DE3605529A1

DE3605529A1 - Vertikale giesseinrichtung fuer eine druckgiessmaschine

Info

Publication number: DE3605529A1
Application number: DE19863605529
Authority: DE
Inventors: Sadayuki Ube Yamaguchi Dannoura
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1985-02-20
Filing date: 1986-02-20
Publication date: 1986-08-28
Anticipated expiration: 2006-02-21
Also published as: AU581966B2; US4871010A; US4779664A; CA1265312A; AU5376586A; DE3605529C3

Description

GEYER, HAGEMANN & KEHL

PATENTANWÄLTE ti I . « * _e* * _s"\. °/\
EUROPEAN PATENT ATTORNEYS J- * * _β*₀. °_οβ" %.'

Ismaninger Straße 108 · 8000 München 80 · Telefon O089/980731-34 · Telex 5216136 hage d · Telegramm: hageypatent · Telefax 089/982421 Automat (CCITTGr.2)

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Übe Industries, Ltd. München,

u.Z.: Pat 406/2-86M 20.02.86

Dr.G/2/bf

Vertikale Gießeinrichtung für eine Druckgießmaschine

Die Erfindung bezieht sich auf eine vertikale Gießeinrichtung für eine Druckgießmaschine mit einer Form, die einen Formhohlraum aufweist, mit einem Gießkanal, der verschiebbar in einer EingieObohrung am unteren Endabschnitt der Form aufgenommen ist, mit einer stationären \

Hülse, die starr in der Eingießbohrung befestigt und an die der Gießkanal anlegbar ist, sowie mit einem verschieblich im Gießkanal angebrachten Druckkolben zum Einschießen der heißen, in den Gießkanal eingebrachten Metallschmelze in die Form.

Gießverfahren für Druckgießmaschinen sind im Stand der Technik weithin bekannt als typische Verfahren zur Herstellung einer Vielzahl von Präzisions-Gießprodukten. Diese Gießart wird so ausgeführt, daß ein Hohlraum für eine Metallschmelze mit geschmolzenem Metall bei hoher Geschwindigkeit und unter hohem Druck aufgefüllt wird. Dabei besteht allerdings die Möglichkeit, daß das Gas im Hohlraum nicht ausreichend aus diesem abgezogen wird, was zur Folge hat, daß das noch vorhandene Gas mit der Metallschmelze vermischt wird und dann im Produkt in Form von Gasblasen verbleibt. In vielen Anmeldungen wurde aus diesem Grund das übliche Druckgießen als für die Herstellung solcher Teile ungeeignet bezeichnet, die im speziellen in hohem Maße frei von Gaseinschlüssen sein sollen.

Um dieses Problem zu lösen, wurde in der japanischen Gebrauchsmuster-Offenlegungsschrift Nr. 57-13873 und in anderen Druckschriften ·*'

vom Anmelder der vorliegenden Erfindung eine Gasentlüftungseinrichtung für Metallformen entwickelt und beschrieben, die zum Entlüften und Entgasen des Formhohlraums während des Gießvorganges geeignet ist, um dadurch Gaseinschlüsse im Produkt zu verhindern, wodurch es möglich ist, Gießprodukte hoher Qualität zu erhalten.

Diese bekannte Gasentlüftungseinrichtung weist ein Gasentlüftungsventil in einem Gasauslaßkanal auf, das den Formhohlraum mit der Außenseite der Vorrichtung verbindet, wobei heiße Metallschmelze in den Formhohlraum eingeschossen wird, wenn dieses Ventil geöffnet ist, und wobei dieses Ventil nach erfolgter Entlüftung des Formhohlraums von dem Gas geringer Masse in ihm verschlossen wird durch eine Trägheitskraft der Metallschmelze großer Masse, die aus dem Formhohlraum in den Gasauslaßkanal eindringt, und dadurch verhindert wird, daß die heiße Metallschmelze unerwünscht ausfließen könnte. Mit dieser bekannten Vorrichtung kann das Abziehen des Gases innerhalb der Form sicher und leicht ausgeführt werden.

Die Anmelderin der vorliegenden Anmeldung hat darüberhinaus aber auch noch ein Dekompression- oder Vakuum-Druckgießverfahren und eine entsprechende Maschine entwickelt, bei welcher der weiter oben erwähnte Gasauslaßkanal an einen Vakuumerzeuger angeschlossen wird, wodurch eine positive Gasevakuierung in der Form erfolgt. Dieses Druckgießverfahren mit Druckerniedrigung dient dazu, eine Dekompression zu bewirken durch Abzug von Gas über den Gasstrom hinaus, der von der Außenseite der Form in den Formhohlraum durch einen Spalt einfließt, wodurch der Entgasungsvorgang in der Form verstärkt wird.

Allerdings kann es bei dem vorstehend genannten Druckgießverfahren vorkommen, daß ein Gasstrom von der Außenseite der Vorrichtung zur Innenseite über einen Spalt zwischen einer Eingießhülse (Gießkanal) und dem Kolbenkopf des Druckkolbens auftritt infolge der Differenz zwischen der aus dem Formhohlraum abgezogenen Gasmenge und dem Gas, das in den Hohlraum einströmt. Dies hat zur Folge, daß bei der Evakuierung des Hohlraums ein Teil der Metallschmelze im Gießkanal durch diese zusätzlich einströmende Luft brodelt und unkontrolliert in den Formhohlraum vor dem eigentlichen Druckgießvorgang eingesaugt wird,

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wodurch es zum Entstehen einer dünnen Erstarrungsschicht längs der Innenflächen des Formhohlraums kommt. Ist dies aber einmal geschehen, lassen sich keine zufriedenstellenden Gießprodukte mehr erzielen. Selbst wenn darüberhinaus ein Eingießvorgang ausgeführt werden sollte, wird Feuchtigkeit, Trennmittel aus der Form oder Schmiermittel usw. von außerhalb des Hohlraums in diesen hineingezogen, oder auch heiße Metallschmelze aus dem Gießkanal zu einem Zeitpunkt, an dem der Evakuiergrad noch nicht ausreichend groß ist. Dies hat zur Folge, daß Verunreinigungen wie z.B. Schmiermittel in das Gießprodukt eingelagert werden, wodurch die Produktqualität abnimmt, oder daß Feuchtigkeit in Kontakt mit der eingeschossenen Metallschmelze gelangt, verdampft wird und hierdurch Gasblasen erzeugt werden, wodurch es wiederum zu keinem ausreichenden Evakuiereffekt kommt. Wegen der Tatsache, daß dabei heiße Metallschmelze angesaugt wird, bevor der Druck im Formhohlraum

bis auf einen ausreichend tiefen Evakuiergrad abgesunken ist, kann es ^

darüberhinaus dann auch noch zu der Möglichkeit kommen, daß Gas dorthin angesaugt wird oder daß die etwas früher eingezogene Metall- «

schmelze sich mit der danach eingeschossenen Metallschmelze nicht ausreichend gut vermischt, wodurch das Erscheinungsbild des Endproduktes abfällt.

Die vorstehend beschriebene bekannte Druckgießmaschine weist aber auch noch andere Nachteile auf. Wenn der Druckgießvorgang ausgeführt wird, kann es, während die Innenseite des Formhohlraums von oben her evakuiert wird, dazu kommen, daß Luft über die Anlagefläche der Eingießhülse in den Gießkanal hineingezogen wird. Wenn dementsprechend eine oben auf dem Kolbenoberteil bei Beginn des Einschießvorganges abgelagerte Erstarrungsschicht zum Zeitpunkt des Einschießens in die Form aufgebrochen wird, kann Luft über den Bereich der Anlagefläche der Gießhülse in die Metallschmelze eintreten, was dazu führt, daß Luft zusammen mit der heißen Metallschmelze in den Hohlraum der Form eintritt. Dieser unerwünschte Effekt soll anhand von Fig. 18, die einen solchen Stand der Technik zeigt, näher erläutert werden:

In eine Eingießbohrung 4 einer Form 3, die einen Formhohlraum 1 sowie einen verengten Abschnitt 2 aufweist, sitzt eine stationäre Hülse 5 und eine Eingießhülse (Schußkanal) 7, wobei in letztere heiße Metallschmelze ^

6 für die Ausführung eines Schußvorganges eingefüllt ist. In einer

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Innenbohrung der Gießhülse 7 ist verschieblich ein Kopf 8 eines Druckkolbens angeordnet. Zum Zeitpunkt der Einleitung des Eingießvorganges wird eine Erstarrungsschicht 9 ausgebildet, indem die heiße Metallschmelze 6, die mit den Endflächen des Kolbenkopfes 8 und den Innenflächen des Gießkanales 7 in Berührung kommt, unmittelbar an diesen Flächen erstarrt. Die Erstarrungsschicht 9 wird abgestoßen, wenn sich der Kolben für den Schußvorgang nach oben bewegt, wird komprimiert und schließlich zwischen einer Fläche 10 vorne an dem verengten Abschnitt 2 und der Endfläche des Kolbenkopfes 8 zerkleinert und zerstampft. Dies führt aber dazu, daß sie zusammen mit einem Schwamm aus erstarrter Schmelze 6 innerhalb der stationären Hülse 5 verbleibt, ohne in den Formhohlraum 1 einzutreten. Wenn das Produkt herausgenommen wird, wird die erstarrte Schicht 9 einstückig mit dem Schwamm erstarrten Materiales von dem verengten Abschnitt 2 getrennt.

