GAUERMANN, Jörg (Krokisgasse 1, Filderstadt-Bernhausen, 70794, DE)
| P A T E N T A N S P R Ü C H E 1. Verfahren zum Befüllen des Formhohlraums (12) einer Druckgießvorrichtung (10) mit flüssigem Gießmaterial (22), wobei die Druckgießvorrichtung (10) einen Einpresskolben (18) umfasst, der in einer Gießkammer (16) verschiebbar ist, wobei das Gießmaterial (22) über ein Füllloch (20) in die Gießkammer (16) eingefüllt und mittels des Einpresskolbens (18) in den Formhohlraum (12) gepresst wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Gießmaterial (22) in der Gießkammer (16) mit Druckluft beaufschlagt wird . 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckluft der Gießkammer (16) über den Formhohlraum (12) zugeführt wird . 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck der Druckluft überwacht wird . 4. Verfahren nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck der Druckluft geregelt wird . 5. Verfahren nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einpresskolben (18) während einer ersten Einpressphase mit einer ersten Vorschubgeschwindigkeit und während einer anschließenden zweiten Einpressphase mit einer zweiten Vorschubgeschwindigkeit bewegt wird, wobei die zweite Vorschubgeschwindigkeit höher ist als die erste Vorschubgeschwindigkeit, und wobei das Gießmaterial (22) in der Gießkammer (16) nur während der ersten Einpressphase mit Druckluft beaufschlagt wird . 6. Verfahren nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich zwischen der Gießkammer (16) und dem Formhohlraum (12) ein Metallfrontkontaktsensor (56) angeordnet wird, der auf den Kontakt mit Gießmaterial (22) anspricht, und dass das Gießmaterial (22) in der Gießkammer (16) so lange mit Druckluft beaufschlagt wird, bis das Gießmaterial (22) den Metallfrontkontaktsensor erreicht. 7. Verfahren nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Formhohlraum (12) nach erfolgter Druckluftbeaufschlagung des Gießmaterials (16) abgesaugt wird . 8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Formhohlraum (12) während der zweiten Einpressphase über einen Entlüftungskanal (24) der Druckgießvorrichtung (10) abgesaugt wird. 9. Verfahren nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gießmaterial (22) in der Gießkammer (16) erst dann mit Druckluft beaufschlagt wird, wenn der Einpresskolben (18) das Füllloch (20) der Gießkammer (16) überfahren hat. 10. Verfahren nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Signal ausgelöst wird, sobald der Einpresskolben (18) das Füllloch (20) in der Gießkammer (16) überfahren hat, und dass daraufhin das Gießmaterial (22) in der Gießkammer (16) mit Druckluft beaufschlagt wird. 11. Verfahren nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den Ausgang (38) eines Entlüftungskanals (24) der Druckgießvorrichtung (10) eine Ventilanordnung (26) angeschlossen wird, die einen ersten und einen zweiten Anschluss (32, 34) aufweist, wobei der erste Anschluss (32) mit einer Druckluftversorgungseinrichtung und der zweite Anschluss (34) mit einer Gasauslasseinrichtung verbunden wird, und wobei in einer ersten Einpressphase, in der der Einpresskolben (18) mit einer ersten Vorschubgeschwindigkeit bewegt wird, die Strömungsverbindung vom Ausgang des Entlüftungskanals zur Druckluftversorgungseinrichtung freigegeben und die Strömungsverbindung vom Ausgang des Entlüftungskanals zur Gasauslasseinrichtung unterbrochen wird, und wobei in einer zweiten Einpressphase, in der der Einpresskolben (18) mit einer zweiten Vorschubgeschwindigkeit bewegt wird, die höher ist als die erste Vorschubgeschwindigkeit, die Strömungsverbindung vom Ausgang des Entlüftungskanals zur Druckluftversorgungseinrichtung unterbrochen und die Strömungsverbindung vom Ausgang des Entlüftungskanals zur Gasauslasseinrichtung freigegeben wird . 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilanordnung (26) mittels Sensoren (56, 59) gesteuert wird . 