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Die
Erfindung betrifft eine Spritzgießmaschine zum Spritzgießen unter
Vakuum, das heißt
zum Spritzgießen
in einem Zustand, bei dem der Druck in der Hohlform verringert ist.
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Stand der Technik
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Eine
Spritzgießmaschine
ist mit einem Paar Hohlformen, einer feststehenden und einer beweglichen
Formplatte zum Haltern dieser Hohlformen, einer Vorrichtung zum
Schließen
der Hohlformen, einer Spritzvorrichtung zum Einspritzen von geschmolzenem
Metall in den Hohlraum, welcher zwischen den Hohlformen gebildet
wird, einer Vorrichtung zum Zuführen
des geschmolzenen Metalls in die Spritzvorrichtung usw. ausgestattet.
Bei einer derartigen Spritzgießmaschine
wird ein Spritzgießling
erzielt, indem man die Hohlformen schließt, geschmolzenes Metall in
einen Zylinder der Spritzvorrichtung einbringt, das geschmolzene
Metall in die Hohlform einspritzt und die Hohlform mit dem geschmolzenen
Metall füllt.
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Einer
der Gründe
für ungleiche
Qualität
der Spritzgießlinge
ist der Einschluß von
Gas. Das heißt, geschmolzenes
Metall, welches in die Hohlform gespritzt und mit großer Geschwindigkeit
und unter hohem Druck in die Hohlform eingefüllt worden ist, bildet in dem
Zylinder und der Hohlform eine turbulente Strömung.
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Aufgrund
dessen wird Gas, wie beispielsweise Luft oder verdampftes Trennmittel,
in das geschmolzene Metall eingemischt.
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Zur Überwindung
dieser Schwierigkeit wird das Gießen unter Vakuum angewandt,
um die Einschlüsse
von Gas zu vermindern und die Ungleichmäßigkeit der Spritzgießlinge aufgrund
dieser Einschlüsse
zu verringern.
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Bei
einer Spritzgießmaschine
unter Anwendung des Gießens
unter Vakuum, wie sie beispielsweise aus
US-PS 2,785,448 bekannt ist, wird
der Einschluß von
Gas in das geschmolzene Metall dadurch unterdrückt, indem man das geschmolzene
Metall in die Hohlform einspritzt und die Hohlform mit dem geschmolzenen
Metall in einem Zustand befüllt,
bei dem der Druck mit Hilfe einer Vakuumpumpe vermindert ist.
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Bei
der oben beschriebenen Spritzgießmaschine und unter Anwendung
von Vakuum ist es erforderlich, um ein Produkt mit hoher Festigkeit
und guten Eigenschaften zu erzeugen, ein höheres Vakuum in der Hohlform
zu erzeugen und den Zustand unter Vakuum aufrecht zu erhalten.
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Wenn
in der Hohlform kein Vakuum erzeugt wird, das groß genug
ist, ist es schwierig, eine hinreichende Wirkung des Vakuums zu
erzeugen, weil Gas beim Gießen
eingeschlossen wird und das Erzeugnis leicht verformt oder verdreht
wird, wenn es nach dem Gießen
angelassen oder auf andere Weise einer Wärmebehandlung unterzogen wird.
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Um
ein Erzeugnis mit hoher Festigkeit und guter Qualität zu erzeugen
ist es im einzelnen erwünscht,
den Druck in der Hohlform auf mehrere Zehn Torr zu verringern.
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Vom
Standpunkt der Verbesserung der Produktivität einer Spritzgießmaschine
ist es außerdem erforderlich,
die Zeit, die zur Evakuierung durch die Vakuumpumpe erforderlich
ist, soweit wie möglich
zu verringern.
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Aufgabenstellung
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher, eine Spritzgießmaschine, die mit Vakuum arbeitet,
zu schaffen, bei der man ein höheres
Vakuum in der Hohlform erreichen kann.
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Gegenstand
der Erfindung ist die in Anspruch 1 angegebene Spritzgießmaschine.
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Da
erfindungsgemäß ein elektromagnetisches
Antriebsmittel zum Antrieb des Ventilelements zum Öffnen und
Schließen
des Evakuierungsweges, der innerhalb der Form gebildet wird, verwendet
wird, wird es möglich,
das Ventilelement rasch zu betätigen.
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Außerdem kann
das Ventilelement zwischen den sich voneinander trennenden Oberflächen angeordnet
sein und einen Ventilsitzabschnitt einstückig mit einer Form bilden.
Demzufolge wird es möglich, den
Evakuierungsweg verläßlich zu öffnen und
zu schließen.
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Gegenstand
der Erfindung ist außerdem
die in Anspruch 9 angegebene Spritzgießmaschine.
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In
dieser zweiten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Spritzgießmaschine
ist ein Mittel zur Verhinderung des Temperaturanstiegs vorgesehen, um
zu verhindern, daß ein
Abdichtungsmittel, wie beispielsweise ein O-Ring, durch Hitze beschädigt wird.
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Demzufolge
wird es möglich,
die Hohlform verläßlich durch
das Abdichtungsmittel verschlossen zu halten und zu verhindern,
daß Luft
einströmt
und das Vakuum in der Hohlform verringert.
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Gegenstand
der Erfindung ist schließlich
die in Anspruch 7 angegebene Spritzgießmaschine.
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Bei
dieser dritten Ausführungsform
der Spritzgießmaschine
gemäß der Erfindung
ist es durch unabhängiges
Steuern einer Reihe von elektromagnetischen Mitteln möglich, die
Zeit, die erforderlich ist, um ein hohes Vakuum in der Hohlform
zu erzeugen, zu verkürzen.
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Ausführungsbeispiel
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Die
Erfindung wird im folgenden anhand von Zeichnungen in Verbindung
mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen näher erläutert. Es bedeuten:
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1 eine
schematische Darstellung einer Spritzgießmaschine, auf die die vorliegende
Erfindung angewandt wird;
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2 eine
schematische Darstellung der Spritzgießmaschine gemäß 1 im
Zustand mit geöffneter
Form;
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3 eine
schematische Darstellung der Anordnungen um die Formen herum gemäß der ersten
Ausführungsform
der Erfindung;
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4 eine
schematische Darstellung der Anordnung der Trennfläche der
feststehenden Form;
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5 eine
schematische Darstellung der Anordnung der Trennfläche der
beweglichen Form;
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6 eine
Schnittdarstellung der Anordnungen um den Ventilmechanismus 21 herum;
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7 eine
Schnittdarstellung der konkreten Anordnung des Kühlmechanismus 61 für die Abdichtung;
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8 eine
Schnittdarstellung zur Erläuterung
des Betriebs zustandes des Ventilmechanismus;
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9 eine
graphische Darstellung zur Erläuterung
der Beziehung zwischen dem verminderten Druck und der Geschwindigkeit
des Einspritzens in die Hohlform;
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10 eine
Schnittdarstellung der Anordnung um die Formen herum gemäß der zweiten
Ausführungsform
der Erfindung und
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11 eine
graphische Darstellung zur Erläuterung
der Beziehung zwischen dem verminderten Druck und der Geschwindigkeit
des Einspritzens in die Hohlform.
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Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
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Im
folgenden werden die bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen beschrieben.
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Erste Ausführungsform
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1 zeigt
eine Ansicht eines Beispiels der Anordnung der Spritzgießmaschine,
auf die die Erfindung angewandt wird.
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Gemäß 1 besitzt
die Spritzgießmaschine
einen Sockel 100, eine feststehende Formplatte 91,
die auf dem Sockel 100 angeordnet ist, eine feststehende
Form 2, die an der feststehenden Formplatte 91 befestigt
ist, eine Spritzvorrichtung 95, die auf der der feststehenden
Form 2 gegenüberliegenden Seite
der feststehenden Formplatte 91 angeordnet ist, eine bewegliche
Formplatte 92, die auf dem Sockel 100 angeordnet
ist und der feststehenden Form 2 gegenüberliegt, eine bewegliche Form 3,
die an der beweglichen Formplatte 92 befestigt ist und
der feststehenden Form 2 gegenüberliegt, ein Kettengliedergehäuse 71,
das über
Spurstangen 80 durch die bewegliche Formplatte 92 hindurch
mit der feststehenden Formplatte 91 verbunden ist, sowie
einen hebelartigen Formenschließmechanismus 109,
der aus einer Anzahl von Kettengliedern besteht, die das Kettenglie dergehäuse 71 und
die bewegliche Formplatte 92 miteinander verbinden.
