Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Gegenständen nach dem Spritzgussverfahren. Die Erfindung bezieht sich auf ein Ver fahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Gegenständen nach dem Spritzgussver fahren, wobei ein Giessgefäss verwendet wird, aus dem der geschmolzene Werkstoff in eine mit dem Giessgefäss in Verbindung gebrachte Gussform gepresst wird. In der Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Güssen wird die Verbindung zwischen dem Giessgefäss und der Gussform zur Entfernung des gegossenen Gegenstandes aus der Gussform unterbrochen. Dabei müssen Massnahmen getroffen werden, um zu verhindern, dass der geschmolzene Werkstoff, der sich noch im Giessgefäss be findet, aus dem Gefäss herausrinnt.
Das vorliegende Verfahren ist nun da durch gekennzeichnet, dass während der Zeit, in der kein Guss stattfindet (zum Beispiel zwischen zwei aufeinanderfolgenden Güssen), das Giessgefäss mit einem Raum in Verbin dung gebracht wird, in dem ein so hoher Unterdruck herrscht, dass das flüssige Guss- material, auch wenn die Giessdüse geöffnet ist, nicht heraustritt.
Die Erfindung umfasst ferner eine Vor richtung zur Ausführung des Verfahrens, welche so ausgebildet ist, dass das Giessgefäss mit einem Raum in Verbindung gebracht werden kann, an den Mittel zum Erzeugen von Unterdruck angeschlossen sind, und dass durch Aneinanderdrücken von Gussform und Giessgefäss das Giessgefäss vom Unterdruck raum abgetrennt und mit einem Druckluft- raum verbunden: wird.
Zwei beispielsweise Ausführungsformen der Vorrichtung nach der Erfindung werden im nachstehenden an Hand der Zeichnung näher beschrieben. Dabei wird auch das Ver fahren selbst beispielsweise erläutert.
Fig. 1 stellt teilweise im Querschnitt eine Vorderansicht der einen Vorrichtung dar. Fig. 2 stellt die in Fig. 1 gezeichnete Vorrichtung in einer andern Lage von Guss form und Gussgefäss dar. Fig. 3 zeigt das Ventil, das die Zufuhr von Druckluft zum Druckgefäss bezw. die Verbindung mit dem Vakuumgefäss steuert.
Fig. 4 veranschaulicht einen Querschnitt durch den Bedienungshahn, welcher zur Steuerung der Gussform dient.
Fig. 5 zeigt die zweite Ausführungsform der Vorrichtung.
Fig. 6 veranschaulicht in grösserem Mass stab einen Querschnitt durch den bei der Vorrichtung nach Fig. 5 verwendeten Be hälter für das Gussmaterial.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausfüh rung ist die Gussform mit 1 bezeichnet. Sie ist mit Hilfe eines an senkrechten Säulen 2 entlang geführten Tisches 3 in senkrechter Richtung beweglich. Diese Bewegung erfolgt mittels eines unter dem Tisch 3 angeordneten Öldruckzylindern 4, dessen Kolben 5 auf einen Stempel 6 arbeitet, der mit dem Tisch 3 verbunden ist.
Die obere Wand der Gussform 1 ist mit einer trichterartigen Füllöffnung 7 versehen, in welche eine entsprechend ausgebildete Giessdüse 8 im Boden des über der Gussform angeordneten Giessgefässes 9 passt. Das druck feste Giessgefäss 9 hat die Gestalt eines Hohl zylinders und ist am obern Ende offen. Um das Giessgefäss ist ein elektrisches Heizele- ment 10 herumgelegt, das wieder von einem Mantel aus wärmeisolierendem Material 11 umschlossen ist. Das Ganze ist in einen Man tel 12 eingeschlossen, welcher mit Hilfe von Ohren 13 längs der Säulen 2 verschiebbar ist und durch Gewichte 14, die an über Füh rungsrollen 15 geführten Kabeln 16 aufge hängt sind, im Gleichgewicht gehalten wird.
In der untern Lage ruht das Giessgefäss 9 auf Ansätzen 17 der Säulen 2. Mit Hilfe von Handgriffen 18 kann das Giessgefäss längs der Säulen auf- und abwärts geschoben werden. Zum Füllen wird es in die in Fig. 1 gezeichnete untere Lage gebracht, in der es auf den Ansätzen 17 ruht.
