-
Im Falle der Anordnung eines weiteren Mantels zur Ausnutzung der
Wärme der Abgase schließt dieser Abgasmantel die Vorrichtung wenigstens im oberen
Teil, im Bereich der beheizten Flächen ein, ist aber so ausgebildet, daß er den
Zutritt von Frischluft zu dem Gasbrenner zuläßt. Dieser Mantel I' ist mit einem
Abzugsstutzen 9 für die Abführung der Verbrennungsrückstände versehen (Fig. 3).
-
In dem Mantel I ist über dem Gasbrenner 5 ein Bottich ii angeordnet,
der mit Öl gefüllt ist und als Ölbad dient. Der Querschnitt dieses Bottichs ii ist
etwas kleiner als derjenige des Mantels, so daß zwischen diesen beiden Teilen ein
ausreichend großer Ringraum für den Kreislauf der Heizgase verbleibt. Der Bottich
11 ist mit einem Standrolir 24' versehen, das am oberen Ende offen ist und am unteren
Ende einen Ablaßhahn 25' trägt.
-
In dem Standrdhr 24' kann ein auf den Gashahn des Brenners 5 arbeitender
Temperaturregler untergebracht sein.
-
In der Mitte des Bottich 1 1 ist ein Behälter 12 zur Aufnahme des
Spritz- oder Schmelzgutes untergebracht, der durch ein in der Nähe seines Bodens
ausgehendes Rohr I3 an das untere Ende eines Zylinders 14 angeschlossen ist, der
ebenfalls in dem Bottich Im angeordnet ist. Dieses Rohr 13 ist an dem einen Ende
mit einem Hahn oder Ventil I5 versehen, dessen Einstellung von einem Handgriff I6
bewirkt wird. Der Handgriff I6 ist auf der Einrichtung angeordnet und durch eine
Stellstange 17 mit dem Al) sperrglied des Hahnes oder des Ventils 13 verbunden.
Am anderen Ende des Rohres 13 ist ein Kugelrückschlagventil 18 vorgesehen. Zweck
und Gebrauch des Absperrhahnes 15 innerhalb des Behälters I2 sind weiter unten erläutert.
-
In den Zylinder 14 gleitet ein Kolben I9, dessen Stange 20 durch
einen Zapfen 2I mit dem Helbel 3 gekuppelt ist. Der Hebel 3 ist mit dem einen Ende
durch einen Lagerzapfen 22 am oberen Rand des Mantels I angelenkt und trägt am anderen
Ende einen Bedienungsgriff 23. Von dem Grund des Zylinders 14 aber oherhalb des
Rückschlagventils I8 ist ein Druckrohr 24 abgezweigt, das zum oberen Teil des Apparates
geführt ist und in einen Hahn 26 mit Schraubnippel ausmündet Auf diesen Nippel kann
je nach den Erfordernissen ein einfacher Konus zum Aufsetzen der Gießform oder ein
mit einem Rückschlagventil 25 versehenes Mundstück aufgesetzt seien.
-
In gewissen Fällen. insbesondere zum Spritzen oder Gießen hohler
Gegenstände, muß eine Möglickeit gegeben sein. nach tlolauf einer gewissen Zeit
für das Verfestigen eines Teiles der in die Form eingespritzten Masse, den flüssig
gebliebenen Rest der Masse aus der Form abfließen zu lassen. In diesen Fälleii wird
ein einfaches Mundstück ohne Rückschlagventil lienutzt. Das Ventil 1, in dem Itohr
13 ist gerade für diese Zwecke vorgesehen. Sobald nach den Füllen der auf das Mundstück
27 des I4ahnes 26 aufgesetzten Form in den vorgenannten Fällen ein Teil der eingepreßten
flüssigen Masse wieder abgelassen werden soll, erfolgt dieses Ablassen durch Anheben
des Kolbens 19 um eiii I,estinimtes Maß Durch den hierbei geschaffellell Unterdruck
wird bei geöffnetem Ventil 23 Ulld geschlossenem Ventil 15 die überschüssige Nfasse
aus der Form wieder abgesaugt, ohne daß gleichzeitig ein Ansaugei weiterer Masse
durch die Leitung 13 erfolgt.
-
An der Vorderseite des Mantels 1 ist eine Metallablage vorgesehen
zur Aufnahme eines Vorrates an Schmelzgut und Formen, die dabei eine für die Masse
zweckmäßige und für die Formen notwendige Vorwärmung erfahren.
-
Die Arbeitsweise der vorbeschriebenen Einrichtung ergibt sich eindeutig
aus den Zeichnungen. Die unter der Erhitzung in dem Öl bad, das von dem Gasbrenner
beheizt wird, verflüssigte Masse wird in den Pumpenzylinder durch den von Ifand
an dem Hebel eingeleitete Aufwärtsbewegung des Kolbens dort geschaffenen, Unterdruck
angesaugt. Das in
dem Saugrohr vorgesehene Rückschlagventil läßt
den Fluß der Masse in dem Zylinder zu, verhindert aber jeden Rückfluß aus diesem.
