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Aug. 1 5 , 1967 H . GRIGULL E T A L 3 , 3 3 5 , 4 6 2VACUUM INJECTION MOLDING APPARATUS

F i l e d J u l y 1 6 , 1 9 6 4

152088230340.am21491133B11346 Heinz ' 1 2 ? 8 3 , 1 2 3 3 0 3 4 8 2 4 2 5 0

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U n i t e d S t a t e s P a t e n t 0i

3 , 3 3 5 , 4 6 2VACUUM NJECTlON MOLDING PEARATUSHans G r i g u l l , C o l o g n e - E h r e n f e l d , a n d K a r l H e i n z M i r g e l ,B e r g i s c h - G l a d b a c l i , G e r m a n y , a s s i g n o r s t o L e y b o l dH o l d i n g A . G . , Z u g , S w i t z e r l a n d , a S w i s s companyF i l e d J u l y 1 6 , 1 9 6 4 , S e r . N o . 3 8 3 , 0 4 1C l a i m s p r i o r i t y , a p p l i c a t i o n G e r m a n y , J u l y 1 7 , 1 9 6 3 ,L 4 3 , 1 9 31 2 C l a i m s . C l . 1 8 - 3 0 )T h i s i n v e n t i o n r e l a t e s t o v a c u u m i n j e c t i o n m o l d i n g

a p p a r a t u s and m ore p a r t i c u l a r l y t o a v a c u u m i n j e c t i o nm o l d i n g a p p a r a t u s w h i c h i s c a p a b l e o f c o n t i n u o u s o p e r at i o n .I n j e c t i o n m o l d i n g i s a w e l l known method o f p r o d u c i n g

o b j e c t s o f p l i a b l e m a t e r i a l s s u c h a s , f o r e x a m p l e , t h e r m op l a s t i c p o l y m e r a t e s . Wit h t h i s p r o c e s s however e r r o r s c a no c c u r d u r i n g t h e molding which c a u s e a q u a l i t y r e d u c t i o no f t h e ? n i s h e d p a r t .

P a r t s c a n e x h i b i t , f o r e x a m p l e , a i r b u b b l e s , s c o r c h e dp a r t s , s e a m e r r o r s , e t c . The e r r o r s a r e caused by a i rp o c k e t s r e m a i n i n g i n t h e mold a f t e r t h e i n j e c t i o n o f t h em o l d i n g m a t e r i a l . A e r y t i g h t mold a g g r a v a t e s t h e p r o bl e m b y p r e v e n ti n g e s c a p e o f t r a p p e d a i r d u r i n g t h e moldi n g p r o c e s s . A i r c u s h i o n s c a u s e an i n c o m p l e t e f l o w o ft h e i n j e c t i o n m a t e r i a l i n t o t h e m o l d , t h e r e b y p r o d u c i n ga i r b u b b l e s i n t h e p r o d u c t . A l s o , s u c h a i r c u s h i o n s c a n b el o c a l l y h e a t e d by t h e i n j e c t i o n p r e s s u r e t o s u c h a n e x t e n tt h a t s c o r c h e d a r e a s w i l l o c c u r i n t h e ? n i s h e d p r o d u c t .

Another problem i s t h e p r o d u c t i o n o f seam f a u l t s i n t h ep r o d u c t i f t h e i n j e c t e d m a s s c o o l s u n e v e n l y . The m a t e r i a li n t h e m o l d m u s t be heated t o t h e thermal l i m i t s o a s t or e d u c e i t s v i s c o s i t y . I f t h e n t h e mold j o i n t s a r e v e r y t i g h t ,t h e e n c l o s e d a i r c a n e s c a p e o n l y w i t h d i ? i c u l t y w h i c hl e a d s t o a n uneven c o o l i n g o f t h e i n j e c t e d m a t e r i a l . A sa r e s u l t o f t h e unequal c o o l i n g , v i s i b l e seams can o c c u ri n t h e ? n i s h e d p r o d u c t .

