DE19611444A1 - Spritzgußvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Spritzgußvorrichtungen zum Erwärmen und Bilden einer fließfähigen Masse eines Rohblocks oder eines Metallmaterials, wobei jedes Mal eine vorbestimmte Menge des fließfähigen Materials in einer Spritzöffnung einer Spritzmaschine gesammelt wird und das fließfähige Material in eine Form gespritzt wird, um ein gewünschtes metallisches Gußstück zu bilden.

Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit einer verbesserten Spritzgußvorrichtung, welche in konstanter Weise die Bildung von Gußstücken mit guter Qualität dadurch gestattet, daß eine Steuerung derart vorgenommen wird, daß eine gleichmäßige Menge des fließfähigen Materials pro Spritzvorgang immer in die Form eingespritzt werden kann.

Die Erfindung befaßt sich auch mit einer verbesserten Spritzguß­ vorrichtung, bei welcher sich die Anordnungen in starkem Maße vereinfachen lassen, welche dazu erforderlich sind festzustellen, ob ein Rohblock in einer Aufnahmekammer für den erwärmten Rohblock vorhanden ist oder nicht, die stromaufwärts von einer Rohblock-Zerkleinerungseinrichtung vorgesehen ist, sowie Anordnungen zur Zufuhr von Inertgas in die Aufnahmekammer. Bei der Erfindung soll auf zuverlässige Weise das Vorhandensein oder das Fehlen eines Rohblocks in der Aufnahmekammer festgestellt werden, und es soll in zuverlässiger Weise gleichmäßig Inertgas in die Aufnahmekammer eingeleitet werden.

In der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. HEI 5-285625 hat die Anmelderin der vorliegenden Anmeldung eine Spritzgußvor­ richtung zur Herstellung von metallischen Gußstücken vorgeschla­ gen, welche derart ausgelegt ist, daß sich die Produktivität verbessern läßt, indem ein Rohblock erwärmt und verflüssigt bzw. fließfähig gemacht wird, bei dem es sich um ein zu vergießendes Material handelt, und wobei die hierfür aufeinanderfolgenden Arbeitsgänge nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 9 umrissen sind.

Fig. 9 ist eine Vertikalschnittansicht zur schematischen Verdeutlichung der dort vorgeschlagenen Spritzgußvorrichtung 100, welche im allgemeinen eine Spritzmaschine 100 der Schneckenbauart aufweist, welche eine Schnecke bzw. eine Schneckenwelle 100 hat, welche in einem Maschinenzylinder drehbeweglich und axialbe­ weglich angeordnet ist, und welche eine spiralförmig verlaufende Wendel und eine hierdurch gebildete Ausnehmung entlang einer vorbestimmten Längserstreckung besitzt. Ferner ist ein Material­ aufgabeteil 102 vorgesehen. Das Materialaufgabeteil 102 umfaßt in der Figur von oben nach unten gesehen einen Rohblockeintritt 103, eine Rohblock-Erwärmungskammer 104, welche mit einer induktiven Heizeinrichtung versehen ist, und eine Sammelkammer 107 für zerkleinertes Material, welche drehbewegliche Schneid­ einrichtungen 106 hat. Die Sammelkammer 107 ist in kommunizieren­ der Verbindung mit der Erwärmungskammer 104 über eine Auf­ nahmekammer 105 für den erwärmten Rohblock vorgesehen. Das Innere des gesamten Materialzufuhrteils 102 oder des Materialauf­ gabeteils 102 steht unter Vakuum oder einer Inertgasatmosphäre, und die vorstehend genannten Kammern 103, 104 und 105 sind mit Hilfe von gleitbeweglichen Verschlußeinrichtungen bzw. Gleit­ schleusen 108 und 109 abgeteilt.

Bei der vorgeschlagenen Spritzgußvorrichtung 100 wird ein Rohblock 107, wie ein Mg-Legierungs-Rohblock, welcher über den Rohblockeintritt 103 aufgegeben wird, in der Erwärmungskammer 104 auf einen halbgeschmolzenen Zustand erwärmt und durch die Kammer 105 zu der Zerkleinerungs/Sammelkammer 107 weiterbefördert, in welcher er mittels den drehbeweglichen Schneideinrichtungen 106 zerkleinert wird. Dann wird das zerkleinerte Material zu der Spritzmaschine 101 befördert, in der es zur Bildung eines fließfähigen Masse agitiert und geknetet wird, indem die Schnecke bzw. die Schneckenwelle 111 gedreht wird und in einer Ausspritz­ öffnung abschließend ein fließfähiges und zu verarbeitendes Material zwischengespeichert wird. Die Spritzöffnung wird zwischen den vorderen Enden des Maschinenzylinders und der Schneckenwelle 111 gebildet. Jedes mal wenn das fließfähige Material sich mit einer vorbestimmten Menge angesammelt hat, welche zur Ausbildung des gewünschten metallischen Gußstücks erforderlich ist, wird dieses direkt oder indirekt über eine Düse in einen Hohlraum 113 einer Metallform 112 mittels der Spritzwir­ kung der Schneckenwelle 111 gespritzt.

Das Material besitzt jedoch die Neigung, daß es nicht in gleichförmigen Größen zerkleinert wird und daß daher das zerkleinerte Material die Neigung besitzt, daß es von den Schneideinrichtungen 106 zu der Spritzmaschine 101 in ungleich­ förmigen Mengen befördert wird, da insbesondere die Zerkleine­ rungs- und Zufuhrrate des zerkleinerten Materials von der Betriebsgeschwindigkeit der Schneideinrichtungen 106 abhängig sind, welche intermittierend betrieben werden. Folglich wird das fließfähige Material häufig in einer geringeren Menge als der vorbestimmten Menge von der Einspritzöffnung der Maschine 101 in die Form 112 eingespritzt, so daß häufig gute und geeignete Gußstücke nicht gebildet werden können. Wenn die Schneideein­ richtungen 106 konstant betrieben werden, um die vorstehend genannten Schwierigkeiten zu vermeiden, kann das zerkleinerte Material in zu großen Mengen zu der Spritzmaschine 101 wei­ terbefördert werden, und das Material kann sich in zu großen Mengen bis hin zu der Schneideinrichtung ansammeln, welche stromauf von der Spritzmaschine 101 liegt. Als Folge hiervon werden die in zu großem Ausmaße angesammelten, zerkleinerten Stücke zwischen den Schneideinrichtungen 106 eingeklemmt, so daß ernsthafte Beschädigungen an den Schneideinrichtungen 106 auftreten können.

Wenn ferner bei der Spritzgußvorrichtung 100 der erwärmte Rohblock 110 nicht in geeigneter Weise von der Aufnahmekammer 105 zu den Schneideinrichtungen 106 befördert wird, können die Schneideinrichtungen 106 leer laufen, woraus resultiert, daß kein zerkleinertes Material der Spritzmaschine 101 zugeführt wird. Ein solcher Leerlaufzustand ist im Hinblick auf die Leistungs­ fähigkeit der Spritzgußvorrichtung unerwünscht. Wenn daher aus irgendwelchen Gründen die Weiterbeförderung des erwärmten Rohblocks 110 zu den Schneideinrichtungen 106 unterbrochen wird, muß ein anderer Rohblock unmittelbar über die Aufnahmekammer 105 zu den Schneideinrichtungen 106 weiterbefördert werden. Ferner muß der Rohblock gleichmäßig und zuverlässig zu den Schneid­ einrichtungen 106 transportiert werden. Hierzu ist es erforder­ lich, zuverlässig festzustellen, ob ein erwärmter Rohblock in der Aufnahmekammer 105 aufgenommen worden ist, so daß ein anderer Rohblock sofort der Aufnahmekammer zugeführt werden kann, wenn in dieser kein Rohblock aufgenommen ist.

Um ferner eine unerwünschte Oxidation des Rohblocks zu vermeiden, muß die Aufnahmekammer 105 usw. unter einer Inertgasatmosphäre gehalten werden. Ferner hat die Aufnahmekammer 105 eine begrenzte Höhe, welche unmittelbar so ausreichend bemessen ist, daß der mit Hilfe der Schneideinrichtungen 106 zu zerkleinernde, erwärmte Rohblock in vertikaler Richtung aufgenommen werden kann. Bei der üblichen Spritzgußvorrichtung 100 sind die Anordnungen für das Detektieren des Vorhandenseins oder des Fehlens eines Rohblocks in der Aufnahmekammer 105 für den erwärmten Rohblock und für die Zuleitung von Inertgas in die Aufnahmekammer 105 vollständig gesondert voneinander in der Kammer 105 vorgesehen, und sie nehmen viel Platz in Anspruch. Ferner umfassen diese Anordnungen auch zu viele Teile. Da ferner diese Teile direkt an der Wandfläche der Aufnahmekammer angebracht sind, ist eine Anzahl von Schritten erforderlich, um die Aufnahmekammer selbst zusammenzubauen und herzustellen.

Die Erfindung zielt daher darauf ab, eine Spritzgußvorrichtung für die Herstellung eines metallischen Gußstückes bereitzustel­ len, welche gestattet, daß sich qualitativ gute Gußstücke ständig dadurch herstellen lassen, daß eine Steuerung derart vorgenommen wird, daß eine gleichmäßige Menge des fließfähigen Materials immer von einer Spritzmaschine in die Form eingespritzt wird.