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Die
feststehende Formplatte 91 ist auf dem Sockel 100 befestigt,
während
die bewegliche Formplatte 92 beweglich auf dem Sockel 100 angeordnet ist.
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Das
Kettengliedergehäuse 71 und
die feststehende Formplatte 91 sind durch eine Anzahl von Spurstangen 80 miteinander
verbundnen, welche durch die bewegliche Formplatte 92 hindurchgehen. Normalerweise
sind vier Spurstangen vorhanden.
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Der
hebelartige Formenschließmechanismus 109,
welcher das Kettengliedergehäuse 71 und die
bewegliche Formplatte 92 miteinander verbindet, ist mit
zwei Paaren von Kettengliedersystemen 110 versehen, von
denen in 1 lediglich eines im einzelnen
dargestellt ist. 1 zeigt die Anordnung eines
der Paare im einzelnen. Jedes der Kettengliedersysteme ist mit einem
gewinkelten ersten Glied 110-1 und einem geraden zweiten
Glied 110-2 ausgestattet.
Das erste Kettenglied 110-1 besitzt ein Ende, das an dem
Kettengliedergehäuse 71 angelenkt
ist, und ein weiters Ende, das an einem Zugstangenkopf 72 angelenkt
ist. Das zweite Kettenglied 110-2 besitzt ein Ende, das
an dem ersten Kettenglied 110-1 an einer Stelle zwischen
den Gelenkenden am Kettengliedergehäuse 71 und am Zugstangenkopf 72 angelenkt
ist, und ein anderes Ende, das an der beweglichen Formplatte 92 angelenkt
ist.
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Der
Zugstangenkopf 72, der mit dem ersten Kettenglied 110-1 des
hebelartigen Formenschließmechanismus 109 gelenkartig
verbunden ist, wird in der Richtung, die durch die Pfeile A1 und
A2 dargestellt ist, längs
einer Gewindestange 73 verschoben, wodurch der hebelartige
Formenschließmechanismus 109 seine
Aufgabe erfüllt,
die darin besteht, daß Kettengliedergehäuse 71 auf
die bewegliche Formplatte 92 hin oder von ihr weg zu bewegen.
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Die
Gewindestange 73 wird durch einen – nicht dargestellten – Servomotor
betrieben, der in dem Kettengliedergehäuse 71 untergebracht
ist. Durch die Drehung der Gewindestange 73 wird der Zugstangenkopf 72,
der in die Gewindestange 73 eingreift, in Richtung der
Pfeile A1 und A2 bewegt.
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Wie
in 1 dargestellt, wird der hebelartige Formschließmechanismus 109,
wenn der Zugstangenkopf 72 in der durch den Pfeil A2 dargestellten Richtung
durch Antreiben des – nicht
dargestellten – Motors
bewegt wird, angetrieben, und die bewegliche Formplatte 92 wird
in der Richtung vom Kettengliedergehäuse 71 weg verschoben,
um die feststehende und die bewegliche Form zu schließen. Eine
weitere Bewegung des Zugstangenkopfes 72 in der durch Pfeil
A2 angegebenen Richtung verursacht, daß die Spurstangen 80 unter
Spannung gesetzt und die feststehende Form 2 und die bewegliche
Form 3 gegeneinander verspannt werden.
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Die
Spritzvorrichtung 95 spritzt geschmolzenes Metall in einen – nicht
dargestellten – Hohlraum, der
zwischen den miteinander verspannten Formen gebildet wird, und füllt diesen.
Durch Erstarrung des geschmolzenes Metalls, das in den Hohlraum
eingespritzt worden ist, kann ein Spritzgießling erhalten werden.
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Wenn
andererseits der Spritzgießling
nach dem Spritzgießen
aus den Formen herausgenommen wird, wie in 2 dargestellt,
wird der Zugstangenkopf 72 in Richtung des Pfeils A1 bewegt.
Dies bewirkt, daß die
bewegliche Formplatte 92 in Richtung auf das Kettengliedergehäuse 71 bewegt
wird, das heißt
in die Richtung zur Öffnung
der Form, so daß die
bewegliche Formplatte 92 von der feststehenden Formplatte 91 entfernt
wird. Wenn die beweg liche Form 3 von der feststehenden
Form 2 getrennt wird, wird der Spritzgießling zusammen
mit der beweglichen Form 3 bewegt. Der Spritzgießling, der in
der beweglichen Form 3 feststeckt, wird aus der beweglichen
Form 3 durch eine weiter unter erläuterten Ausdrückmechanismus
herausgedrückt.
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3 stellt
eine Schnittansicht der Anordnung um die Formen herum gemäß der Erfindung dar. 4 ist
eine Ansicht der Anordnung einer Kontaktfläche (Trennfläche) der
feststehenden Form 2, während 5 eine
Ansicht der Anordnung einer Kontaktfläche (Trennfläche) der
beweglichen Form 3 darstellt. Es ist zu beachten, daß die feststehende Form 2 und
die bewegliche Form 3 in 3 in einem fest
verspannten Zustand dargestellt sind.
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Wie
aus 3 ersichtlich, ist die Spritzvorrichtung 95 an
der Rückseite
der feststehenden Form 2 angeordnet.
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Die
Spritzvorrichtung 95 besteht aus einem Zylinder 96,
der an der Rückseite
der feststehenden Form 2 angeordnet ist, einem Kolbenkopf 97,
der in den Innenumfang des Zylinders 96 eingepaßt ist,
einer Kolbenstange 98, die mit dem Kolbenkopf 97 an ihrem
Ende verbunden ist, und einer Einspritzzylinder-Vorrichtung 99,
die mit dem anderen Ende der Kolbenstange 98 verbunden
ist.
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Der
Zylinder 96 ist mit einer Einfüllöffnung 96a versehen.
Geschmolzenes Metall ML wird in den Zylinder 96 durch diese
Einfüllöffnung 96a mit
Hilfe einer Gießpfanne 100 eingeführt.
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Die
Einspritzzylinder-Vorrichtung 99 besitzt einen Kolben.
Eine Kolbenstange 99a, die mit diesem Kolben verbunden
ist, und die Kolbenstange 98 sind durch eine Kupplung 99b miteinander
verbunden. Die Einppritzzylinder-Vorrichtung 99 wird hydrau angetrieben
und schiebt die Kolbenstange 99a nach vorn und zurück.
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Der
Kolbenkopf 97 ist mit der Kolbenstange 98 verbunden
und wird durch die Betätigung
durch die Einspritzzylindervorrichtung 99 in den Zylinder 96 geschoben.
Die Bewegung des Kolbenkopfes 97 in dem Zylinder 96,
der mit geschmolzenem Metall ML gefüllt ist, in Richtung auf die
Seite der feststehenden Form 2 bewirkt, daß das geschmolzene
Metall durch einen Hauptkanal Rn, welcher
durch die feststehende Form 2 und die bewegliche Form 3 gebildet
wird, in die Aushöhlung
gefüllt
wird.
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Es
ist zu bemerken, daß ein
Sensor 98a die Anzahl der magnetischen Pole N und S, welche
an der Oberfläche
der Kolbenstange 98 in einer vorherbestimmten Teilung in
axialer Richtung gebildet werden und den Sensor passieren, als Pulssignal
erfaßt. Die
Einspritzgeschwindigkeit des Kolbenkopfes 97 wird auf der
Grundlage der Anzahl von Pulsen dieses Pulssignales ermittelt.
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Der
Ausgang des Sensors 98a wird an eine Maschinensteuerungsstelle 52 geliefert.
Ein Positionszähler 52a in
der Steuerungsstelle 52 erfaßt die Stellung des Kolbenkopfes 97,
bezogen auf ein Pulssignal von dem Sensor 98a.