-
Während der von der Bedienungsperson durch Niederdrücken des Handhebels
eingeleiteten Abwärtsbewegung des Kolbens wird die Masse aus dem Zylinder durch
das Steigrohr in die auf dessen Ende aufgesetzte Gießform gedrückt.
-
Das in dem Steigrohr angeordnete Rückschlagventil hat die Nufgahe,
den Fluß der Masse in die Form zuzulassen, aber deren Rücklauf in den Zylinder unter
dem dort beim Aufwärtsgang des Kolbens entstehenden Unterdruck zu verhindern.
-
Es ist jedoch auch in manchen Fällen, insbesondere beim Gießen hohler
Gegenstände notwendig, auch das Steigrohr unter Unterdruck zu setzen, um einen Teil
der in die Form gedrückten Masse aus dieser wieder absaugen zu können. Die Art dieser
Arbeitsweise und die hierfür notwendigen Mittel sind bereits beschrieben, so daß
eine erneute Darstellung nicht notwendig ist.
-
Da der Bottich mit der zu vergießenden Masse, die Pumpe und deren
Leitungen in dem Ölbad angeordnet sind, werdeti alle Teile auf der gleichen Temperatur
gehalten, so daß jede Gefahr der Erhärtung der Masse an irge, ndeiner Stelle des
Kreislaufes ausgeschlossen ist. Auch kann durch die Anordnung eines zusätzlichen
Mantels die Wärme der Abgase für die gleichmäßige Beheizung der Teile ausgenutzt
werden.
-
Die Einrichtung kann auch in der konstruktiven Ausbildung abgewandelt
werden, indem etwa folgende Vervollkommnungen angebracht werden: I. Im Falle der
Verwendung einer Pumpe 14 mit hin Utl (l her gehendem Kolben 19 und Antrieb von
Hand, auf mechanischem oder elektrischem Weg, wird zweckmäßig ein geringer Kolbenweg
genommen, insbesondere wenn es sich um das Gießen kleiner Gegenstände handelt und
der Hahn 15 sowie der von den Teilen 25, 26 und 27 gebildete Spritzkopf durch die
Ventilkammer ersetzt wird, die weiter unten beschrieben ist.
-
2. Die Pumpe mit hin und her gehendem Kolben kann auch durch eine
Pumpe mit stetiger Förderung, etwa eine Zahnradpumpe, ersetzt werden, und in diesem
Falle wird das Ventil 15 und der Spritzkopf 25, 26, 27 zweckmäßig durch einen weiter
unten beschriebenen Vierwegehahn ersetzt.
-
In diesen beiden Fällen mündet das Druckrohr 24 im oberen Teil der
Einrichtung in einem einfachen Konus zum leichten Aufsetzen der Gießform und zur
Druckeinspritzung der Masse von unten nach oben aus.
-
3. Unabhängig von den vorbeschriebenen Heizeinrichtungen kann die
zu verflüssigende Masse auf elektrischem Wege oder in sonst bekannter Weise beheizt
werden.
-
4. Der Temperaturregler kann unmittelbar in dem Ölbad, dem Salzbad
oder dem Schmelztiegel angeordnet sein.
-
5. Gewisse Werkstoffe, die sich mit dem erfindungsgemäßen Apparat
vergießen lassen. fließen nur bei niedrigen Temperaturen und verfestigen sich in
der Wärme. Zur Verarbeitung dieser Stoffe wird das Olbad nicht erhitzt, sondern
gekühlt, etwa durch Anordnung einer Kühlschlange für kaltes Wasser in dem Olbad
oder Anwendung eines sonst bekannten Kühlverfahrens.
-
Die Masse wird in diesen Fällen mit niedriger Temperatur in die Form
gedrückt, in welcher sie sich verfestigt. Die Form ist hierbei auf die erforderliche
Temperatur erwärmt, sei es durch Anordnung eines elektrischen Heizwiderstandes oder
Vorerwärmung in einem Heizofen oder auf sonst übliche Weise.
-
Das Gießen hohler Gegenstände aus diesen Massen vollzieht sich in
der gleichen Weise wie das Gießen erhitzter Massen, da die in die erwärmte Form
gelangende Masse sich zum Teil verfestigt und dann die restliche flüssige Masse
aus dem Innern des gegossenen Gegenstandes ablaufen oder durch die Pumpe abgesaugt
werden kann.
-
Die Fig. 4 und 5 zeigen je ein Ausführungsbeispiel für die Ausbildung
einer Ventilkammer und eines Vierwegehahnes an Stelle der vorbeschriebenen Teile
I5, 25, 26 und 27.