Ferner soll nach der Erfindung eine Spritzgußvorrichtung bereitgestellt werden, bei der sich in starkem Maße die Anord­ nungen vereinfachen lassen, welche zum Detektieren dahingehend erforderlich sind, ob ein Rohblock in einer Aufnahmekammer für einen erwärmten Rohblock vorhanden ist oder nicht, welche stromauf von den Rohblock-Zerkleinerungseinrichtungen vorgesehen ist, und welche eine Zufuhr des Inertgases in die Aufnahmekammer ermöglichen. Ferner soll in zuverlässiger Weise das Vorhandensein oder das Fehlen eines Rohblocks in der Aufnahmekammer detektiert werden, und das Inertgas soll in die Aufnahmekammer zuverlässig und gleichmäßig eingeführt werden.

Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung wird eine Spritzgußvorrichtung zur Herstellung eines metallischen Gußstückes bereitgestellt, welche eine Erwärmungskammer hat, welche zu verarbeitendes Material auf einen halberschmolzenen Zustand erwärmt, und ferner eine Zerkleinerungseinrichtung (beispielsweise drehbare Schneideinrichtungen) hat, welche das in der Erwärmungskammer erwärmte Material zerkleinert. Eine Spritzmaschine umfaßt eine Spritzkammer oder einen Zylinder zur Aufnahme des durch die Zerkleinerungseinrichtung zerkleinerten Rohbocks, und eine Spritzstange (beispielsweise eine Schnecken­ welle) welche in der Spritzkammer drehbeweglich und axial beweglich entlang der Spritzkammer in Richtung auf eine Form zu und von dieser weg vorgesehen ist. Die Spritzstange bringt das zerkleinerte Material in einen fließfähigen Zustand und fördert das so erhaltene, fließfähige Material zu einer Spritzöffnung, welche zwischen den vorderen Enden der Stange bzw. der Welle und einer Spritzkammer in der Nähe der Form derart ausgebildet ist, daß das fließfähige Material in der Einspritzöffnung allmählich angesammelt wird. Die Spritzwelle läßt sich geringfügig von der Form durch die Gegenwirkung von dem fließfähigen Material, welches sich in der Öffnung angesammelt hat, auf einem Weg abrücken, welcher proportional zu der tatsächlich in der Öffnung angesammelten Menge des fließfähigen Materials ist. Nur wenn das fließfähige Material in der Spritzöffnung mit einer vorbestimmten Menge sich angesammelt hat, welche erforderlich ist, um ein gewünschtes, metallisches Gußstück auszubilden, wird die Spritzwelle derart betrieben, daß sie in Richtung auf die Form bewegt wird, um diese vorbestimmte Menge an fließfähigem Material von der Öffnung in die Form zu spritzen.

Ein Bestimmungsteil detektiert eine gegenwärtige bzw. momentane Position der Spritzwelle, welche dadurch eingenommen wird, daß sie der Gegenwirkung von dem fließfähigen Material ausgesetzt ist, welches sich in der Spritzöffnung angesammelt hat, wodurch sich eine momentan in der Öffnung angesammelte Menge an fließfä­ higem Material erfassen läßt. Das Bestimmungsteil bestimmt dann, ob die detektierte momentan angesammelte Menge an fließfähigem Material die vorbestimmte Menge erreicht hat. Wenn im Bestim­ mungsteil festgestellt wird, daß die detektierte momentane angesammelte Menge noch nicht die vorbestimmte Menge erreicht hat, treibt ein Steuerteil die Schneideinrichtung und die Spritzwelle weiter an, bis eine Menge an fließfähigem Material zusätzlich der Öffnung zugeführt wird, welche für die Erreichung der vorbestimmten Menge erforderlich ist, das heißt, bis die vorbestimmte Menge in der Öffnung erreicht ist.

Die vorstehend beschriebene Spritzgußvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform nach der Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß eine momentane Position der Spritzwelle, welche durch die Gegenwirkung von dem fließfähigen Material abgerückt ist, welche sich in der Spritzöffnung angesammelt hat, einer momentanen angesammelten Menge an fließfähigem Material in der Spritzöffnung entspricht, und daher läßt sich die momentan angesammelte Menge an fließfähigem Material dadurch erfassen, daß die momentane Position der Welle bzw. der Schnecke erfaßt wird. Wenn die detektierte momentane angesammelte Menge nicht die vorbestimmte Menge erreicht hat, treibt das Steuerteil die Schneideinrichtungen und die Spritzwelle für einen Zeitraum weiter an, bis die vorbestimmte Menge in der Öffnung erreicht ist. Mit dieser Steuerung läßt sich eine gleichmäßige Menge an fließfähigem Material immer von der Spritzmaschine in die Form einspritzen, und auf diese Weise wird daher ermöglicht, daß man ständig qualitativ gute Gußstücke erhält.

Bei einer Spritzgußvorrichtung zur Herstellung eines metallischen Gußstücks gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung ist ein Paar von Durchgangsabschnitten an vor­ bestimmten Positionen an der äußeren Fläche der Aufnahmekammer in einander gegenüberliegender Anordnung vorgesehen. Die Durchgangsabschnitte haben innere Hohlräume, welche in kom­ munizierender Verbindung mit dem Inneren der Aufnahmekammer im allgemeinen in derselben Ebene quer zu dem Innenraum der Aufnahmekammer stehen. Ein Fotosensor ist vorgesehen, um zu detektieren, ob sich irgendein erwärmtes Material in der Aufnahmekammer befindet. Der Fotosensor umfaßt ein lichtemit­ tierendes Element, welches an einem der Durchgangsabschnitte angeordnet ist, und ein Lichtempfangselement, welches an dem anderen Durchgangsabschnitt angeordnet ist, so daß ein von dem lichtemittierenden Element emittierter Lichtstrahl in einem Durchgangsabschnitt durch das Innere der Aufnahmekammer gehen und auf das Empfangselement an dem andere Durchgangsabschnitt entlang den Hohlräumen treffen kann, wenn kein erwärmtes Material in der Aufnahmekammer vorhanden ist. Ein Inertgas-Zufuhrteil umfaßt Rohrleitungen bzw. Schlauchleitungen, welche mit den Durchgangs­ abschnitten verbunden sind, um Inertgas in die Aufnahmekammer über die inneren Hohlräume der Durchgangsabschnitte einzuleiten. Somit dienen die Durchgangsabschnitte als Durchgänge sowohl für den Lichtstrahl als auch für Inertgas.

Da bei der Spritzgußvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform nach der Erfindung die Durchgangsabschnitte derart ausgelegt sind, daß sie als Lichtstrahl-Durchgänge für den Fotosensor für die Detektion dahingehend, ob ein erwärmtes Material in der Aufnahmekammer vorhanden ist, dienen, als auch als Durchgänge für die Zuleitung des Inertgases in die Kammer dienen, besitzen diese Durchgangsabschnitte eine Doppelfunktion. Daher können die Durchgangsabschnitte gemeinsam für die optische Detektion eines erwärmten Materials in der Aufnahmekammer als auch zum Zuführen von Inertgas in die Aufnahmekammer genutzt werden, und hierdurch läßt sich die Auslegung wesentlich vereinfachen, welche man für die optische Detektion des Vorhandenseins oder des Fehlens von erwärmtem Material in der Aufnahmekammer und zur Inertgaszufuhr zu der Aufnahmekammer benötigt.

Die lichtemittierenden und die empfangenden Elemente sind vorzugsweise an Positionen angeordnet, welche dem unteren Ende des Materials zugeordnet sind, welches in der Aufnahmekammer aufgenommen wird. Der Hohlraum der jeweiligen Durchgangsabschnit­ te kann an dem äußeren Ende mit einer transparenten Glasplatte abgedeckt sein und die lichtemittierenden und empfangenden Elemente können außerhalb der Glasplatte angeordnet sein. Jeder der Durchgangsabschnitte hat vorzugsweise eine Inertgas-Ein­ trittsöffnung in Richtung auf die Glasplatte weisend, so daß das durch das Gaszufuhrteil zugeführte Inertgas über die Eintritts­ öffnung auf die Glasplatte geblasen wird. Dieses Einblasen des Inertgases reinigt die Glasplatten, so daß die optische Detektion durch die lichtemittierenden und empfangenden Elemente zuverlässig durchgeführt werden kann. Ferner sind die jeweiligen lichtemittierenden und aufnehmenden Elemente vorzugsweise an einem Träger angebracht, welcher fest an dem zugeordneten Durchgangsabschnitt vorgesehen ist, und in diesem Fall wird es bevorzugt, daß jeder Durchgangsabschnitt einen Wasserkühlmantel umfaßt, welcher mit dem Träger verbunden ist, um zu vermeiden, daß Wärme von der Aufnahmekammer über den Träger zu den lichte­ mittierenden oder empfangenden Elementen übertragen wird.