13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilanordnung (26) am Ausgang eines Entlüftungsventils (50, 54) der Druckgießvorrichtung (10) angeordnet wird, das im Entlüftungskanal (24) positioniert wird. 14. Ventilanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilanordnung drei Anschlüsse (32, 34, 36) aufweist, wobei an einen ersten Anschluss (32) eine Druckluftversorgungseinrichtung anschließbar ist und der erste Anschluss (32) über eine Druckluftversorgungsleitung (44) mit dem dritten Anschluss (36) in Strömungsverbindung steht, und wobei an den zweiten Anschluss (34) eine Gasauslasseinrichtung anschließbar ist und der zweite Anschluss (34) über eine Gasauslassleitung (46) mit dem dritten Anschluss (36) in Strömungsverbindung steht, und wobei an den dritten Anschluss (36) der Ausgang (38) eines Entlüftungskanals (24) der Druckgießvorrichtung (10) anschließbar ist, und dass die Ventilanordnung (26) zwei steuerbare Ventile (28, 30) aufweist, wobei die Strömungsverbindung zwischen dem ersten und dem dritten Anschluss (32, 36) mittels des ersten steuerbaren Ventils (28) wahlweise freigebbar und absperrbar ist und wobei die Strömungsverbindung zwischen dem zweiten und dem dritten Anschluss (34, 36) mittels des zweiten steuerbaren Ventils (30) wahlweise freigebbar und absperrbar ist. 15. Ventilanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckluftversorgungsleitung (44) und die Gasauslassleitung (46) in eine gemeinsame Verbindungsleitung (42) münden . 16. Ventilanordnung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass in der Gasauslassleitung (46) ein Filter (48) angeordnet ist. 17. Druckgießvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 13, umfassend einen Formhohlraum (12), der über einen Einfüllkanal (14) mit einer Gießkammer (16) und über einen Entlüftungskanal (24) mit einer Gasauslasseinrichtung verbunden ist, wobei in der Gießkammer (16) ein Einpresskolben (18) verschiebbar gelagert ist und am Ausgang (38) des Entlüftungskanals (24) eine Ventilanordnung (26) nach einem der Ansprüche 14 bis 16 angeordnet ist, wobei der dritte Anschluss (36) der Ventilanordnung (26) an den Ausgang (38) des Entlüftungskanals (24) angeschlossen ist. 18. Druckgießvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass im Entlüftungskanal (24) ein Entlüftungsventil (50, 54) angeordnet ist mit einem Auslass, der den Ausgang (38) des Entlüftungskanals (24) bildet. |
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befüllen des Formhohlraums einer Druckgießvorrichtung mit flüssigem Gießmaterial, wobei die Druckgießvorrichtung einen Einpresskolben aufweist, der in einer Gießkammer verschiebbar ist, wobei das Gießmaterial über ein Füllloch in die Gießkammer eingefüllt und mittels des Einpresskolbens in den Formhohlraum gepresst wird.
Außerdem betrifft die Erfindung eine Ventilanordnung sowie eine Druckgießvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Aus der EP 0 827 794 Bl ist eine Druckgießvorrichtung bekannt mit einem Formhohlraum, der über einen Einfüllkanal mit einer Gießkammer und über einen Entlüftungskanal mit einer Gasauslasseinrichtung verbunden ist. In der Gießkammer ist ein Einpresskolben zwischen einer zurückgezogenen Stellung und einer vorgeschobenen Stellung hin und her verschiebbar. Über ein Füllloch kann flüssiges Gießmaterial in die Gießkammer eingefüllt werden. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine Aluminium- oder Magnesiumschmelze handeln. Das flüssige Gießmaterial kann mit Hilfe des Einpresskolbens über den Einfüllkanal in den Formhohlraum gepresst werden. Gas, das sich im Formhohlraum befindet, also insbesondere Luft, kann aus dem Formhohlraum über den Entlüftungskanal entweichen. Der Entlüftungskanal steht hierzu mit der Gasauslasseinrichtung in Strömungsverbindung. Letztere kann beispielsweise als Absaugeinrichtung ausgestaltet sein. Bei der Herstellung von Gussteilen besteht die Gefahr, dass sich Lufteinschlüsse bilden, durch die die Qualität des fertigen Gussteiles vermindert wird . Zur Erzielung verbesserter Gießergebnisse wurde deshalb bereits vorgeschlagen, der Gießkammer während des Einpressens des Gießmaterials Gase, insbesondere Luft, zu entziehen. Dies hat allerdings den Nachteil, dass während des Einpressens bei einer ungleichförmigen Vorschubbewegung des Einpresskolbens Wellenbildung, Überschlag oder Turbulenzen im flüssigen Gießmaterial auftreten können. Dies birgt das Risiko, dass Luft und sonstige Gase in das flüssige Gießmaterial eingeschlossen werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, dass die Gefahr von Luft- und Gaseinschlüssen im flüssigen Gießmaterial beim Einpressen in den Formhohlraum verringert wird .