To a v o i d t h e a b o v e d i f f i c u l t i e s , a p p a r a tu s h a s b e e nd e v e l o p e d f o r i n j e c t i n g t h e c a s t i n g m a t e r i a l i n t o a moldo f r e d u c e d p r e s s u r e . I n s p i t e o f mold e v a c u a t i o n , h o w e v e r ,t h e molded p r o d u c t c a n s t i l l e x h i b i t w a t e r i n c l u s i o n s i ft h e g r a n u l a r m a t e r i a l u s e d f o r t h e i n j e c t i o n h a s a h i g hm o i s t u r e c o n t e n t . D u r i n g t h e c a s t i n g p r o c e s s t h e s e w a t e ri n c l u s i o n s w i l l p r o d u c e b u b b l e s w h i c h h a v e s i m i l a r a dv e r s e e f l e c t s on t h e q u a l i t y o f t h e ? n i s h e d p r o d u c t .V a c u u m i n j e c t i o n m o l d i n g a p p a r a t us h a s b e e n d e v e lo p e d w h i c h p r o v i d e s d e g a s s i n g o f t h e c a s t i n g m a t e r i a lp r i o r t o i t s i n j e c t i o n i n t o t h e c a s t i n g m o l d . S u c h a p p a r at u s i s shown and d e s c r i b e d i n US. p a t e n t a p p l i c a t i o n No.3 1 5 , 8 5 6 , ? l e d O c t . 1 4 , 1 9 6 3 , b y H . G r i g u l l a n d n o w a b a nd o n e d . A l t h o u g h a l l e v i a t i n g t h e p r o b l e m s m e n t i o n e da b o v e , t h i s e q u i p m e n t h a s t h e d i s a d v a n t a g e o f r e q u i r i n ga s t o p p a g e o f t h e m o l d i n g o p e r a t i o n d u r i n g p e r i o d s whennew b a t c h e s o f c a s t i n g m a t e r i a l a r e b e i n g d e g a s s e d . Suchs t o p p a g e s g r e a t l y r e d u c e t h e e ? i c i e n c y o f t h e h i g h s p e e dm o l d i n g o p e r a t i o n s .

The o b j e c t o f t h i s i n v e n t i o n t h e r e f o r e i s t o p r o v i d e ac o n t i n u o u s l y o p e r a b l e vacuum i n j e c t i o n m o l d i n g a p p a r at u s w h i c h w i l l c o n s i s t e n t l y p r o d u c e u n i f o r m a n d f a u l t f r e emolded p r o d u c t s .

One f e a t u r e o f t h i s i n v e n t i o n i s t h e p r o v i s i o n o f a v a cu u m i n j e c t i o n m o l d i n g a p p a r a t u s h a v i n g a n e v a c u a b l ep r i m a r y s u p p l y v e s s e l a d a p t e d t o s u p p l y c a s t i n g m a t e r i a lt o an e v a c u a b l e mold and an e v a c u a b l e a u x i l i a r y s u p p l yv e s s e l c o n n e c t e d t o t h e p r i m a r y s u p p l y v e s s e l by a v a cuum a l v e .

Another f e a t u r e o f t h i s i n v e n t i o n i s t h e p r o v i s i o n o f avacuum i n j e c t i o n m o l d i n g a p p a r a t u s o f t h e a b o v e f e at u r e d t y p e i n c l u d i n g a s i n g l e v a c u u m pumping s y s t e m f o re v a c u a t i n g b o t h t h e p r i m a r y a n d a u x i l i a r y c a s t i n g m a t er i a l s u p p l y v e s s e l s , a p r i m a r y e v a c u a t i o n l i n e c o n n e c t e db e t w e e n t h e p u m p i n g s y s t e m a n d t h e p r i m a r y s u p p l y v e s

10

4 0

45

50

6 0

6 5

7 0

1 3 , 3 3 1 4P a t e n t e d A u g . 1 5 , 1 9 6 ?

5 3is e l , a n d a v a l v e d a u x i l i a r y e v a c u a t i o n l i n e o f s u b s t a n t i a l l ys m a l l e r c r o s s s e c t i o n c o n n e c t e d b e t w e e n t h e pumping s y st e m a n d t h e a u x i l i a r y s u p p l y v e s s e l .