Weiter Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten Aus­ führungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. Darin zeigt:

Fig. 1 eine Teilschnittansicht zur Verdeutlichung des wesent­ lichen Teils einer Spritzgußvorrichtung zur Herstel­ lung eines metallischen Gußstückes gemäß einer bevor­ zugten Ausführungsform nach der Erfindung;

Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in Fig. 1;

Fig. 3 eine Ansicht zur Verdeutlichung der Schneideinrichtun­ gen der Schneckenwelle nach Fig. 1 und zur Verdeutli­ chung der zugeordneten Antriebseinrichtungen für die Schneideinrichtungen und die Schneckenwelle;

Fig. 4 ein Blockdiagramm einer Steuerung zum Steuern der Zufuhr des zu vergießenden Materials, zum Messen einer momentan angesammelten Menge des zugeführten Materials und zum zusätzlichen Zuführen einer fehlenden Materi­ almenge;

Fig. 5 ein Flußdiagramm zur Verdeutlichung der Arbeitsabfolge der Steuerung nach Fig. 4;

Fig. 6 eine Schnittansicht zur Verdeutlichung der Durchgangs­ abschnitte, welche an einer Aufnahmekammer für einen erwärmten Rohblock nach Fig. 1 angebracht sind;

Fig. 7 eine Schnittansicht zur Verdeutlichung von Einzel­ heiten einer der Durchgangsabschnitte;

Fig. 8 eine Schnittansicht zur Verdeutlichung einer Aus­ führungsvariante des Durchgangsabschnitts;

Fig. 9 eine Vertikalschnittansicht zur schematischen Ver­ deutlichung einer üblichen Spritzgußvorrichtung zur Herstellung eines metallischen Gußstücks.

Fig. 1 ist eine Seitenansicht in Teilschnittdarstellung zur Verdeutlichung eines wesentlichen Teils einer Spritzgußvor­ richtung 1 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung, und Fig. 2 ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in Fig. 1.

Wie in Fig. 1 und insbesondere in Fig. 2 gezeigt ist, umfaßt die Spritzgußvorrichtung 1 eine Rohblock-Erwärmungskammer 4, welche auf einem Träger 5 abgestützt ist, welcher auf einer Tragbasis 6 angebracht ist, und welche unterhalb oder strom­ abwärts von einem Rohblockeintritt 7 angeordnet ist, an dem ein Rohblock W, wie ein Mg-Legierungs-Rohblock, eingeführt und aufgenommen wird. Die Erwärmungskammer 4 umfaßt einen Vakuum- Erwärmungsbehälter, welcher eine magnetisch abschirmende Innenwand 8 und eine zylindrische Außenwand 9 hat, und sie umfaßt ferner eine induktive Heizeinheit 10, welche in dem Behälter eingeschlossen ist. Der Vakuum-Erwärmungsbehälter ist an den oberen und unteren Enden durch obere und untere Abdeckplatten 11a und 11b jeweils geschlossen. Die induktive Heizeinheit 10 umfaßt einen vertikalen, inneren Halter 12, welcher von einem kerami­ schen Material gebildet wird, und eine induktive Heizspule 13, welche um den Außenumfang des Keramikhalters 12 gewickelt ist.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist der Keramikhalter 12 an oberen und unteren Enden durch vertikale Führungszylinder 14 und 16 jeweils abgestützt und somit wird der Halter 12 vertikal zentrisch in dem Vakuum-Erwärmungsbehälter gehalten. Eine obere horizontale Verschlußeinrichtung bzw. Schleuseneinrichtung 18 ist in dem Blockeintritt unmittelbar oberhalb einer Rohblock- Eintrittsöffnung 11c vorgesehen, welche in der oberen Abdeckplat­ te 11c der Erwärmungskammer 4 ausgebildet ist. Diese horizontale Verschlußeinrichtung kann eine Gleitbewegung entlang der Platte 11a ausführen, um die Öffnung 11c zu öffnen oder zu schließen, das heißt, um die Erwärmungskammer 4 in Verbindung mit dem Rohblockeintritt 7 zu bringen oder diese Verbindung zu unter­ brechen. Wenn die Verschlußeinrichtung 18 in der vollständig offenen oder vollständig zurückgefahrenen Position ist, ist die Erwärmungskammer vollständig in kommunizierender Verbindung mit dem Rohblockeintritt 7, so daß der Rohblock W von dem Eintritt 7 zu der Erwärmungseinheit 10 befördert werden kann. Der Rohblock W wird zeitweilig zum Erwärmen bis zu einem halberschmolzenen Zustand in dem Halter 12 der Erwärmungseinheit 10 gehalten, wobei die Unterseite desselben durch einen vertikal schwenkbeweglichen Anschlag 15 gestoppt wird.

Eine untere horizontale Verschlußeinrichtung bzw. Schleuse 20 ist unmittelbar unterhalb einer Rohblockaustrittsöffnung 11d vorgesehen, welche in der bodenseitigen Abdeckplatte 11b der Erwärmungskammer 4 ausgebildet ist. Die untere horizontale Verschlußeinrichtung 20 kann eine Drehbewegung bzw. Schwenkbewe­ gung ausführen, um die Austrittsöffnung 11d zu öffnen oder zu verschließen, das heißt, um die Erwärmungskammer 4 in eine kommunizierende Verbindung mit einer stromabwärtsliegenden Rohblock-Führungskammer 22 zu bringen, oder diese Verbindung zu sperren. Mit der Bezugsziffer 24 ist eine Düse zum Evakuieren der Luft aus dem Inneren der Erwärmungskammer 4 bezeichnet, um diese in einen Vakuumzustand zu versetzen, oder um Inertgas in die Kammer 4 einzusaugen. Oberhalb der Düse 24 ist ein Strahlungs­ thermometer 26 zur Überwachung der Temperatur des Rohblocks W in der Erwärmungskammer 4 vorgesehen.

Wenn der Anschlag 15 in Gegenuhrzeigerrichtung in Fig. 2 verschwenkt wird, um den Rohblock W frei zu geben, und wenn die untere Verschlußeinrichtung 20 in die vollständig geöffnete Position bewegt ist, wird der Rohblock W durch die Führungskammer 22 und eine flexible Verbindungseinheit 30 nach unten in eine Aufnahmekammer 28 für den erwärmten Rohblock befördert, über welche dieser zu einer Zerkleinerungskammer 32 zum Zerkleinern mittels sich drehender Schneideinrichtungen 33 befördert wird.

Die Rohblock-Führungskammer 22 steht mit der Aufnahmekammer 28 für den erwärmten Rohblock über die flexible Verbindungseinheit 30 in Verbindung, welche vorzugsweise einen Balg 30a aufweist, welcher sich in vertikaler Richtung ausdehnen und zusammenziehen kann. Die Aufnahmekammer 28 für den erwärmten Rohblock umfaßt einen inneren metallischen Zylinder 28c, eine Heizeinrichtung 28a, welche um den Außenumfang des metallischen Zylinders 28c angeordnet ist, und ein äußeres wärmeisolierendes Material 28b, welches den Zylinder 28c und die Erwärmungseinrichtung 28 umgibt. Die Aufnahmekammer 28 hat eine begrenzte Höhe, welche unmittelbar so ausreichend bemessen ist, daß der erwärmte Rohblock W in vertikaler Richtung aufgenommen werden kann. Sie umfaßt einen unteren Raum 31, welcher in Verbindung mit dem Inneren des oberen Endes der stromabwärtigen Zerkleinerungskammer 32 steht. Der erwärmte Rohblock W wird in der Aufnahmekammer 28 aufgenommen, wobei sein unteres Ende W1 zwischen gegenüberliegenden Schneid­ einrichtungen 33 eingeführt oder in dem Spalt angeordnet wird, welche in der stromabwärtigen Zerkleinerungskammer 32 (Fig. 6) angeordnet sind.

Ein Rohr 29 ist an dem oberen Endabschnitt der Aufnahmekammer 28 zum Luftabzug von dem Innenraum der Kammer 28 vorgesehen, um einen Vakuumzustand herzustellen oder um Inertgas in die Kammer 28 anzusaugen, so daß in der Kammer 28 eine Inertgasatmosphäre herrscht. Durch die Erwärmungseinrichtung 28a wird die Kammer 28 auf einer Temperatur gehalten, um die hohe Temperatur des erwärmten Rohblocks W im wesentlichen aufrechtzuerhalten. Somit dient die Kammer 28 als eine wärmespeichernde Kammer.

Wie in den Fig. 1 und 3 gezeigt ist, enthält die Zerkleine­ rungskammer 32 als eine Zerkleinerungseinrichtung ein Paar von sich drehenden Schneideinrichtungen 33, welche zugeordnete Antriebswellen 33a haben, welche betriebsmäßig mit einem einzigen Elektromotor 34 über ein Universalgelenk 36, ein Doppelachs- Getriebegehäuse 37, welches eine Eingangsachse und zwei Abtriebs­ achsen hat, und eine Geschwindigkeitsreduziereinrichtung 38 verbunden sind. Die Antriebswellen 33a, das Universalgelenk 36, das Getriebegehäuse 37, die Geschwindigkeitsreduziereinrichtung 38 und der Motor 34 bilden zusammen eine gemeinsame Antriebsein­ heit 40 für die Schneideinrichtung 33, und diese Antriebseinheit 40 ist an der Tragbasis 6 abgestützt. Die gegenüberliegenden Schneideinrichtungen 33 werden somit durch die Antriebseinheit 40 angetrieben, um sequentiell ausgehend von dem unteren Ende den Rohblock W durchzutrennen. Die Aufnahmekammer 28 für den erwärmten Rohblock und die Zerkleinerungskammer 32 stehen normalerweise unter einer Inertgasatmosphäre, um eine Oxidation des Rohblocks W zu verhindern.