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Gießmaterial in der Gießkammer mit Druckluft beaufschlagt wird.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird in der Gießkammer ein Überdruck erzeugt, während das flüssige Gießmaterial in den Formhohlraum gepresst wird. Hierzu wird Druckluft in die Gießkammer geleitet. Es hat sich gezeigt, dass dadurch eine Wellenbildung des flüssigen Gießmaterials bei einer ungleichförmigen Vorschubbewegung des Einpresskolbens ebenso unterdrückt werden kann wie die Ausbildung von Turbulenzen oder eines Überschlages des flüssigen Gießmaterials. Der auf das Gießmaterial in der Gießkammer einwirkende Überdruck stellt sicher, dass sich auch bei einer ungleichförmigen Bewegung des Einpresskolbens in der Gießkammer keine starken Wellen des flüssigen Gießmaterials ausbilden. Der Flüssigkeitsspiegel des Gießmaterials bleibt vielmehr ziemlich gleichförmig, so dass trotz der Beaufschlagung des Gießmaterials mit Druckluft die Gefahr von luft- oder sonstigen Gaseinschlüssen beträchtlich verringert werden kann. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Druckluft der Gießkammer über den Formhohlraum zugeführt. Zur Zuführung von Druckluft in die Gießkammer sind somit keine zusätzlichen Druckluftkanäle in der Druckgießvorrichtung erforderlich.
Der Druck der Druckluft wird vorzugsweise überwacht. Hierzu kann ein Drucksensor zum Einsatz kommen .
Von besonderem Vorteil ist es, wenn der Druck der Druckluft geregelt wird . Dies gibt die Möglichkeit, innerhalb der Gießkammer einen praktisch gleich bleibenden Druck auszubilden, der auf das flüssige Gießmaterial einwirkt.
Günstig ist es, wenn man den Einpresskolben während einer ersten Einpressphase mit einer ersten Vorschubgeschwindigkeit und während einer anschließenden zweiten Einpressphase mit einer zweiten Vorschubgeschwindigkeit bewegt, wobei die zweite Vorschubgeschwindigkeit höher ist als die erste Vorschubgeschwindigkeit. Dies gibt die Möglichkeit, den Einpresskolben zunächst langsam zu bewegen, um das flüssige Gießmaterial einem sich an die Gießkammer anschließenden Einfüllkanal zuzuführen. Hat das flüssige Gießmaterial den Einfüllkanal erreicht oder auch die Eintrittsöffnung des Formhohlraumes, so wird der Einpresskolben anschließend sehr stark beschleunigt, so dass er mit einer deutlich höheren Vorschubgeschwindigkeit das flüssige Gießmaterial in den Formhohlraum einpresst, und während des Aushärtens des eingepress- ten Gießmaterials kann der Einpresskolben weiter auf das Gießmaterial einwirken. Günstig ist es, wenn das Gießmaterial in der Gießkammer nur während der ersten Einpressphase mit Druckluft beaufschlagt wird . Die Beaufschlagung des Gießmaterials mit Druckluft erfolgt bei einer derartigen Ausgestaltung also nur während der verhältnismäßig langsamen Bewegung des Einpresskolbens, diese langsame Bewegung endet üblicherweise, wenn das flüssige Gießmaterial den Einfüllkanal oder die Eintrittsöffnung des Formhohlraumes erreicht hat. Ist dies der Fall, so wird die Beaufschlagung des Gießmaterials in der Gießkammer mit Druckluft beendet. Es kann vorgesehen sein, dass im Bereich zwischen der Gießkammer und dem Formhohlraum, insbesondere im Einfüllkanal, ein Metallfrontkontaktsensor angeordnet wird, der auf den Kontakt mit Gießmaterial anspricht, und dass das Gießmaterial in der Gießkammer so lange mit Druckluft beaufschlagt wird, bis das Gießmaterial den Metallfrontkontaktsensor erreicht. Der Metallfrontkontaktsensor kann beispielsweise am Eingang des Einfüllkanals angeordnet sein oder auch an dessen Ausgang . Erreicht das flüssige Gießmaterial den Metallfrontkontaktsensor, so sendet dieser ein Signal an eine Steuereinrichtung der Druckgießvorrichtung . Aufgrund dieses Signales kann dann die Beaufschlagung des Gießmaterials in der Gießkammer mit Druckluft beendet werden.
Von besonderem Vorteil im Hinblick auf die Erzielung sehr guter Gießergebnisse ist es, wenn der Formhohlraum nach erfolgter Druckluftbeaufschlagung des Gießmaterials abgesaugt wird . Die Gefahr von Lufteinschlüssen kann dadurch weiter verringert werden.
Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Formhohlraum während der zweiten Einpressphase, bei der der Einpresskolben mit verhältnismäßig hoher Vorschubgeschwindigkeit bewegt wird, über den Entlüftungskanal abgesaugt wird. Der Entlüftungskanal dient somit zum Einen dazu, Druckluft über den Formhohlraum und den Einfüllkanal der Gießkammer zuzuführen, zum Anderen kann der Formhohlraum über den Entlüftungskanal abgesaugt werden.
Günstigerweise wird der Formhohlraum abgesaugt, sobald ein im Einfüllkanal, insbesondere an dessen Einlass, angeordneter Metallfrontkontaktsensor auf den Kontakt mit flüssigem Gießmaterial anspricht. Während der ersten Einpressphase, in der der Einpresskolben mit verhältnismäßig geringer Vorschubgeschwindigkeit bewegt wird, kann das flüssige Gießmaterial in der Gießkammer mit Druckluft beaufschlagt werden. Die Druckluftbeaufschlagung dauert in diesem Falle so lange, bis der vorzugsweise am Eingang des Einfüllkanals angeordnete Metallfrontkontaktsensor auf den Kontakt mit flüssigem Gieß- material anspricht. Anschließend kann der Formhohlraum über den Entlüftungskanal abgesaugt werden .
Der in der Gießkammer bewegbare Kolben ist zwischen einer zurückgezogenen Stellung und einer vorgeschobenen Stellung hin und her verschiebbar. In der zurückgezogenen Stellung des Kolbens kann die Gießkammer über das Füllloch mit flüssigem Gießmaterial befüllt werden. Anschließend wird der Kolben in die vorgeschobene Stellung bewegt, wobei er das Füllloch überfährt. Von Vorteil ist es, wenn das Gießmaterial in der Gießkammer erst dann mit Druckluft beaufschlagt wird, wenn der Kolben das Füllloch der Gießkammer überfahren hat. Der Beginn der Druckluftbeaufschlagung kann somit in Abhängigkeit von der Stellung des Kolbens in der Gießkammer erfolgen beispielsweise dergestalt, dass der Gießkammer Druckluft zugeführt wird, sobald der Kolben das Füllloch überfahren hat. Die Druckluft kann der Gießkammer dann insbesondere über den Formhohlraum und den Einfüllkanal zugeführt werden.
Günstigerweise wird ein Signal ausgelöst, sobald der Kolben das Füllloch in der Gießkammer überfahren hat, und daraufhin wird das Gießmaterial in der Flüssigkeit mit Druckluft beaufschlagt. Das Signal kann beispielsweise von einem Wegsensor bereitgestellt werden, der mit dem verschiebbaren Kolben gekoppelt ist. Mittels des Wegsensors lässt sich auf konstruktiv einfache Weise die Stellung des Kolbens erfassen, und in Abhängigkeit von der Kolbenstellung kann die Beaufschlagung des in der Gießkammer befindlichen Gießmaterials mit Druckluft ausgelöst werden.
Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird an den Ausgang eines Entlüftungskanals der Druckgießvorrichtung eine Ventilanordnung angeschlossen, die einen ersten und einen zweiten Anschluss aufweist, wobei der erste Anschluss mit einer Druckluftversorgungseinrichtung und der zweite Anschluss mit einer Gasauslasseinrichtung verbunden wird, und wobei in einer ersten Einpressphase, in der der Einpresskolben mit einer ersten Vorschubgeschwindigkeit bewegt wird, die Strömungsverbindung vom Ausgang des Entlüftungskanals zur Druckluftversorgungseinrichtung freigegeben und die Strömungsverbindung vom Ausgang des Entlüftungskanals zur Gasauslasseinrichtung unterbrochen wird, und wobei in einer zweiten Einpressphase, in der der Einpresskolben mit einer zweiten Vorschubgeschwindigkeit bewegt wird, die höher ist als die erste Vorschubgeschwindigkeit, die Strömungsverbindung vom Ausgang des Entlüftungskanals zur Druckluftversorgungseinrichtung unterbrochen und die Strömungsverbindung vom Ausgang des Entlüftungskanals zur Gasauslasseinrichtung freigegeben wird . Mittels der Ventilanordnung kann auf einfache Weise die Druckluftbeaufschlagung des flüssigen Gießmaterials innerhalb der Gießkammer und die Unterdruckbeaufschlagung des Gießmaterials im Formhohlraum gesteuert werden. Insbesondere kann die Ventilanordnung an den Ausgang des Entlüftungskanals einer üblichen Druckgießvorrichtung angeschlossen werden. Aufwändige Umbauarbeiten können an der Druckgießvorrichtung entfallen und dennoch kann die Gefahr reduziert werden, dass Luft und Gase in das Gießmaterial eingeschlossen werden.