Another f e a t u r e o f t h i s i n v e n t i o n i s t h e p r o v i s i o n o f av a c u u m i n j e c t i o n m o l d i n g a p p a r a t u s o f t h e ? r s t f e a t u r e dt y p e s w h e r e i n t h e p r i m a r y s u p p l y v e s s e l i s a d a p t e d t o p r od u c e t h e f r e e f a l l o f c a s t i n g m a t e r i a l t h r o u g h an e v a c ua b l e s p a c e c o n n e c t e d t o t h e p r i m a r y e v a c u a t i o n l i n e a n di n c l u d i n g a s u p p l e m e n t a l e v a c u a t i o n l i n e c o n n e c t e d b et w e e n t h e pumping s y s t e m a n d t h e u p p e r p o r t i o n o f t h ep r i m a r y s u p p l y v e s s e l .

Another f e a t u r e o f t h i s i n v e n t i o n i s t h e p r o v i s i o n o f av a c u u m i n j e c t i o n m o l d i n g a p p a r a t u s o f t h e a b o v e f e a t u r e dt y p e w h e r e i n t h e s u p p l e m e n t a l e v a c u a t i o n l i n e i s o f s u bs t a n t i a l l y s m a l l e r c r o s s s e c t i o n t h a n t h e p r i m a r y e v a c u at i o n l i n e .

Another f e a t u r e o f t h i s i n v e n t i o n i s t h e p r o v i s i o n o f avacuum i n j e c t i o n m o l d i n g a p p a r a t u s o f t h e a b o v e f e a t u r e dt y p e w h e r e i n t h e p r i m a r y s u p p l y v e s s e l i n c l u d e s a d o u b l ew a l l e d p o r t i o n o f w h i c h t h e i n n e r w a l l t h e r e o f s u p p o r t st h e s t o r e d c a s t i n g m a t e r i a l and t h e a n n u l a r s p a c e b e t w e e nt h e d o u b l e w a l l s p r o v i d e s a g a s communication p a t h b et w e e n t h e p r i m a r y e v a c u a t i o n l i n e a n d t h e e v a c u a b l es p a c e t h r o u g h w h i c h t h e c a s t i n g m a t e r i a l f a l l s .

A n o t h e r f e a t u r e o f t h i s i n v e n t i o n i s t h e pr o v i s i o n o fv a c u u m v a l v e s i n b o t h t h e p r i m a r y e v a c u a t i o n l i n e and t h es u p p l e m e n t a r y e v a c u a t i o n l i n e .Another f e a t u r e o f t h i s i n v e n t i o n i s t h e p r o v i s i o n o f avacuum i n j e c t i o n m o l d i n g a p p a r a t u s o f t h e a b o v e f e a

t u r e d t y p e w h e r e i n t h e d o u b l e w a l l e d s u p p l y v e s s e l p o rt i o n i s f o r m e d by a p a i r o f i n v e r t e d c o n c e n t r i c c o n e s a n dw h e r e i n t h e a n g l e o f t h e i n n e r c o n e i s g r e a t e r t h a n t h ea n g l e o f t h e o u t e r c o n e .

T h e s e a n d o t h e r f e a t u r e s a n d a d v a n t a g e s o f t h e p r e s e n ti n v e n t i o n w i l l become more a p p a r e n t u p o n a p e r u s a l o ft h e f o l l o w i n g d e s c r i p t i o n t a k e n i n c o n j u n c t i o n w i t h t h ea c c o m p a n y i n g d r a w i n g w h i c h i s a s c h e m a t i c s h o w i n gp a r t l y i n c r o s s s e c t i o n o f a p r e f e r r e d embodiment o f t h ei n v e n t i o n .