Wenn bei der vorbekannten Druckgießmaschine allerdings das Gas aus dem Formhohlraum 1 evakuiert wird, wird Luft von einem Spalt zwischen der Eingießbohrung 4 der Form 3 und der Eingießhülse 7, die in diese Bohrung eingesetzt ist, angesaugt Auf diese Weise tritt Luft in einen Spalt zwischen den Innenflächen der stationären Hülse 7 und der auf dieser ausgebildeten erstarrten Materialschicht 9. Die erstarrte Schicht 9 wird dann weiter von dem Kolbenkopf 8 zusammengedrückt, bis schließlich ein Kontakt mit der Fläche 10 hergestellt ist. Als Ergebnis hiervon wird die erstarrte Schicht 9 teilweise und nacheinander aufgebrochen, wie dies durch die Bezugszeichen 9A in Fig. 18 dargestellt werden soll, wodurch die zugeführte Luft in die heiße Metallschmelze über Spalte zwischen den aufgebrochenen Fragmenten 9A der Erstarrungsschicht eintreten kann und schließlich in den Formhohlraum 1 über das geschmolzene Material und den verengten Abschnitt 2 gelangt. Entsprechend treten die Luft und die heiße Metallschmelze wechselseitig durch den verengten Abschnitt 2. Dies führt dazu, daß der Fluß der heißen Metallschmelze gestört wird, wodurch wiederum keine Druckgußprodukte hoher Qualität erzielt werden können.

Angesichts dessen hat die Anmelderin der vorliegenden Anmeldung ein weiteres Gießverfahren und eine Vorrichtung hierfür in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 59-144566 beschrieben, wobei hier die

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• Evakuierung von der Gleitfläche des Kolbenkopfes aus gemeinsam mit einer Dekompression im Formhohlraum vorgenommen wird. Die in dieser Druckschrift beschriebene Ausführungsform einer solchen Vorrichtung zeigt dabei die Ausformung einer Nut in der äußeren Umfangsfläche des in der Eingießhülse verschieblich angeordneten Kolbenkopfes, wobei diese Nut an einen Vakuumerzeuger angeschlossen ist. Im dort beschriebenen Beispiel wird zur zweckmäßigen Bearbeitung der Nut und der Luftkanäle ein sogenannter "Doppelkopf" eingesetzt, bei dem der Kolbenkopf axial \Q geteilt ist und eine Nut am Außenumfang oder an der oberen äußeren Umfangsfläche eines Kblbenkopf-Segmentes ausgebildet wird. Ferner ist ein Luftführungskanal vorgesehen, der axial durch das andere Kolbenkopf-Segment und die Kolbenstange hindurch verläuft.

Allerdings weist auch diese Konstruktion gewisse Nachteile auf. Wenn dabei nämlich ein Teil der heißen Metallschmelze innerhalb des Eingießkanales beim Anlegen des Vakuums eingesaugt und dabei ein Luftkanal durch die heiße Metallschmelze verstopft wird, dann wird es notwendig, die Kolbenstange an der verstopften Stelle aufzuschneiden, ^urn den Metallpfropfen zu entfernen, oder man muß die defekte Kolbenstange durch eine neue ersetzen. Dies führt nicht nur zu einem großen Aufwand an Zeit und Arbeit für die Reparatur, sondern auch zu einem Ansteigen deren Kosten.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, hier eine /1 Verbesserung zu schaffen und eine Gießeinrichtung für eine Druck-

T⁸Y" gießmaschine vorzuschlagen, die bei weitgehender Vermeidung der aufgezeigten Nachteile ein unerwünschtes Einströmen von Luft in den Formhohlraum beim Evakuieren noch besser verhindert.

Erfindungsgemäß wird dies bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß eine Evakuiereinrichtung vorgesehen ist, mittels derer vor Beginn des Einschusses der Metallschmelze oder im Verlauf desselben ein Abschnitt, in den Luft eintritt, und der Formhohlraum derart evakuierbar sind, daß der Zeitpunkt zum Evakuieren dieses Abschnitts um eine vorbestimmte Zeitspanne dem Zeitpunkt zum Evakuieren des Formhohlraumes vorausgeht, wobei der zeitliche Vorlauf vorzugsweise mehr als 0,2 see. beträgt.

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Infolge der erfindungsgemäßen Maßnahmen erfolgt das Anlegen des Vakuums an einen Vorrichtungsabschnitt, in den Luft eintreten kann, zu einem geeigneten Zeitpunkt vor dem Anlegen des Vakuums an den Formhohlraum, wodurch nicht nur das Eintreten der Luft durch den Abschnitt verhindert, sondern zusätzlich auch noch erreicht wird, daß durch das Ausbilden einer Erstarrungsschicht dicht und fest auf der Endfläche des Kolbenkopfes das Eintreten von Luft in den Formhohlraum vermieden wird.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß der Abschnitt einen Spalt zwischen dem Eingießkanal und dem Kolben umfaßt, so daß durch den Spalt eintretende Luft evakuiert wird. Vorzugsweise wird hierbei der Kolben so ausgebildet, daß er einen Kolbenkopf aufweist, an dessen Außenumfangsfläche eine Ringnut ausgebildet ist, wobei die Evakuierung des Abschnitts über diese Ringnut bewirkt wird.

Eine weitere vorzugsweise Ausgestaltung der Erfindung besteht auch darin, daß der Abschnitt einen in der Form ausgebildeten Hohlraum umfaßt und die zwischen Form und Gießkanal eintretende Luft über diesen Hohlraum abgesaugt werden kann.

Des weiteren besteht eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung auch darin, daß der Abschnitt eine Trennfläche umfaßt, an der die Formhälften der Form aneinander anliegen und Luft von dieser Trennfläche sowie zwischen der Form und dem Eingießkanal über die Evakuiereinrichtung evakuiert wird.

Vorzugsweise wird auch eine Dichtung zwischen der oberen Endfläche des Eingießkanales und der unteren Endfläche der stationären Hülse vorgesehen, wodurch zusätzlich ein Eindringen von Luft hier in den Eingießkanal erschwert bzw. verhindert wird. Bevorzugt ist diese Dichtung an der stationären Hülse befestigt.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht ferner darin, daß der Druckkolben einen Kolbenkopf und eine Kolbenstange

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aufweist, zwischen denen ein Verbindungsglied lösbar befestigt ist, in dessen dem Kolbenkopf zugewandten Endabschnitt ein Hohlraum derart ausgebildet ist, daß er in Verbindung mit einem Spalt zwischen Kolbenkopf und Gießkanal steht und an eine in dem Verbindungsglied ausgebildete Bohrung angrenzt, daß ferner in der Kolbenstange eine Nut ausgebildet ist, die sich zur Außenumfangsfläche der Kolbenstange öffnet, und daß ein Evakuierrohr in diese Nut eingelegt ist, dessen eines Ende an einen Vakuumerzeuger angeschlossen und dessen anderes Ende in die Bohrung im Verbindungsglied eingeführt und dort lösbar befestigt ist. Hierdurch lassen sich die Reparaturarbeiten ganz entscheidend vereinfachen, die dann erforderlich werden, wenn das Vakuumrohr, das für die Absaugung der Luft aus dem Eingießkanal benutzt wird, von Metallschmelze verstopft wird. Vorzugsweise wird dabei der Grad des Vakuums für die Evakuierung dieses Abschnitts größer als der für die Evakuierung des Formhohlraumes eingestellt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung im Prinzip beispielshalber unter Erwähnung weiterer Vorteile noch näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine prinzipielle Diagrammdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Gießvorrichtung unter Verwendung der Erfindung und einer in Verbindung hiermit eingesetzten Druckluft-Leitungsanordnung;

Fig. 2 einen vergrößerten Längsschnitt durch einen Eingießkanal und einen Druckkolben, wie sie in der Darstellung nach Fig. 1 eingesetzt sind; Fig. 3 einen Querschnitt längs Linie A-A in Fig. 2;
Fig. 4 einen Querschnitt längs Linie B-B in Fig. 2;

Fig. 5 einen Querschnitt längs Linie C-C in Fig. 2;

Fig. 6 einen Längsschnitt zur Darstellung einer bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung einsetzbaren Entlüftungseinrichtung;
Fig. 7 einen vergrößerten Längsschnitt längs Linie D-D in Fig. 6;
Fig. 8 eine Prinzipdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Druckgießvorrichtung und einer dabei verwendbaren Druckluft-Leitungsanordnung;

Fig. 9 einen vergrößerten Teilschnitt zur Darstellung eines Gießkanales und eines Druckkolbens, eingesetzt bei einer Vorrichtung qemäß Fig. 8;

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Fig. 10 einen Querschnitt längs Linie A-A in Fig. 9;
Fig. 11 einen Querschnitt längs Linie B-B in Fig. 9;
Fig. 12 einen Querschnitt längs Linie C-C in Fig. 9;

Fig. 13 eine teilweise geschnittene Ansicht zur Darstellung einer Kolbenanordnung eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 14 einen Querschnitt längs Linie A-A in Fig. 13;
Fig. 15 einen Querschnitt längs Linie B-B in Fig. 13;

Fig. 16 einen Querschnitt längs Linie C-C in Fig. 13;

Fig. 17 einen Querschnitt zur Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Halteeinrichtung für ein Evakuierrohr zum Einsatz bei einem Verbindungsglied einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, und
Fig. 18 einen Längsschnitt zur Erläuterung des Verhaltens der Erstarrungsschicht bei einer vorbekannten Vorrichtung.