-
Die in Fig. 4 dargestellte Ventilkammer ist am Boden des Vorratsbehälters
I2 (Fig. I) angeordnet und an die Ansaugleitung sowie die Druckleitung der Pumpe
14 mit hin und her gehendem Kolben 19 (Fig. I) angeschlossen. Sie besteht aus dem
Gehäuse 29 aus nicht rostendem Stahl, das entweder gegossen, geschmiedet, gestanzt
oder in sonst üblicher Weise gebildet ist. In das Gehäuse 29 ist das Hahnküken 30
eingeschraubt, das mit Querbohrungen 31, 32, 33 versehen ist, wobei die Bohrungen
32 und 33 gegen die Bohrung 3I um go0 versetzt sind. In dem unteren Ende des Hahnkükens
30 ist eine Achsbohrung 34 vorgesehen, von der eine der Bohrung 3I parallele Bohrung
35 ababgezweigt ist. In dem Gehäuse 29 sind durch Ausbohren, knschweißen o. dgl.
Maßnahmen ein erster Ansaugkanal 36 gebildet, der zu der Bohrung35 des Kükens führt
und von dem ein zu der Bohrung 33 geführter Kanal 38 abgezweigt ist, und ein zweiter
Druckkanal 39, der mit einem Zweig40 zu der Bohrung 32 des Kükens 30 und mit einem
hierzu senkrechten Zweig 41 über ein Kugelrückschlagventil 42 zu einer Kammer 43
führt, die an die Bohrung 31 angeschlossen ist. Vor dem Abzweig des Kanals 39 ist
ein Sicherheitsventil 47 angeordnet, das in den Vorratsbehälter 12 mündet.
-
Der Kanal 38 ist auf der Gegenseite des Kükens 31 als Kanal 38' fortgesetzt,
der an die Druckleitung 24 angeschlossen ist, während der Kanal 40 mit einer Fortsetzung
40' über ein Kugelrückschlagventil 44 mit einem nach dem Behälter 12 hin sich öffnenden
Überdrucltventil 45 endet. Die Kammer 43 ist mit dem sie fortsetzenden Kanal 43'
an den Kanal 38' angeschlossen, der zu dem Förderrohr 24 führt. Auf dem Kanal43'
sitzt ein Ävindkessel 46 für den Druckausgleich.
-
Das Hahnküken 30 ist durch eine Stange I5, die dien Vorratsbehälter
I2 der Höhe nach durchsetzt. an einen Handgriff angeschlossen, der sich auf der
Vorrichtung
im Griffbereich der Bedienungsperson befindet Zum Gießen voller Gegenstände wird
das Küken 30 so eingestellt, daß die Kanäle 36. 43 mit den Kanälen 34 und 43' in
Verbindung ste'hen. während die Kanäle 38 und 40 abgeschlossen sind. Die in dem
Behälter I2 sich hefindende flüssige Masse wird von der Pumpe durch die Kanäle 34-36-13
angesaugt und bei deren Druckhub durch die Kanäle 39-43-31-43' in das Steigrohr
24 gedrückt. auf dessen Ende die Gießform aufgesetzt ist.
-
Zum Gießen von hohlen Gegenständen wird nach dem Arbeiten in der
vorbeschriebenen Weise das Küken 30 um 90° verdreht, so daß die Kanäle 36 und 43
abgeschlossen und die Kanäle 38, 40 an ihre Fortsetzungen 38' und 40'angeschlossen
werden.
-
Nlit dem folgenden Saughub der weiterlaufenden Pumpe wird über die
Kanäle 38-38'-24 aus der am anderen Ende angeordneten Gießform die noch nicht verfestigte
Masse zurückgesaugt und dann durch den Druckhub durch die Kanäle 39-40-40', Rückschlagventil
44 über das Sicherheitsventil 45 in den Behälter 12 zurückbefördert.
-
Das Sicherheitsventil 47 vor dem Kanal 39 hat die Aufgabe, das Entstehen
von schädlichem Überdruck während des Förderhaubes des Pumpe in die Gießform zu
verhindern.
-
Bei der Ausbildung nach Fig. 5 ist die Pumpe mit hin und her gehende
Kolbenbewegung durch eine Zahnradpumpe mit stetiger Förderung ersetzt, deren eines
Förderrad 49 auf einer Welle 50 sitzt.
-
Diese ist von einem Elektromotor mit geringer Drehzahl oder über ein
Vorgelege angetrieben.
-
Der Vierwegehalm, der, wie oben ausgeführt. das Ventil 15 ersetzt,
ist mit dem Pumpengehäuse vereinigt und mit diesem durch entsprechend geführte Kanäle
oder Bohrungen verhunden. Die aus der Pumpe und dem Vierwegehahn gebildete Einheit
ist am Grunde des Vorratsbehälters 12 angeordnet und somit völlig in die zu vergießende
Masse eingetaucht.