Shown i n t h e d r a w i n g i s t h e c o n e - s h a p e d p r i m a r y s u pp l y v e s s e l 1 1 h a v i n g a d e m o u n t a b l e c o v e r 1 2 . Gas t i g h t l ya t t a c h e d t o t h e i n n e r w a l l o f t h e p r i m a r y s u p p l y v e s s e l1 1 i s a s o l i d r i n g 1 3 which s u p p o r t s t h e c o n c e n t r i c i n n e rcone m e m b e r 1 4 . Attached t o t h e lower end o f i n n e r cone14 i s a h o l l o w c y l i n d e r 1 5 which e x t e n d s t h r o u g h a n a p e rt u r e 1 6 i n t h e bottom o f t h e p r i m a r y s u p p l y v e s s e l 1 1 .S u r r o u n d i n g a n d i n i n t i m a t e c o n t a c t w i t h t h e l o w e r p o rt i o n o f t h e i n n e r cone 1 4 i s a n e l e c t r i c a l h e a t i n g band 20c o n n e c t e d t o an e l e c t r i c a l f e e d t h r o u g h 1 7 which e x t e n d st h r o u g h t h e e l e c t r i c a l i n s u l a t o r 1 8 mounted i n t h e w a l lo f p r i m a r y s u p p l y v e s s e l 1 1 .

The p r i m a r y s u p p l y v e s s e l 1 1 i s mounted on a ? l l i n gt u b e 2 1 b y t h e h o l l o w ? a n g e d f e e d e r t u b e 2 2 . E l e c t r i c a lh e a t i n g c o i l s 2 3 e n c i r c l e t h e ? l l i n g t u b e 2 1 w h i c h e n c l o s e sa m a t e r i a l conveyor s c r e w 2 4 . Mo u n t e d above t h e p r im ary v e s s e l d e m o u n t a b l e c o v e r 1 2 i s t h e a u x i l i a r y s u p p l yv e s s e l 25 h a v i n g a demountable c o v e r 3 8 . An p e r t u r e i nt h e b o t t o m o f a u x i l i a r y s u p p l y v e s s e l 2 5 i s g a s t i g h t l yc o n n e c t e d t o a n a p e r t u r e i n p r i m a r y v e s s e l c o v e r p l a t e12 by t h e v a c u u m v a l v e 2 6 .A mechanical v a c u u m p u m p 27 i s c o n n e c t e d t o t h e

m a n i f o l d 2 8 by a c o n n e c t i n g t u b e 2 9 . The p r i m a r y e v a cu a t i o n l i n e 3 0 , 3 1 and t h e v a c u u m v a l v e 32 c o n n e c t t h em a n i f o l d 2 8 w i t h t h e a n n u l a r s p a c e 3 3 b e t w e e n t h e p r im ary s u p p l y v e s s e l 1 1 and i n n e r c o n e 1 4 . The a u x i l i a r yv a c u u m e v a c u a t i o n l i n e 34 and v a c u u m v a l v e 3 5 p r o v i d eg a s c o m m unication between t h e m a n i f o l d 2 8 and t h e a p e rt u r e i n t h e u p p e r p o r t i o n o f a u x i l i a r y s u p p l y v e s s e l 2 5 .The s u p p l e m e n t a r y e v a c u a t i o n l i n e 3 6 a n d v a c u u m v a l v e3 7 p r o v i d e g a s c o m m u n i c a t i o n b e t w e e n p r i m a r y e v a c u at i o n l i n e 3 0 a n d a n a p e r t u r e i n t h e u p p e r p o r t i o n o f p r imary s u p p l y v e s s e l 1 1 .