Zunächst soll eine erste vorzugsweise Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Druckgießmaschine unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 7 beschrieben werden:

Die Druckgießmaschine der in den Fig. 1 bis 7 beschriebenen Ausführungsform weist stationäre und bewegliche Formteile 11 und 12 einer Gießform für die Metallschmelze auf, die längs einer Trennfläche 13 aneinander liegen und aneinander befestigt sind. Die solchermaßen aneinander befestigten Formteile 11 und 12 bilden einen Hohlraum 14 als Formraum sowie einen verengten Abschnitt 15 und einen vertikalen Einlaßabschnitt 16 aus, die alle im wesentlichen symmetrisch zu der Trennfläche 13 ausgerichtet sind. In dem vertikalen Einlaßabschnitt 16 ist eine stationäre Hülse 17 bündig sitzend aufgenommen. Bei der gezeigten Druckgießmaschine handelt es sich um eine Vertikal-Druckgießmaschine mit seitlicher Einspannung, bei der die Gießform durch horizontale Bewegung des beweglichen Formteiles 12 geschlossen oder geöffnet wird. Die grundsätzliche Arbeitsweise dieser Art von Druckgießmaschine ist im einzelnen in der japanischen Patentveröffentlichung No. sho 58-55859 beschrieben, die am 12. Dezember 1983 veröffentlicht wurde. Ein Druckzylinder 18 ist direkt unterhalb der Formteile 11 und 12 angeordnet und mit einer Kolbenstange 19 versehen, mittels derer er durch Öldruck nach vorne bewegt oder zurückgezogen werden kann. Am wirkungsseitigen

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Ende der Kolbenstange 19 ist ein Kolben 20, der im einzelnen in den Fig 2 bis 5 gezeigt ist, koaxial über eine Kupplung 21 befestigt. Ein Gießkanal in Form einer Eingießhülse 22 ist so ausgebildet, daß er denselben c Durchmesser wie die stationäre Hülse 17 aufweist. Ein (in den Figuren nicht dargestellter) Zylinder hebt die Gießhülse 22 an bzw. senkt sie ab, um sie in Anlage an die stationäre Hülse 17 zu bringen bzw. sie von dieser wieder zu entfernen. In einer Innenbohrung 22a der Gießhülse 22 ist ein oben am Kolben 20 angebrachter Kolbenkopf 23 gleitend gelagert. - _n Für das Zuführen der heißen Metallschmelze in den Gießkanal 22 wird dieser von der stationären Hülse 17 entfernt und mit dem in ihm angeordneten Kolbenkopf 23 sowie zusammen mit dem Druckkolben 18 mittels eines (in den Figuren nicht dargestellten) Kippzylinders verschwenkt. . Wenn dann die heiße Metallschmelze vollständig eingefüllt ist, wird der Druckzylinder 18 wieder vertikal aufgerichtet, der Gießkanal 22 mit Öldruck in Anlage an die stationäre Hülse 17 gebracht und dadurch die Möglichkeit geschaffen, daß der Druckkolben 23 die heiße Metallschmelze in den Formhohlraum 14 einschießen kann.

__n Im folgenden sollen nun Einzelheiten des Kolbenkopfes 23 beschrieben werden:

Eine Druckstange 24, die an der Kolbenstange 19 mittels der Kupplung 21 befestigt ist, weist eine mit einem Innengewinde versehene Bohrung 24a,

_OK eine Stützbohrung 24b für eine Evakuierhülse 28, eine Luftdurchtrittsbohrung 24c sowie eine Bodenbohrung 24d auf, die alle mit zueinander unterschiedlichen Durchmessern versehen und von obenher nacheinander in der genannten Reihenfolge angeordnet sind. In die ganz oben liegende Innengewindebohrung 24a ist ein unterer Gewindeabschnitt 25a einer

„_ Schraubhülse 25 voll bis zum Anschlag gegen eine Schulter eingeschraubt. In losem Sitz auf einem mittleren, nicht mit einem Gewinde versehenen Abschnitt 25b der Schraubhülse 25 ist ein Paar von oberen und unteren Verbindungsgliedern 26 und 27 angeordnet, die von dem Kolbenoberteil 23, das mit einem oberen Gewindeabschnitt 25c der Schraubhülse 25 und

__ der Druckstange 24 in Eingriff steht, eingespannt und befestigt worden. Eine Evakuierhülse 28 umfaßt eine Haltehülse 28a sowie eine Hülse 28b, die an diese angeschmolzen bzw. angegossen ist. Die Evakuierhülse 28 ist durch die Bodenbohrung 24d eingeführt, so daß die Haltehülse 28a bündig

im oberen Abschnitt der Bodenbohrung 24d sitzt. Die Hülse 28b erstreckt sich durch die Luftdurchtrittsbohrung 24c hindurch und endet in einem oberen Abschnitt, der seinerseits bündig in der Stützbohrung 24b aufgenommen ist. Ein Kühlwasserrohr 29 umfaßt einen Halteschaft 29a und ein Rohr 29b, das an diesen angeschmolzen ist. Der Halteschaft 29a des Kühlwasserrohres 29 sitzt seinerseits bündig in der Bodenbohrung 24d und stützt die Haltehülse 28a von unten her ab. Das Rohr 29b erstreckt sich durch die Haltehülse 28a, die Hülse 28b und die Schraubhülse 25 hindurch und endet oben in einem Hohlraum 23a, der im Kolbenkopf 23 ausgebildet ist. An bestimmten vorgegebenen Lagen, wie dies aus Fig. 2 entnehmbar ist, ist eine Anzahl von O-Ringen, die als Dichtungsglieder dienen, vorgesehen. Des weiteren ist die den Gießkanal 22 ausbildende Hülse mit einem Ölzuführungseinlaß zur Schmierung des gleitenden Kolbenkopfes 23 versehen.

Eine Ringnut 23b auf dem Außenumfang des Kolbenkopfes 23 und eine Ringnut, die im Adapter 26 vorgesehen ist, stehen miteinander über einem Luftkanal 23c in Verbindung. Eine Ringnut 27a im Verbindungsglied 27 ihrerseits steht mit der Ringnut 26a durch einen Luftkanal 27b in Verbindung, der mit einem Metallsieb-Filter 31 versehen ist. Zwischen der Bohrung 24c in der Druckstange 24 und der Hülse 28b wird ein Luftkanal 32 ausgebildet, der wiederum über einen Luftkanal 33 mit der Ringnut 27a in Verbindung steht. Eine Druckluftleitung (die noch weiter unten beschrieben wird und in Fig. 1 gezeigt ist) ist an eine Evakuierbohrung 34 angeschlossen, die zum unteren Abschnitt des Luftkanals 32 hin offen ist. Andererseits steht das Rohr 29b für die Wasserkühlung an seinem unteren Öffnungsabschnitt mit einem Kühlwasser-Einlaß 35' über einen Kühlwasserkanal 29d und eine Ringnut 29c sowie an seinem oberen Öffnungsabschnitt mit einem Kühlwasser-Auslaß 29 über den Hohlraum 23a, einen sich nach unten um das Rohr 29b erstreckenden Kühlwasserkanal 36, einen Wasserkanal 37 und eine Ringnut 38 in Verbindung. Der Kühlwasser-Einlaß 35' ist an eine Pumpe o.a. mittels einer geeigneten flexiblen Verbindung o.a. angeschlossen. Das Kühlwasser wird dem Kühlwasser-Einlaß 35' bei Betätigung der Pumpe zugeführt, steigt innerhalb des Rohres 29b an und füllt den Hohlraum 23a, um so den Kolbenkopf 23 zu kühlen. Sodann fließt das Kühlwasser wieder über den Kühlwasserkanal 36 nach unten ab und wird durch den Kühlwasser-Auslaß

39 abgezogen.