Von Vorteil ist es, wenn die Ventilanordnung mit Hilfe von Sensoren gesteuert wird .
Die Ventilanordnung kann beispielsweise zumindest ein Elektromagnetventil aufweisen, das elektrisch von einer Steuereinrichtung gesteuert werden kann auf Basis von Sensorsignalen, die beispielsweise von einem Metallfrontkontaktsensor, einem Wegsensor und/oder einem Drucksensor bereitgestellt werden.
Die Ventilanordnung wird günstigerweise am Auslass eines Entlüftungsventils der Druckgießvorrichtung angeordnet, das im Entlüftungskanal positioniert ist.
Wie eingangs erwähnt, betrifft die Erfindung auch eine Ventilanordnung zur Durchführung des voran stehend erläuterten Verfahrens. Die erfindungsgemäße Ventilanordnung umfasst drei Anschlüsse, wobei an einen ersten Anschluss eine Druckluftversorgungseinrichtung anschließbar ist und der erste Anschluss über eine Druckluftversorgungsleitung mit dem dritten Anschluss in Strömungsverbindung steht, und wobei an den zweiten Anschluss eine Gasauslasseinrichtung anschließbar ist und der zweite Anschluss über eine Gasauslassleitung mit dem dritten Anschluss in Strömungsverbindung steht, und wobei an den dritten Anschluss der Ausgang eines Entlüftungskanals der Druckgießvorrichtung anschließbar ist. Außerdem umfasst die bevorzugte Ventilanordnung zwei steuerbare Ventile, wobei die Strömungsverbindung zwischen dem ersten und dem dritten Anschluss mittels eines ersten steuerbaren Ventils wahlweise freigebbar und absperrbar ist und wobei die Strömungsverbindung zwischen dem zweiten und dem dritten Anschluss mittels des zweiten steuerbaren Ventils wahlweise freigebbar und absperrbar ist.
Die erfindungsgemäße Ventilanordnung ist bevorzugt als selbständig handhabbare Baueinheit ausgebildet.
Die Ventilanordnung kann an den Ausgang des Entlüftungskanals einer an sich bekannten Druckgießvorrichtung angeschlossen werden und ermöglicht es dann auf konstruktiv einfache Weise, das in der Gießkammer befindliche Gießmaterial mit Druckluft zu beaufschlagen und anschießend die im Formhohlraum befindliche Luft zusammen mit anderen Gasen aus dem Formhohlraum zu entfernen. Die Zufuhr von Druckluft erfolgt ebenso wie die Abgabe von Luft und Gasen über steuerbare Ventile. Ein erstes steuerbares Ventil steuert die Zufuhr von Druckluft über den Entlüftungskanal und den Formhohlraum an die Gießkammer, und das zweite steuerbare Ventil steuert die Abgabe von Luft und Gasen aus dem Formhohlraum über den Entlüftungskanal. Die beiden steuerbaren Ventile werden alternativ geöffnet und geschlossen. Nimmt das erste steuerbare Ventil seine Offenstellung ein, so gibt es die Strömungsverbindung zwischen der Druckluftversorgungseinrichtung und dem Entlüftungskanal frei, so dass Druckluft über den Entlüftungskanal und den Formhohlraum zur Gießkammer strömen und dort das flüssige Gießmaterial beaufschlagen kann . Während dieser Phase ist das zweite steuerbare Ventil geschlossen. Nimmt das erste steuerbare Ventil seine
Schließstellung ein, so ist die Strömungsverbindung zwischen der Druckluftversorgungseinrichtung und dem Entlüftungskanal unterbrochen. In diesem Zustand kann das zweite steuerbare Ventil seine Offenstellung einnehmen, so dass eine Strömungsverbindung hergestellt wird zwischen der Gasauslasseinrichtung und dem Formhohlraum, so dass im Formhohlraum befindliche Gase ebenso wie Druckluft entfernt werden können. Wie bereits erwähnt, kann die Gasauslasseinrichtung beispielsweise in Form einer Absaugeinrichtung ausgestaltet sein oder auch in Form eines Luftabzuges.
Von Vorteil ist es, wenn die Druckluftversorgungsleitung und die Gasauslassleitung in eine gemeinsame Verbindungsleitung münden. Die gemeinsame Verbindungsleitung kann über den dritten Anschluss unmittelbar an den Ausgang des Entlüftungskanals der Druckgießvorrichtung angeschlossen werden.