Der mittels den sich drehenden Schneideinrichtungen 33 zer­ kleinerte Rohblock W (das heißt das zerkleinerte Material) wird dann zu einer Sammelkammer 32 für zerkleinertes Material gefördert, in welcher obere und untere Pegelsensoren 43a und 43b vorgesehen sind, um den momentanen Pegelstand des zerkleinerten Materials zu detektieren, welches sich in der Kammer 42 angesam­ melt hat. Die Sammelkammer 42 für das zerkleinerte Material steht in Verbindung mit einem Zylinderabschnitt 44, einer Spritzmaschi­ ne 46 über eine Öffnung 44a, welche im axialen Mittelabschnitt des Zylinders 44 derart ausgebildet ist, daß das zerkleinerte Material durch die Öffnung 44a zu der Spritzmaschine 46 trans­ portiert wird.

In ähnlicher Weise wie die Aufnahmekammer 28 für den erwärmten Rohblock sind die vorstehend angegebenen Zerkleinerungskammer 32 und die Sammelkammer 42 von Erwärmungseinrichtungen bzw. Heizeinrichtungen 32b, 42a und wärmeisolierenden Materialien 32b, 42b jeweils umgeben, so daß der Rohblock W unter Aufrechterhal­ tung einer vorbestimmten hohen Temperatur zerkleinert und dann anschließend gesammelt wird. Diese Kammern 38, 32, 42 bilden zusammen eine durchgehende Materialweitertransportkammer zu der Spritzmaschine 46, welche im warmen Zustand gehalten ist, um die hohe Temperatur des der Spritzmaschine 46 zuzuführenden Materials aufrechtzuerhalten.

Wie ferner in Fig. 1 gezeigt ist, umfaßt die Spritzmaschine 46 einen Zylinderteil oder eine Spritzkammer 44, und eine Spritzwel­ le oder eine Spritzstange 48, welche bei dieser bevorzugten Ausführungsform von einer Schneckenwelle 48 gebildet wird. Der Zylinderabschnitt 44, welcher die Spritzkammer bildet, hat eine doppelwandige Konstruktion und umfaßt einen horizontalen, inneren Zylinder 44a, welcher die vorstehend genannte Schneckenwelle 48 aufnimmt, und einen horizontalen, äußeren Zylinder 44b. Der äußere Zylinder 44b wird von einer Erwärmungseinrichtung 50 zur Aufrechterhaltung der Temperatur (oder gegebenenfalls zur nochmaligen Erwärmung) des Zylinderabschnitts 44 umgeben, und die Erwärmungseinrichtung 50 ist von einem wärmeisolierenden Material 51 umschlossen. Der Zylinderabschnitt 44 ist am hinteren Endabschnitt durch die Tragbasis 6 abgestützt. Eine Mehrzahl von Sensoren 52 ist zur Überwachung einer momentanen Temperatur des Zylinderabschnitts oder der Einspritzkammer 44 vorgesehen, um im Erwärmungsbetrieb oder die Aufrechterhaltung der Temperatur durch die Erwärmungseinrichtung 50 gegebenenfalls genau zu steuern. Die Schneckenwelle 48 läßt sich in axialer Richtung in den Zylinder­ abschnitt 44 vor- und zurückbewegen, und sie hat eine spiralför­ mige Nut 48a entlang einer vorbestimmten Längserstreckung derselben. Bei der Spritzgußvorrichtung 1 erfolgt das Befördern des zerkleinerten Materials in die Sammelkammer 42 und den Zylinderabschnitt 44 durch den Zerkleinerungsvorgang der sich drehenden Schneideinrichtungen 33. Dies bedeutet, daß, wenn die Schneideinrichtungen 33 durch die Antriebseinheit 40 angetrieben sind, das zerkleinerte Material in den Zylinderabschnitt 44 über die Sammelkammer 42 eingebracht wird. In anderen Worten bedeutet dies, daß die Zerkleinerungs- und Weiterbeförderungsrate des zerkleinerten Materials von der Arbeitsgeschwindigkeit der intermittierend betriebenen Schneideeinrichtungen 33 abhängig sind. Das so eingebrachte, zerkleinerte Material wird zur Bildung einer fließfähigen Masse mit Hilfe der sich drehenden Schnecken­ welle 48 agitiert und geknetet, welche eine spiralförmige Ausnehmung 48a hat. Das so fließfähig gemachte Material wird durch die Förderwirkung der Ausnehmung 48a in Richtung zu der Spritzöffnung 44c bewegt, welche zwischen dem vorderen Ende 48b der Welle oder Schnecke 48 und dem inneren vorderen Endabschnitt des Zylinderabschnitts 44 ausgebildet ist.

Der Rohblockeintritt 7, die Erwärmungskammer 4 und die Rohblock- Führungskammer 22 bilden zusammen eine obere Einheit 1A der Vorrichtung 1, während die Aufnahmekammer 28 für den erwärmten Rohblock, die Zerkleinerungskammer 32, die Sammelkammer 42 für das zerkleinerte Material, die Spritzmaschine 46, die Tragbasis 6 usw. eine untere Einheit 1B der Vorrichtung 1 bilden. Die obere Einheit 1A ist im Grundzustand fest auf dem Träger 5 abgestützt, welcher auf der Tragbasis 6 angebracht ist.

Die oberen und unteren Einheiten 1A und 1B sind über die flexible Verbindungseinheit 30 unter Erzielung eines dichten Abschlusses derart verbunden, daß der Rohblock W von der oberen Einheit 1A zu der unteren Einheit 1B über die Verbindungseinheit 30 und auf eine solche Weise transportiert wird, daß die untere Einheit 1B sich in Richtung zu der oberen Einheit 1A verlagern oder verschieben kann. Eine zylindrische Rohblockführung 30b ist in dem Balg 30a angeordnet und hat eine Länge oder Höhe, welche im wesentlichen so groß wie die gesamte vertikale Länge des expandierten Balgs 30a ist. Die oberen Enden des Balgs 30a und der Rohblockführung 30b sind fest miteinander am unteren Ende der Rohblock-Führungskammer 22 verbunden, aber das unter Ende des Balgs 30a selbst ist am oberen Ende der Aufnahmekammer 28 für den erwärmten Rohblock befestigt, während das untere Ende der Rohblockführung 30b unbefestigt bleibt, so daß der Balg 30a eine freie vertikale Expansions- und Kontraktionsbewegung ausführen kann. Diese Auslegung ermöglicht, daß die untere Einheit 1B vertikal bezüglich der oberen Einheit 1A sich verschieben kann, so daß die Wärmedehnung und mechanische Stoßbelastungen und Schwingungen durch die flexible Verbindungseinheit 30 abgeglichen und absorbiert werden können, welche in der unteren Einheit 1B erzeugt werden.

Fig. 3 zeigt die zugeordneten Antriebseinheiten für die Schneideinrichtungen 33 und die Schneckenwelle 48, und wie gezeigt, hat die Schneckenwelle 48 einen hinteren Keilwellen­ abschnitt 48c und wird mit Hilfe einer Antriebseinrichtung 60, wie einem Hydraulikmotor, über ein antreibendes Rad 61 und ein getriebenes Rad 62, welches in Kämmeingriff mit dem Rad 61 ist, und fest an dem Keilwellenabschnitt 48c angebracht ist, drehange­ trieben. Die Antriebseinrichtung 60, das treibende Rad 61, das getriebene Rad 62 und der Keilwellenabschnitt 48c bilden die Drehantriebseinheit für die Schneideinrichtungen 33.

Das hintere Ende der Schneckenwelle 48 ist über eine Stange 48d mit einem Kolben 62a einer Hydraulikzylindereinheit 62 verbunden, welche bei dieser bevorzugten Ausführungsform eine Einrichtung bildet, welche die Welle 48 in axialer Richtung entlang des Zylinderabschnitts 44 vor- und zurückbewegt. Somit wird das fließfähige Material zu der Spritzöffnung 44c abgegeben und es sammelt sich allmählich in der Spritzöffnung 44c durch die Drehbewegung und die Vorwärtsbewegung der Schneckenwelle über einen Hydraulikmotor 60 und eine Hydraulikzylindereinheit 62 an, und dann wird die Schneckenwelle 48 geringfügig durch die Gegenwirkung des in der Spritzöffnung 44c sich befindenden fließfähigen Materials um einen Weg zurückbewegt, welcher proportional zu der momentan in der Öffnung angesammelten Menge ist. Wenn eine vorbestimmte Menge des fließfähigen Materials, welche zur Ausbildung eines gewünschten Gußstückes erforderlich ist, sich in der Spritzöffnung 44c angesammelt hat, wird die Schneckenwelle 48 in Richtung nach vorne bewegt, um die vor­ bestimmte Menge des angesammelten fließfähigen Materials in eine Metallform 54 (Fig. 1) zu spritzen.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform dient die Schneckenwelle 48 auch als eine Einrichtung zum Messen einer momentan angesam­ melten Menge an fließfähigem Material in der Spritzöffnung 44c, um zu bestimmen, ob die momentan angesammelte Menge ausreichend ist, das heißt, ob die vorbestimmte Menge erreicht ist. Ins­ besondere ist ein Positionssensor 64 fest mit der Stange 65 verbunden, welche einteilig mit der Schneckenwelle 48 ausgebildet ist, und der eine momentane Position der Schneckenwelle 48 detektiert, um ein die detektierte momentane Position wie­ dergebendes elektrisches Signal abzugeben. Bei dem dargestellten Beispiel kann der Positionssensor 64 von einem üblichen Posi­ tionssensor der Reluktanzbauart basierend auf dem Effekt der magnetischen Widerstandsänderung, oder von einem Positionssensor der optischen Bauart gebildet werden.