Im folgenden soll nun ein Gasinnenbelüftungs-Ventil für die Gießform im einzelnen beschrieben werden:

Wie am besten in den Fig 6 und 7 dargestellt, steht der Formraum 14 mit einem Gasentlüftungskanal 40 und einer Gasentlüftungsnut 41 in Verbindung, die symmetrisch zu der Trennfläche 13 von den miteinander verbundenen Formteilen 11 und 12 ausgebildet werden. Eine Innenentlüftungseinrichtung für die Gießform, die allgemein mit dem Bezugszeichen 42 (Fig. 6) bezeichnet ist, ist direkt oberhalb der Gasentlüftungsnut 41 angeordnet und z. B. auf dem beweglichen Formteil 12 befestigt. Hierfür ist mit dem oberen Ende einer Stütze 43, die an dem beweglichen Formteil 12 angeordnet ist, ein Zylinder 44 verbunden. An einem unteren Endflanschabschnitt, der als Betätigungsende einer Kolbenstange 45 dient, die durch Anlegen eines Fluiddrucks an den Zylinder 44 ausgefahren oder eingezogen werden kann, ist eine zylindrische spulenförmige Hülse 46 befestigt, deren unterer Endabschnitt in einer kreisförmigen Bohrung, die in der oberen Oberfläche der beiden Formteile 11 und 12 ausgebildet ist, entfernbar aufgenommen ist. Die Hülse 46 kann zu dem Zeitpunkt, an dem das Schließen oder Öffnen der Form stattfindet, in die kreisförmige Bohrung mittels der Kolbenstange 45, die von dem Zylinder 44 betätigt wird, eingeführt oder von dieser abgezogen werden. Unterhalb der Spule 46 sind in die Formteile 11 und 12 eine Ventilkammer 47 und seitlich umlaufende Bypass-Kanäle 48 vorgesehen, die es zulassen, daß die Ventilkammer 47 und die Gasentlüftungsnut 41 miteinander in Verbindung stehen. In der unteren Endfläche der Hülse 46 ist ein Ventilsitz 49 angebracht, welcher der Ventilkammer 47 zugewendet ist. In einem Paar länglicher Öffnungen 50, die am Außenumfang der Hülse 46 vorgesehen sind, sind sich in zueinander entgegensetzter Richtung erstreckende Hebelarme 51a eines Rückstellhebels 51 gleitend angeordnet. Zwischen dem Rückstellhebel 51 und dem Flanschabschnitt der Kolbenstange 45 sind Glieder zum Vorspannen des Rückstellhebels 51 nach oben, z. B. eine Zugfeder 52, ferner ein Zylinder, ein Gravitationsgüed usw. aufgehängt. Unterhalb des Rückstellhebels 51 ist eine Ventilführung 53 mit einem zylindrischen Abschnitt 53a und einem Armpaar 53b mit Gewindebohrungen an der Hülse 46 befestigt,

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wobei die Arme 53b in den länglichen Öffnungen 5Ü angeordnet sind. Eine Ventilstange 56, deren oberes mit einem Gewinde versehenes Ende mit einer Gewindebohrung des Rückstellhebels 51 in Eingriff steht, ist im zylindrischen Abschnitt 53a gleitend befestigt. Die Ventilstange 56 weist an ihrem unteren Ende ein Ventilglied 56a auf, das auf dem Ventilsitz 49 aufsitzt, wenn die Ventilstange 56 angehoben wird. Das Ventilglied 56a, das unter Wirkung eines Gasdrucks im Formraum 14 geöffnet war, schließt den Ventilsitz, indem es eine Trägheitskraft der heißen Metallschmelze, die aus dem Formraum 14 austritt, aufnimmt, wodurch eine Verbindung zwischen einer Innenkammer der Hülse 46 und einem Abschnitt, der die Gasentlüftungsnut 41 und den Bypass 48 umfaßt, unterbrochen wird. Kugeln 57, die von Spiral-Druckfedern 58 in Anlage mit einer Nut 46b der Ventilstange 56 vorgespannt werden, sowie Bolzen 54 und Muttern 55 bilden einen Rastmechanismus aus. Die Zugfeder 52 verhindert, daß das Ventilglied 56a dann, wenn es vom Druck der heißen Metallschmelze geschlossen ist, erneut ohne Einwirkung einer Kraft von außen geöffnet werden könnte. Das Ventilglied 56a wird geöffnet, indem die Arme 51a des Rückstellhebels 51 nach unten gedruckt werden. An der Stütze 43 ist ein Anschlag 59 zur Begrenzung der durch die Betätigung des Zylinders 44 ausgelösten Aufwärtsbewegung des Hebelarms 51a längs der Hülse 46 befestigt. Am unteren Abschnitt der Hülse 46 ist eine Entlüftungsöffnung 60 offen, die an eine Leitung 61 eines Druckluftkreislaufs (der noch später beschrieben wird) angeschlossen ist, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist.

Im nachfolgenden sollen in Verbindung mit Fig. 1 nun die Druckluftkreisläufe beschrieben werden, die in Verbindung mit dem Kolben 20 und der Entlüftungseinrichtung 42 benutzt werden:

Eine Leitung 63, die mit einer Vakuumpumpe 62 verbunden ist, verzweigt sich in eine Leitung 64 und eine Leitung 65. An den Leitungen 63 und 64 sind ein Vakuumtank 66 bzw. ein Hilfsvakuumtank 67 angeschlossen. Die Leitung 63 ist an die Leitung 61 über einen Filter 68 und, ähnlich, die Leitung 64 über einen Filter 69 an die Leitung 35 anschließbar. In der Leitung 64 ist ein Elektromagnet-Ventil 70 und gleichermaßen in der Leitung 65 ein Elektromagnet-Ventil 71 vorgesehen. Sobald die Spule des Elektromagnets-Ventils 70 unter den geschilderten Verhältnissen aktiviert

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wird, wird die Luft im Druckkolben 20 unter Vakuum abgezogen, gleichermaßen die Luft aus dem Formraum 14 über die Entlüftungseinrichtung 42 bei Betätigung einer Spule des Elektromagnet-Ventils 71. In diesem Beipiel wird durch Steuerbefehle von einem Zeitsteuergerät (das in den Figuren nicht gezeigt ist) die Einstellung der Abläufe so vorgenommen, daß die Evakuierung über die Entlüftungseinrichtung 42 gegenüber der des Druckkolbens 20 um z. B. ca. 0,2 see. bis 1 see, vorzugsweise 0,3 see. bis 0,5 see, verzögert wird. Die Einstellung der Abläufe wird ferner so vorgenommen, daß die Stärke des Vakuums für den Druckkolben 20 z. B. etwa 200 bis 300 Torr und die des Vakuums für die Entlüftungseinrichtung 42 z. B. etwa 150 bis 250 Torr beträgt. Dieser Unterschied in der Stärke des Vakuums kann durch Einschalten des Hilfsvakuum-Speichers 67 erreicht werden, der vorzugsweise so nahe wie möglich am Druckkolben 20 unter Berücksichtigung des Strömungswiderstands eines relativ engen Rohrabschnitts oder Kanals zum Zeitpunkt der Evakuierung vorgesehen ist. Zusätzlich ist es vorteilhaft, wenn die mit einem flexiblen Schlauch 35a versehene Leitung 35 eine möglichst kurze Länge und einen relativ großen Durchmesser von z. B.

2,54 cm (1 inch) aufweist.

Am anderen Eingang des Elektromagnet-Ventils 70 ist eine Leitung 74 angeschlossen, die ihrerseits mit einem Elektromagnet-Ventil 72 versehen ist. Gleichermaßen ist am anderen Eingang des Elektromagnet-Ventils 71 eine Leitung 75 angeschlossen, die ihrerseits ein Elektromagnet-Ventil 73 aufweist. Die Leitungen 74 und 75 laufen in einer gemeinsamen Leitung 77 zusammen, die mit einem verstellbaren Drosselventil 76 ausgerüstet und z. B. mit einem Luftkompressor 78 aus einer Fabrik oder einem Betrieb verbunden ist. Durch Schließen der Elektromagent-Ventile 70 und 71 sowie Öffnen der Elektromagnet-Ventile 72 und 73 wird hochgespannte Druckluft dem Kolben 20 und dessen Entlüftungseinrichtung 42 zugeführt und zum Reinigen in das Innere eingeblasen.