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Mit
dem Bezugszeichen ist ein Schalter 52b zum Einstellen einer
Stellung bezeichnet, bei der der Kolbenkopf 97 die Einfüllöffnung für das geschmolzene
Metall des Zylinders 96 passiert, während mit der Bezugszahl ein
Schalter 52c zum Einstellen einer Stellung bezeichnet ist,
um die Spritzgeschwindigkeit des Kolbenkopfes 97 in Richtung
auf eine höhere Spritzgeschwindigkeit
zu verändern.
Wenn der Wert des Zählers 52a den
Wert eines der beiden Einstellschalter 52b und 52c erreicht,
gibt die Maschinenkontrollstelle 52 der Ventilsteuerungseinrichtung 51 einen
Befehl, das Ventil eines entspre chenden hydraulischen Systems zum
Antrieb des Kolbenkopfes 97 zu öffnen oder zu schließen.
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Der
Hauptkanal Rn wird von den Kanälen Rna gebildet, die ihrerseits auf der Trennfläche 3a der
beweglichen Form 3, wie in 5 gezeigt,
und der Trennfläche 2a der
feststehenden Form 2 gebildet werden.
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Die
Hohlform C wird von einer gekrümmten Oberfläche Ca,
die in der Trennfläche 2a der
feststehenden Form 2 (4) gebildet
ist, und einer gekrümmten
Oberfläche
Cb, die in der Trennfläche 3a der
beweglichen Form (5) gebildet ist, entsprechend
der Form des Spritzgießlings
gebildet.
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Wie
in 3 dargestellt, ist oberhalb der Hohlform C ein
Evakuierungsweg Ep gebildet. Dieser Evakuierungsweg wird von einem
Kanal Epa gebildet, der mit der gekrümmten Oberfläche Cb,
welche in der Trennfläche 3a der
beweglichen Form 3 (5) gebildet
ist, in Verbindung steht, sowie einem Kanal Epb, der in der Fläche 2a der
feststehenden Form 2 (4) gebildet
ist. Es ist zu beachten, daß eine
Ausnehmung Sa angrenzend an den Kanal Epb ein Kontaktabschnitt eines
weiter unten beschriebenen Ventils ist.
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Wie
in 3 dargestellt, ist ein Ventilmechanismus 21 vorgesehen,
der mit dem Evakuierungsweg Ep, welcher zwischen der Trennfläche 2a der feststehenden
Form und der Trennfläche 3a der
beweglichen Form 3 gebildet ist, in Verbindung steht.
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Die
Anordnung um diesen Ventilmechanismus 21 herum wird im
folgenden anhand von 6 näher erläutert.
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Gemäß 6 ist
der Ventilmechanismus 21 mit einem elektromagnetischem
Betätigungsglied 22, einem
Ventilschaft, der mit dem elektromagnetischem Betätigungsglied 22 verbunden
ist, und einem scheibenförmigen
Ventilelement 24 ausgestattet, das am Vorderende des Ventilschaftes 23 einstückig mit diesem
ausgebildet ist.
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Der
Ventilschaft 23 und das Ventilelement 24 sind
aus Metall, wie beispielsweise rostfreiem Stahl, hergestellt.
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Das
elektromagnetische Betätigungsglied 22 ist
an einem Öffnungsende 29b eines
tassenförmigen
Führungsgliedes 29 über einen
Flansch 32 befestigt. Das tassenförmige Führungsglied 29 ist
in eine Einsatzöffnung 3h,
die in der beweglichen Form 3 ausgebildet ist, dicht schließend eingepaßt.
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Zwischen
dem Führungsglied 29 und
der Einsatzöffnung 3h,
die in der beweglichen Form 3 ausgebildet ist, ist ein
O-Ring aus Kunststoff angeordnet, um eine Abdichtung herzustellen.
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Am
inneren Teil des Führungsgliedes 29 ist eine
Führungsöffnung 29a ausgebildet.
Der Ventilschaft 23 ist in diese Führungsöffnung 29a bewegbar fest
eingepaßt.
Aus Gründen
der Stabilität
beim Zeitpunkt der Bewegung ist derjenige Abschnitt, der in die
Führungsöffnung 29a eingepaßt ist,
größer im Durchmesser
als die Seite mit dem Ventilelement 24. Außerdem paßt der Ventilschaft
genau in die Führungsöffnung 29a,
so daß der
Raum zwischen der Führungsöffnung 29a und
dem Ventilschaft 23 fest abgedichtet ist.
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Der
Ventilschaft 23 weist in seinem Inneren einen hohlen Abschnitt 23a auf.
Dies dient dazu, um die Geschwindigkeit der Bewegung des Ventilschaftes 23 durch
Erniedrigung des Gewichtes und der Trägheit des Ventilschaftes 23 zu
erhöhen.
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In
der beweglichen Form 3 ist ein Evakuierungsweg 26,
welcher mit dem obigen Evakuierungsweg Ep in Verbindung steht, zum
Einsatz des Ventilschaftes 23 in eine vertikalen Richtung
im Verhältnis zur
Trennfläche 3a der
beweglichen Form 3 ausgebildet. Es ist zu bemerken, daß der Abschnitt
der beweglichen Form 3, in dem der Evakuierungsweg 26 gebildet
ist, zum Einsetzen des Ventilmechanismus 21 in die bewegliche
Form 3 aus einem unterschiedlichen Metallteil 3d besteht.
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Ein
Abschnitt 39 des Ventilsitzes ist am Vorderende des Evakuierungsweges
auf der Seite der Trennfläche 3a gebildet.
Dieser Ventilsitz-Abschnitt 39 liegt dem Ventilelement 24 gegenüber und
verschließt
den Evakuierungsweg 26 durch Berührung des Ventilelementes 24 mit
einem Ventilsitz 39a, welcher auf ihm ausgebildet ist.
Es ist zu bemerken, daß der
Ventilsitz 39a längs
der Trennfläche 3a der
beweglichen Form 3 ausgebildet ist.
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Dieser
Ventilsitz-Abschnitt 39 besteht aus einem Material, das
weicher ist als dasjenige des Ventilelementes 24. Insbesondere
ist das Material ein Metall, wie beispielsweise eine Kupferlegierung.
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In
der beweglichen Form 3 ist ein Evakuierungsweg 25 in
einer Richtung angeordnet, die den Evakuierungsweg 26 rechtwinklig
kreuzt. Der Evakuierungsweg 25 steht mit dem Evakuierungsweg 26 in Verbindung. Über diesen
Evakuierungsweg 25 ist eine Befestigungsöffnung 3g ausgebildet.
In diese Befestigungsöffnung 3g ist
ein Evakuierungsrohr 55 eingesetzt.
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Das
Evakuierungsrohr 55 ist an seinem Vorderende mit einem
Außengewinde
versehen. Das Gewinde tritt mit einem Gewinde an der Innenseite der
Befestigungsöffnung 3g in
Eingriff.
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Außerdem ist
ein Ringglied 59 um das obere Ende der Befestigungsöffnung 3g über O-Ringe 59a und 59b aus
Kunststoff befestigt, um den Raum zwischen Evakuierungsrohr 55 und
Befestigungsöffnung 3g abzudichten.
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Das
elektromagnetische Betätigungsglied 22 besitzt
eine Welle 22a, die mit dem Ventilschaft 23 verbunden
ist sowie einen – nicht
dargestellten – Permanentmagneten,
der an dieser Welle 22a befestigt ist, und einen – ebenfalls
nicht dargestellten – Elektromagneten,
der um den Permanentmagneten innerhalb seines Gehäuses angeordnet
ist.
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Durch
Anschließen
von elektrischen Strom an den Elektromagneten von außen tritt
zwischen dem Permanentmagneten und dem Elektromagneten eine Anziehungskraft
auf, so daß die
Welle 22a linear bewegt wird.
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Das
elektromagnetische Betätigungsglied 22 treibt
das Ventilelement 24 derart an, daß der Evakuierungsweg 26 geöffnet bzw.
geschlossen wird, wie durch die Pfeile C1 und C2 in 6 dargestellt,
indem die Richtung des durch den Elektromagneten fließenden Stromes
geändert
wird.
