DE3878725T2

DE3878725T2 - Vertikales spritzgussverfahren und einrichtung.

Info

Publication number: DE3878725T2
Application number: DE8888304042T
Authority: DE
Inventors: Sadayuki Dannoura; Toyoaki Ueno
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1987-05-08
Filing date: 1988-05-05
Publication date: 1993-07-15
Anticipated expiration: 2008-05-06
Also published as: KR910003761B1; JPS63278656A; EP0290244A2; EP0290244A3; KR890017021A; EP0290244B1; JPH067979B2; DE3878725D1; US4836267A

Description

HlNTERGUND DER ERFlNDUNG

1. Feld der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf ein verbessertes Spritzgußverfahren gemäß Anspruch 1 und eine Einrichtung gemäß Anspruch 4 zur Herstellung eines Spritzgußproduktes aus Aluminium oder dergleichen, insbesondere vorzugsweise, wenn ein zersetzbarer Kern oder ein Sandkern für jeden Spritzgußschuß in eine Form eingesetzt wird.

2. Beschreibung des relevanten Standes der Technik

Ein Spritzgußprodukt mit einer Hinterschneidung oder einer Aushöhlung wird gewöhnlich auf einer Schwerkraft-Spritzgußmaschine oder einer Niederdruck-Spritzgußmaschine hergestellt, wobei ein Sandkern verwendet wird, der durch Verfestigung eines Formsandes mittels eines Phenolharzes oder dergleichen geformt worden ist. Die Niederdruck- Spritzgußmaschine ist jedoch insoweit nachteilig, als der Gießvorgang lange dauert, wobei die Dicke eines Gießproduktes nicht verjüngt werden kann, wobei es außerdem schwierig ist, die Qualität des Gießproduktes zu stabilisieren. Es ist neuerdings jedoch möglich geworden, den Gießvorgang durch eine Hochdruck-Gußmaschine zu verbessern, indem man einen zersetzbaren Kern, etwa einen Sandkern, verwendet, wodurch die Schmelze daran gehindert wird, in den Kern einzudringen, und das Spritzgußverfahren verbessert wird.
Die Hochdruck-Spritzgußmaschine wird entsprechend der Gießrichtung klassifiziert in ein seitliches Gußsystem und ein vertikaltes Gußsystem. Das seitliche Gußsystem stand in Verbindung mit einer seitlichen Spritzgußmaschine, während die für das vertikale Gußsystem verwendete Gußmaschine klassifiziert ist als ein vertikaler Klemmtyp auf einen seitlichen Klemmtyp.
Die Hochdruck-Spritzgußmaschine das vertikalen Gußsystems, beispielsweise beschrieben in der deutschen Patentschrift DE-B 2 705 607, auf welche sich die Präambeln der Ansprüche 1 und 4 beziehen, führt zu besonders ausgezeichneten Ergebnissen dadurch, daß, da die Kontaktfläche zwischen dem Metall und der Schmelze in der Spritzgußhülse klein ist, nur eine geringe Temperaturabnahme der Schmelze erfolgt und das Eindringen eines Gases in die Spritzgußhülse verhindert wird.
Bei Gußverfahren und Gußmaschinen, bei denen ein zersetzbarer Kern verwendet wird, muß der zersetzbare Kern leicht an den Formen befestigt werden können, wobei die Schmelze während des Gießvorganges zuverlässig fließen muß, und wobei Fehlstellen etwa in Form von Gußblasen, die durch Eindringen eines Gases in das Gießprodukt entstehen können, und Gußaushöhlungen, wie beispielsweise durch Verfestigung und Kontraktion bedingte Lunker, nicht auftreten dürfen. Der zersetzbare Kern darf während des Gießvorganges nicht zerstört werden, und es darf ein Eindringen von geschmolzenem Metall, das heißt ein Schmelzeeindringen, in den Sandkern stattfinden, wobei man den Kern nach dein Gießvorgang leicht entfernen können muß und kein Sand an dem Gießprodukt anhalten soll.
Wie bereits erwahnt, wird die Hochdruck-Spritzgußmaschine entsprechend der Klemmrichtung als seitlicher Klemmtyp oder als vertikaler Klemmtyp klassifiziert, und in Abhängigkeit von der Gußrichtung als seitliches Gußsystem oder als vertikales Gußsystem.
Da bei dem seitlichen Klemmtyp die Schmelze aufsteigend in den Hohlraum eingefüllt wird, findet während des Gießvorganges ein geringeres Eindringen von Gas statt als bei dem vertikalen Klemmtyp, und, da eine an der Trennfläche der Form angeordnete Gasentlüftungsöffnung nicht vor Beendigung des Füllvorganges verstopft, treten Gußfehlstellen, etwa Gußblasen, nicht auf.
Da bei dem vertikalen Gußsystem die Kontaktfläche zwischen dem Metall und der Schmelze in der Schmelzhülse geringer ist als bei dem seitlichen Gußsystem, ist die Temperaturabnahme der Schmelze geringer, und da während des Gußvorganges das Eindringen von Gas in die Spritzhülse nicht stattfindet, treten keine Gußfehlstellen wie etwa Gußblasen auf.
Aus den obengeschilderten Gründen wird eine Hochdruck-Spritzgußmaschine des vertikalen Gußsystems und vom seitlichen Klemmtyp am häufigsten als Hochdruck-Spritzgußmaschine benutzt, bei der ein zersetzbarer Kern verwendet wird. Obwohl mit einer solchen Gußmaschine ein Produkt mit hoher Gußqualität erzeugt werden kann, ist das Befestigen des zersetzbaren Kerns in bzw. an den Formen schwierig, wobei insbesondere dann, wenn der zersetzbare Kern von einem beweglichen Kern getragen wird, da der zersetzbare Kern im Freiraum aufgehängt werden muß und damit nicht genau positioniert werden kann, der zersetzbare Kern leicht durch Kollision mit der Form zerbrochen werden kann. Wenn der Randabschnitt des zersetzbaren Kerns in den Abstützbereich der Form eingesetzt wird, kann weiterhin der den Randabschnitt bildende Sand durch Reiben an der Form abgetragen werden, so daß er während des Gußvorganges in die Schmelze eindringt und dadurch Fehlstellen hervorruft, so daß es schwierig ist, ein gutes Produkt zu erhalten. Eine Automation der Befestigung des zersetzbaren Kerns ist weiterhin im Prinzip unmöglich.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFlNDUNG

Eine primare Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die ohenbehandelten Nachteile auszuschalten und die Qualität eines unter Verwendung eines zersetzbaren Kernes hergestellten Gießproduktes zu verbessern, und eine Spritzgußmaschine zu schaffen, bei der eine automatische Befestigung des zersetzbaren Kernes möglich ist.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Spritzgußmaschine vorgeschlagen, enthaltend eine eine Formachse definierende Formklemmvorrichtung, die eine Platte sowie eine lösbare daran berestigte Formhälfte, wobei die Platte und die Formhälfte relativ zu dieser Formachse stationär sind, und eine Gegenplatte sowie eine lösbar daran befestigte zweite Formhälfte aufweist, wobei die Gegenplatte und die zweite Formhälfte entlang dieser Formachse beweglich sind, bevor die beiden Formhälften im Bereich ihrer Trennflächen zusammengesetzt werden, um einen mit einer Schmelze zu füllenden Formhohlraum zu bilden, ein Spritzaggregat zum Einspritzen der Schmelze in diesen Formhohlraum, wobei dieses Spritzaggregat eine Spritzhülse, durch die die Schmelze eingespritzt wird, aufweist und schwenkbar an einem Maschinensockel gelagert ist, und eine Kippvorrichtung, die an diesem Spritzaggregat und an dem Maschinensockel angelenkt ist, um dieses Spritzaggregat aus einer vertikalen Stellung, in der die Schmelze nach oben eingespritzt werden soll, in eine Kippstellung zu verstellen, in welcher eine frische Schmelze in die Spritzhülse eingefüllt wird, wobei diese Spritzgußmaschine dadurch gekennzeichnet ist, daß diese Form in Bereich der senkrecht zur Formachse liegenden Trennfläche einen Formspritzkanal bildet, durch den die Schmelze in den Formhohlraum eintreten kann, daß die Formklemmvorrichtung schwenkbar an dem Maschinensockel gelagert ist, um eine Rotation um eine Drehachse ausführen zu können, die an der stationären Platte vorgesehen ist und die senkrecht zur Formachse in einer horizontalen Ebene liegt, daß die Formklemmvorrichtung aus einer horizontalen Achsenstellung, in der sich die Formachse horizontal erstreckt und die stationären und beweglichen Platten der Klemmvorrichtung auf dem Maschinensockel liegen, um Schmelze durch den Formspritzkanal in den Formhohlraum einzuspritzen, in eine vertikale Achsenstellung verschwenkbar ist, in der sich die Formachse vertikal erstreckt und die stationäre Platte der Formklemmvorrichtung auf dem Maschinensockel ruht, und daß Einrichtungen vorgesehen sind, die sowohl an dem Maschinensockel als auch an der stationären Platte angelenkt sind, um die Formklemmvorrichtung zu einer Rotation um ihre Drehachse anzutreiben.
Bevorzugt ist eine Spritzgußmaschine vorgesehen, bei der der bewegliche Platte eine Blockiereinrichtung zugeordnet ist, um die Formklemmvorrichtung in ihrer horizontalen Achsenstellung festzuhalten, derart, daß das Spritzaggregat in seiner vertikalen Stellung auf dem Maschinensockel sich zwischen dieser Blockiereinrichtung und dieser Drehachse befindet.
Die Antriebseinrichtung umfaßt vorzugsweise eine Kolben-Zylinder-Einheit, die an dem Maschinensockel angelenkt ist, um einen Kolben zu betätigen, der an der stationären Platte angelenkt ist.
Bevorzugt sind Einrichtungen vorgesehen, um mindestens einen Formkern relativ zu der Form zu positionieren, wenn diese Form sich mit dem darin befindlichen Kern in einer vertikalen Achsenstellung befindet.
Die Kernpositioniereinrichtung weist vorzugsweise ein Produktauswerfaggregat, das an der stationaren Platte oder der stationären Formhälfte angeordnet ist, um Axialstifte durch in dieser stationären Formhälfte gebildete Stiftöffnungen hindurchzuschieben, um ein gegossenes oder geformtes Produkt auszuwerfen, nachdem die bewegliche Formhälfte von der stationären Formhälfte getrennt ist, und eine Einrichtung zur Betätigung dieses Produktauswerfaggregates auf, so daß axiale Vorsprünge dieser Auswerferstifte von dieser stationären Formhälfte festgehalten werden, um dadurch diesen Kern von unten abzustützen, wenn dieser sich innerhalb der die vertikale Achsenstellung einnehmenden Form befindet. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Spritzgußmaschine eine Formkerneinheit, die sich außerhalb dieser Form an der dem Formspritzkanal gegenüberliegenden Seite befindet, um in diese Form einen zweiten Formkern einzubringen, der entlang einer Linie, die senkrecht zu der Formachse liegt, durch eine im Bereich der Trennflächen gebildete Öffnung in diese Form einschiebbar ist, wobei die stationäre Formhälfte eine Aussparung hat, die in der Innenfläche an der Formspritzkanalseite angebracht ist, um ein Ende des zuerst genannten Kernes aufzunehmen, während dieser vorübergehend von den Auswerferstiften abgestützt wird, und wobei dieser zweite Kern eine Ausnehmung aufweist, die der Trennfläche der beweglichen Formhälfte zugewandt ist, um das entgegengesetzte Ende des zweiten Kerns aufzunehmen, der von den Auswerferstiften in Zusammenarbeit mit dieser Ausnehmung abgestützt ist, wenn dieser zweite Kern von außen nach innen bewegt wird, so daß dieser erste Kern an seinem entgegengesetzten Ende festgeklemmt wird, um, nachdem diese vorspringenden Stifte von innen nach außen weggezogen worden sind, das Festhalten dieses ersten Kerns in der Form sowohl durch den zweiten Kern als auch der zweiten Kernhälfte zu gewährleisten, wenn diese Formhälften in ihrer vertikalen Achsenstellung zusammengesetzt sind.