Im nachfolgenden soll nun ein Gießverfahren mit einer solchermaßen augebildeten Druckgießmaschine näher beschrieben werden:

Als erstes muß der bewegliche Formteil 12 in die dargestellte Lage zum Festspannen gebracht werden. Sodann muß der Zylinder 44 der

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• Entlüftungseinrichtung 42 aktiviert werden, um die Hülse 46 in die Hülsen-Aufnahmeöffnung, die in den Formteilen 11 und 12 in der gezeigten Weise ausgebildet ist, einzuführen. Zu diesem Zeitpunkt werden die Kolbenstange 19 des Druckzylinders 18 und die Eingießhülse 22 in eine untere Lage gebracht. Entsprechend wird hierdurch der Druckzylinder 18 gekippt, die heiße Metallschmelze in den Gießkanal 22, innerhalb dessen sich der Kolben 20 in einer unteren Position befindet, eingegossen und sodann der Druckzylinder 18 wieder vertikal aufgerichtet. Hiernach wird die Eingießhülse 22 bis zur Anlage an die stationäre Hülse 17 angehoben, wie dies in den Figuren gezeigt ist. Nach Anlegen von Vakuum und wenn die Ölzufuhr an den Druckzylinder 18 zum Anheben der Kolbenstange 19 eingeleitet ist, hebt sich der Kolben 20, um das Einschieben der heißen Metallschmelze (die in Fig. 2 mit dem Bezugszeichen 6 versehen ist) einzuleiten. Zu diesem Zeitpunkt wurde das Kühlwasser durch den Kühlwasser-Einlaß 35 zum Kolben 20 angeliefert, es steigt innerhalb des Rohres 29b an, füllt den Hohlraum 23a und fließt dann abwärts innerhalb des Kühlwasserkanales 36. Auf diese Weise werden der Kolbenkopf 23 und die Druckstange 24 gekühlt. Des weiteren wird der Gießkanal 22 von seiner Außenseite her durch eine in den Figuren allerdings nicht gezeigte Kühleinrichtung ebenfalls gekühlt. Entsprechend erstarrt die Metallschmelze teilweise und eine Erstarrungsschicht, die in den Fig. 2 und 8 mit dem Bezugszeichen 9 bezeichnet ist, wird auf der oberen Endfläche des Kolbenkopfes 23 und auf der Innenwandfläche des Gießkanales 22 durchgehend und an dieser fest anliegend ausgebildet. Das Innere sowohl des Vakuumsspeichers 66, wie auch des Vakuum-Hilfsspeichers 67 wird jetzt durch die Vakuumpumpe 62 evakuiert. Zu diesem Zweck wirkt, wenn das Elektromagnet-Ventil 70 zuerst und vor dem Einleiten oder im Verlauf des Druckgießvorgangs geöffnet wird, ein negativer Druck auf die Evakuieröffnung 34 der Druckstange 24 mit dem Ergebnis, daß Luft innerhalb der Ringnut 23b des Kolbenkopfes 23 über dem Luftkanal 23c, die ringförmige Vertiefung 26a, den Filter 31, den Luftkanal 27b, die Ringnut 27a, den Luftkanal 33 und dem Luftkanal 32 abgesaugt wird. Ferner wird, wenn das Elektromagnet-Ventil 71 um eine bestimmte Zeitverzögerung von z. B. 0,3 see. bis 0,5 see. zu der vorher genannten Evakuierung verspätet geöffnet wird, das innerhalb des Formraumes 14 vorhandene Gas über den Gasentlüftungskanal 40, die Gasentlüftungsnut 41, den Bypass 48 und die

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Entlüftungsöffnung 60 abgezogen, weil nämlich das Ventilglied 56a der Entlüftungseinrichtung 42 zu diesem Zeitpunkt geöffnet ist. In der Art und Weise, die weiter oben schon geschildert wurde, werden der Kolben 20 und die Entlüftungseinrichtung 42 evakuiert und schließlich wird der Evakuierungsgrad im Formraum 14 und in einem Spalt zwischen der Eingießhülse 22 und dem Kolbenkopf 23 miteinander ausgeglichen. Besonders dann, wenn die Evakuierung des Kolbens 20 zu einem Zeitpunkt stattfindet, der geringfügig vor dem Evakuierungszeitpunkt für die Entlüftungseinrichtung 42 liegt, und wenn ein etwas größerer Evakuierungsgrad für den Kolben 20 als für die Entlüftungseinrichtung 42 vorgesehen wird, kommt die Erstarrungsschicht 9 in enge Kontaktanlage mit der Endfläche des Kolbenkopfes 23 und dem hierzu zurückgesetzten, ringförmigen und um laufenden Abschnitt. Als Ergebnis hiervon stellt sich ein, daß die Erstarrungschicht 9 verstärkt wird und sich auf 330°C bis 400⁰C entsprechend dem Fortschreiten der Kühlung des Kolbenkopfes 23 abkühlt, was zu einer Verdickung derselben führt. Hierdurch wird verhindert, daß Luft durch den Spalt zwischen der Gießhülse 22 und dem Kolbenoberteil 23 unverwünschterweise eintreten könnte. Ferner ist auch keine Möglichkeit gegeben, daß heiße Metallschmelze in den Formraum

14 eingespritzt werden könnte.

Nachdem das Innere des Formraumes 14 usw. auf die geschilderte Weise evakuiert wurde, wird ein Einschußvorgang ausgelöst, bei dem der Kolben 23 noch während der Entlüftung vorwärts bewegt wird. Als Ergebnis hiervon wird heiße Metallschmelze 6 aus der Gießhülse 22 in den Formraum 14 über die stationäre Hülse 17 und den verengten Abschnitt

15 eingeschossen. Sobald der Formraum 14 mit der heißen Metallschmelze 6 gefüllt ist, steigt diese innerhalb der Gasentlüftungsnut 41 nach oben, wodurch die heiße Metallschmelze 6 zusammen mit dem Gas in Kontakt mit der unteren Oberfläche des Ventilgliedes 56a gelangt. Der Stoß, der dabei auf das Ventilglied 56a ausgeübt wird, ist größer als die Kraft, die auf dieses durch das Gas ausgeübt wird, und zwar wegen des großen Trägheitseffektes der heißen Metallschmelze, der darauf zurückgeht, daß die Masse der Metallschmelze 6 außerordentlich groß im Vergleich zu der des Gases ist. Folglich bewegt sich dabei das Ventilglied 56a sich Zusammendrückung der Druckfedern 58 über die Kugeln 57 nach oben, um schließlich den Ventilsitz 49 zu schließen. Selbst für den Fall,

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daß die heiße Metallschmelze an einem Ausfließen durch den Ventilsitz 49 gehindert und sich mit Gas innerhalb des Gasentlüftungskanals 40 und der Gasentlüftungsnut 41 derart mischen würde, daß der Vorgang in Spritzer umschlägt, die diskontinuierlich auf das Ventilglied 56a auftreffen, wird das Ventilglied 56a in seiner oberen Position festgehalten, weil es, ist es einmal von der heißen Metallschmelze nach oben hin gedrückt worden, in dieser oberen Stellung durch die Zugfeder 52 vorgespannt gehalten wird. Hierdurch ist es möglich, daß die Entlüftungskanäle sicher vom Ventilglied 56a verschlossen werden.

Als letzter Schritt muß dann noch ein Druck auf das Ventilglied 56a ausgeübt und dieses über eine vorgewählte Zeit hinweg gekühlt werden, während es geschlossen gehalten wird, dabei das bewegliche Formteil 12 geöffnet und die Hülse 46 mittels des Zylinders 44 der Entlüftungseinrichtung 42 angehoben werden, um dadurch die Hülse 46 außer Eingriff mit dem beweglichen Formteil 12 zu bringen und so das Entfernen des Gießprodukts aus dem Formraum 14 zu ermöglichen.

Die Aufwärtsbewegung der Hülse 46 geht der Aufwärtsbewegung der Ventilstange 56 wegen des Trennwiderstandes zwischen dem Ventilglied 56a und dem erstarrten Metall voraus. Hierdurch werden die Kugeln 57, die außer Eingriff mit der Nut 56b der Ventilstange 56 waren, wieder in Eingriff mit dieser gebracht, wodurch die Vorbereitung für den nächsten Druckguß Vorgang fertiggestellt ist. Am oberen Ende der Aufwärtsbewegung der Hülse 46 kommen die Hebelarme 51a in Kontakt mit dem Anschlag 59, wodurch die Ventilstange 56 nach unten gedrückt wird. Hierdurch wird das Ventilglied 56a sicher geöffnet und für den nächsten Einschußvorgang bereit gemacht.

Bei dem vorstehend geschilderten Ausführungsbeispiel wurde die vorliegende Erfindung in Ausführung einer Vertikal-Druckgießmaschine dargestellt. Durch entsprechende Anwendung einer Zeitsteuerung für die Evakuierung derart, daß diese unmittelbar eingeleitet wird, nachdem die Eingußöffnung für die heiße Metallschmelze an der Gießhülse nach Einleitung des Schusses verschlossen wird, läßt sich die Erfindung auch gleichermaßen bei Druckgießmaschinen mit seitlichem Eingießen einsetzen.

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Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, ist die Gießvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel so ausgebildet, daß im äußeren Umfangsbereich des Kolbenkopfes eine Ringnut, die mit dem Formhohlraum über einen Spalt in Verbindungs steht, und ferner eine Entlüftungseinrichtung für den Formhohlraum vorgesehen. Dabei wird nach dem Einleiten des Absaugens der Luft in der Ringnut nach außen vor der Einleitung oder während des Verlaufs der Vorwärtsbewegung des Kolbenkopfes Luft innerhalb des Formhohlraums aus diesem nach außen über die Entlüftungseinrichtung mit einer leichten Zeitverzögerung abgesaugt. Dies hat zur Folge, daß die Erstarrungsschicht der Metallschmelze, die auf der Endfläche des Kolbenkopfes ausgebildet wird, sich ' in engem Kontakt mit diesem befindet und durch Kühlung auch noch verdickt und verstärkt wird. Dabei verhindert die Erstarrungsschicht, daß Luft, die andernfalls in den Formhohlraum durch einen Spalt zwischen dem Kolbenkopf und der Eingießhülse eintreten könnte, tatsächlich eintritt. Dies verhindert weiterhin die Möglichkeit, daß heiße Metallschmelze in den Formhohlraum eingespritzt werden könnte und daß Verunreinigungen in die Metallschmelze eingemischt werden könnten, wodurch es möglich wird, den Druckgießvorgang in gewünschter Weise auszuführen und dabei die Qualität des Gießproduktes merklich zu verbessern.