In einigem Abstand über dem Giessgefäss befindet sich das in Fig. 3 in grösserem Mass- stabe gezeichnete Einlassventil 19 für die Druckluft. Das Ventil 19 ist mit Hilfe des Joches 20 an den Säulen 2 befestigt und auf der Oberseite an eine Druckluftzuleitung 21 angeschlossen, in der sich ein Rückschlagven til 22 befindet. Hinter dem Ventil 22 ist eine Leitung 23 abgezweigt, welche zu einem Bedienungshahn 24 führt, der die Bewegung der Gussform 1 steuert.
Das Ventil 19 besitzt eine zylinderför- mige achsiale Bohrung, in der sich ein eben falls zylinderförmiger Ventilkörper 25 befin det. Dieser Ventilkörper zeigt eine zentrale Bohrung 26 und an seinem obern Ende einen Flansch 27, der als Ventilsitz dient und des sen konisch abgedrehtes, unteres Ende auf dem entsprechend konisch ausgebildeten Ven tilsitz 28 ruht. Die Bohrung für den Ventil körper 25 ist am obern Ende bei 29 erwei tert. Über dem Flansch 27 des Ventils be findet sich eine Kammer 30, zu welcher die Druckduft durch die. Bohrung 31 Zutritt hat. die das Ventil auf seinem Sitz gedrückt hält.
Das Ventil 19 ist zweiteilig. Es besteht aus dem eigentlichen Ventilgehäuse und einem Untersatz 32, der unter Zwischen- schaltung eines elastischen Ringes 33 sich mit seiner Oberseite von unten gegen das Ventilgehiiuse anlegt. Per Ventilkörper 25 ragt mit seinem untern Ende in den Unter satz 32. der zu diesem Zweck ebenfalls mit einer entsprechenden Bohrung versehen ist.
Diese Bohrung läuft jedoch nur bis ungefähr zur habeli Höbe des Untersatzes durch, so dass der Ventilkörper 25 mit seinem untern Ende auf dem Boden dieser zylindrischen Bohrung aufruht.
Die Folge dieser Ausbiildung ist, dass, -enn der Untersatz 32 von dem aufwärts be wegten Giessgefäss 9 gegen das Ventilgehäuse gedrückt wird, auch der Ventilkörper 25 mit genommen. und von seinem Sitz abgehoben wird.
Die Druekluft kann dann durch die Bohrung 31, .die Kammer 30, am Ventilsitz 28 vorbei, ferner durch den Querkanal 34 in die zentrale Bohrung 226 im Ventilkörper 25 eintreten und durch eine am untern Ende des Untersatzes 32 sich an die Bohrung 26 an schliessende weitere Bohrung 35 und die Düse 36 in das Druckgefäss 9 strömen. Die Düse 36 ist mit einer in Querrichtung angeordneten Bohrung 37 versehen, durch welche die Druckluft in einer Richtung senk recht zur Achse des Druckgefässes einströmen kann.
Der Untersatz 32 ist an seinem untern Ende mit einer schalenförmigen Vertiefung 38 mit konischem Rand versehen, in welche das entsprechend ausgebildete, obere Ende des Giessgefässes 9 dichtschliessend passt.
Der Untersatz 32 ist ferner mit einer Querbohrung 39 versehen, die in die zentrale Bohrung des Untersatzes mündet. An diese Querbohrung ist eine Leitung 40 angeschlos sen, welche zu einem Gefäss 41 führt, das mittels einer Leitung 42 an eine Luftpumpe 43 angeschlossen ist. Diese Luftpumpe ist ständig angetrieben und erzeugt in dem Ge fäss 41 einen Unterdruck. Mit 44 ist ein Rückschlagventil bezeichnet, das unter Ein fluss eines Überdruckes im Ventil 19 die Ver bindung mit dem Unterdruckgefäss 41 unter bricht, unter normalen Umständen jedoch das Ansaugen von Luft aus der Bohrung 26 des Ventils und aus, dem Giessgefäss, wenn sieh dieses in seiner Höchstlage befindet, ermög licht.