Der erste Kern ist vorzugsweise zersetzbar und kann beispielsweise aus Sand oder Sand mit einem Kunststoffüberzug bestehen.
Das Kippaggregat umfaßt vorzugsweise folgende Teile: eine erste Kolben-Zylinder-Einheit zum Einspritzen der Schmelze, eine an diesen Kolben angeschlossene Kolbenstange, eine der Spritzhülse zugeordnete Hülsenhalterung, und eine zweite Kolben-Zylinder- Einheit, bei der die Hülsenhalterung einen beweglichen Zylinder und dieser Zylinder der ersten Kolben-Zylinder-Einheit einen stationären Kolben bilden, um diese Hülsenhalterung mit dieser Spritzhülse zu aktivieren und nach oben relativ zu dieser ersten Kolben-Zylinder-Einheit in der horizontalen Achsenstellung zu bewegen, so daß die Spritzhülse zum Aufwärtsspritzen mit dem Formspritzkanal in Verbindung steht.
Gemäß einen zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein vertikales Spritzgußverfahren, bei dem eine Einrichtung mit einem Maschinensockel, einer Formklemmvorrichtung mit einer Formachse, einer entlang dieser Formachse beweglichen Formhälfte, einer weiteren Formhälfte, die relativ zu dieser Formachse stationär ist, derart, daß die beiden Formhälften im Bereich ihrer Trennflächen zur Bildung einer Form aneinandergefügt werden können, die einen mit einer Schmelze zu füllenden Formhohlraum begrenzt, und mit einem Spritzaggregat, um die Schmelze nach oben in den Formhohlraum einzuspritzen, verwendet wird, wobei das Spritzaggregat zwischen einer Schmelze-Aufnahmeposition und einer Schmelze-Einspritzposition beweglich ist, vorgeschlagen, daß dadurch gekennzeichnet ist, daß man bei jedem Spritzgußschuß die Formklemmvorrichtung um eine horizontale Drehachse senkrecht zur Formachse aus einer horizontalen Formachsenstellung in eine vertikale Formachsenstellung verschwenkt, daß man mindestens einen Formkern in den Formhohlraum einsetzt, wenn die Formklemmvorrichtung sich in dieser vertikalen Formachsenstellung befindet, daß man die Formklemmvorrichtung in die horizontale Formachsenstellung zurückschwenkt, und daß man die Schmelze aus dem Spritzaggregat nach oben in den Formhohlraum durch einen Formspritzkanal einspritzt, der im Bereich der Trennflächen angeordnet ist, während sich die Formklemmeinrichtung in dieser horizontalen Formachsenstellung befindet.
Die Formklemmeinrichtung ist vorzugsweise mit einem Produktauswerfaggregat versehen, um Axialstifte durch in der stationären Formhälfte angebrachte Stiftöffnungen hindurchzuschieben, um ein gespritztes oder geformtes Produkt auszustoßen, nachdem die bewegliche Formhälfte von der stationären Formhälfte getrennt worden ist, wobei man in einem weiteren Schritt das Produktauswerfaggregat in dieser vertikalen Formachsenstellung derart betätigt, daß axiale Vorsprünge der Auswerferstifte für den anschließenden Schritt des Einsetzens des Kernes in den Formhohlraum von der stationären Formhälfte festgehalten werden, derart, daß der Kern von unten von den vorstehenden Auswerferstiften abgestützt wird und damit das Positionieren des Kerns relativ zur Form erleichtert wird.
Der Kern ist vorzugsweise zersetzbar und kann beispielsweise aus Sand mit einer Harzbeschichtung hergestellt sein.
Da die erfindungsgemäße Spritzgußmaschine oder -vorrichtung vom vertikalen Typ ist, kann während des Hochsteigens der Schmelze innerhalb der Gußhülse kein Gas eindringen. Wenn die Schmelze in den Formhohlraun eintritt, wird die Schmelze vom unteren Abschnitt des Hohlraumes ansteigend in den Hohlraum eingefüllt, wodurch jedes vorhandene Gas ausgetrieben wird. Die an den Trennflächen der Formhälften angebrachte Luftauslaßöffnung wird nicht vor Beendigung des Einfüllens verstopft, so daß demzufolge das Gas während des gesamten Füllprozesses wirksam zur Außenseite der Form ausgetrieben wird. Wenn der Gußvorgang in der obenbeschriebenen Weise unter Verwendung eines zersetzbaren Kerns durchgeführt wird, kann ein gutes Gießprodukt, bei dem die Bildung von Gaseinschlüssen oder Lunkern im wesentlichen ausgeschlossen ist, ohne Zerbrechen des zersetzbaren Kerns erhalten werden.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Figur 1 zeigt zwei teilweise Längsquerschnitte einer erfindungsgemäßen vertikalen Spritzgußmaschine in einer durch die vollen Linien dargestellten, horizontalen Achsenposition (H) bzw. in einer strichpunktiert dargestellten, vertikalen Achsenposition (V);
Figur 2 zeigt eine Querschnittsansicht der Maschine in der horizontalen Achsenposition (H) entsprechend der Linie II-II in Figur 1;
Figur 3 zeigt eine Seitenansicht der Maschine in der horizontalen Achsenposition (H) in Richtung des Pfeiles III in Figur 1;
Figur 4 zeigt in durchgezogenen Linien eine teilweise Ansicht der Maschine in der vertikalen Achsenposition (V) ; und
die Figuren 5A, 5B, 5C, 5D, 5E und 5F zeigen in der angegebenen Reihenfolge Schnittdarstellungen der einzelnen Schritte bei der Durchführung eines Verfahrens zur Bestückung einer Form mit stationären und beweglichen Kernen in der vertikalen Achsenposition (V) der erfindungsgemäßen Spritzgußmaschine

BESCHRElBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Figur 1 zeigt den Längsschnitt der erfindungsgemäßen Spritzgußmaschine und gibt das erfindungsgemäße Spritzgußverfahren wieder, bei dem ein zersetzbarer Kern 10 verwendet wird. Der Aufbau der erfindungsgemäßen Spritzgußmaschine wird zuerst unter Bezugnahme auf die Figuren 1, 2, 3 und 4 beschrieben. Die Spritzgußmaschine umfaßt eine Formklemmvorrichtung 20, ein Spritzaggregat bzw. eine Spritzeinheit 60, und einen Maschinensockel 100, auf dem die verschiedenen Maschinenelemente angeordnet sind, und welches auf einer Bodenfläche 130 befestigt ist.
Die Formklemmvorrichtung 20 ist an dem einen Ende mit einer stationären Platte 21 und an dem anderen Ende mit einer stationären Formklemm-Zylinderplatte 23 versehen. Die vier Ecken sowohl der stationären Platte 21 als auch der Formklemm-Zylinderplatte 23 sind mittels Schrauben 24 festgeklemmt, um einen Ständer 25 zu bilden. Eine bewegliche Platte 22 wird von den Ständer 25 in einer solchen Weise getragen, daß die bewegliche Platte 22 relativ zur stationaren Platte 21 mittels eines Formklemm- Zylinders 20, der an der Formklemm-Zylinderplatte 23 befestigt ist, nach vorn und hinten bewegt werden kann. Eine stationäre Formhälfte 27 und eine bewegliche Formhälfte 28 sind an der stationären Platte 21 bzw. an der beweglichen Platte 22 befestigt, so daß die Formen geöffnet und mit in den Randbereichen liegenden Trennflächen zusammengesetzt geschlossen werden können. Beide Formhälften 27 und 28 begrenzen einen Formhohlraum 30, der in seiner Form den zu gießenden Produkt entspricht, einen an den Formhohlraum 23 anschließenden, eingeschnürrten Abschnitt bzw. Formspritzkanal 31, einen an den eingeschnürrten Abschnitt 31 anschließenden, nach unten offenen Öffnungsabschnitt 32 mit größerem Durchmesser und eine Spritzhülsen-Einschieböffnung 33, die alle jeweils durch die Trennfläche 29 unterteilt sind. Eine Luftentgasungsöffnung 34 in Form einer flachen Nut zum Auslassen des während des Gußvorganges in dem Hohlraum 30 befindlichen Gases zur Außenseite der Form ist im Bereich der Trennflache 29 angeordnet.
Die stationäre Formhälfte 27 ist mit einer Auswerfereinrichtung 35 versehen, die einen Auswerferstift 30 zum Ausstoßen eines Produktes aus der Form, einen an der stationären Platte 31 befestigten Auswerferstift-Zylinder 40 zur Betätigung dem Auswerferstiftes 36, eine Auswerferanschlußstange 38 zur Verbindung des Auswerferstift-Zylinders 40 mit dem Auswerfer 36, eine Auswerferanschlußplatte 37 zur Verbindung des Auswerferstiftes 36 mit der Auswerferanschlußstange 20, und eine Auswerferplatte 39 zur Verbindung des Auswerferstift-Zylinders 40 mit der Auswerferanschlußstange 38 aufweist. Die stationäre Formhälfte 27 ist weiterhin mit einem verschiebbaren, beweglichen Kern 41, der einen Teil der stationären Formhälfte 27 bildet und einen Teil des Hohlraums 30 begrenzt, einem Kernzylinder 42, in dem der bewegliche Kern 41 gleiten kann, und einem Kernzylinder-Befestigungsarm 43 zur integralen Befestigung des Kernzylinders 42 an der stationären Formhälfte 27 versehen. Ein stationärer Kern 45 mit einer den Hohlraum 30 begrenzenden und den zersetzbaren Kern 10, abstützenden Halterungsausnehmung 44 ist in der stationären Formhälfte 27 an der den Hohlraum 30 zugewandten Seite angebracht. Die Halterungs-Ausnehmung 44 ist auch an dem beweglichen Kern 41 ausgebildet, so daß ein zersetzbarer Kern 10 in dem Freiraum des Hohlraums 30 von der Halterungs-Ausnehmung 40 des beweglichen Kerns 41 und einen stationären Kern 50, der einen Teil der stationären Formhälfte bildet, abgestützt werden kann.
An der gegenüberliegenden Seite der stationären Formbefestigungsfläche 46 der stationären Platte 21 sind zwei Schwenkzylinder 102 zum Verschwenken und Antreiben der gesamten Formklemmvorrichtung 20 um einen Schwenk-Achszapfen 102 und zwei Langerungselemente 49 vorgesehen, die mittels eines mit der stationären Platte 21 verbundenen Zapfens 48 drehbar befestigt sind. Ein Lagerungselement 103, das als integrierender Bestandteil von dem Maschinensockel 10 vorspringt un durch Betätigung des Schwenkzylinders 101 die gesamte Klemmvorrichtung 20 zu verschwenken, und zwei vorspringenden Lagerungselemente 47, die integriert das Schwenkzentrum mittels eines Zapfens 102 bilden, sind im unteren Bereich der stationären Platte 21 angeordnet.
Im folgenden wird die Konstruktion des Spritzaggregates 60 beschrieben. Das Spritzaggregat 60 ist mittels einer Schwenkachse 105 an zwei Spritzaggregat-Stützplatten 104 befestigt, die unterhalb des Maschinensockels integriert mit diesem angebracht sind. Das Spritzaggregat 60 kann mit der Schwenkachse 105 als Mittelpunkt in Längsrichtung der Formklemmvorrichtung 20 verschwenkt werden. Die Schwenk- oder Kippbewegung des Spritzaggregates 20 erfolgt mittels eines Kippzylinders 63, von dem das eine Ende an einer integriert mit der Maschinensockel 106 ausgebildeten Stütze 106 befestigt ist, während das andere Ende des Zylinders 63 mittels eines Hakens 62 an einem Spritzzylinder 61 befestigt ist. In dem Spritzzylinder 61 ist ein Kolben 64 untergebracht, und eine Kolbenstange 60 und ein Kolbenkopf 67 sind mittels einer Kolbenkupplung 65 an dem oberen Ende des Kolbens 64 befestigt. Ein Andockkolben 68 mit einer Form, die zwei runden Stäben ähnelt und einen Oelleitungskanal 69 aufweist, die sich durch das Innere desselben erstreckt, ist an dem Einspritzzylinder 61 in einer solchen Weise befestigt, daß das eine Ende an dem Einspritzzylinder 61 und das andere Ende an einer Oeleintrittskammer 71 einer Hülsenhalterung 70 befestigt ist. Eine Spritzhülse 73 ist an dem oberen Ende der Hülsenhalterung 70 mittels einer Hülsenkupplung 72 befestigt. Der Kolbenkopf 67 ist gleitend im Innenraum der Spritzhülse 73 geführt. Eine Schmelze 74 wird mittels einer in den Zeichnungen nicht dargestellten Schmelzezuführeinrichtung in die Spritzhülse 73 eingefüllt.