-
Der Vierwegehahn besteht aus dem Gehäuse 51 aus nicht rostendem Stahl,
das in üblicher Weise hergestellt ist, und dem Hahnküken 52 mit den Querbohrungen
53, 54, 55, von denen die Bohrung 54 gegen die parallelen Kanäle 53, 55 um 90 versetzt
ist. Eine axiale Endbohrung 56 führt zu einer der Bohrung 54 parallelen Bohrung
57.
-
Das Hahngehäuse 51 hat einen zu dem unteren Ende des Ansaugstutzens
der Pumpe führenden Kanal 58 und einen zu dessen oberem Ende führenden Kanal 59,
sowie zwei Kanäle 60. 61. die zu dem Druckstutzen der Pumpe führen.
-
Der Kanal 58 mündet an der Bohrung 57 des Hahnkükesn und stellt bei
bestimmter Stellung desselben die Verbindung zwischen der Ansaugleitung der Pumpe
und dem Vorratsbehälter 12 fiir die flüssige Masse her.
-
Der Kanal 59 führt zu der Bohrung 53 des Hahnkükens und setzt sich
in einem Kanal 59' fort, der zu dem Sammeler 62 geführt ist. Von dem Sammler 62
ist die Druckleitung 24 abgezweigt.
-
Der Kanal 60 mit seiner Fortsetzung 60' ist von der Bohrung 54 des
Kükens 52 beherrscht und führt ebenfalls zu dem Sammler 62 und ist in dem Zweig
60' mit einem nach dem Vorratsbehälter 12 hin öffnenden Sicherheitsventil 63 versehen.
Der Kanal 61 führt über die Bohrung 55 des Kükens mit dem Fortsatz 61' zu dem Vorratsbehälter
12.
-
Das Hahnküken 52 ist durch eine Stellstange von der Oberseite der
Vorrichtung aus bedienbar und arbeitet in Verbindung mit der Pumpe wie folgt: Zum
Gießen voller Gegenstände wird das Hahnküken 52 derart eingestellt. daß die Kanäle
58, 60 mit ihren fortsetzungen 56 und 60' in Verbindung stehen, während die Kanäle
59, 61 abgeschlossen sind. Die in dem Vorratsbehälter 12 befindliche Masse wird
von der Pumpe durch die Kanäle 56-57-58 angesaugt und durch die Kanäle 60-54-60'-62
in das Steigrohr 24 gedrückt, an dessen Ende sich die Gießform befindet.
-
Zum Gießen hohler Gegenstände wird nach dem Füllen der Form bei der
vorgenannten Stellung des Hahnkükens 52 dieses um 90° verdreht. so daß die Kanäle
58, 60 abteschlossen werden und die Kanäle 59, 61 mit ihren Fortsetzungen 59', 61'
in Verbindung gelangen. Die ohne Unterbrechung weiterlaufende Pumpe saugt dann über
die Kanäle 59-53-59' aus dem Steigrohr 24 und der an dieses angeschlossenen Gießform
die in dieser noch in flüssigem Zustand sich befindliche Masse an und fördert sie
über die Kanäle 61-55-61' in den Vorratsbehälter 12 zurück. Das Sicherheitsventil
63 verhüter dabei das Auftreten von schädlichem Überdruck in den Kanälen.
-
Die Einrichtung kann auch zum Gießen von Lebensmitteln, etwa von
Schokolade o. dgl., verwendet werden. Sie läßt sich bei entsprechender Anpassung
auch zum Gießen von Gegenständen aus Nichteisenmetallen, etwa Zink, Legierungen
aus Aluminium, Blei, Zinn, Zink o. dgl., anwenden. In diesem Falle wird das Ölbad
durch ein Salz. beispielsweise Zyansalz, ersetzt. das das Erreichen der zum Schmelzen
des Metalls oder der Legierung notwendigen höheren Temperaturen ermöglicht.
-
Auf dem gleichen Prinzip kann auch eine Einrichtung zum Gießen von
Gegenständen aus Messing, Bronze, Aluminium oder anderen Nichteisellmetallen unter
Druck aufgebaut sein, indem der Vorratsbehälter für den zu vergießenden Stoff mit
dem Ölbad durch einen Tiegel aus Graphit ersetzt wird, und der Heizbrenner mit einem
Gebläse versehen wird, das unmittelbar auf den Tiegel einwirkt. In diesem Falle
wird die pumpe mit ihren Leitungen in die Schmelzmasse eingetaucht, wobei deren
Metallteile, soweit sie mit dem geschmolzenen Metall unmittelbar in Berührung kommen,
aus nicht rostendem Stahl, der die hohen Temperaturen aushält, gefertigt werden.