Im Prinzip beruht die Wirkung des Ven tils 44 darauf, dass die Druckdifferenz zu beiden Seiten des Ventils, so lange sie einen bestimmten Wert nicht überschreitet, nicht imstande ist, das Ventil zu schliessen. So bald jedoch infolge der Bedienung des Hah nes 24 (Fig. 4) Druckluft aus der Leitung 21 in das Ventil 19 eintritt, wird zufolge der dann erhaltenen grossen Druckdifferenz zu beiden Seiten des Ventils 44 dieses Ventil gegen Federdruck geschlossen, so dass die Druckluft nicht zu dem Unterdruckgefäss 41 strömen kann. Wird dagegen die Druckluft zufuhr wieder abgeschlossen, so wird das Ventil 44 unter Einfluss des Federdruckes wieder geöffnet und eine Verbindung des Ventils 19 (Kanal 26 und 35, Fig. 3) mit dem Unterdruckgefäss 41 wieder hergestellt.
Au die Leitung 42 ist eine Vorrichtung 45 angeschlossen, durch welsche eine regel bare Luftmenge von aussen her in die Lei tung 42 strömen kann. Mittels einer Regel- schraube 47 wird der freie Querschnitt im Kanal der Vorrichtung 45 geregelt, so dass der Unterdruck im Gefäss 41 und demzufolge auch in den Leitungen 40 und 42 und im Giessgefäss 9 auf einen bestimmten Wert ein gestellt werden kann. Mit 46 ist ein Unter druckmesser bezeichnet, der die Luftdruck änderungen im System sichtbar macht und mit dessen Hilfe die Wirkung der Vorrieh- tung überwacht werden kann.
Der Hahn 24 ist in Fig. 4 in grösserem Massstab dargestellt. In das Hahngehäuse 48 mündet unten,die Leitung 23, welche Druck luft aus der Leitung 21 zuführt. Dieser Druck hält das Ventil 49 geschlossen, wel ches auch von einer Feder auf seinem Sitz festgehalten wird.
Wird der Hahn 24 durch Eindrücken bedient, so wird mittels des Kolbens 51 und der Stange 52 das Ventil 49 gegen Federdruck :geöffnet. Es kann ,dann die Luft durch die Öffnung 53 im Ventil, den Kanal 54 und .die Leitung 55 in den Ölzylinder 56 strömen, der mittels einer am untern Ende vorgesehenen Verbindungslei tung 57 mit Hahn 58 mit dem Zylinder 4 in Verbindung steht. Eine zweite Verbindungs leitung 59 zwischen dem ()1zylinder und ,dem Zylinder 4 enthält ein Rückschlagventil 60.
Beim Aufwärtshub des Kolbens 6 strömt das 01 aus dem Zylinder 56 ausschliesslich durch die Leitung 57 und den Hahn 58 zum Zylinder 4. Der Hahn 58 bezweckt, den Querschnitt der Leitung 57 und somit die Geschwindigkeit der Aufwärtsbewegung des Kolbens 6 zu regeln.
Um Zeit zu gewinnen, empfiehlt es sich, .den Rückwärtshub des Stempels 6 mit grö sserer Geschwindigkeit stattfinden zu lassen als den Aufwärtshub. Um dieses zu errei chen, ist das Rücksühlagventil 60 vorgesehen, das die Flüssigkeit nur in der Richtung vom Zylinder 4 zum Ölzylinder 56 durchlässt.
Dieses Rückschlagventil hat einen verhältnis mässig grossen Querschnitt, so dass die Flüs sigkeit schnell aus dem Zylinder 4 entwei chen und demnach der Kolben 6 mit Guss form schnell sinken kann, da die Flüssigkeit ausser durch die Leitung 57 auch durch das Rückschlagventil zum Zylinder 56 zurück strömt.
Die Wirkung der Vorrichtung ist nach stehend erläutert: Es werde angenommen. dass die Teile sich in der in Fig. 1 darge stellten Lage befinden, in der das Giessge fäss mit neuem Material, das an der Ober leite eingeführt wird, gefüllt werden kann. Durch Bedienung des Hahnes 24 wird das Ventil 49 (Fig. 4) geöffnet, so dass Druck luft aus der Leitung 21 durch das sich nun öffnende Rückschlagventil 22, durch die Leitung 23, durch das Ventil 49 (durch die Öffnung 53) und die Bohrung 54 in die Lei tung 55 strömt. Der Kanal 68, der anfäng lich beim Niederdrücken des Hahnes 24 ge öffnet bleibt, ist geschlossen, wenn der ffabn ganz niedergedrückt ist.