Wie nachstehend noch näher beschrieben werden wird, läßt sich die momentan angesammelte Menge des fließfähigen Materials in der Spritzöffnung 44c aus der detektieren momentanen Position bestimmen, da dieser der zurückgefahrenen Position der Schnecken­ welle 48 entspricht. Wenn daher die hierbei bestimmte, angesam­ melte Menge kleiner als die vorbestimmte Menge ist, die man zum Ausbilden eines gewünschten Gußstückes benötigt, wird das Arbeiten der Schneideinrichtungen 33 wiederum aufgenommen, so daß bewirkt wird, daß weiteres Material angesammelt wird, bis die fehlende Menge ergänzt ist, das heißt die vorbestimmte Menge erreicht ist.

Unter Bezugnahme auf ein Blockdiagramm nach Fig. 4 soll nunmehr die Beschreibung eines Beispieles einer Steuerung erfolgen, welche ständig sicherstellt, daß eine vorbestimmte Menge an fließfähigem Material in der Spritzöffnung 44c angesammelt wird, indem in geeigneter Weise die jeweils fehlende Menge ergänzt wird.

In Fig. 4 umfaßt die Antriebssteuereinrichtung 66 ein Zeitgeber­ teil 67, ein Motorsteuerteil 68 und ein Bestimmungsteil 69, und eine Steuereinrichtung 66 steuert die Spritzantriebskomponenten der Vorrichtung, bei denen es sich um den Elektromotor 34 zum Antreiben der Schneideinrichtungen 33 und den Hydraulikmotor 60 sowie die Hydraulikzylindereinheit 62 handelt, welche die Schneckenwelle 48 zum Spritzen und zum Messen der Menge antreibt. Das Zeitgeberteil 67 gibt Taktsignale TO1 und TO2 in Abhängigkeit von Eingabeinformationen KS von einem Tastenschalter SW ab, und innerhalb der Zeitdauer der Zeitgebersignale TO1 oder TO2 aktiviert das Motorsteuerteil 48 das Motorbetriebsteil 70 sowie das Hydraulikmotor-Betriebsteil 71.

Obgleich die vorstehend angegebenen Spritzantriebskomponenten durch den Tastenschalter SW bei dieser bevorzugten Ausführungs­ form aktiviert werden, kann auch ein gesonderter Hauptschalter derart vorgesehen sein, daß die Spritzantriebskomponenten durch den Hauptschalter aktiviert werden und der Betrieb der Spritzguß­ vorrichtung 1 bei jedem Spritzvorgang des fließfähigen Materials mit Hilfe des Tastenschalters gestartet und gestoppt wird, welcher stromab von dem Hauptschalter vorgesehen ist.

Auf der Basis des Positionsdetektionssignals SP, welches von dem Positionssensor 64 ausgegeben wird, detektiert die Antriebs­ steuereinrichtung 66 eine momentane Position der Schneckenwelle 48, welche durch die Gegenwirkung des fließfähigen Materials zurückgeschoben wird, welches in die Spritzöffnung 44c einge­ bracht wird, wie dies zuvor angegeben worden ist. Wenn bestimmt wird, daß die Schneckenwelle 48 sich nicht zu einer vorbestimmten Position entsprechend der vorbestimmten angesammelten Menge an fließfähigem Material zurückbewegt hat, bedeutet dies, daß das fließfähige Material sich nicht mit der vorbestimmten Menge bisher in der Spritzöffnung 44c angesammelt hat, und daher treibt die Antriebssteuereinrichtung 66 das Motorbetriebsteil 70 und das Hydraulikmotor-Betriebsteil 71 weiter an, um die Schneideinricht­ ungen 33 und die Schneckenwelle 48 für die Zeitdauer des Zeitge­ bersignals TO1 oder TO2 anzutreiben.

Wenn bestimmt wird, daß die Schneckenwelle 48 zu der vorbestimm­ ten Position zurückbewegt worden ist, bedeutet dies, daß sich die vorbestimmte Menge an fließfähigem Material angesammelt hat, und daher deaktiviert die Antriebssteuereinrichtung 66 das Motorbe­ triebsteil und das Hydraulikmotor-Betriebsteil 71. Zugleich aktiviert die Antriebssteuereinrichtung 66 das Spritzantriebs- Komponentenbetriebsteil 72, so daß die Schneckenwelle 48 durch die Hydraulikzylindereinheit 62 vorgeschoben wird, und die vorbestimmte angesammelte Menge des fließfähigen Materials von der Öffnung 44c in die Form 54 gespritzt wird.

Das Zeitgeberteil 67 erzeugt zwei Arten von Taktzeiten to1 und to2, und die Zeitgeberzeit to1 ist länger als die Zeitgeberzeit to2. Während der Dauer der Zeitgeberzeit to1 oder to2 gibt das Zeitgeberteil 67 das Taktsignal TO1 oder TO2, beispielsweise mit einem hohen Pegel an das Motorsteuerteil 68 und das Bestimmungs­ teil 69 ab. Bei Erhalt des Bestimmungssignals HO (beispielsweise mit hohem Pegel) von dem Bestimmungsteil 69, stoppt das Zeitge­ berteil 67 den Zählvorgang der Zeitgeberzeit to1 oder to2 für das Rücksetzen und setzt die Zeitgebersignale TO1 und TO2 auf einen niedrigen Pegelwert.

In Abhängigkeit von den eingegebenen Informationen KS, welche von dem Schalter SW erhalten wurden, erzeugt das Zeitgeberteil 67 zuerst das Zeitgebersignal TO1 und dann das Zeitgebersignal TO2 nach dem Verstreichen einer vorbestimmten kurzen Zeit TO nach der Beendigung des Zeitgebersignals TO1: nach Ablauf des ersten Zeitgebersignals TO1 wiederholt das Zeitgeberteil 67 die Erzeugung des Zeltgebersignals TO2 unter Einhaltung einer Zwischenzeit TO, bis das Teil durch das Bestimmungssignal HO von dem Bestimmungsteil 69 zurückgesetzt ist.

Wenn das Zeitgebersignal TO1 oder TO2 einen hohen Pegelwert annimmt, gibt das Motorsteuerteil 68 ein Antriebssteuersignal DS beispielsweise mit hohem Pegel ab, um die beiden Betriebsteile 70 und 71 zu aktivieren. Wenn jedoch das Zeitgebersignal TO1 oder TO2 einen niedrigen Pegelwert annimmt, gibt das Motorsteuerteil 68, oder wenn ein hochpegeliges Bestimmungssignal HO empfangen worden ist, während dem sich das Zeitgebersignal TO1 oder TO2 auf einem hohen Pegelwert befindet, gibt das Motorsteuerteil 68 ein Antriebssteuersignal DS mit niedrigem Pegel ab, um die beiden Betriebsteile 70 und 71 zu deaktivieren.

Das Bestimmungsteil 69 weist beispielsweise eine UND-Schaltung auf, und wenn das Zeitgebersignal TO1 oder TO2 und das Positions­ detektionssignal SP (beispielsweise haben alle diese Signale einen hohen Pegelwert) gleichzeitig von dem Zeitgeber 73 und dem Positionssensor 64 empfangen werden, gibt das Teil 69 ein hochpegeliges Bestimmungssignal HO an das Motorsteuerteil 68 und das Betriebsteil 71 für die Spritzantriebskomponenten ab. In Abhängigkeit von dem hochpegeligen Bestimmungssignal HO gibt das Motorsteuerteil 68 ein niedrigpegeliges Antriebssteuersignal DS ab, so daß die Motorbetriebsteile 70 und 71 deaktiviert werden und das Betriebsteil 72 für die Spritzantriebskomponenten aktiviert wird.

Wenn das Zeitgebersignal TO1 oder TO2 und das Positionsdetek­ tionssignal SP einmal gleichzeitig erzeugt werden, wird die Hydraulikzylindereinheit 62 aktiviert, um den Spritzvorgang einzuleiten, nachdem die beiden Motorbetriebsteile 70 und 71 deaktiviert sind.

Ein beispielhafter Ablauf der Steuerung nach Fig. 4 wird nachstehend unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm nach Fig. 5 erläutert.

Zuerst wird der Tastenschalter SW eingeschaltet (Schritt S1). In Abhängigkeit hiervon wird bewirkt, daß die elektrischen und hydraulischen Motore 34 und 60 über die zugeordneten Motorbe­ triebsteile 70 und 71 (Schritt S2) betrieben werden, und somit werden die Schneideinrichtungen 33 durch den Motor 34 angetrie­ ben, um den halberschmolzenen Rohblock W in Stücke zu zer­ kleinern. Das erhaltene zerkleinerte Material wird dann in den Zylinderabschnitt 44 der Spritzmaschine 46 gemäß den voranstehen­ den Ausführungen eingebracht. In der Zwischenzeit wird die Schneckenwelle 48 durch den Hydraulikmotor 60 drehangetrieben, so daß sie das zerkleinerte Material knetet und zu einer fließfähigen Masse formt, und daß die fließfähige Masse zu der Spritzöffnung 44c befördert wird, so daß mit dem Sammeln des Materials in der Öffnung 44c begonnen wird.