In der Gasauslassleitung ist bevorzugt ein Filter angeordnet.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Druckgießvorrichtung zur Durchführung des voran stehend genannten Verfahrens. Die erfindungsgemäße Druckgießvorrichtung umfasst einen Formhohlraum, der über einen Einfüllkanal mit einer Gießkammer und über einen Entlüftungskanal mit einer Gasauslasseinrichtung verbunden ist, wobei in der Gießkammer ein Einpresskolben verschiebbar gelagert ist und am Ausgang des Entlüftungskanals eine Ventilanordnung der voranstehend erläuterten Art angeordnet ist, wobei der dritte Anschluss der Ventilanordnung an den Ausgang des Entlüftungskanals angeschlossen ist.
Wie bereits erläutert, ermöglicht es der Einsatz der erfindungsgemäßen Ventilanordnung bei einer Druckgießvorrichtung, das in der Gießkammer befindliche flüssige Gießmaterial mit Druckluft zu beaufschlagen, um eine Wellenbildung, einen Überschlag oder Turbulenzen im flüssigen Gießmaterial innerhalb der Gießkammer zu verhindern. Nach erfolgter Druckluftbeaufschlagung kann während des weiteren Einpressens des flüssigen Gießmaterials der Formhohlraum der Druckgießvorrichtung über die Ventilanordnung an eine Gasauslasseinrichtung angeschlossen werden. Der Einsatz einer Gasauslasseinrichtung in Form einer Absaugeinrichtung ermöglicht es hierbei, den Formhohlraum mit Unterdruck zu beaufschlagen, insbesondere während der zweiten Einpressphase.
Die erfindungsgemäße Druckgießvorrichtung umfasst bevorzugt ein im Entlüftungskanal angeordnetes Entlüftungsventil mit einem Auslass, der den Ausgang des Entlüftungskanals bildet. An den Auslass des Entlüftungsventils kann der dritte Anschluss der Ventilanordnung angeschlossen sein. Das Entlüftungsventil kann beispielsweise als mechanisches Schließventil ausgebildet sein, insbesondere in Form eines Kolbenventils. Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Entlüftungsventil einen engen Spalt umfasst, in dem flüssiges Gießmaterial erstarrt. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Entlüftungsventil nach Art eines Waschbrettventils ausgebildet ist. Derartige Wachbrettventile sind dem Fachmann an sich bekannt und bedürfen daher vorliegend keiner näheren Erläuterung .
Die nachfolgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung . Es zeigen :
Figur 1 : eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Druckgießvorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Ventilanordnung;
Figur 2. eine vergrößerte Darstellung der Ventilanordnung aus Figur 1;
Figur 3. eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform
eines Entlüftungsventiles der Druckgießvorrichtung aus Figur 1;
Figur 4: eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines Entlüftungsventiles der Druckgießvorrichtung aus Figur 1; Figuren 5,
6 und 7 : schematische Darstellungen von Gießkammern üblicher Druckgießvorrichtungen, wobei das flüssige Gießmaterial in der Gießkammer Wellen, einen Überschlag oder Turbulenzen ausbildet.
In der Zeichnung ist schematisch eine erfindungsgemäße Druckgießvorrichtung 10 dargestellt mit einem Formhohlraum 12, der über einen Einfüllkanal 14 mit einer Gießkammer 16 verbunden ist, in der ein Einpresskolben 18 verschiebbar gelagert ist. Über ein Füllloch 20 kann in die Gießkammer 16 flüssiges Gießmaterial, beispielsweise eine Aluminium- oder Magnesiumschmelze, eingefüllt werden. Hierzu nimmt der Einpresskolbenl8 in bekannter weise seine zurückgezogene Stellung ein, so dass das Gießmaterial in die Gießkammer 16 gelangen kann, ohne vom Einpresskolben 18 behindert zu werden. Wird der Einpresskolben 18 ausgehend von seiner zurückgezogenen Stellung in seine vorgeschobene Stellung verschoben, so wird hierbei das in der Gießkammer 16 befindliche flüssige Gießmaterial 22 über den Einfüllkanal 14 in den Formhohlraum 12 gepresst. Gießkammern der voran stehend erläuterten Art werden häufig auch als Füllbüchse bezeichnet.