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Wie
in 3 dargestellt, ist das elektromagnetische Betätigungsglied 22 mit
der Ventilsteuerungseinrichtung 51 elektrisch verbunden
und wird von dieser mit elektrischem Strom versorgt.
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Die
Ventilsteuerungseinrichtung 51 steuert den Betrieb des
elektromagnetischen Betätigungsgliedes 22 und
damit die Öffnung
bzw. Schließung des
Ventilelementes 24. Diese Ventilsteuerungseinrichtung 51 ist
elektrisch mit der Maschinensteuerungsstelle 52 verbunden,
die allgemein die Spritzgießmaschine 1 steuert,
und steuert das elektromagnetische Betäti gungsglied 22 gemäß einem
Signaleingang von der Maschinensteuerungsstelle 52.
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Wie
in 3 dargestellt, ist das oben erwähnte Evakuierungsrohr 55 mit
einer Vakuumpumpe 50 verbunden. Diese Vakuumpumpe 50 saugt
Luft aus der Hohlform durch das Evakuierungsrohr 55, den
Evakuierungsweg 25, den Evakuierungsweg 26 und
den Evakuierungsweg Ep. Als Vakuumpumpe kann eine verwendet werden,
die die Hohlform evakuieren kann, um dort ein hohes Vakuum von mehreren
bis mehreren Zehn Torr zu erzeugen.
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Die
Trennfläche 3a der
beweglichen Form 3 ist mit einem Kanal 3b versehen,
in welchem ein Dichtungsmittel 35 angeordnet ist. Ein Teil
des Dichtungsmittels 35 ragt aus der Trennfläche 3a heraus. Wenn
die Trennfläche 3a der
beweglichen Form 3 die Trennfläche 2a der feststehenden
Form 2 berührt, tritt
der herausragende Teil des Dichtungsmittel 35 mit der Trennfläche in Berührung und
stellt eine Dichtung zwischen der Trennfläche 2a und der Trennfläche 3a her.
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Vorzugsweise
besteht das Dichtungsmittel 35 aus einem verhältnismäßig stark
wärmefesten Material,
wie beispielsweise Silikonkautschuk. Es ist zu bemerken, daß eine Anordnung,
bei der das Dichtungsmittel 35 oder Dichtungsteil in der
Trennfläche 2a angeordnet
ist, ebenfalls verwendet werden kann.
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Wie
in 5 dargestellt, ist das Dichtungsmittel 35 kontinuierlich
in der Nähe
des Umfanges der Trennfläche 3a der
beweglichen Form 3 ohne Unterbrechung angelegt.
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Der
Evakuierungsweg Ep, die Hohlform C und der Hauptkanal Rn sind
innerhalb des Dichtungsmittels 35 und hinreichend weit
von ihm entfernt angeordnet.
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Im
folgenden wird eine spezifische Ausbildung des Ausdrückmechanismus 41 erläutert.
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Wie
in 3 dargestellt, ist der Ausdrückmechanismus 41 an
der Rückseite
der beweglichen Form 3 angeordnet.
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Der
Ausdrückmechanismus 41 ist
mit einer Anzahl Ausdrückstiften 42,
Befestigungsplatten 43, 44 zum Haltern der Enden
der Ausdrückstifte 42,
einer beweglichen Platte 45, an der die Befestigungsplatten 43, 44 befestigt
sind, einem Führungsschaft 46 zum
Führen
der beweglichen Platte 45 auf die bewegliche Form 3 zu
und einem Dichtungskühlmechanismus 61 ausgestattet.
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Die
Ausdrückstifte 42 werden
durch Metallteile aus rostfreiem Stahl usw. gebildet und in Einsatzöffnungen 3k,
die in der beweglichen Form 3 ausgebildet sind, fest eingepaßt. Es ist
zu bemerken, daß, wie
oben beschrieben, die Einsatzöffnungen
mit den Ausdrückstiften 42 nur
an den Stellen, die nahe der Trennfläche 3a der beweglichen
Form 2 liegen, fest abgedichtet sind und in ihrem Durchmesser
an den anderen Stellen vergrößert sind,
damit die Stifte leicht gleiten können.
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Wie
in 5 dargestellt, öffnen sich die Einsatzöffnungen 3k an
der Trennfläche 3a der
beweglichen Form 3. Die Einsatzöffnungen 3k sind so
angeordnet, daß sie
den Hauptkanalabschnitt Rn, der Peripherie
der Hohlform oder dem Evakuierungsweg Ep gegenüberliegen. Durch Ausdrücken der
Vorderenden der Ausdrückstifte 42 aus
diesen Einsatzöffnungen 3k kann
der Spritzgießling,
der in der beweglichen Form 3 festhängt, ausgestoßen werden.
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Die
Befestigungsplatten 43 und 44 erfassen die hinteren
Enden der Ausdrückstifte 42 mit
größerem Durchmesser.
Diese Befesti gungsplatten 43 und 44 sind an der
beweglichen Platte 45 befestigt.
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Wie
aus 3 hervorgeht, wird die beweglichen Platte 45 in
Richtung der Pfeile E1 und E2 beweglich geführt.
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Diese
bewegliche Platte 45 wird durch ein – nicht dargestelltes – Antriebsmittel
innerhalb des vorgesehenen Bereichs in Richtung der Pfeile E1 und E2
bewegt. Durch die Bewegung der bewegten Platte 45 in Richtung
der Pfeile E1 und E2 werden die Vorderenden der Ausdrückstifte 42 aus
der Trennfläche 3a der
beweglichen Form 3 herausgeschoben.
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Die
Ausdrückstifte 42 sitzen
dicht in den Einsatzöffnungen 3k,
so daß keine
Möglichkeit
besteht, daß das
geschmolzene Metall in einen Raum zwischen den Ausdrückstiften 42 und
den Einsatzöffnungen 3k eindringt,
jedoch die Möglichkeit
gegeben ist, daß Luft
zwischen die Ausdrückstifte 42 und
die Einsatzöffnungen 3k tritt.
Wenn Luft zwischen die Ausdrückstifte 42 und
die Einsatzöffnungen 3k eintreten kann,
ist es unmöglich,
ein Hochvakuum in der Hohlform zu erzeugen, wenn der Druck in der
Hohlform verringert wird.
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Weil
die Ausdrückstifte 42 unmittelbar
mit dem Spritzgießling
von hoher Temperatur in Berührung
treten, ist es möglich,
daß die
Temperatur der Ausdrückstifte 42 ebenfalls
sehr hoch wird. Daher ist es möglich,
daß beim
Abdichten des Raumes zwischen den Ausdrückstiften 42 und den
Einsatzöffnungen 3k mit
Abdichtungsgliedern (O-Ringen) aus Kunststoff die O-Ringe nicht
in der Lage sind, die hohen Temperaturen auszuhalten, so daß eine kontinuierliche
Verwendung der O-Ringe unmöglich
wird.
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Um
die obige Schwierigkeit zu beseitigen, wird bei der vorliegenden
Ausführungsform
an der Rückseite
der beweglichen Form 3 ein Dichtungskühlungsmechanismus eingesetzt.
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In 7 ist
eine konkrete Anordnung des Dichtungskühlungsmechanismus 61 dargestellt.
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Gemäß 7 besitzt
der Dichtungskühlungsmechanismus 61 ein
plattenförmiges
erstes Teil 63 mit einer Ausnehmung 63h, ein plattenförmiges zweites
Teil 64, das an dem ersten Teil 63 an der Seite
der Ausnehmung 63h befestigt ist, sowie ein Dichtungshalterungsteil 65 (lediglich
eines dargestellt), welches an dem ersten Teil 63 und dem
zweiten Teil 64 befestigt ist. Es ist zu bemerken, daß hier,
obwohl lediglich ein einziges Dichtungshalterungsteil 65 dargestellt
und erläutert
ist, in der Praxis mehrere derartige Teile entsprechend der Anzahl
der Ausdrückstifte vorgesehen
sind.