Ein zweites vorzugsweises Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Druckgießmaschine soll nachstehend in Verbindung mit den Fig. 8 bis 12 beschrieben werden:

Der grundsätzliche Aufbau dieses zweiten Ausführungsbeispiels ist allerdings ähnlich dem des vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels, wobei solche Teile, die mit Teilen aus dem ersten Ausführungsbeispiel identisch sind, mit denselben Bezugszeichen versehen werden und darüberhinaus auch deren nähere Beschreibung entfallen kann. Wie aus der nachstehenden Beschreibung entnommen werden kann, läßt sich gemäß diesem Ausführungsbeispiel das unerwünschte Nachströmen in den Formhohlraum noch besser als beim ersten Ausführungsbeispiel verhindern.

Die Druckkolbeneinrichtung dieses zweiten Ausführungsbeispiels

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unterscheidet sich von der des ersten Ausführungsbeispiels wie nachfolgend beschrieben:

Hierbei ist eine Eingießhülse 22, in welcher der Kopfteil 23 eines Druckkolbens 20 verschiebbar angeordnet ist, wiederum entfernbar in eine Einschußöffnung 16 der Formteile 11 und 12 eingesetzt. Die Eingießhülse 22 ist an ihrem oberen Ende mit einer Abschrägung versehen. Zwischen einer oberen End-Berührungsfläche 22b und einer unteren Endfläche einer stationären Hülse 17 ist eine Manschette 17b zwischengeschaltet, die als Dichtung dient, aus Kreishälften eines hitzebeständigen Materiales wie z. B. Kupfer oder Asbest zusammengesetzt und an der stationären Hülse 17 befestigt ist. Zwischen der Einschußöffnung 16 und der Eingießhülse 22, die in diese eingeführt ist, sind halbkreisförmige Ringnuten 11a und 12a sowie eine Längsnut 12d (Fig. 9) in den Formteilen 11 bzw. 12 vorgesehen. Die Längsnut 12d ist längs der Trennfläche 13 ausgebildet und steht mit den Nuten 11a und 12a in Verbindung. Die halbkreisförmige Ringnut 11a in dem stationären Formteil 11 steht mit einem Luftkanal 11b, der nach der Außenseite hin geöffnet ist, in Verbindung.

An diese Öffnung ist eine Leitung 35A , wie in Fig. 8 gezeigt, angeschlossen.

Die Druckluftschaltung dieser Ausführungsform der Druckgießmaschine unterscheidet sich von der bei dem zuerst beschriebenen Ausführungsbeispiel wie folgt:

Die Leitung 35A ist hier an einen stationären Luftkanal 11b angeschlossen, der in dem vorstehend bereits genannten stationären Formteil 11 ausgebildet ist, und ferner mit einem Filter 69a, einem flexiblen Abschnitt 35b und einem Elektromagnet-Ventil 7OA versehen. Die Leitung 35A ist dabei vor einem Elektromagnet-Ventil 70 (gesehen von dem Hilfsvakuumspeicher aus) an eine Leitung 35 angeschlossen, die sich von dem Hilfsvakuumspeicher 67 zu dem Druckkolben 20 erstreckt. Des weiteren ist an den anderen Anschluß des Elektromagnet-Ventils 7OA eine Leitung 74A angeschlossen, die ihrerseits wiederum mit einem Elektromagnet-Ventil 72A verbunden ist. Leitungen 74, 74A und 75 laufen unter Zwischenschaltung von Elektromagnet-Ventilen 72, 72A und 73 in eine

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' Leitung 77 zusammen, die über ein variables Drosselventil 76 an z. B. an einen Luftkompressor 78 aus einer Fabrik angeschlossen ist. Durch Schließen der Elektromagnet-Ventile 70, 71 und 7OA und durch Öffnung durch Elektromagnet-Ventile 72, 73 und 72A wird hochgespannte Druckluft dem Kolben 20, der Eingießhülse 22 und einer Entlüftungseinrichtung 42 derselben Art, wie sie beim ersten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, zugeführt und für die Innenreinigung eingeblasen.

Wenn im Betrieb das Elektromagent-Ventil 7OA gleichzeitig mit der Öffnung des Elektromagnet-Ventils 70 geöffnet wird, wirkt ein negativer Druck auf den Luftkanal 11b, der mit den Halbkreisen der Ringnuten 11a und 12a in Verbindung steht, was zur Folge hat, daß die Luft in den Nuten 11a und 12a über dem Luftkanal 11b abgesaugt wird. Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird das Elektromagnet-Ventil 71 um einen um 0,2 see. bis 1 see, vorzugsweise 0,3 see. bis 0,5 see. verzögerten Zeitpunkt geöffnet. Da ein zusätzliches Evakuiersystem über das Ventil 7OA, den Filter 69A, die Leitung 35A und den flexiblen Abschnitt 35b vorgesehen ist, läßt sich der unerwünschte Luftnachfluß in den Formhohlraum ganz besonders wirksam verhindern.

Entsprechend der Vorwärtsbewegung des Kolbenkopfes 23 wird die erstarrte Schicht 9 dabei fortgeschoben und solange angehoben, bis ihr oberes Ende in Kontakt mit den Flächen lic und 12c an der Vorderseite des verengten Abschnitts 15 gelangt. Da aber Luft über die Nuten 11a und 12a abgezogen wird und weil die Abschrägung und die Maschette 17b im Kontaktbereich zwischen den beiden Hülsen 17 und 22 vorgesehen sind, findet kein Luftzutritt statt und der zylinderförmige Abschnitt der Erstarrungsschicht 9 wird zusammen mit dem Kolbenkopf 23 angehoben, während er gleichzeitig in engem Kontakt an der inneren Umlauffläche der Eingießhülse 22 anliegt, bis sein oberes Ende in Berührung mit den Flächen lic und 12c vorne an dem verengten Abschnitt 15 gelangt. Wenn dann der Kolbenkopf 23 sich noch weiter vorwärts bewegt, wird die Erstarrungsschicht 9 zwischen der Endfläche des Kolbenoberteils 23 und den Flächen lic und 12c der Formteile 11 und 12 aufgebrochen und zerbrochen. Obgleich bei diesen Gegebenheiten das Innere der Form 14 von obenher evakuiert wird, ist dennoch keine Möglichkeit gegeben, daß Luft von der Eingießhülse her eintreten könnte; deshalb wird auch die

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■ Metallschmelze nicht mit Luft vermischt und der Fluß der Schmelze wird nicht gestört. Nach dem Füllen des Hohlraums 14 steigt die Metallschmelze 6 innerhalb der Gasentlüftungsnut 41 an und gelangt zusammen mit dem Gas in Kontakt mit der unteren Endfläche des Ventilglieds 56a. Hierdurch wird der Ventilsitz 49 durch das Ventilglied 56a in einer ähnlichen Weise, wie bei Ausführungsbeispiel 1 geschildert, verschlossen.

In Verbindung mit der Entlüftung ist darauf hinzuweisen, daß übliche Aluminiumprodukte einen Gasanteil von 40 bis 60 cm /100 g Aluminium aufweisen. Bei Einsatz der Entlüftungsvorrichtung 42 läßt sich der Gasanteil auf 5 bis 10 cm /100 g Aluminium reduzieren, wodurch hervorragende Gußprodukte entstehen, die eine Druckfestigkeit von 100

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bis 105 kg/cm aufweisen. Allgemein gilt, daß eine Wärmebehandlung möglich ist, soferne der Gasanteil geringer als 5 cm /100 g Aluminium liegt. Insbesondere ist sogar₌ eine Verschweißen möglich, wenn der Gasanteil geringer als 1 cm / 100 g Aluminium ist. Wenn man sowohl die Form 14, wie auch die Eingießhülse 22 evakuiert, können Druckgußprodukte erhalten werden, die sowohl wärmebehandelt als auch geschweißt werden können. Dies gilt sowohl für den Einsatz von wiederverwendeten Material als auch für den von Neumaterial.