Der Elektromotor 34 und der Hydraulikmotor 60 bleiben fortgesetzt während der Dauer der vorbestimmten Zeitgeberzeit tO1 unter der Steuerung des Zeitgeberteils 67 (Schritt S3) wie zuvor be­ schrieben angetrieben.

Wenn die Zeitgeberzeit tO1 abgelaufen ist, werden die Motore 34 und 60 abgeschaltet (Schritt S5). Wenn jedoch die Zeitgeberzeit tO1 nicht abgelaufen ist, wird die Steuerung mit dem Schritt S4 fortgesetzt, um zu bestimmen, ob das Bestimmungssignal HO von dem Bestimmungsteil 69 ausgegeben worden ist oder nicht. Wenn kein Bestimmungssignal HO ausgegeben worden ist, wiederholt die Steuerung die Arbeitsabläufe nach den Schritten S2 und S3.

Wenn das Bestimmungssignal HO ausgegeben worden ist, um an­ zugeben, daß die Schneckenwelle 48 sich zu der vorbestimmten Position entsprechend der vorbestimmten angesammelten Menge an fließfähigem Material zurückbewegt hat, wird die Steuerung mit dem Schritt 510 fortgesetzt, um die beiden Motore 34 und 60 zu deaktivieren. Dann setzt die Steuerung das Zeitgeberteil 67 zurück und aktiviert die Hydraulikzylindereinheit 62 über das Betriebsteil 72, um einen Spritzvorgang mit dem fließfähigen Material auszuführen, welches sich in der vorbestimmten Menge angesammelt hat.

Wenn die Zeit tO nach dem Durchlaufen des Schritts S5 verstrichen ist, wird das Zeitgeberteil 67 wiederum aktiviert (Schritt S6), und die Motore 34 und 60 werden wiederum in Betrieb gesetzt (Schritt S7). Wenn dann die Zeitgeberzeit tO2 abgelaufen ist, wiederholt die Steuerung die Arbeitsabläufe nach den Schritten S6 und S7. Bevor die Zeitgeberzeit tO2 abläuft, zweigt die Steuerung zu dem Schritt S9 ab, in welchem bestimmt wird, ob das Bestimmungssignal HO von dem Bestimmungsteil 69 abgegeben worden ist. Wenn kein Bestimmungssignal HO abgegeben worden ist, wiederholt die Steuerung die Arbeitsabläufe der Schritte S7 und S8. Wenn das Bestimmungssignal HO abgegeben worden ist, wird der Steuerungsablauf mit dem Schritt S10 fortgesetzt.

Auf die zuvor beschriebene Weise detektiert während der Dauer der Zeitgeberzeit tO2 die Steuerung eine momentane Position der Schneckenwelle 48 auf der Basis des Positionsdetektionssignals SP, welches von dem Positionssensor 64 für das Bestimmungsteil 69 bereitgestellt wird. Wenn die detektierte Position der Schneckenwelle 48 so bestimmt wird, daß sie der vorbestimmten Position entsprechend der vorbestimmten angesammelten Menge übereinstimmt, gibt das Bestimmungsteil 69 ein hochpegeliges Bestimmungssignal HO ab, um den Elektromotor 34 und den Hydrau­ likmotor 60 zu stoppen.

Anschließend wird das Zeitgeberteil 67 zurückgesetzt (Schritt S11), und die Hydraulikzylindereinheit 62 wird wiederum akti­ viert, um das angesammelte fließfähige Material durch die Spritzöffnung in die Form 54 zur Bildung eines gewünschten metallischen Gußstückes zu spritzen (Schritt S12). Wenn die Schneckenwelle 48 noch nicht die vorbestimmte Position erreicht hat, dann kehrt der Steuerungsablauf zu dem Schritt S7 zurück, um die Arbeitsabläufe nach den Schritte S7, S8 und S9 zu wiederholen.

Auf die vorstehend beschriebene Weise steuert die Steuereinrich­ tung in geeigneter Weise die Weiterbeförderung des zerkleinerten Materials von den Schneideinrichtungen 33 zu dem Zylinder­ abschnitt 44, die Arbeitsweise der Schneckenwelle 48 in dem Zylinderabschnitt 44, das Sammeln und das anschließende Messen des fließfähigen Materials, die Zufuhr einer fehlenden Menge von angesammeltem fließfähigen Material und schließlich den Spritz­ vorgang für die vorbestimmte angesammelte Menge. Während alle Komponenten der Antriebssteuereinrichtung 66 zuvor derart beschrieben worden sind, daß sie auf dem positiven logischen Prinzip derart aufgebaut sind, daß sie durch ein hochpegeliges Signal aktiviert werden und durch ein niedrigpegeliges Signal deaktiviert werden, können sie natürlich auch nach dem negativen logischen Prinzip ausgelegt sein, bei dem sie durch ein niedrig­ pegeliges Signal aktiviert und durch ein hochpegeliges Signal deaktiviert werden. Ferner kann das Antriebssteuersignal DS, welches von dem Motorantriebssteuerteil 68 erzeugt wird, gleichzeitig an die beiden Motorantriebsteile 70 und 71 abgegeben werden, so daß die drehbaren Schneideeinrichtungen 33 und die Schneckenwelle 48 gleichzeitig aktiviert oder deaktiviert werden.

Zusammenfassend basiert die zuvor beschriebene Spritzgußvor­ richtung auf der Erkenntnis, daß eine momentane Position der Spritzwelle 48, welche sich durch die Gegenwirkung des fließfähi­ gen Materials zurückbewegen kann, welche sich in der Spritzöff­ nung 44c angesammelt hat, einer momentan angesammelten Menge des fließfähigem Materials in der Spritzöffnung 44c entspricht, und daher läßt sich die momentan angesammelte Menge des fließfähigen Materials mittels der Detektion der momentanen Position der Welle 48 feststellen bzw. detektieren. Wenn die detektierte momentane angesammelte Menge nicht die vorbestimmte Menge erreicht hat, treibt die Steuereinrichtung 66 die Schneideinrichtung 33 und die Spritzwelle 48 während eines Zeitraumes weiter an, bis die vorbestimmte Menge in der Öffnung erreicht ist. Bei einer solchen Steuerung kann immer eine gleichmäßige Menge an fließfähigem Material von der Spritzmaschine 46 in die Form 54 gespritzt werden, und dadurch wird ermöglicht, daß man auf konstante Weise qualitativ gute Gußerzeugnisse herstellen kann.

Gemäß einem weiteren wesentlichen Merkmal der Erfindung ist die Aufnahmekammer 28 für den erwärmten Rohblock gemäß den nach­ stehenden Ausführungen ausgelegt.

Wie insbesondere in Fig. 6 gezeigt ist, hat die Aufnahmekammer 28 ein Paar von Durchgangsabschnitten 74, welche am unteren Ende der Kammer 28 (unmittelbar oberhalb der Zerkleinerungskammer 32) in diametral gegenüberliegender symmetrischer Anordnung zuein­ ander vorgesehen sind, und ein innerer Hohlraum des jeweiligen Durchgangabschnittes 74 steht mit dem Inneren der Aufnahmekammer 28 in Verbindung. Die vertikale Position, an welcher die Durchgangsabschnitte 74 angeordnet sind, entspricht dem unteren Endabschnitt des in der Kammer 28 aufgenommenen Rohblocks W.

Wie insbesondere in Fig. 7 gezeigt ist, weist jeder Durchgangs­ abschnitt 74 eine horizontale Düse 76 und eine Kammereinheit 77 auf. Die Düsen 76 und die beiden Abschnitte 74 verlaufen von der Aufnahmekammer 28 in Gegenrichtungen derart horizontal, daß sie seitlich oder in Querrichtung von der Zerkleinerungskammer 32 eine vorbestimmte Länge vorstehen. Die zugeordneten Düsen 76 der Durchgangsabschnitte 74, welche jeweils einen inneren Hohlraum 76a bilden, werden von Rohren gebildet, welche gleiche Ab­ messungen haben, und welche innere Enden haben, die durch das Isoliermaterial 28b, die Heizeinrichtung 28a und den inneren Zylinder 28c durchgeführt sind. Somit öffnen sich die Innenräume 76a der Düsen 76 in die Aufnahmekammer 79 in diametral gegenüber­ liegender Anordnung zueinander.

Ferner haben die linken und rechten Düsen 76, welche in derselben horizontalen Ebene quer zu dem Inneren der Aufnahmekammer 28 angeordnet sind, äußere Endflansche 78, an welchen mit Hilfe von Schrauben die linken und rechten Kammereinheit 77 angebracht sind, welche eine übereinstimmende Auslegung haben. Jede Kammereinheit 77 umfaßt ein durchmessergroßes Zylinderteil 79 koaxial zu der Düse 76, und der innere Endflansch 79a des Zylinderteils 79 ist mittels einer Schraubverbindung mit dem äußeren Endflansch 78 der zugeordneten Düse 76 unter Zwischenlage eines Dichtungsteils verbunden. In jeder der Kammereinheit 77 ist eine lichtübertragende Platte, wie eine transparente Glasplatte 80, fest an dem äußeren Endflansch 79b des durchmessergroßen Zylinderteils 79 mit Hilfe einer ringförmigen Befestigungskappe 81 unter Zwischenlage von O-Ringen 81b befestigt. Somit bildet jede Kammereinheit 77 einen dicht geschlossenen, inneren Hohlraum 82 mit einem vorbestimmten Volumen, welcher in kommunizierender Verbindung mit dem Inneren der Aufnahmekammer 28 für den erwärmten Rohblock über den Innenraum 76a der zugeordneten Düse 76 steht.