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Das
erste Teil 63 ist an dem zweiten Teil befestigt, wobei
ein Raum Sa für
die Aufnahme eines Kühlmittels
gebildet wird, der aus der Ausnehmung 63h des ersten Teils 63 und
der gegenüberliegenden Oberfläche des
zweiten Teils 64 gebildet wird. Zwischen dem ersten Teil 63 und
dem zweiten Teil 64 ist ein O-Ring 75 aus Kunststoff
eingelegt, um das erste Teil 63 gegen das zweite Teil 64 abzudichten.
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Das
zweite Teil 64 ist an der Rückseite der beweglichen Form 3 befestigt.
Ein O-Ring 74 aus Kunststoff ist an dem Umfang des zweiten
Teils 64 zwischen ihm und der Rückseite der beweglichen Form 3 vorgesehen,
um das zweite Teil 64 gegen die Rückseite der beweglichen Form 3 abzudichten.
-
In
der Oberfläche
des zweiten Teils 64, die der beweglichen Form 3 gegenüberliegt,
ist eine Ausnehmung 64a gebildet, und zwar an der Innenseite der
O-Ring-Dichtung 74. Zwischen der beweglichen Form 3 und
dem zweiten Teil 64 ist ein Raum S gebildet.
-
In
der Außenwand
des ersten Teils 63 sind an der Peripherie eine Versorgungsöffnung 63b zum Zuführen des
Kühlmittels
W in den Kühlmittelaufnahmeraum
Sa sowie eine Auslaßöffnung 63c zum
Abführen
des Kühlmittels
W angeordnet.
-
Das
Dichtungshalterungsteil 65 ist zylindrisch und besitzt
einen vergrößerten Durchmesser
an dem Ende, das an der Rückseite
der beweglichen Form 3 anliegt. Das Dichtungshalterungsteil 65 ist des
weiteren dicht an seinem äußeren Umfang
in eine Einsatzöffnung 63a,
die in dem ersten Teil 63 gebildet ist, sowie in eine Einsatzöffnung 64b,
die in dem zweiten Teil 64 ausgebildet ist, eingepaßt, so daß sie fest
mit dem ersten Teil 63 und dem zweiten Teil 64 verbunden
ist. O-Ringe 72 und 73 aus Kunststoff sind am
Innenumfang der Einsatzöffnung
des ersten Teils 63 und der Einsatzöffnung 64b des zweiten
Teils 64 vorgesehen.
-
Diese
O-Ringe 72 und 73 dichten den äußeren Umfang des Dichtungshalterungsteils 65 sowohl gegen
die Einsatzöffnung 63a als
auch gegen die Einsatzöffnung 64b.
-
Das
Dichtungshalterungsteil 65 ist mit einer durchgehenden
Bohrung 65a in seiner Mitte versehen, in die ein Ausdrückstift 42 fest
eingepaßt
ist. Ein O-Ring aus Kunststoff wird an dem Innenumfang dieser durchgehenden
Bohrung 65a an der Seite des zweiten Teiles 64 gehalten,
während
ein O-Ring 71 aus Kunststoff am Innenumfang an der Seite
des ersten Teils 63 gehaltert ist.
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Die
O-Ringe 70, 71 dichten den Ausdrückstift 42 gegen
die durchgehende Bohrung 65a ab.
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Weiter
ist das Dichtungshalterungsteil 65 mit einem hohlen Abschnitt 65c und
einer durchgehenden Bohrung 65b, welche in einer Richtung
verläuft, die
den Ausdrückstift 42 rechtwinklig
kreuzt, versehen.
-
Bei
dem beschriebenen Dichtungskühlungsmechanismus 61 ist
die Einlaßöffnung 63b des
ersten Teils 63 mit einem Versorgungsrohr 30 für das Kühlmitte
verbunden. Ein Kühlmittel
W wird dem Dichtungskühlungsmittel 61 durch
die Kühlmittelversorgungsleitung 30 zugeführt. Als
Kühlmittel
W kann beispielsweise Wasser verwendet werden.
-
Das
Kühlmittel,
das aus der Kühlmittelversorgungsleitung 30 heran
geführt
wird, wird in den Kühlmittelaufnahmeraum
Sa eingeführt.
Ein Teil des Kühlmittels
W wird durch die Bohrung 65b des Dichtungshalterungsteils 65 dem
hohlen Abschnitt 65c zugeführt.
-
Das
dem hohlen Abschnitt 65c zugeführte Kühlmittel kühlt den Teil des Ausdrückstifts 42,
der an dem hohlen Abschnitt 65c liegt.
-
Demzufolge
wird der Ausdrückstift 42 in
der Nachbarschaft des hohlen Abschnittes 65c teilweise gekühlt. Durch
kontinuierliche Zufuhr des Kühlmittels W
aus der Kühlmittelversorgungsleitung 30 wird
um den hohlen Abschnitt 65c frisches Kühlmittel zirkulieren gelassen
und durch Bohrung 65b an den Auslaß 63c geführt.
-
Auf
der anderen Seite funktioniert von den O-Ringen 70 und 71,
die sich dicht um den äußeren Umfang
des Ausdrückstiftes 42 ziehen,
der O-Ring 70 in der Weise, daß er Luft daran hindert, von
außen in
den Raum zwischen der Einsatzöffnung 3k,
die in der beweglichen Form 3 gebildet ist, und dem Ausdrückstift 42 einzudringen,
und das Kühlmittel
W daran hindert, in die Einsatzöffnung 3k einzudringen. Der
O-Ring 70 funktioniert in der Weise, daß er das Kühlmittel daran hindert, aus
dem Kühlmittelaufnahmeraum
Sa nach außen
auszulaufen.
-
Wenn
diese O-Ringe 70 und 71 aus wärmefesten Material, wie beispielsweise
Silikonkautschuk oder einem fluorhaltigen Kautschuk bestünden, würden sie
nicht in der Lage sein, kontiniuierlich unter einer Umgebung benutzt
zu werden, in der der Ausdrückstift 42 eine
Temperatur von über
200°C erreicht.
-
Bei
der vorliegenden Ausführungsform
wird daher, selbst wenn die Temperatur des Ausdrückstiftes 42 durch
Berührung
des Ausdrückstiftes 42 mit
einem heißen
Spritzgießling
ansteigt, wegen des Vorhandenseins eines hohlen Abschnittes 75c um
die O-Ringe 70 und 71 herum
die Temperatur desjenigen Teils des Ausdrückstiftes 42, der
die O-Ringe 70 und 71 berührt, unter 100°C gehalten.
Daher werden die O-Ringe 70 und 71 durch Wärme nicht
beschädigt.
-
Im
folgenden wird eine Erläuterung
eines Beispiels der Betriebsweise der beschriebenen Spritzgießmaschine 1 gegeben.
-
Zunächst wird
vom in 2 dargestellten Betriebszustand der Spritzgießmaschine 1 aus,
das heißt
vom Zustand aus, in dem die bewegliche Form 3 von der feststehenden
Form 2 getrennt ist, durch die Maschinensteuerungsstelle 52 der
hebelartige Formenschließmechanismus 109 betätigt, um
die feststehende Form 2 und die bewegliche Form 3 miteinander
zu verschließen.
-
Durch
Schließen
der Formen 2 und 3 dichtet das Dichtungsteil 35 die
Trennfläche 2a der
feststehenden Form 2 und die Trennfläche 3a der beweglichen
Form 3 gegeneinander ab.
-
Bei
der Inbetriebnahme der Spritzgießmaschine 1 ist der
oben beschriebene Dichtungskühlungsmechanismus 61 bereits
mit dem Kühlmittel
W versorgt.
-
Bei
der Inbetriebnahme der Spritzgießmaschine 1 ist des
weiteren die Vakuumpumpe bereits in Betrieb, jedoch das Ventilelement 24 des
Ventilmechanismus 21 schließt den Evakuierungsweg 26.
Daher ist die Hohlform noch nicht evakuiert.