Im folgenden wird der Aufbau des Maschinensockels beschrieben. Ein Anschlag 107 zur Einstellung der aufrechten Stellung der Formklemmvorrichtung 20, die um die Schwenkachse 102 verschwenkt wird, wenn der zersetzbare Kern 10 in den Formen befestigt wird oder ein Produkt aus den Formen entnommen wird, ist integriert mit dem Maschinensockel 100 am Endabschnitt des Maschinensockels 100 auf der Seite der stationären Platte 21 angeordnet. In der Nähe des unteren Teiles der stationären Platte 21 ist ein Zylinderlager 108, an dem der oben behandelte Schwenkzylinder 101 schwenkbar befestigt ist, integriert an dem Maschinensockel 100 angebracht. Zwei Anschläge 109 zur Einstellung der Formklemmvorrichtung 20, wenn diese in eine horizontale Position bzw. eine horizontale Achsenstellung (H) verschwenkt ist, sind an der Oberseite des Maschinensockels 100 integriert mit diesem in der Nähe der beweglichen Platte 22 angeordnet.
Im folgenden wird die Einrichtung 110 beschrieben, die ein Anheben der Formklemmvorrichtung 20 während des Gußvorganges blockieren soll. Ein Paar Feststellplatten 111, die von dem Maschinensockel 100 integriert mit diesem vorspringen, sind an der Oberseite des Maschinensockels 100 in der Nähe der Formklemm-Zylinderplatte 23 angeordnet, während ein Zylinder 112 zur Verhinderung des Anhebens der Formklemm-Vorrichtung 20 an jeder der Feststellplatten 111 angebracht und ein Anhebe-Blockierzapfen 113 an dem oberen Stangenende des Anhebe-Blockierzylinders 112 befestigt sind. Während der Einspritzzeit greift der Zapfen 113 in eine von der Formklemmplatte 23 nach unten ragende und integriert mit diesem angebrachte Öffnung 50, um ein Anheben der Formklemmvorrichtung zu verhindern.
Im folgenden wird der zersetzbare Kern 10 beschrieben, der eine Hinterschneidung oder Ausnehmung des Gießproduktes bestimmt. Ein Sandkern wird für eine Schalenform aus einem Sand geformt, der als Hauptbestandteil 100 Teile Siliciumsand JIS Nr. 7, 2,0 Teile eines hitzehärtenden Phenolharzes als organischem Binder und 0,1 Teile Calciumstearat als Schmiermittel enthält. Die Formbedingungen sind folgende:
Eine Formtemperatur von 270º C und eine Calcinierungszeit von 20 Sekunden. Danach werden 1 Liter Wasser mit 30 cm³ kolloidalem Siliciumoxid (SiO&sub2; = 30%) als Bindemittel, 10 Gramm Natriumdodecylbenzol-Sulfonat als Schmiermittel und 1 Gramm Octylalkohol als Antischaummittel gut gemischt und miteinander verrührt, und es werden 300 Gramm Zirconpulver, das auf eine Korngröße von kleiner als 300 mesh zerkleinert ist, der Lösung zugefügt und die Mischung wird gut umgerührt, um eine aufgeschlämmte Lösung zu erhalten. Der obengenannte Schalenkern wird eine Minute in diese Aufschlämmungslösung eingetaucht, um Hohlräume des Sandkerns auszufüllen, und der Kern wird sofort danach 30 Minuten in einem Heißlufttrockner bei 120º C getrocknet, um die Kernoberfläche auszuhärten.
Eine Aufschlämmungslösung, die durch starkes Mischen und Umrühren von ein Liter einer 3%-igen wässrigen Lösung eines wasserlöslichen Phenolharzes mit 500 Gramm Glimmer, das auf eine Korngröße von kleiner als 300 mesh pulverisiert worden ist, 10 Gramm Natriumdodecylbenzol-Sulfonat als Schmiermittel und 1 Gramm Octylalkohol als Antischaummittel hergestellt ist, wird anschließend durch Aufbürsten auf die Oberfläche eines Sandkernes aufgetragen, und der Kern wird anschließend eine Stunde lang mittels eines Trockners bei 120º C getrocknet.
Die Wirkungsweise der Spritzgußmaschine mit der obenbeschriebenen Konstruktion wird im folgenden unter Bezugnahme auf Figur 1 und die Figuren 5A bis 5F beschrieben.
Wenn der zersetzbare Kern 10 an der Form während des Zustandes befestigt wird, bei dem der Schwenkzylinder 101 eingezogen ist, nimmt die gesamte Formklemmvorrichtung 20 eine aufrechte Position ein, das heißt, die vertikale Achsenstellung (V), in der die Trennfläche 29 in horizontaler Richtung liegt, wie es in Figur 1 strichpunktiert und in Figur 4 mit durchgehenden Linien dargestellt ist. Die den Formhohlraum 30 begrenzende, bewegliche Formhälfte 28 wird durch Einziehen des Formklemmzylinders 65 (Figur 5A) geöffnet, und der bewegliche Kern 41 wird durch Zurückziehen des Kernzylinders 42 (Figur 5A) geöffnet. In diesem Zustand wird der Kolbenstangen- Endseite des Auswerferstift-Zylinders 40 Oel zugeführt, und der Auswerferstift 36 wird in den Formhohlraum 30 eingefahren, um eine vorübergehende Halterung zum Festhalten des zersetzbaren Kerns 10 in dem Hohlraum 30 (Figur 5B) gegen eine Ausnehmung 27a der stationären Formhälfte 27 zu bilden. Mittels einer (nicht dargestellten) Einrichtung zum automatischen Einsetzen des zersetzbaren Kerns wird der zersetzbare Kern 10 dem oberen Teil der stationären Formhälfte 27 zugeführt und auf dem Auswerferstift 36 in einer solchen Weise abgelegt, daß ein Randbereich 51 von der Halterungsausnehmung 44 des stationären Kernes 45 (Figur 5C) abgestützt wird. Danach wird dem oberen Ende des Kernzylinders 42 Oel zugeführt, und der bewegliche Kern 41 wird vorwärts bewegt, wodurch die Halterungs-Ausnehmung 44 des beweglichen Kerns 41 auf der einen Seite des zersetzbaren Kerns 10 mit dem Randbereich 51 in Eingriff kommt (Figur 5D). Der Auswerferstift 38 wird dann zurückgezogen, und das Befestigen des lösbaren Kerns 10 in dem Hohlraum 30 ist dann beendet (Figur 5E). Danach wird dem Kopfende des Formklemmzylinders 26 Oel zugeleitet, um den Formklemmzylinder 26 vorwärts zu bewegen, wodurch das Festklemmen der Formhälften abgeschlossen wird (Figur 5F). Sobald die Formhälften zusammengeklemmt sind, wird Oel dem