Im Formhohlraum 12 befindliche Gase und Luft können an eine an sich bekannte und deshalb in der Zeichnung zur Erzielung einer besseren Übersicht nicht dargestellte Gasauslasseinrichtung abgegeben werden, beispielsweise an eine Absaugeinrichtung oder einen Luftabzug. Der Formhohlraum 12 steht hierzu über einen Entlüftungskanal 24 mit einer in Figur 2 vergrößert dargestellten erfindungsgemäßen Ventilanordnung 26 in Strömungsverbindung . Letztere umfasst ein erstes steuerbares Ventil, das nachfolgend als Lufteinlassventil 28 bezeichnet wird, sowie ein zweites steuerbares Ventil, das nachfolgend als Gasauslassventil 30 bezeichnet wird . Die beiden Ventile 28, 30 sind in Form von Elektromagnetventilen ausgebildet und können elektrisch von einer Steuereinrichtung der Druckgießvorrichtung 10 gesteuert werden. Derartige Steuereinrichtungen sind dem Fachmann an sich bekannt und daher in der Zeichnung zur Erzielung einer besseren Übersicht nicht dargestellt. Der Antrieb des Einpresskolbens 18 erfolgt mittels eines an sich bekannten und deshalb in der Zeichnung nur grob schematisch dargestellten Einpresssystems 19. Mit Hilfe des Einpresssystems 19 kann der Einpresskolben 18 in der Gießkammer 16 hin und her bewegt und mit hohem mechanischem Druck beaufschlagt werden.
Der Eingang des Lufteinlassventils 28 bildet einen ersten Anschluss 32 der Ventilanordnung 26. An den ersten Anschluss 32 ist eine erste Leitung 33 angeschlossen, über die die Ventilanordnung 26 mit einer an sich bekannten und deshalb zur Erzielung einer besseren Übersicht in der Zeichnung nicht dargestellten Druckluftversorgungseinrichtung verbunden ist. Die Druckluftversorgungseinrichtung kann beispielsweise einen Kompressor aufweisen oder auch einen Druckluftspeicher.
Der Auslass des Gasauslassventils 30 bildet einen zweiten Anschluss 34 der Ventilanordnung 26 aus. An den zweiten Anschluss 34 ist eine zweite Leitung 35 angeschlossen, über die die Ventilanordnung 26 mit einer Gasauslasseinrichtung in Strömungsverbindung steht. Die Gasauslasseinrichtung kann beispielsweise in Form einer Absaugeinrichtung oder auch in Form eines Luftabzuges ausgebildet sein. Derartige Gasauslasseinrichtungen sind dem Fachmann an sich bekannt.
Die Ventilanordnung 26 weist einen dritten Anschluss 36 auf, der direkt an einen Ausgang 38 des Entlüftungskanals 24 angeschossen ist. Der dritte Anschluss 36 ist an einem Ventilblock 40 der Ventilanordnung 26 angeordnet. Der Ventilblock 40 bildet dem dritten Anschluss 36 benachbart eine Verbindungsleitung 42 aus, an die sich in Richtung auf das Lufteinlassventil 28 eine Druckluftversorgungsleitung 44 anschließt, über die die Verbindungsleitung 42 mit dem Lufteinlassventil 28 in Strömungsverbindung steht.
In Richtung auf das Gasauslassventil 30 schließt sich an die Verbindungsleitung 42 eine Gasauslassleitung 46 an, über die die Verbindungsleitung 42 mit dem Gasauslassventil 30 in Strömungsverbindung steht. In der Gasauslassleitung 46 ist ein Filter 48 angeordnet.
Um zu vermeiden, dass flüssiges Gießmaterial aus dem Formhohlraum über den Entlüftungskanal 24 heraustreten kann, ist im Entlüftungskanal 24 ein Entlüftungsventil angeordnet. Eine erste Ausführungsform eines Entlüftungs- ventiles ist in Figur 3 schematisch dargestellt und mit dem Bezugszeichen 50 belegt. Es weist ein Strömungslabyrinth 51 auf, über das der Formhohlraum 12 mit der Ventilanordnung 26 in Strömungsverbindung steht. Tritt flüssiges Gießmaterial in das Strömungslabyrinth ein, so erstarrt es innerhalb des Strömungslabyrinths und kann deshalb aus dem Entlüftungskanal 24 nicht heraustreten. Wird das Entlüftungsventil 50 im Entlüftungskanal 24 positioniert, so bildet der Auslass des Entlüftungsventils 50 den Ausgang 38 des Entlüftungskanals 24.
In Figur 4 ist eine alternative Ausgestaltung eines Entlüftungsventils schematisch dargestellt, das insgesamt mit dem Bezugszeichen 54 belegt ist. Es ist nach Art eines Waschbrettventiles ausgebildet, das dem Fachmann an sich bekannt ist. Mittels derartiger Waschbrettventile kann ebenfalls verhindert werden, dass flüssiges Gießmaterial aus dem Entlüftungskanal 24 heraustritt. Wird das Entlüftungsventil 54 im Entlüftungskanal 24 positioniert, so bildet der Auslass des Entlüftungsventils 54 den Ausgang 38 des Entlüftungskanals 24.