Ferner ist in jeder Kammereinheit 77 eine innere Gaseinführungs­ düse 78 in dem durchmessergroßen Zylinderteil 79 und am anderen Ende mit einer Inertgaszufuhrquelle (nicht gezeigt) über eine Schlauchleitung 85 verbunden, so daß Inertgas dem Innenraum 82 zugeführt werden kann. Ein Wasserkühlmantel 86 ist fest um den inneren Endabschnitt des durchmessergroßen Zylinderteils 79 vorgesehen. Eine Kühlwasser-Einführungsdüse 68 ist an einem Ende mit dem Kühlmantel 86 und am anderen Ende mit der Kühlwasservor­ ratsquelle (nicht gezeigt) über eine Schlauchleitung 89 ver­ bunden. Die Wasserkühlmäntel 86 arbeiten derart, daß sie verhindern, daß Wärme von der Aufnahmekammer 28 für den erwärmten Rohblock zu den transparenten Glasplatten 88 in den Durchgangs­ abschnitten 84 übertragen wird. In jedem Durchgangsabschnitt 74 ist ein Träger 90 vorgesehen, welcher im allgemeinen eine gestürzt U-förmige Gestalt hat, und einen inneren vertikalen Basisabschnitt 90a, welcher an einem Ende mit den Wasserkühlmän­ teln 86 verbunden ist, einen horizontalen Abschnitt und einen äußeren vertikalen Abschnitt 90b hat, welcher von der zugeord­ neten Kammereinheit 77 nach unten und außen verläuft.

An dem äußeren vertikalen Abschnitt 90b des Trägers 90 in einem der Durchgangsabschnitte 74 ist ein lichtemittierendes Element 92a zum Abgeben eines Lichtstrahles zu der äußeren Seite der Kammereinheit 77 in einer solchen Weise angebracht, daß die optische Achse des emittierten Lichts horizontal in das Zentrum des Innenraums 76a der Düse 76 geht, wie dies mit gebrochener Linie in Fig. 6 verdeutlicht ist. Das lichtemittierende Element 92a gibt kontinuierlich Licht ab, wenn die Spritzgußvorrichtung 1 in Betrieb ist. An dem äußeren vertikalen Abschnitt 90b des Trägers 90 in den anderen Durchgangsabschnitten 74 ist ein Lichtempfangselement 92b zur Aufnahme des von dem lichtemit­ tierenden Element 92a abgegebenen Lichtstrahls angebracht. Wenn daher kein Hindernis zwischen diesen Teilen vorhanden ist, das heißt sich kein erwärmter Rohblock W in der Aufnahmekammer 28 befindet, wird der von dem Element 92a abgegebene Lichtstrahl über die transparente Glasplatte 80, den Innenraum 76a und den Innenraum 82 des einen Durchgangsabschnittes 74 sowie den Innenraum der Aufnahmekammer 28 und den anderen Durchgangs­ abschnitt 74 gerichtet, in welchem er durch den Innenraum 76a, den Innenraum 82 und die transparente Glasplatte 80 geht, und dann auf das Lichtempfangselement 92b trifft.

Inertgas wird in die dicht verschlossenen Innenräume der Kammereinheiten 77 über die zugeordneten Inertgas-Einführungs­ düsen 84 eingeleitet, und über die Innenräume 76a der Düsen 76 in die Aufnahmekammer 28 für den erwärmten Rohblock eingeleitet. Die Aufnahmekammer 28 wird unter einer Inertgasatmosphäre gehalten, um eine Oxidation des darin aufgenommenen Rohblocks W zu verhindern. Somit dienen die Innenräume 76 jeweils als ein Inertgas-Zufuhrdurchgang und ein Lichtstrahldurchgang für die optische Detektion des Vorhandenseins oder des Fehlens eines Rohblocks W in der Kammer 28.

Wenn die Schneideinrichtungen 33 den erwärmten Rohblock W, welcher in der Kammer 28 nach Fig. 6 aufgenommen ist, zer­ kleinern, wird der von dem Element 92a abgegebene Lichtstrahl durch den Rohblock W unterbrochen und kann nicht das Licht­ empfangselement 92b erreichen, welches somit anzeigt, daß der Rohblock W in der Aufnahmekammer 28 vorhanden ist und mittels den Schneideinrichtungen 33 zerkleinert wird. In diesem Fall wird ein weiterer Rohblock W nicht zu der Aufnahmekammer 28 gefördert.

Wenn jedoch das Zerkleinern des Rohblocks W fortschreitet, wird die vertikale Länge oder die Höhe des Rohblocks W kleiner, wenn das obere Ende des Rohblocks W eine niedrigere Lage als das untere Ende der Innenräume 76a einnimmt, kann das emittierte Licht von dem lichtemittierenden Element 92a das Lichtempfangs­ element 92b erreichen, welches somit einer Steuereinrichtung (nicht gezeigt) ein Signal liefert, welches angibt, daß kein Rohblock W in der Aufnahmekammer vorhanden ist, und ein nächster Rohblock W der Aufnahmekammer 28 zugeführt werden kann. In Abhängigkeit von diesem Signal wird der Anschlag 15 in Richtung nach unten verschwenkt, um den nächsten Rohblock W freizugeben, welcher in der Erwärmungskammer 4 in einer Wartestellung ist, und die untere Verschlußeinrichtung 22 wird in die Offenstellung bewegt um zu ermöglichen, daß der freigegebene Rohblock W durch die Führungskammer 22 usw. zu der Aufnahmekammer 28 befördert wird.

Wie vorstehend beschrieben worden ist, nutzt die Spritzgußvor­ richtung 1 lichtemittierende und empfangende Elemente 92a und 92b, um das Vorhandensein oder das Fehlen eines Rohblocks W in der Aufnahmekammer 28 kontinuierlich zu überwachen. Hierdurch wird ermöglicht, daß ein darauffolgender Rohblock W automatisch zu der Kammer 28 und somit zu den Schneideeinrichtungen 33 befördert wird, wenn ein vorangehender Rohblock W nahezu vollständig zerkleinert worden ist.

Da in der Aufnahmekammer 28 normalerweise eine vorbestimmte Temperatur mittels der Heizeinrichtung 28a aufrechterhalten wird, um zu ermöglichen, daß der Rohblock W den Schneideeinrichtungen 33 im erwärmten Zustand zugeführt wird, wird die Wärme der Aufnahmekammer 28 in unerwünschter Weise über die Düsen 76 usw. zu den Kammereinheiten 77 übertragen, von denen die Wärme über die Träger 90 mit den lichtemittierenden und empfangenden Elementen 90a und 90b übertragen wird, bei denen es sich um elektronische Einrichtungen handelt, welche geringe Wärmetoleran­ zen haben. Da jedoch die Wasserkühl-Mäntel 86, welche mit den Trägern 90 verbunden sind, vorgesehen sind, kann die Spritzguß­ vorrichtung 1 gemäß der bevorzugten Ausführungsform in effektiver Weise verhindern, daß Wärme zu den lichtemittierenden und empfangenden Elementen 92a und 92b übertragen wird, und daß die Elemente 92a und 92b sogar gekühlt werden können.

Selbst wenn folglich die relativ heiße Aufnahmekammer 28 mit den lichtemittierenden und empfangenden Elementen 92a und 92b über die Düsen 76 verbunden ist, welche als Gasdurchgänge dienen, ist es möglich, nachteilige thermische Einflüsse auf die Elemente 92a und 92b zu verhindern, so daß ein gleichmäßiges und zuverlässiges Arbeiten dieser Elemente 92a und 92b erreicht wird.

Fig. 8 zeigt eine Ausführungsvariante der Durchgangsabschnitte, in welcher gleiche oder ähnliche Teile wie in den Fig. 6 und 7 mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Nur einer der Durchgangsabschnitte 74′ ist in Fig. 8 aus Vereinfachungsgründen gezeigt, da die beiden Abschnitte 74′ im wesentlichen eine übereinstimmende Auslegung wie bei den zuerst beschriebenen entsprechenden Teilen 74 haben.

Der modifizierte Durchgangsabschnitt 74′ wurde derart ausgelegt, daß sich Schwierigkeiten ausräumen lassen, die durch Rohblock­ partikel erzeugt beim Zerkleinern der Rohblöcke W verursacht werden. Insbesondere besteht eine Möglichkeit, daß diese Rohblockpartikel durch die Aufnahmekammer 28 in die Innenräume 76a der Düsen 76 gelangen und sogar an der Innenfläche der transparenten Glasplatten 80 haften können, welche den zugeord­ neten Innenräumen 82 zugewandt sind. Hierdurch wird die Licht­ durchlässigkeit der Glasplatten 80 herabgesetzt.