-
Andererseits
wird der Zylinder 96 der Spritzvorrichtung 95 mit
einer vorherbestimmten Menge an geschmolzenem Metall, wie beispielsweise
einer Aluminiumlegierung, durch die Gießpfanne 100 befüllt.
-
Wenn
die Gießpfanne 100 das
Einbringen des geschmolzenen Metalles beendet, wird der Kolbenkopf 97 unter
Steuerung der Maschinenkontrollstelle 52 angetrieben. Wenn
des Vorderende des Kolbenkopfes 97 die Einfüllöffnung 96a des
Zylinders 96 passiert, wird der Zylinder durch den Kolbenkopf 97 abgedichtet,
so daß ein
Einbringen von Luft in die Hohlform C von der Seite des Zylinders 96 aus
unterbrochen wird.
-
Es
ist zu bemerken, daß der
Kolbenkopf 97 normalerweise mit geringer Geschwindigkeit
angetrieben wird, wenn damit begonnen wird, ihn zu bewegen.
-
Die
Maschinensteuerstelle 52 beurteilt den Zeitpunkt, an dem
der Kolbenkopf 97 die Einfüllöffnung 96a des Zylinders 96 passiert
hat, und gibt einen Befehl an die Ventilsteuerungsein richtung 51, das
Ventilelement 24 des Ventilmechanismus 21 zu öffnen.
-
Nachdem
die Ventilsteuerungseinrichtung 51 den Befehl von der Maschinensteuerungsstelle 52 erhalten
hat, schaltet sie den elektrischen Strom zum Antrieb des elektromagnetischen
Betätigungsgliedes 22 des
Ventilmechanismus 21 an.
-
Wenn
das elektromagnetische Betätigungsglied 22 angetrieben
wird, wird das Ventilelement 24, wie in 8 dargestellt,
in der Richtung des Pfeiles C2 bewegt, tritt mit einer Kontaktfläche Sa,
die auf der Trennfläche 2a der
feststehenden Form gebildet wird, in Berührung und kommt zum Stehen.
-
Weil
das Ventilelement 24 durch das elektromagnetische Betätigungsglied 22 angetrieben
wird, wird zu diesem Zeitpunkt eine praktisch konstante Zeit von
mehr als einigen Millisekunden oder weniger als 20 Millisekunden
gebraucht, um das Ventilelement 24 zu öffnen. Beispielsweise werden
im Falle der Verwendung eines hydraulischen Zylinders zum Antrieb
des Ventilelements 24 etwa 200 Millisekunden benötigt, bis
das Ventilelement 24 vollständig geöffnet ist. Diese Zeit ist nicht
genau bestimmbar.
-
Durch
diese Bewegung des Ventilelements 24 wird zwischen dem
Ventilelement 24 und dem Ventilsitz 39a ein Raum
gebildet. Aus diesem Raum zwischen dem Ventilelement 24 und
dem Ventilsitz 39a wird Luft (Gas), die in der Hohlform
vorhanden ist, über
den Evakuierungsweg Ep, der mit der Hohlform C in Verbindung steht,
den Evakuierungsweg 26, den Evakuierungsweg 25 und
das Evakuierungsohr 55 ausgepumpt.
-
Das
Dichtungsmittel 35 dichtet verläßlich die Trennfläche 2a der
feststehenden Form 2 gegen die Trennfläche 3a der bewegli chen
Form 3. Da des weiteren die O-Ringe 70, die am
Dichtungskühlungsmittel 61 angeordnet
sind, die Ausdrückstifte 42 verläßlich gegen
die bewegliche Form 3 abdichten, wird der Druck in der
Hohlform rasch vermindert.
-
An
dieser Stelle soll die Beziehung zwischen der Druckverminderung
in der Hohlform und der Einspritzgeschwindigkeit unter Bezugnahme
auf die in 9 gezeigte graphische Darstellung
erläutert
werden.
-
Kurve
(1) aus 9 zeigt die Druckverminderung
in der Hohlform. Kurve (2) zeigt die Spritzgeschwindigkeit
des Kolbenkopfes 97. Es ist zu bemerken, daß Kurve
(3) ein Vergleichsbeispiel einer Druckverminderung in einer
Hohlform zeigt, wenn ein Schließmechanismus
unter Verwendung eines herkömmlichen
Solinoidventils und eines hydraulischen oder Luftzylinders betrieben
wird. Kurve (4) zeigt die Druckverminderung in der Hohlform,
wenn ein Evakuierungsweg geschlossen wird, indem ein Ventil mit Trägheit verwendet
wird, wobei geschmolzenes Metall in die Hohlform eingespritzt und
die Hohlform damit gefüllt
wird. Kurven (3) und (4) zeigen die Druckverminderung
bei einer Spritzgießmaschine,
die nicht mit dem Dichtungkühlungsmechanismus 61 und
dem kontinuierlichen Dichtungsglied zwischen der Trennfläche 2a der
feststehenden Form 2 und der Trennfläche 3a ausgestattet
ist.
-
Wie
durch Kurve (1) dargestellt, wird der Druck in der Hohlform,
wenn die Startzeit für
die Druckverminderung mit Pt1 bezeichnet ist, wegen des guten Ansprechens
den Ventilelements 24 rasch von dem Zeitpunkt Pt1 an, an
dem die Druckverminderung anfängt,
reduziert. Weil des weiteren annähernd
keine Luft zwischen den Ausdrückstiften
und der Form oder zwischen den Trennflächen 2a und 3a der
feststehenden Form 2 bzw. be weglichen Form 3 entweicht,
ist es verständlich,
daß der
Druck in der Hohlform innerhalb kurzer Zeit wirksam verringert wird.
-
Auf
der anderen Seite ist die Zeitverzögerung gemäß den Kurven (3) oder
(4) wegen der Verwendung einer Zylindervorrichtung zum
Antreiben des Ventils von dem Zeitpunkt Pt1 an, an dem die Druckverminderung
beginnt, bis zu dem Zeitpunkt, an dem die Druckverminderung tatsächlich eintritt, verhältnismäßig lang,
und es findet ein Luftdurchtritt aus dem Raum zwischen dem Ausdrückstiften
und der Form oder zwischen den Trennflächen 2a und 3a der
feststehenden 2 und der beweglichen Form 3 statt.
Daher wird der Druck in der Hohlform nicht wirksam vermindert.
-
Zusammen
mit der Bewegung des Kolbenkopfes 97 erfolgt die Füllung des
Hauptkanals Rn, der mit der Hohlform C in
Verbindung steht, und auch des Zylinders 96 mit geschmolzenem
Metall ML. In diesem Zustand gelangt die Hohlform unter ein hohes Vakuum
von etwa 20 bis 40 Torr.
-
Das
geschmolzene Metall wird durch Veränderung der Einspritzgeschwindigkeit
des Kolbenkopfes 97 in Richtung auf eine hohe Geschwindigkeit
in die Hohlform gespritzt und die Hohlform wird auf diese Weise
gefüllt.
Das heißt,
daß die
Spritzgeschwindigkeit zum Zeitpunkt pt2 auf hohe Geschwindigkeit verändert wird.
-
Jedoch
ist es erforderlich, den Evakuierungsweg durch das Ventilelement 24 zu
schließen, um
zu verhindern, daß geschmolzenes
Metall ML in den Ventilmechanismus 21 eingedrückt wird,
bevor der Übergang
zur Hochgeschwindigkeitseinspritzung erfolgt.
-
Vorzugsweise
ist der Zeitpunkt des Schließens des Evakuierungsweges 26 durch das
Ventilelement 24 unmittelbar vor dem Startpunkt pt2 der Hochgeschwindigkeitseinspritzung,
weil die Möglichkeit
besteht, daß nach
dem Schließen
des Evakuierungsweges 26 durch das Ventilelement 24 die
Hohlform C nicht evakuiert wird und der Druck in der Hohlform infolge
Eindringens von Luft steigt.