Kopfende des Schwenkzylinders 101 zugeleitet, um die gesamte Formklemmvorrichtung 20 um die Schwenkachse 102 zu verschwenken, so daß die Formklemmvorrichtung 20 die horizontale Position bzw. die horizontale Achsenstellung (H) einnimmt und angehalten wird, wenn die bewegliche Platte 22 gegen den Anschlag 109 zur Anlage kommt. Wenn das Verschwenken beendet ist, wird der Kopfendseite des Anheben-Blockierungszylinders 112, der an dem Maschinensockel 100 angeordnet ist, Oel zugeführt, um den Anhebe-Blockierzapfen 113 in die Öffnung 50 der Formklemm-Zylinderplatte 23 einzufahren. Wenn die Kippvorrichtung 63 wirksam ist, das heißt, wenn der Einspritzzylinder 61 verschwenkt ist, wird während des Betriebes des Spritzaggregats 60 mittels einer in den Zeichnungen nicht dargestellten, automatischen Schmelzezuführeinrichtung Schmelze 74 in die Spritzhülse 73 eingefüllt. Sobald die Schmelze 74 eingefüllt ist, wird der Kolbenstangen-Endseite des Schwenkzylinders 63 Oel zugeleitet, und das Spritzaggregat 60 wird in eine aufrechte Position bzw. eine vertikale Achsenstellung verschwenkt. Nach diesem Verschwenken wird der Oeleintrittskammer 71 der Hülsenhalterung 70 durch den Oelleitungskanal 69 des Andockkolbens 68 Oel zugeführt, und die Schmelze 74 in der Spritzhülse 73, die Spritzhülse 73, die Hülsenhalterung 70, der Kolbenkopf 67, die Kolbenstange 66 und der Kolben des Einspritzzylinders 61 werden zusammen hochgefahren, und die Oberseite der Spritzhülse 73 trifft auf die Oberfläche der durch die stationäre Formhälfte 27 und die bewegliche Formhälfte 28 gebildeten Spritzhülsen- Einschiebeöffnung 32 und wird angehalten. Sobald die Spritzhülse 73 ihre obere Position einnimmt, wird der Kopfendseite des Einspritzzylinders 61 Oel zugeleitet, um den Kolben 64 hochzufahren, so daß die Schmelze ohne Eindringen von Gas in der Spritzhülse 73 ansteigen kann. Der Kolben 64 wird weiter hochgefahren, und die Schmelze 74 wird in vertikaler Richtung in den Formhohlraum 30 eingespritzt, wobei kein Gas in den Formhohlraum 30 eintreten kann. Das in dem Formhohlraum 30 befindliche Gas wird durch die Schmelze 74 ausgestoßen und durch die im Bereich der Trennflächen 29 liegende Gasaustrittsöffnung 34 zur Außenseite der Form herausgetrieben. Sobald der Formhohlraum vollständig mit der Schmelze 74 gefüllt ist, versucht die am Einspritzzylinder 61 angreifende Kraft, die gesamte Formklemmvorrichtung 20 hochzuheben, wobei jedoch jedes Anheben oder Verschwenken der Formklemmvorrichtung 20 durch den Anhebe-Bloekierzapfen 113 verhindert wird.
Wenn nach einer bestimmten Zeit die Schmelze verfestigt und abgekühlt ist, wird der Kolbenstangen-Endseite des Einspritzzylinders 61 Oel zugeleitet, und der Kolben 64 wird zurückgezogen. Etwa bei der Mitte dieser Rückzugsbewegung trifft die Kolbenkupplung 65 auf die Hülsenhalterung 70 auf. Zu diesem Zeitpunkt wird der Druck in der Oeleintrittsöffnung 71 der Hülsenhalterung 70 des Andockkolbens 68 entlastet, und die Spritzhülse 73 und die Hülsenhalterung 70 werden nach unten gedrückt und gleichzeitig mit dem Zurückziehen des Kolbens 64 zurückgezogen. Nach Beendigung dieser Rückzugsbewegung wird der Kopfendseite des Schwenkzylinders 63 Oel zugeführt, um das Spritzaggregat 60 zu verschwenken, und das Spritzaggregat 60 wird in die vertikale Achsenstellung (H) zurückgeführt, die in Figur 1 strichpunktiert und in Figur 4 in vollen Linien dargestellt ist. Oel wird anschließend dem Kolbenstangenende des Schwenkzylinders 101 zugeleitet, um die Formklemmvorrichtung 20 zu verschwenken, und die Formklemmvorrichtung 20 trifft gegen den Anschlag 107 des Maschinensockels 100 auf und hält in dem in Figur 1 strichpunktiert dargestellten aufrechten Zustand an. Nach Beendigung dieser Schwenkbewegung wird der Kolbenstangenendseite des Formklemmzylinders 26 Oel zugeleitet, um die Form zu öffnen. Oel wird weiterhin der Kolbenstangenendseite des Kernzylinders 42 zugeleitet, um den beweglichen Kern 41 zurückzuziehen, und dann wird Oel der Kolbenstangenendseite des Auswerferstift-Zylinders 40 zugeleitet, um ein in den Formhälften verbliebenes Produkt aus der Form auszuwerfen. Nach Beendigung dieses Auswerfens wird Oel der Kopfendseite des Auswerferstift-Zylinders 40 zugeführt, um die Auswerferstifte 36 einzuziehen. Damit ist ein Zyklus des Spritzvorganges beendet.
Als Versuch wurde eine Aluminiumlegierung ADC12 unter den Bedingungen einer Schmelzentemperatur von 680º C, einem Metalldruck von 400 kg/cm² und einer Kolbengeschwindigkeit von 50 mm/sek. vergossen.
Der Sand wurde von dem gegossenen und aus der Form ausgebrachten Produkt entfernt, und es zeigte sich, daß kein Sand des zersetzbaren Sandkernes 10 in die Oberfläche eingedrungen war und ein hochqualitatives Gießprodukt erhalten wurde, welches in seinem Inneren frei von Gaseinschlüssen und Hohlräumen, beispielsweise Lunkern, war.
Wie es sich aus der obigen Beschreibung ergibt, wird, wenn der zersetzbare Kern in die Formhälften in einem Zustand eingesetzt wird, bei dem die Formklemmvorrichtung eine aufrechte Position bzw. eine vertikale Achsenstellung (V) einnimmt, und die Trennflächen der Form in einer horizontalen Richtung liegen, die Lage des zersetzbaren Kerns in dem Formhohlraum genau festgelegt, wobei ein Zerbrechen des zersetzbaren Kerns durch Berührung mit dem beweglichen Kern oder mit der beweglichen Formhälfte beim Schließen der Formhälften, oder eine Qualitätseinbuße des Gußproduktes infolge abgetragenen Sand, nicht stattfindet. Wenn der Gußvorgang mit der vertikalen Spritzgußmaschine in der horizontalen Achsenstellung (H) durchgeführt wird, wobei das Spritzaggregat senkrecht gehalten ist, tritt weiterhin kein Gas in die Schmelze ein, und es kann ein Gießprodukt mit einer hohen Qualität erhalten werden.