Um diese Verminderung der Lichtdurchlässigkeit zu vermeiden, ist in jedem der modifizierten Durchgangsabschnitte 74′ eine Gaseintrittsöffnung 74 an dem vorderen Ende der Inertgas- Einführungsdüse 84 vorgesehen, welche derart schräg verläuft, daß sie auf die innere Fläche 80a der Glasplatte 80 gerichtet ist. Das über die Düse 84 zugeführte Inertgas wird schräg durch die Führung 94 auf die Glasplatteninnenfläche 80a gerichtet oder geblasen. Somit wird die Glasplatteninnenfläche 80a durch das Inertgas gereinigt und kann konstant eine ausreichende Licht­ durchlässigkeit haben. Beim dargestellten Beispiel ist die Eintrittsöffnung 94 in der Nähe der Innenfläche 80a angeordnet, und die Düse 84 ist mit einem Mantel 96 verbunden, welcher die Eintrittsöffnung 94 umgibt.

Zusammenfassend sind bei der Spritzgußvorrichtung nach den Fig. 6 bis 8 die Durchgangsabschnitte 74 derart ausgelegt, daß sie als Lichtstrahldurchgänge für die Sensorelemente 92a und 92b dienen, um zu detektieren, ob ein erwärmtes Material in der Aufnahmekammer 28 vorhanden ist, und daß sie auch als Durchgänge für die Zufuhr von Inertgas in die Aufnahmekammer 28 dienen. Insbesondere können die Durchgangsabschnitte 74 gemeinsam für die optische Detektion eines erwärmten Materials in der Aufnahmekam­ mer 28 und zum Einleiten von Inertgas in die Aufnahmekammer 28 genutzt werden, und hierdurch wird die Gesamtauslegung wesentlich vereinfacht, welche für die optische Detektion des Vorhandenseins oder des Fehlens eines erwärmten Materials in der Aufnahmekammer 28 und für die Inertgaszufuhr zu der Aufnahmekammer 28 erforder­ lich ist.

Claims (5)

1. Spritzgußvorrichtung zur Herstellung eines metallischen Gußstücks, welche folgendes aufweist:
eine Erwärmungskammer (4) zum Erwärmen eines zu vergießenden Materials;
Zerkleinerungseinrichtungen (33) zum Zerkleinern des in der Erwärmungskammer (4) erwärmten Materials;
eine Spritzmaschine (46), welche eine Spritzkammer (44) umfaßt, um den durch die Zerkleinerungseinrichtungen (33) zerkleinerten Rohblock aufzunehmen, und eine Spritzwelle bzw. Spritzschnecke (48) umfaßt, welche drehbeweglich in der Spritzkammer (44) vorgesehen ist und entlang der Spritzkam­ mer (44) in Richtung auf eine Form (54) zu und von dieser weg axial beweglich ist,
wobei die Welle (48) das zerkleinerte Material zu einer fließfähigen Masse verarbeitet und die fließfähige Masse zu einer Spritzöffnung (44c) fördert, welche zwischen den vorderen Endabschnitten der Welle (48) und der Spritzkammer (44) in der Nähe der Form (54) ausgebildet ist, so daß die fließfähige Masse sich allmählich in der Spritzöffnung (44c) sammelt, wobei die Welle (48) geringfügig von der Form (54) durch die Gegenwirkung der fließfähigen Masse, welche sich in der Öffnung (44c) angesammelt hat, um einen Weg zurückbe­ wegt wird, welcher proportional zu einer momentanen angesam­ melten Menge der fließfähigen Masse in der Öffnung (44c) ist, und wobei nur dann, wenn die in der Öffnung (44c) angesammelte fließfähige Masse eine vorbestimmte Menge erreicht, welche zur Ausbildung eines gewünschten metalli­ schen Gußstückes erforderlich ist, die Welle (48) angetrie­ ben wird, um diese in Richtung der Form zu bewegen, und die vorbestimmte Menge an fließfähiger Masse von der Öffnung (44c) in die Form (54) zu spritzen;
eine Bestimmungseinrichtung (69) zum Bestimmen einer momentanen Position der Welle (48), um hierdurch eine momentan angesammelte Menge der fließfähigen Masse in der Öffnung (44c) zu detektieren und um zu bestimmen, ob die detektierte momentan angesammelte Menge der fließfähigen Masse die vorbestimmte Menge erreicht hat; und
eine Steuereinrichtung (68), welche dann, wenn die Bestimmungseinrichtung (69) bestimmt, daß die detektierte momentan angesammelte Menge nicht eine vorbestimmte Menge erreicht hat, die Zerkleinerungseinrichtung (93) und die Welle (48) weiter antreibt, bis eine Menge an fließfähiger Masse, welche noch im Vergleich zu der vorbestimmten Menge fehlt, zusätzlich der Öffnung (44c) zugeführt worden ist.

2. Spritzgußvorrichtung zur Herstellung eines metallischen Gußstücks, welche folgendes aufweist:
eine Erwärmungskammer (4) zum Erwärmen eines zu gießenden Materials;
eine Aufnahmekammer (28) zur Aufnahme des in der Erwärmungseinrichtung (4) erwärmten Materials, wobei die Aufnahmekammer (28) eine Temperatur hat, mit der die Wärme des erwärmten Materials aufrechterhalten wird, und in welcher eine Inertgasatmosphäre vorhanden ist, um eine Oxidation des erwärmten darin aufgenommenen Materials zu verhindern;
Zerkleinerungseinrichtungen (33), welche das erwärmte Material zerkleinern, welches in der Aufnahmekammer (28) aufgenommen ist;
eine Spritzmaschine (46), welche eine Spritzkammer (44) umfaßt, um den mittels den Zerkleinerungseinrichtungen (33) zerkleinerten Rohblock aufzunehmen, und eine Spritzwelle bzw. eine Spritzschnecke (48) umfaßt, welche drehbeweglich in der Spritzkammer vorgesehen ist und axial beweglich längs der Spritzkammer (44) angeordnet ist, um das zerkleinerte Material zu einer fließfähigen Masse zu verarbeiten und die fließfähige Masse in eine Form (50) zu spritzen;
ein Paar von Durchgangsabschnitten (74; 74′), welche an vorbestimmten Positionen an einer äußeren Fläche der Aufnahmekammer (28) in gegenüberliegender Anordnung zuein­ ander vorgesehen sind, wobei die Durchgangsabschnitte (74; 74′) innere Hohlräume (76a, 82) haben, welche mit einem Innenraum der Aufnahmekammer (28) im allgemeinen in der gleichen Ebene quer zu dem Innenraum der Aufnahmekammer (28) in Verbindung stehen;
ein Fotosensor (92, 92b) zum Detektieren, ob irgendein erwärmtes Material sich in der Aufnahmekammer (28) befindet, wobei der Sensor (92a, 92b) ein lichtemittierendes Element (92a), welches an einem der Durchgangsabschnitte (74; 74′) angebracht ist, und ein Lichtempfangselement (92b) umfaßt, welches an dem anderen Durchgangsabschnitt (74; 74′) derart vorgesehen ist, daß ein von dem emittierenden Element (92a) an einem der Durchgangsabschnitte (74; 74′) abgegebener Lichtstrahl durch das Innere der Aufnahmekammer (28) mit dem Empfangselement (92b) an dem anderen Durchgangsabschnitt (74; 74′) längs der Hohlräume (76a, 82) gehen kann, wenn kein erwärmtes Material in der Aufnahmekammer (48) vorhanden ist; und
Inertgas-Zufuhreinrichtungen (84, 85), welche Rohre (84) umfassen, welche mit den Durchgangsabschnitten (74; 74′) zum Einleiten des Inertgases in die Aufnahmekammer (28) über die inneren Hohlräume (76a, 82) der Durchgangsabschnit­ te (74; 74′) verbunden sind, wobei die Durchgangsabschnitte (74; 74′) als Durchgänge sowohl für den Lichtstrahl als auch für das Inertgas dienen.

3. Spritzgußvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die lichtemittierenden und empfangenden Elemente (92a, 92b) an Positionen angebracht sind, die einem unteren Ende des Materials entsprechen, welches in der Aufnahmekammer (28) aufgenommen ist.

4. Spritzgußvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Hohlraum (76a, 82) jedes Durchgangsabschnitts (74; 74′) an einem äußeren Ende mit einer transparenten Glasplatte (80) bedeckt ist, und daß die lichtemittierenden und empfangenden Elemente (92a, 92b) außerhalb der Glas­ platten (80) angeordnet sind, wobei die jeweiligen Durch­ gangsabschnitte (74; 74′) eine Inertgas-Eintrittsöffnung (94) haben, welche sich in Richtung der Glasplatte (80) öffnet, so daß das über die Gaszufuhreinrichtungen (84, 85) zugeführte Inertgas über die Eintrittsöffnung (94) auf die Glasplatte (80) geblasen wird.

5. Spritzgußvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweiligen lichtemittieren­ den und empfangenden Elemente (92a, 92b) an einem Träger (90) angebracht sind, welcher fest an einem der Durchgangs­ abschnitte (74; 74′) vorgesehen ist, und daß jeder Durch­ gangsabschnitt (74; 74′) einen Wasserkühl-Mantel (86) umfaßt, welcher mit dem Träger (90) verbunden ist, um zu verhindern, daß Wärme von der Aufnahmekammer (28) über den Träger (90) zu den zugeordneten lichtemittierenden und lichtempfangenden Elementen übertragen wird.