Auf das Öl im Zvlinder 56 wird nun Druck ausgeübt und der Kolben 5 im Zylin der 4 wird aufwärts bewegt, wobei die Guss form 1 mitgenommen wird. Das Giessgefäss 9 legt sich dann mit seiner konischen Ober seite eng anschliessend in die konische Aus sparung 38 im Untersatz 32 des Ventils 19. Der zwischen dem Untersatz 32 und dem Ventilgehäuse befindliche Ring 33 oder ein anderes elastisches Organ wird durch den Druck des Kolbens 5 ein wenig zusammenge drückt, wobei das Ventil 25 (Fig. 3) von sei nem Sitz 28 gehoben wird, so dass die Luft aus der Leitung 21 durch die Bohrung 31 im Ventilgehäuse, an dem gehobenen Ventil vor bei und durch die Bohrungen 26 und 35, sowie 36 und 37 in das Giessgefäss einströ men kann.
Es entsteht dann im Giessgefäss über dem Spiegel des geschmolzenen Mate rials ein Überdruck, wodurch das Material kräftig in die unter dem Giessgefäss 9 befind liche Gussform 1 gespritzt wird.
Zwischen zwei aufeinanderfolgenden Giess perioden bezw. Spritzperioden befindet sich im Giessgefäss 9 über dem Flüssigkeitsspiegel infolge der Verbindung mit dem Unterdruck gefäss 41, das von der Luftpumpe 43 ständig leergepumpt wird, Unterdruck. Der in die ser Weise im Giessgefäss aufrechterhaltene Unterdruck wird so geregelt, dass verhindert wird, dass das geschmolzene Material aus der Gussform herausströmt.
Das Rückschlagventil 44 in der Leitung 40 verhindert, dass der Luftdruck, der bei geöffnetem Ventil 19 zugeführt wird, sich bis zum Gefäss 41 fortpflanzt. Sobald der Überdruck aus dem Giessgefäss verschwunden ist und dieses wieder am Ventil 19 anliegt. kann der Unterdruck sieh durch das Ventil 44 wieder bis in das Giessgefäss fortpflanzen. Nach jedem Spritzguss wird der Hahn 24 wieder gelöst, wodurch die Druckluft aus der Leitung 23 und 21 abgeschlossen wird und aus der Leitung 55 durch den Kanal 68 ent weichen kann. Demzufolge sinkt die Guss form, und das Giessgefäss lässt das Ventil 25 wieder auf seinen Sitz zurückgehen, so dass auch die Druckluftzufuhr zum Giessgefäss ab geschlossen wird.
Nach einem oder mehreren Spritzgüssen muss das Giessgefäss wieder mit Werkstoff gefüllt werden, der im Giessgefäss mit Hilfe der elektrischen Heizvorrichtung 10 ge schmolzen wird. Wenn das Giessgefäss nach gefüllt werden muss, wird es wieder in die in Fig. 1 dargestellte untere Lage gebracht, in der es auf den Ansätzen 17 der Säulen 2 ruht. Die Giessdüse 3 ist dabei geschlossen. Der obere Rand des Giessgefässes ist jetzt so weit von der Düse 36 entfernt, dass das Ma terial leicht von Hand in das Gefäss einge bracht werden kann, indem es dann durch das Heizelement 10 geschmolzen wird.
Die Bewegung des Giessgefässes aus der gezeichneten Lage in die Füllage kann auch mit Hilfe der Handgriffe 18 erfolgen.
Bevor die Druckluft in das Gefäss 9 ein gelas3en wird, herrscht in dem Gefäss, da das Ventil 2 7 (Fi(,. 3) geschlossen, das R.iiclzschlagventil 44 geöffnet und somit eine Verbindung mit dem Gefäss 41 herge stellt ist, ein Unterdruck, durch den das flüs- sigr Material im CTiessgefäss 9 verhindert wird. durch die ()ff-ilung 8 aus dem Giess gefäss auszuströmen. Es ist selbstverständ lich, dass hierbei die Materialmenge im Giess- efäss, das spezifische Gewicht usw. zu be g<B>o</B> rücksichtigen sind.