Wie aus der vorgehenden Beschreibung entnommen werden kann, umfaßt eine vertikale Druckgießmaschine gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel eine Evakuiereinrichtung zum Abziehen des Gases aus dem Formhohlraum, wobei die Metallschmelze dem Eingießkanal zugeführt und ein Hohlraum in den Formteilen ausgebildet ist, der zum Eingießöffnungsabschnitt hin offen und an die Evakuiereinrichtung angeschlossen ist, durch die das im Formhohlraum und zwischen der Eingießhülse und der Form vorhandene Gas abgesaugt werden kann. Hierdurch kann das Enlüften der Form beschleunigt werden, was zu einer höheren Qualität des Endprodukts führt. Selbst wenn eine Erstarrungsschicht aus der heißen Metallschmelze, die auf den sich in Verbindung mit der heißen Metallschmelze befindlichen Oberflächen des Kolbenkopfes entsteht, in Verbindung mit dem Anheben des Druckkolbens hochgeschoben wird, wird die Luft in der Eingießöffnung nach außenhin abgeleitet mit dem Erfolg, daß keinerlei Luft in den Spalt zwischen der Eingießhülse und der Form

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" einfließen kann. Infolgedessen werden keine Gasblasen oder Lunker im Druckgußprodukt erzeugt und eine vorzügliche Gußoberfläche sowie eine erheblich verbesserte Qualität der Gußprodukte erzielt.
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Ein drittes bevorzugtes Ausführungsbeispiel für eine Vertikal- Druckgießmaschine entsprechend der Erfindung wird nun in Verbindung mit den Fig. 13 bis 17 beschrieben:

Die Vertikal-Druckgießmaschine gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist eine zylindrische Eingießhülse 22 auf, die dazu eingerichtet ist, ausgefahren und zurückgezogen zu werden und zwar relativ zu einer stationären Hülse auf der Seite einer (nicht gezeigten) Form, wobei die Eingießhülse 22 mit heißer Metallschmelze über eine geeignete Zuführeinrichtung (nicht gezeigt) gefüllt wird. Ein Kolbenoberteil 23, das als oberer Kopf des Kolbens 20 dient, ist verschieblich in der Eingießhülse 22 angeordnet. Der Kolbenkopf 23 ist mit einer Gewindebohrung 23d versehen, die sich zu seinem einen Ende und zu einem Hohlraum 23e hin öffnet und mit letzterem in Verbindung steht. Ferner ist ein oberes Verbindungsstück 100 vorgesehen, das über seine ganze Länge hinweg im wesentlichen gleichmäßig in drei Abschnitte aufgeteilt ist, wodurch ein erster Gewindeabschnitt 100a, ein zylindrischer Abschnitt 100b und ein Gewindeabschnitt 100c entstehen. Das obere Verbindungsstück 100 ist weiterhin mit einer Innenbohrung lOOd versehen, die zwischen seinen beiden Enden verläuft. Ein Anschlußstück 110, das am Kolbenkopf 23 anliegt und denselben Durchmesser wie ein radial verengter Abschnitt des Kolbenkopfes 23 aufweist, sitzt lose auf dem zylindrischen Abschnitt 100b des Verbindungsteils 100. Eine nach oben hin offene Gewindebohrung 24d einer relativ langen Druckstange 24 befindet sich in lösbarem Eingriff mit dem unteren Gewindeabschnitt 100c des Verbindungsteils 100. Die Druckstange 24 ist ebenfalls mit einer Bohrung 24e mit einem verschlossenen unteren Ende (in den Fig. nicht gezeigt) versehen. Der Kolbenkopf 23 und die Druckstange 24, zwischen denen das Verbindungsstück 110 zwischengeschaltet ist, sind lösbar über das obere Verbindungsstück 100 miteinander verbunden und aneinander angedrückt. Ein Kühlwasserrohr 120 ist so angeordnet, daß es durch die Innenbohrung lOOd des oberen Verbindungsstücks 100 und die Innenbohrung 24e der Druckstange 24 verläuft. Ein Ende des Kühlwasserrohres 120 ist an die

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Druckstange 24 angeschlossen, während sein anderes Ende in den Hohlraum 23e hineinragt. Des weiteren sind zwischen dem Kühlwasserrohr 120 und den Innenbohrungen lOOd sowie 24e Kühlwasserkanäle lOOe und 24f ausgebildet. Das eine Ende des Kühlwasserrohres 120 und das andere Ende des Kühlwasserkanals lOOe sind an eine Kühlwasserquelle sowie an ein Ableitrohr über einen Kühlwasser-Einlaß bzw. Kühlwasser-Auslaß angeschlossen (in den Figuren nicht gezeigt), die in der Druckstange 24 ausgebildet sind. Kühlwasser aus der Kühlwasserquelle füllt den Hohlraum 23e über das Kühlwasserrohr 120 und wird anschließend über die Kühlwasserkanäle lOOe und 24f abgezogen und dabei das Kolbenoberteil 23 gekühlt.

Das Verbindungsglied 110 ist an seiner dem Kolbenkopf 23 zugewandten Endfläche mit einer abgesetzten Bohrung 110a und mit einer Ringnut 110b versehen, die beide mit einem Spalt, der zwischen dem Kolbenkopf 23 und der Eingießhülse 22 besteht, über eine Ringnut 23f, die in der äußeren Umfangsfläche des Kolbenkopfes 23 ausgebildet ist, und einen axialen Luftkanal 23g, der mit einem Abschnitt der Ringnut 23f in Verbindung steht, verbunden sind. Andererseits ist am Außenumfang der Druckstange 24 eine Axialnut 24g ausgebildet, die einen U-förmigen Querschnitt aufweist, der zur Außenumfangsfläche hin geöffnet ist. Die Nut 24g erstreckt sich im wesentlichen über die ganze Länge der Druckstange 24. Das Verbindungsglied 110 ist mit einer Bohrung 110c versehen, die eine Verbindung zwischen der Nut 24g und der abgesetzten Bohrung 110a herstellt. Die Druckkolbeneinrichtung der gezeigten Ausführungsform umfaßt weiterhin noch ein Rohr 130 zum Evakuieren, das aus einem PTFE-(Teflon-) oder einem Kupfer-Rohr o.a. besteht und dessen eines Ende lösbar an dem (nicht gezeigten) Endabschnitt der Druckstange 24 befestigt ist. Dieses Entlüftungsrohr 130 ist mit einem Vakuumerzeuger (in den Fig. nicht gezeigt) über einen Anschluß der Druckstange 24 verbunden. Das Evakuierrohr 130 ist in die Nut 24e der Druckstange 24 über deren Öffnung zur Außenseite hin eingeführt. Ein Abschnitt des Evakuierrohres 130 steht über die Druckstange 24 über und ist lösbar in die Öffnung 110c des Verbindungsteils 110 so eingeführt, daß seine obere Endfläche in die abgesetzte Bohrung 110a hineinragt. Wenn bei der beschriebenen Ausführungsform der Vakuumerzeuger betätigt wird, wird die Luft, die innerhalb eines Spaltes zwischen der Eingießhülse 22 und

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dem Kolbenkopf 23 und innerhalb der Eingießhülse 22 vorhanden ist, über die Ringnut 23f und den Luftkanal 23g zu der Ringnut 110b abgezogen und schließlich durch das Evakuierrohr 130 nach außen abgegeben. Das Evakuierrohr 130 ist aufgehängt durch Einhaken eines durch es hindurchgesteckten Drahtes 140 an einer Schulter, die von der abgesetzten Bohrung 110a und der Bohrung 110c ausgebildet wird. Die beiden Enden der Bohrung 110c sind mittels einer Flüssigpackung 142 abgedichtet, die im trockenen Zustand handhabbar ist. Innerhalb der abgesetzten Bohrung 110a ist ein Filter 150 eingefüllt. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind weiterhin O-Ringe 30 vorgesehen, die als Dichtmittel in einer ähnlichen Weise wie bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel dienen.

Der Betrieb einer solchermaßen ausgebildeten Druckkolbeneinrichtung ist wie folgt:

Zunächst muß die Metallschmelze in den Eingießkanal 22 und dieser sodann in die stationäre Hülse an der Seite der Form eingebracht werden. Sodann wird der Druckkolben 20 durch Zuführung von Öl an den

Druckzylinder vorwärtsbewegt und dadurch die Metallschmelze aus dem Gießkanal 22 in den Hohlraum der Form eingebracht. Wenn Gas in dem Hohlraum der Form gleichzeitig mit der Einleitung des Eindrückens der Schmelze über die Entlüftungseinrichtung abgezogen und der Vakuumerzeuger, der an das Evakuierungsrohr 130 angeschlossen ist,

betätigt wird, wird Luft innerhalb der Eingießhülse 22 zum Vakuum hin abgezogen über die Ringnut 23f, den Luftkanal 23g, die abgesetzte Bohrung 110a, die Ringnut 110b sowie über das Evakuierrohr 130. Hierdurch wird verhindert, daß Luft durch einen Spalt zwischen der Eingießhülse 22 und dem Kolbenoberteil 23 fließen und in die Eingieß- ° hülse 22 einströmen könnte, wodurch erreicht wird, daß das Eindringen von Feuchtigkeit oder Formen-Trennmittel o.a. vermieden wird.