Die Ventilanordnung 26 ist bevorzugt unmittelbar am Entlüftungsventil 50 oder am Entlüftungsventil 54 montierbar. Günstigerweise kann hierzu der Ventilblock 40 und insbesondere die Geometrie der Verbindungsleitung 42 an den Auslass des Entlüftungsventils 50 bzw. 54 angepasst werden.
Zur Herstellung eines Gussteiles wird der Formhohlraum 12 geschlossen und anschließend wird über das Füllloch 20 flüssiges Gießmaterial in die Gießkammer 16 eingefüllt, wobei der Einpresskolben 18 seine zurückgezogene Stellung einnimmt. Der Einpresskolben 18 wird dann während einer ersten Einpressphase mit verhältnismäßig geringer Geschwindigkeit in Richtung Einfüllkanal 14 verschoben. Hat der Einpresskolben 18 das Füllloch überfahren, so wird ein Signal ausgelöst und daraufhin wird das Lufteinlassventil 28 geöffnet, so dass Druckluft über die Druckluftversorgungsleitung 44, den Entlüftungskanal 24, den Formhohlraum 12 und den Einfüllkanal 14 in die Gießkammer 16 strömen und das in der Gießkammer 16 befindliche flüssige Gießmaterial mit Druck beaufschlagen kann. Am Eingang des Einfüllkanals 14 ist ein Metallfrontkontaktsensor 56 angeordnet, der über eine Signalleitung 57 mit der in der Zeichnung nicht dargestellten Steuereinrichtung der Druckgießvorrichtung 10 verbunden ist. Trifft das flüssige Gießmaterial bei zunehmender Vorschubbewegung des Einpresskolbens 18 auf den Metallfrontkontaktsensor 56, so stellt dieser ein Signal bereit, das zur Folge hat, dass das Lufteinlassventil 28 geschlossen wird . Gleichzeitig wird das Gasauslassventil 30 geöffnet, so dass der Formhohlraum 12 über den Entlüftungskanal 24 und die Gasauslassleitung 46 mit der an den zweiten Anschluss 34 der Ventilanordnung 26 angeschlossenen Gasauslasseinrichtung in Strömungsverbindung steht. Hierbei kann vorgesehen sein, dass die Gasauslasseinrichtung eine Absaugeinrichtung aufweist, so dass der Formhohlraum 12 während des weiteren Einpressens des flüssigen Gießmaterials mit Unterdruck beaufschlagt werden kann.
Wie bereits erwähnt, weist der Einpresskolben 18 während der ersten Einpressphase eine verhältnismäßig geringe Vorschubgeschwindigkeit auf. Die erste Einpressphase endet damit, dass das flüssige Gießmaterial den Metallfrontkontaktsensor 56 erreicht. Anschließend wird die Geschwindigkeit des Einpresskolbens 18 stark erhöht und während einer zweiten Einpressphase wird das flüssige Gießmaterial vom Einpresskolben 18 über den Einfüllkanal 14 in den Formhohlraum 12 gepresst. Während der zweiten Einpressphase kann der Formhohlraum, wie voran stehend erläutert, abgesaugt werden.
Die Zuführung von Druckluft über das Lufteinlassventil 28 und die Druckluftversorgungsleitung 44 kann mittels eines Drucksensors 59 überwacht werden, der über eine Zweigleitung 60 mit der Druckluftversorgungsleitung 44 in Strömungsverbindung steht. Die Beaufschlagung des flüssigen Gießmaterials 22 in der Geißkammer 16 mit Druckluft stellt sicher, dass sich in der Gießkammer 16 keine großen Wellen von flüssigem Gießmaterial 22 ausbilden und sich das flüssige Gießmaterial 22 auch nicht überschlägt oder Turbulenzen ausbildet. Eine derartige Wellenbildung, Überschlag oder Turbulenzen im flüssigen Gießmaterial 22 könnten zur Folge haben, dass Luft und Gase in das flüssige Gießmaterial 22 eingeschlossen werden. Die Figuren 5, 6 und 7 veranschaulichen derartige Zustände eines flüssigen Gießmaterials 122, die sich in den Gießkammern 116 üblicher Druckgießvorrichtungen ausbilden können, insbesondere dann, wenn der bekannte Einpresskolben 118 eine ungleichförmige Vorschubbewegung ausführt. Die Ausbildung derartiger Zustände wird durch die erfindungsgemäße Beaufschlagung des flüssigen Gießmaterials mit Druckluft vermieden. Die Gefahr, dass Luft und andere Gase in der Gießkammer 16 im flüssigen Gießmaterial 22 eingeschlossen werden, kann dadurch sehr gering gehalten werden.