In Fig. 2 ist die Vorrichtung nach Fig. 1 in der Labe zum Spritzguss gezeichnet. In dieser Lage wird Druckluft aus der Leitung 21 zum Giessgefäss geführt, wodurch der ge schmolzene Werkstoff aus dem Giessgefäss in die Spritzgussform gepresst wird, die danach zur Entfernung des gegossenen Gegenstan des wieder abwärts bewegt werden kann. Während der Zeit, in der die Gussform 1 nicht an der untern Seite des Giessgefässes 9 anliegt, wird das Gussmaterial durch den Un terdruck im Giessgefäss verhindert, durch die Öffnung 8 auszuströmen.
Eine geänderte Ausführungsform zeigt Fig. 5. Bei der in dieser Figur dargestell ten Ausführungsform findet das Nachfüllen des Giessgefässes in anderer Weise statt, indem von dem Unterdruck in diesem Giess gefäss bezw. in der Kammer 41 und den Leitungen 40 und 42 Gebrauch gemacht wird. Zu diesem Zwecke ist bei der Aus führung nach Fig. 5 ein Schmelzgefäss 61 vorgesehen, das in Fig. 6 in grösserem Mass stab gezeichnet und mit Hilfe einer nicht in der Zeichnung dargestellten Führung senk recht zur Zeichenebene (Fig. 5) derart ver schiebbar ist, dass es, wenn ein Guss oder eine Reihe von Güssen stattfinden soll, seitlich aus der Bahn der Gussform herausbewegt werden kann.
Das Schmelzgefäss ist mit einer um die Düse 8 des Giessgefässes passenden Saugdüse 62 versehen, an welche ein Rohr 63 an schliesst, das fast bis zum Boden des Schmelzgefässes reicht. Weiter ist das Schmelzgefäss an der der Saugdüse abgekehr ten Seite mit einer trichterartigen Füllöff nung 64 versehen, durch die der zu schmel zende Werkstoff eingeführt wird. Das Schmelzgefäss ist ferner von einem Heizele- ment 65 und einem wärmeisolierenden Mantel 66 umgeben.
Da es bei dieser geänderten Füllungs weise des Giessgefässes nicht mehr erforder lich 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 ,ge wählt werden, dass der über dem geschmol zenen 'Material vorhandene Luftraum erheb lich kleiner wird. Zu diesem Zwecke wird ,der obere Teil des Giessgefässes mit erheblich kleinerem innerem Querschnitt ausgeführt (Kanal 67).
Mit Rücksicht auf die Düse 8 am untern Ende des Giessgefässes muss das Schmelz gefäss 61 oder wenigstens ein Teil des Ge fässes ausser einer seitlichen Verschiebung auch eine Verschiebung in senkrechter Rich tung erfahren, damit die Ansaugöffnung ,dicht an die Spritzdüse 8 anschliesst.
Die Wirkung der in Fig. 5 dargestellten Vorrichtung unterscheidet sich von der nach Fig. 1 und 2 dadurch, dass das Giessgefäss in seiner anfänglichen Lage bleibt und nur zum Öffnen de.s Ventils<B>19</B> durch die auf wärtsbewegte Giessform über eine sehr kleine Höhe angehoben zu werden braucht.
Ausser dem wird jeweils zwischen zwei Güssen oder Reihen von Güssen (je nach der bei jedem Guss eingespritzten Materialmenge bezw. dem Inhalt des Giessgefässes) das Schmelzge fäss 61 unter das Giessgefäss geschoben und, wenn erforderlich, durch Erhöhung des im Giessgefäss herrschenden Unterdruckes, eine Menge geschmolzenen Materials von diesem Unterdruck in das Giessgefäss angesaugt.
Da nach wird, falls erforderlich, der Unterdruck wieder auf einen solchen Wert zurückge bracht, als zur Verhinderung des Ausströ mens des Schmelzmaterials aus dem Giessge fäss genügend ist, und das Schmelzgefäss seit lich entfernt, wonach in der oben beschrie benen Weise die Gussform unter das Giess gefäss gebracht und das Material in :die Guss form gespritzt werden kann.
Wie bereits bemerkt, kann die Regelung des in das Gefäss 41 und demnach auch in das Giessgefäss übertragenen Unterdruckes durch Einstellung der Regelschraube 47 er folgen.