Falls die heiße Metallschmelze unter dem angelegten Vakuum angesaugt wird und das Rohr 130 mit heißer Metallschmelze verstopft werden sollte, wird der Druckkolben 20 aus der Einlaßhülse 22 herausgezogen, sodann der Einkuppeleingriff des Kolbenkopfes 23 aufgehoben und hiernach die Befestigung des anderen (nicht gezeigten) Endes des Evakuiorrohres 130 golöst. Auf diesnm Wog kann das Verbindungsglied

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110 leicht vom oberen Verbindungsstück 100 abgezogen werden, wobei das Evakuierrohr 130 in der Bohrung 110c des Verbindungsgliedes 110 gehalten bleibt. Als nächstes wird das Evakuierrohr 130 in Richtung auf die abgesetzte Bohrung 110a so gezogen, daß es aus dem abgebauten Verbindungsglied 110 herausgezogen werden kann, wonach ein neues Evakuierrohr in die abgesetzte Bohrung 110 wieder eingebracht werden und unter umgekehrter Ausführung der einzelnen vorstehend beschriebenen Schritte die Einzelteile wieder zusammengebaut werden können, wonach der Austausch des Evakuierrohres 130 beendet ist.

Im dritten Ausführungsbeispiel ist beschrieben worden, daß der Luftkanal 23g des Kolbenkopfes 23 und die abgesetzte Bohrung 110a bezüglich der Umfangsrichtung miteinander in Phase zueinander ausgerichtet sind. Obgleich die Möglichkeit besteht, daß eine solche phasengerechte Ausrichtung in Abhängigkeit von den Bedingungen beim Festziehen des Kolbenkopfes 23 zum Befestigen des Verbindungsgliedes 110 geändert werden könnte, ergibt sich hieraus dennoch kein Nachteil in den Verbindungen der Luftführung.

Fig. 17 stellt einen Querschnitt durch einen Abschnitt des Evakuierrohres dar, das von einem Verbindungsglied gemäß einer abgeänderten Ausführungsform gehalten wird. Bei dieser abgeändertem Ausführungsform ist die Bohrung, die bei dem zuvor beschriebenen Beispiel in die abgesetzte Bohrung 110a und die Bohrung 110c aufgeteilt war, durch eine einzige, sich verjüngende Bohrung llOd ersetzt. Das Evakuierrohr 130 ist in einen unteren, geraden Bohrungsabschnitt der sich verengenden Bohrung llOd soweit eingeführt, bis es einen Mittelabschnitt desselben erreicht hat. Sodann wird ein keiförmiger, durchbohrter Stöpsel 160 in das Evakuierrohr 130 von obenher eingestoßen, um das Evakuierrohr 130 zu verbiegen. Das so deformierte Evakuierrohr 130 kann nicht mehr nach unten zur Druckstange 24 ausrutschen. Die Möglichkeit, das Evakuierrohr 130 festzuhalten, ist aber durchaus nicht auf die Anwendung eines Drahtes 140 oder eines Keil-Stöpsels 160 beschränkt, wie diese in Verbindung mit den vorangegangenen Ausführungsbeispielen beschrieben sind. Für die vorliegenden Erfindung können hier sehr wohl auch andere Einrichtungen zum Verhindern eines Ausrutschens des Evakuierrohres 130 nach unten in Richtung auf die Druckstange 24 eingesetzt werden, z. B.

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ein Band, das um das obere Ende des Evakuierrohres 130 gewunden ist und auf der bereits weiter oben erwähnten Schulter aufliegt o.a..

Wie aus der vorgehenden Beschreibung entnehmbar ist, umfaßt die Eingießeinrichtung für eine Druckgußmaschine gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel einen Hohlraum, der ausgebildet wird in der oberen, dem Kolbenkopf zugewandten Endfläche des zwischen dem Kolbenkopf und der Druckstange zwischengeschalteten Verbindungsgliedes, für eine Verbindung mit einem Spalt zwischen dem Kolbenkopf und der Eingießhülse, weiterhin eine sich axial erstreckende Nut, die am Außenumfang der Druckstange sowie zum Verbindungsglied und zum Außenumfang hin offen ist, und ferner ein Evakuierrohr, das in dieser Nut gehalten wird, lösbar in die die Nut mit dem Hohlraum verbindende Bohrung eingeführt ist, und dessen anderes Ende lösbar in Verbindung mit einem Vakuumerzeuger steht, während sein oberes Ende an dem Hohlraum anliegt. Folglich kann die Eingießeinrichtung für Druckgießmaschine gemäß dem beschriebenen dritten Ausführungbeispiel einen mit der Kolbeneinrichtung verbundenen Evakuiereffekt erzielen, der ein Eintreten von Luft in die Einrichtung über den Spalt zwischen Eingießhülse und Kolbenkopf verhindert. Zusätzlich kann selbst für den Fall, daß die Evakuierleitung verstopft sein sollte, bei der Kolbeneinrichtung dieses Ausführungsbeispiels der verstopfte Zustand durch einfaches Auswechseln des Evakuierrohres leicht wieder behoben werden ohne die Notwendigkeit, daß ein Abschneiden oder Austauschen der Druckstange erforderlich wäre, wie dies beim vorbekannten Stand der Technik nötig ist. Da der Austausch des Evakuierrohres leicht ausgeführt werden kann, läßt sich hierdurch eine ganz erhebliche Arbeite- und Kosteneinsparung erzielen.

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- Leerseite

Claims

GEYER,HAGEMANN&KEHL ..# ..# β..ββ·. PATENTANWALT^ t* « j ; \ %' a* * 1°*.- ίβ% EUROPEAN PATENT ATTQlWf YS. f Ό». Ismaninger Straße 108 · 8000 München 80 · Telefon O 089/98 07 31-34 · Telex 5216136 hage d - Telegramm: hageypatent ■ Telefax 089/98 24 21 Automat (CCITT Gr. 2) Briefanschrift: Postfach 860329 · 8000 München 86 Übe Industries, Ltd. München, den O D U U O Z α u.Z.: Pat 406/2-86M 20.02.86 Dr.G./2/bf PATENTANSPRÜCHE

1. Vertikale Gießeinrichtung für eine Druckgießmaschine mit einer Form, die einen Formhohlraum aufweist, mit einem Gießkanal, der verschiebbar in einer Eingießbohrung am unteren Endabschnitt der Form aufgenommen ist, mit einer stationären Hülse, die starr in der Eingießöffnung befestigt und an die der Gießkanal anlegbar ist, sowie mit einem verschieblich im Gießkanal angebrachten Druckkolben zum Einschießen

der heißen, in den Gießkanal eingebrachten Metallschmelze in die Form, *

dadurch gekennzeichnet, daß eine Evakuiereinrichtung (66, 67) vorgesehen %

ist, mittels derer vor Beginn oder während des Einschusses der Metall- ^

schmelze ein Abschnitt, in den Luft eintritt, und der Formhohlraum (14) derart evakuierbar sind, daß der Zeitpunkt des Anlegens des Vakuums an den Abschnitt um eine vorgegebene Zeitspanne vor dem Zeitpunkt des Anlegens des Vakuums an den Formhohlraum liegt.

2. Gießeinrichtung für eine Druckgießmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anlegen des Vakuums an den Abschnitt um mehr als 0,2 Sekunden vor dem Anlegen des Vakuums an den Formhohlraum (14) erfolgt.

3. Gießeinrichtung für eine Druckgießmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt einen Spalt zwischen dem Eingießkanal (22) und dem Kolben (20) umfaßt, so daß die Luft aus diesem Spalt evakuierbar ist.

4. Gießeinrichtung für eine Druckgießmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (20) einen Kolbenkopf (23) aufweist, in dessen Außenumfang eine Ringnut (23b; 23f) ausgebildet ist,

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über die der Abschnitt evakuierbar ist·

5. Gießeinrichtung für eine Druckgießmaschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt ferner eine Trennfläche (13) umfaßt, an der die Formteile (11, 12) der Gießform aneinander anliegen, wobei Luft aus dieser Trennfläche (13) und zwischen der Form (11, 12) und dem Eingießkanal (22) von der Evakuiereinrichtung evakuierbar ist.

6. Gießeinrichtung für eine Druckgießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dichtung (17b) zwischen der oberen Endfläche (22b) des Gießkanales (22) und der unteren Fläche der stationären Hülse (17) vorgesehen ist.

7. Gießeinrichtung für eine Druckgießmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (17b) an der stationären Hülse

(17) befestigt ist.

8. Gießeinrichtung für eine Druckgießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,

daß der Druckkolben (20) einen Kolbenkopf (23) und eine Druckstange (24) aufweist, zwischen denen ein Verbindungsglied (110) lösbar befestigt ist, in dessen dem Kolbenkopf (23) zugewandten Endabschnitt ein Hohlraum (110a) ausgebildet ist, der mit einem Spalt zwischen dem Kolbenkopf (23) und dem Gießkanal (22) in Verbindung steht und an eine in dem Verbindungsglied (110) vorgesehene Bohrung (110c) angrenzt, daß eine Nut (24g) in der Druckstange (24) vorgesehen ist, die zum Außenumfang der Druckstange (24) hin offen ist,

und daß ein Evakuierrohr (130) in der Nut (24g) befestigt ist, dessen eines Ende an eine Evakuiereinrichtung (66, 67) angeschlossen und dessen anderes Ende in die Bohrung (110c) im Verbindungsglied (110) eingeführt und dort lösbar befestigt ist.

9. Gießeinrichtung für eine Druckgießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an den Abschnitt ein stärkeres Vakuum als an den Formhohlraum (14) angelegt wird.