Claims

1. Vertikales Spritzgussverfahren, bei dem eine Einrichtung mit einem Maschinensockel (100), einer Formklemmvorrichtung (20) mit einer Formachse, einer entlang dieser Formachse beweglichen Formhälfte (28), einer weiteren Formhälfte (27), die relativ zu dieser Formachse stationär ist, derart, daß die beiden Formhälften (27,28) im Bereich ihrer Trennflächen (29) zur Bildung einer Form aneinandergefügt werden können, die einen mit einer Schmelze (74) zu füllenden Formhohlraum (30) begrenzt, und mit einem Spritzaggregat (60), um die Schmelze (74) nach oben in den Formhohlraum (30) einzuspritzen, verwendet wird, wobei das Spritzaggregat (60) zwischen einer Schmelze-Aufnahmeposition und einer Schmelze-Einspritzposition beweglich ist, dadurch gekennzeichnet, daß man bei jedem Spritzgußschuß die Formklemmvorriehtung (20) um eine horizontale Drehachse senkrecht zur Formachse aus einer horizontalen Formachsenstellung in eine vertikale Formachsenstellung verschwenkt, daß man mindestens einen Formkern (10) in den Formhohlraum (30) einsetzt, wenn die Formklemmvorrichtung (20) sich in dieser vertikalen Formachsenstellung befindet, daß man die Formklemmvorrichtung (20) in die horizontale Formachsenstellung zurückschwenkt, und daß man die Schmelze (74) aus dem Spritzaggregat (60) nach oben in den Formhohlraum (30) durch einen Formspritzkanal (31) einspritzt, der im Bereich der Trennflächen (29) angeordnet ist, während sich die Formklemmeinrichtung (20) in dieser horizontalen Formachsenstellung befindet.

2. Vertikales Spritzgussverfahren nach Anspruch 1, bei dem die Formklemmeinrichtung (20) mit einem Produktauswerfaggregat (40) versehen ist, um Axialstifte (36) durch in der stationären Formhälfte (27) angebrachte Stiftöffnungen hindurchzuschieben, um ein gespritztes oder geformtes Produkt auszustoßen, nachdem die bewegliche Formhälfte (28) von der stationären Formhälfte (27) getrennt worden ist, wobei man in einem weiteren Schritt das Produktauswerfaggegrat (40) in dieser vertikalen Formachsenstellung derart betätigt, daß axiale Vorsprünge der Auswerferstifte (36) für den anschließenden Schritt des Einsetzens des Kernes (10) in den Formhohlraum (30) von der stationären Formhälfte (27) festgehalten werden, derart, daß der Kern (10) von unten von den vorstehenden Auswerferstiften (36) abgestützt wird und damit das Positionieren des Kerns (10) relativ zur Form erleichtert wird.

3. Vertikales Spritzgussverfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem dieser Kern (10) zersetzbar ist und aus Sand mit einer Harzbeschichtung hergestellt ist.