-
Bei
der vorliegenden Ausführungsform
ist es jedoch wegen der Verwendung des elektromagnetischen Betätigungsgliedes 22 zum
Antrieb des Ventilelements 24 und wegen der Ausführung des
Ventilschaftes 23 in Leichtbauweise möglich, den Evakuierungsweg 26 innerhalb
einer kurzen Zeit von einigen Millisekunden bis weniger als 20 Millisekunden
zu schließen.
Weil weiter fast keine Ungleichmäßigkeit bei
dem Ansprechen des elektromagnetischen Betätigungsgliedes 22 besteht,
ist es möglich,
daß geschmolzene
Metall unmittelbar vor dem Zeitpunkt pt2, an dem die Hochgeschwindigkeitseinspritzung beginnt,
einzuspritzen.
-
Es
ist zu bemerken, daß die
Wahl des Zeitpunktes zum Schließen
des Evakuierungsweges 26 durch das Ventilelement 24 durch
die Maschinenkontrollstelle 52 auf der Grundlage der ermittelten
Stellung des Kolbenkopfes 97 und des ermittelten Druckes
in der Hohlform bestimmt wird. Die Maschinenkontrollstelle 52 gibt
auf der Grundlage dieses Stellungssignals und Drucksignals einen
entsprechenden Befehl an die Ventilsteuerungseinrichtung 51.
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Beim
Betreiben des elektromagnetischen Betätigungsgliedes 22 und
Schließen
des Evakuierungsweges 26 durch das Ventilelement 24 besteht die
Möglichkeit,
daß das
Ventilelement 24 zurückschlägt, weil
es auf den Ventilsitz 39a des Ventilsitzabschnites 39 mit
hoher Geschwindigkeit auftrifft.
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Jedoch
ist es bei der vorliegenden Ausführungsform
möglich,
das Zurückschlagen
des Ventilelements 24 beim Auftreffen des Ventilelements 24 auf den
Ventilsitzabschnitt 39 auftrifft, zu verhindern, wenn ein
Material zur Herstellung des Ventilsitzabschnittes 39 verwendet
wird, das das Zurückschlagen
verhindert, das heißt
ein weicheres Material als das des Ventilelements 24. Demzufolge
ist es möglich,
zu verhindern, das geschmolzenes Metall aus Versehen in den Ventilmechanismus 21 eindringt.
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Beim Übergang
zur Hochgeschwindigkeitseinspritzung zum Zeitpunkt Pt2 wird das
geschmolzene Metall ML in die Hohlform C gefüllt und danach erstarren gelassen.
Demzufolge kann ein gewünschter
Spritzgießling
erhalten werden.
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Um
den gebildeten Spritzgießling
aus der feststehenden Form 2 und der beweglichen Form 3, die
miteinander verbunden sind, herauszustoßen, wird der hebelartige Formenschließmechanismus 109 betätigt, um
die bewegliche Form 3 von der feststehenden Form 2 wegzubewegen.
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Wenn
die bewegliche Form 3 von der feststehenden Form 2 wegbewegt
wird (zu diesem Zeitpunkt bewirkt der Kolbenkopf entlang dem Hauptkanalabschnitt
Rn gerade eine Pressung), wird der gebildete
Spritzgießling
von der feststehenden Form 2 getrennt.
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Durch
Betätigen
des Ausdrückmechanismus 41 in
diesem Zustand, um die Ausdrückstifte 42 über die
Trennfläche 3a der
beweglichen Form 3 hinaus zu erstrecken, wird es möglich, den
Spritzgießling
von der beweglichen Form 3 zu entfernen.
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Zu
diesem Zeitpunkt steigt wegen der Tatsache, daß die Ausdrückstifte 42 unmittelbaren
Kontakt mit dem auf hoher Temperatur befindlichen Spritzgießling besitzen,
die Temperatur der Ausdrückstifte 42 ebenfalls.
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Der
Dichtungskühlungsmechanismus 61 kühlt die
Ausdrückstifte 42 partiell,
so daß die
O-Ringe 70 und 71 keiner hohen Temperatur ausgesetzt werden
und die Funktion der O-Ringe 70 und 71 durch Wärmeeinwirkung
nicht beeinträchtigt
wird.
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Der
Abdichtungskühlunsmechanismus 61 wird
außerdem
kontinuierlich mit dem Kühlmittel
W beschickt, so daß die
Temperatur des Abdichtungskühlungsmechanismus 61 im
Vergleich zu der Temperatur der beweglichen Form 3 hinreichend
fällt.
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Wenn
der Abdichtungskühlungsmechanismus 61 unmittelbar
mit der beweglichen Form 3 in Kontakt treten sollte, bestünde die
Möglichkeit,
daß die
Temperaturverteilung an der beweglichen Form 3 beeinflußt werden
könnte
und die Qualität
des Spritzgießlings
verringert werden könnte.
Bei der vorliegenden Ausführungsform
jedoch tritt der Abdichtungskühlungsmechanismus 61 wegen
des Raumes, der zwischen dem Abdichtungskühlungsmechanismus 61 und
der beweglichen Form 3 gebildet wird, nicht unmittelbar
mit der beweglichen Form 3 in Kontakt, und es wird dadurch
möglich,
zu verhindern, daß der
Abdichtungskühlungsmechansimus 61 die
bewegliche Form 3 beeinträchtigt.
-
Wie
oben beschrieben, wird es durch die vorliegende Ausführungsform
unter Verwendung des elektromagnetischen Betätigungsgliedes 22 zum
Antrieb des Ventilelementes zum Öffnen
und Schließen des
Evakuierungsweges, der mit der Hohlform C und der Vakuumpumpe in
Verbindung steht, möglich,
den Evakuierungsweg rasch zu öffnen
und zu schließen. Weil
das elektromagnetische Betätigungsglied 22 elektrisch
betrieben wird, ist es nicht erforderlich, ein Betriebsfluid einzusetzen,
und es wird möglich,
den Ventilmechanismus 21 kompakt zu halten. Demzufolge
vergrößert sich
die Freiheit, den Ventilmechanismus 21 im Hinblick auf
die Formen anzuordnen, so daß es
leicht wird, die Anordnung des Ventilelements und des Evakuierungsweges, der
zwischen der Hohlform C und der Vakuumpumpe die Verbindung herstellt,
zu optimieren.
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Wegen
der Möglichkeit
der Optimierung der Anordnung des Evakuierungsweges, der die Hohlform
C mit der Vakuumpumpe 50 verbindet, wird es möglich, das
Dichtungsmittel 35 zwischen den Umfängen der Trennfläche 2a der
feststehenden Form 2 und der Trennfläche 3a der beweglichen
Form 3 ohne Unterbrechung auszuführen, die Entfernung zischen dem
Evakuierungsweg, der die Hohlform C mit der Vakuumpumpe 50 und
dem Abdichtungsmittel 35 verbindet, voll zu sichern und
zu verhindern, daß die Dichtungsmittel
durch Wärme
geschädigt
werden.
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Des
weiteren können
gemäß der vorliegenden
Ausührungsform
durch das teilweise erfolgende Kühlen
des Ausdrückstifte,
die der Einwirkung einer hohen Temperatur unterliegen, Dichtungsmittel
des allgemeinen Gebrauchs, wie beispielsweise O-Ringe leicht dazu
verwendet werden, die Ausdrückstifte 42 gegen
die Form abzudichten.
-
Zweite Ausführungsform
-
10 ist
eine Schnittdarstellung einer Anordnung um die Formen herum gemäß einer
zweiten Ausführungsform
einer Spritzgießmaschine
gemäß der Erfindung.
In 10 werden zur Bezeichnung der gleichen Teile die
gleichen Bezugszahlen verwendet, wie sie in der bisherigen Beschreibung
verwendet worden sind.
-
Gemäß 10 ist
eine Reihe von Ventilmechanismen 201 und 202 an
der beweglichen Form der Spritzgießmaschine angeordnet.
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Die
Anordnung der Ventilmechanismen 201 und 202 ist
die gleiche wie diejenige des oben beschriebenen Ventilmechanismus 21.
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Die
Ventilmechanismen 201 und 202 sind in der Mitte
des Evakuierungsweges Ep angeordnet, der zwischen den Trennflächen 3a der
beweglichen Form 3 und 2a der feststehenden Form 2 gebildet
ist. Der Evakuierungsweg steht mit der Hohlform C in Verbindung.