4. Spritzgussmaschine, enthaltend eine eine Formachse definierende Formklemmvorrichtung (20), die eine Platte (21) sowie eine lösbare daran befestigte Formhälfte (27), wobei die Platte (21) und die Formhälfte (27) relativ zu dieser Formachse stationär sind, und eine Gegenplatte (22) sowie eine lösbar daran befestigte zweite Formhälfte (28) aufweist, wobei die Gegenplatte (22) und die zweite Formhälfte (28) entlang dieser Formachse beweglich sind, bevor die beiden Formhälften (27, 28) im Bereich ihrer Trennflächen (29) zusammengesetzt werden, um einen mit einer Schmelze (74) zu füllenden Formhohlraum (30) zu bilden, ein Spritzaggregat (60) zum Einspritzen der Schmelze (74) in diesen Formhohlraum, wobei dieses Spritzaggregat (60) eine Spritzhülse (73), durch die die Schmelze (74) eingespritzt wird, aufweist und schwenkbar an einem Maschinensockel (10) gelagert ist, und eine Kippvorrichtung (63), die an diesem Spritzaggregat (60) und an dem Maschinensockel (100) angelenkt ist, um dieses Spritzaggregat (60) aus einer vertikalen Stellung, in der die Schmelze (74) nach oben eingespritzt werden soll, in eine Kippstellung zu verstellen, in welcher eine frische Schmelze in die Spritzhülse (73) eingefüllt wird, dadurch gekennzeichnet, daß diese Form (27, 28) im Bereich der senkrecht zur Formachse liegenden Trennflächen (29) einen Formspritzkanal (31) bildet, durch den die Schmelze (74) in den Formhohlraum (30) eintreten kann, daß die Formklemmvorrichtung (20) schwenkbar an dem Maschinensockel (100) gelagert ist, um eine Rotation um eine Drehachse ausführen zu können, die an der stationären Platte (21) vorgesehen ist und die senkrecht zur Formachse in einer horizontalen Ebene liegt, daß die Formklemmvorrichtung (20) aus einer horizontalen Achsenstellung, in der sich die Formachse horizontal erstreckt und die stationären und beweglichen Platten (21, 22) der Klemmvorrichtung (20) auf dem Maschinernsockel (100) liegen, um Schmelze (74) durch den Formspritzkanal (31) in den Formhohlraum (30) einzuspritzen, in eine vertikale Achsenstellung verschwenkbar ist, in der sich die Formachse vertikal erstreckt und die stationäre Platte (21) der Formklemmvorrichtung (20) auf dem Maschinensockel (100) ruht, und daß Einrichtungen (48, 49, 101, 108) vorgesehen sind, die sowohl an dem Maschinensockel (100) als auch an der stationären Platte (21) angelenkt sind, um die Formklemmvorrichtung (20) zu einer Rotation um ihre Drehachse anzutreiben.

5. Spritzgussmaschine nach Anspruch 4, bei der der bewegliche Platte (22) eine Blockiereinrichtung (109, 150, 110, 112) zugeordnet ist, um die Formklemmvorrichtung (29) in ihrer horizontalen Achsenstellung festzuhalten, derart, daß das Spritzaggregat (60) in seiner vertikalen Stellung auf dem Maschinensockel (100) sich zwischen dieser Blockiereinrichtung (109, 150, 110, 112) und dieser Drehachse befindet.

6. Spritzgussmaschine nach Anspruch 5, bei der diese Antriebseinrichtung eine Kolben-Zylinder-Einheit (101) umfaßt, die an dem Maschinensockel (100) angelenkt ist, um einen Kolben zu betätigen, der an der stationären Platte (21) angelenkt ist.

7. Spritzgussmaschine nach Anspruch 6, bei der Einrichtungen vorgesehen sind, um mindestens einen Formkern (10) relativ zu der Form zu positionieren, wenn diese Form sich mit dem darin befindlichen Kern in einer vertikalen Achsenstellung befindet.

8. Spritzgussmaschine nach Anspruch 7, bei der diese Kernpositioniereinrichtung ein Produktauswerfaggregat (40) das an der stationären Platte (21) oder der stationären Formhälfte (27) angeordnet ist, um Axialstifte (36) durch in dieser stationären Formhälfte (27) gebildete Stiftöffnungen hindurchzuschieben, um ein gegossenes oder geformtes Produkt auszuwerfen, nachdem die bewegliche Formhälfte von der stationären Formhälfte (27) getrennt ist, und eine Einrichtung zur Betätigung dieses Produktauswerfaggregates (40) aufweist, so daß axiale Vorsprünge dieser Auswerferstifte (36) von dieser stationären Formhälfte (27) festgehalten werden, um dadurch diesen Kern (16) von unten abzustützen, wenn dieser sich innerhalb der die vertikale Achsenstellung einnehmenden Form befindet.

9. Spritzgussmaschine nach Anspruch 8, enthaltend eine Formkerneinheit (42), die sich außerhalb dieser Form an der dem Formspritzkanal (31) gegenüberliegenden Seite befindet, um in diese Form einen zweiten Formkern (41) einzubringen, der entlang einer Linie, die senkrecht zu der Formachse liegt, durch eine im Bereich der Trennflächen (20) gebildete Öffnung in diese Form einschiebbar ist, wobei die stationäre Formhälfte (27) eine Aussparung (27a) hat, die in der Innenfläche an der Formspritzkanalseite angebracht ist, um ein Ende des zuerst genannten Kernes (10) aufzunehmen, während dieser vorübergehend von den Auswerferstiften (36) abgestützt wird, und wobei dieser zweite Kern eine Ausnehmung (44) aufweist, die der Trennfläche der beweglichen Formhälfte (28) zugewandt ist, um das entgegengesetzte Ende des zweiten Kerns aufzunehmen, der von den Auswerferstiften (36) in Zusammenarbeit mit dieser Ausnehmung (27a) abgestützt ist, wenn dieser zweite Kern (41) von außen nach innen bewegt wird, so daß dieser erste Kern (10) an seinem entgegengesetzten Ende festgeklemmt wird, um, nachdem diese vorspringenden Stifte (36) von innen nach außen weggezogen worden sind, das Festhalten dieses ersten Kerns in der Form sowohl durch den zweiten Kern (41) als auch der zweiten Kernhälfte (28) zu gewährleisten, wenn diese Formhälften (27, 28) in ihrer vertikalen Achsenstellung zusammengesetzt sind.

10. Spritzgussmaschine nach Anspruch 9, bei der dieser erste Kern (10) zersetzbar ist und aus Sand mit einem Kunststoffüberzug besteht.

11. Spritzgussmaschine nach einem der Ansprüche 4 - 10, bei der das kippbare Spritzaggregat (60) folgende Teile umfaßt: eine erste Kolben-Zylinder-Einheit (61) zum Einspritzen der Schmelze (74), eine an diesen Kolben (64) angeschlossene Kolbenstange (66), eine der Spritzhülse (73) zugeordnete Hülsenhalterung (70), und eine zweite Kolben-Zylinder-Einheit (68, 69, 70), bei der die Hülsenhalterung (70) einen beweglichen Zylinder und dieser Zylinder der ersten Kolben-Zylinder-Einheit (61) einen stationären Kolben (68) bilden, um diese Hülsenhalterung (70) mit dieser Spritzhülse (63) zu aktivieren und nach oben relativ zu dieser ersten Kolben-Zylinder-Einheit (61) in der horizontalen Achsenstellung zu bewegen, so daß die Spritzhülse (73) zum Aufwärtsspritzen mit dem Formspritzkanal (31) in Verbindung steht.