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Der
Evakuierungswegs Ep steht die über
die Evakuierungswege 301 und 302, die entsprechend dem
Ventilmechanismus 201 gebildet sind, mit einer Vakuumpumpe 501 und über die
Evakuierungswege 303 und 304, die entsprechend
dem Ventilmechanismus 202 in der beweglichen Form 3 gebildet
sind, mit einer Vakuumpumpe 502 in Verbindung.
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Die
Vakuumpumpe 501 ist mit der gleichen Pumpleistung ausgestattet
wie die Vakuumpumpe 502.
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Die
elektromagnetischen Betätigungsglieder 22 der
Ventilmechanismen 201 und 202 sind gemeinsam mit
der Ventilsteuerungseinrichtung 51 verbunden.
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Die
Ventilsteuerungseinrichtung 51 kann die Ventilmechanismen 201 und 202 unabhängig voneinander
antreiben.
-
Wie
bezüglich
der ersten Ausführungsform beschrieben,
wird es durch Verwendung des elektromagnetischen Betätigungsgliedes 22 zum
Antrieb des Ventilelementes 24 möglich, den Ventilmechanismus
kompakter zu gestalten und den Freiheitsgrad für seine Anordnung im Verhältnis zur
Form zu erhöhen.
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Demzufolge
ist es möglich,
den Ventilmechanismus im Verhältnis
zu der Form leicht anzuordnen.
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Wie
oben erwähnt,
wird es durch Anordnen einer Mehrzahl von Ventilmechanismen 201 und 202 an
der Form möglich,
den Ge samtquerschnitt der Evakuierungswege zum Evakuieren im Verhältnis zur Anordnung
eines einzelnen Ventilmechanismus zu erhöhen. Daher wird es möglich, die
Hohlform C wirksam zu evakuieren. Das heißt, bei Anordnung eines einzelnen
Ventilmechanismus an der Form ist es, selbst wenn die Evakuierungsleistung
der Vakuumpumpe vergrößert wird,
nicht möglich,
den Druck in kurzer Zeit stark zu verringern, weil der Querschnitt des
Evakuierungsweges gering ist. Bei Anordnung einer Mehrzahl Ventilmechanismen 201 und 202 an der
Form und durch unabhängige
Antriebsmöglichkeit
für die
Ventilmechanismen 201 und 202 wird es möglich, die Öffnungs-
und Schließzeitpunkte
für die Ventile
gemäß der Anordnung
der Ventilmechanismen zu optimieren.
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Im
folgenden wir ein Beispiel für
eine Druckerniedrigung in der Hohlform C für den Fall angegeben, daß eine Mehrzahl
von Ventilmechanismen eingesetzt wird. Hierzu wird auf 11 verwiesen.
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In 11 zeigt
die Kurve (1) die Druckverminderung in der Hohlform, während die
Kurve (2) die Einspritzgeschwindigkeit des Kolbenkopfes 97 wiedergibt.
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Die
Bewegung des Kolbenkopfes 97 wird mit niedriger Geschwindigkeit
in dem Zustand begonnen, in dem der Evakuierungsweg durch die Ventilmechanismen 201 und 202 geschlossen
ist.
-
Danach
wird der Ventilmechanismus 201 zum Zeitpunkt Pt1 des Beginns
des Einspritzens geöffnet, worauf der Druck in der Hohlform C zu sinken beginnt.
Es ist zu bemerken, daß in
diesem Zustand der andere Ventilmechanismus 202 geschlossen
ist.
-
Durch Öffnen des
Ventilmechanismus 201 wird der Druck in der Hohlform C
durch die Vakuumpumpe 501 rasch verringert.
-
Wenn
der Zeitpunkt Pt2 erreicht ist, an dem der Druck in der Hohlform
in einem bestimmten Ausmaß verringert
worden ist, wird der Ventilmechanismus 201 geschlossen
und der Ventilmechanismus 202 geöffnet. Dadurch wird die Verringerung
des Druckes in der Hohlform C durch die Vakuumpumpe 502 fortgesetzt.
Dieses Öffnen
und Schließen
der Ventilmechanismen 201 und 202 wird durch Ausgeben
eines Befehls von der Maschinensteuerungsstelle 52 an die
Ventilsteuerungseinrichtung 51 vorgenommen.
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Es
ist zu bemerken, daß es
zufolge der Eigenschaften einer Vakuumpumpe bekannt ist, daß die Evakuierungsgeschwindigkeit
mit Verringerung des Druckes allmählich abnimmt. Wenn beispielsweise
der Druck durch die Vakuumpumpe 501 verringert wird, fällt die
Evakuierungsgeschwindigkeit allmählich.
Demzufolge wird es durch Ersetzen der Vakuumpumpe zur Verringerung
des Druckes in der Hohlform C durch die Vakuumpumpe 502,
nachdem die Verringerung des Druckes durch die Vakuumpumpe 501 in
einem gewissen Ausmaß fortgeschritten
ist, möglich,
den Abfall den Evakuierungsgeschwindigkeit so stark wie möglich zu
unterdrücken
und die Zeit, die erforderlich ist, um den Druck auf einen erwünschten
Wert zu verringern, zu reduzieren.
-
Durch
Verringerung des Druckes in der Hohlform mit Hilfe der Vakuumpumpe 502 wird
in der Hohlform ein hohes Vakuum erzeugt.
-
In
diesem Zustand, wie er zum Zeitpunkt Pt3 der Kurve (2)
erreicht ist, wird die Einspritzgeschwindigkeit des Kolbenkopfes 97 auf
Hochgeschwindigkeit umgestellt.
-
Auf
der anderen Seite ist es vom Gesichtspunkt der Aufrechterhaltung
eines hohen Vakuums in der Hohlform bevorzugt, daß der Zeitpunkt
zum Schließen
des Ventilmechanismus 202 so spät wie möglich liegt. Demzufolge wird
es selbst nach Übergang
zur Hochgeschwindigkeitseinspritzung durch Offenlassen des Ventilmechanismus 202 so
lange, wie das geschmolzene Metall den Ventilmechanismus 202 nicht
erreicht, möglich,
den Anstieg des Druckes in der Hohlform C nach dem Schließen des
Evakuierungsweges, der mit der Vakuumpumpe 502 in Verbindung
steht, verläßlich zu
unterdrücken.
-
Gemäß der vorliegenden
Ausführungsform wird
der Ventilmechanismus 202 nach Übergang zur Hochgeschwindigkeitseinspritzung
zum Zeitpunkt Pt4 in Kurve (2) geschlossen.
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Die
Zeit, die für
die Hochgeschwindigkeitseinspritzung erforderlich ist, ist kurz
und beträgt beispielsweise
40 bis 200 Millisekunden. Bei der vorliegenden Ausführungsform
wird es wegen der Verwendung des elektromagnetischen Betätigungsgliedes 22 im
Ventilmechanismus möglich,
den Ventilmechanismus 202 rechtzeitig in einer derartig
begrenzten Zeitspanne zu schließen.
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Der
Ventilmechanismus 202 ist außerdem, verglichen mit dem
Ventilmechanismus 201, weit entfernt von der Hohlform C
angeordnet. Durch Schließen
des Ventilmechanismus 202, der weit entfernt liegt, wird
es möglich,
zu verhindern, daß geschmolzenes
Metall in den Ventilmechanismus eindringt, während der Zeitpunkt zum Schließen des
Evakuierungsweges, der mit der Hohlform C in Verbindung steht, soweit
wie möglich
hinausgeschoben wird.
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Zusammenfassend
ist über
die Erfindung, wie sie oben beschrieben ist, festzustellen, daß sie es
ermöglicht,
eine Spritzgießmaschine
zu schaffen, die ein Gießen
unter Vakuum ermöglicht,
wobei in der Hohlform ein hohes Vakuum erzielt werden kann.
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Weiter
wird es durch die Erfindung möglich, den
Druck in der Hohlform in kurzer Zeit wirksam zu verringern.