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3/4

3 , 3 3 5 , 4 6 23D u r i n g o p e r a t i o n o f t h e a p p a r a t u s s h o w n i n t h e ? g u r et h e a u x i l i a r y s u p p l y v e s s e l 2 5 i s ? l l e d w i t h a s u i t a b l e c a s t -i n g m a t e r i a l 4 1 t h r o u g h t h e d e m o u n t a b l e c o v e r 3 8 . Witht h e r c o n n e c t in g v a l v e 2 6 i n t h e c l o s e d p o s i t i o n , t h e c a s t i n gm a t e r i a l 4 1 i s p r e d e g a s s e d b y e v a c u a t i n g t h e u p p e r p o rt i o n 4 2 o f a u x i l i a r y s u p p l y v e s s e l 2 5 v i a a u x i l i a r y e v a c ua t i o n l i n e 34 and open v a c u u m v a l v e 3 5 . t h e p r e d e g a s s e dm a t e r i a l 4 1 i s t h e n e m p t i e d i n t o p r i m a r y s u p p l y v e s s e l1 1 t h r o u g h t h e opened v a c u u m v a l v e 2 6 . The m a t e r i a l4 1 i s warmed w i t h i n t h e p r i m a r y s u p p l y v e s s e l 1 1 by c o nt a c t w i t h t h e i n n e r cone 1 4 which i s h e a t e d by t h e h e a t i n gband 2 1 } . E l e c t r i c a l e n e r g y i s s u p p l i e d t o t h e h e a t i n g band2 1 1 by t h e f e e d through 1 7 from a s u i t a b l e s o u r c e o f e l e ct r i c a l power ( n o t s h o w n ) . The o p e n i n g i n t h e b o t t o m o ft h e c y l i n d r i c a l t u b e 15 a l l o w s a c o n t i n u o u s s t r e a m ofc a s t i n g m a t e r i a l 4 1 t o f a l l t h r o u g h t h e open s p a c e 44w i t h i n f e e d i n g t u b e 2 . 2 . The f r e e l y f a l l i n g m a t e r i a l i s c o nt i n u o u s l y t r a n s m i t t e d t o a s u i t a b l e v a c u u m m olding mac h i n e ( n o t sh own by t h e c o n v e y o r s c r e w 2 4 . The moldi n g m a c h i n e m a y b e , f o r e x a m p l e , o f t h e t y p e shown a n dd e s c r i b e d i n t h e a b o v e m e n t i o n e d US. p a t e n t a p p l i c a t i o n ,. S e r i a l No. 3 1 5 . 8 5 6 .A s t h e p r e d e g a s s e d m a t e r i a l 4 1 f a l l s t h r o u g h t h e s t r e a md e g a s s i n g s p a c e 4 4 , a n a d d i t i o n a l q u a n t i t y o f t h e g a s r em a i n i n g i n t h e m a t e r i a l i s removed t h r o u g h t h e g a sr e m o v a b l e p a t h c o m p r i s i n g t h e a n n u l a r s p a c e 3 3 , p r i m a r ye v a c u a t i o n l i n e 3 0 , 3 1 , open v a c u u m v a l v e 3 2 , m a n i f o l d2 8 , a n d c o n n e c t i n g t u b e 2 9 .A r i m a r y a d v a n t a g e o f t h e p r e s e n t i n v e n t i o n i s t h a ta f t e r ? l l i n g o f t h e p r i m a r y s u p p l y v e s s e l 1 1 t h e v a c u u mv a l v e s 26 and 35 can b e c l o s e d and a u x i l i a r y c o v e r p l a t e3 8 o p e n e d t o r e l o a d a u x i l i a r y s u p p l y v e s s e l 25 w i t h c a s ti n g m a t e r i a l 4 1 . The v a l v e 35 i s t h e n opened t o e v a c ua t e t h e i n n e r chamber 4 2 and p r e d e g a s t h e c o n t a i n e dm a t e r i a l 4 1 d u r i n g t h e p e r i o d r e q u i r e d t o e x h a u s t t h es u p p l y o f m a t e r i a l c o n t a i n e d i n t h e p r i m a r y s u p p l yv e s s e l 1 1 . Thus t h e p r i m a r y s u p p l y v e s s e l 1 1 n e e dn e v e r b e e x p o s e d t o a t m o s p h e r i c c o n d i t i o n s and t h e moldi n g o p e r a t i o n c a n c o n t i n u e i n d e ? n i t e l y w i t h o u t i n t e r r u pt i o n w h i l e p r o v i d i n g a f r e s h s u p p l y o f c a s t i n g m a t e r i a l .I t i s p r e f e r r e d t h a t t h e a u x i l i a r y e v a c u a t i o n l i n e 3 4 b es u b s t a n t i a l l y s m a l l e r i n c r o s s s e c t i o n t h a n t h e p r i m a r ye v a c u a t i o n l i n e 3 0 , 3 1 . For e x a m p l e , a c r o s s s e c t i o n f o ra u x i l i a r y l i n e 3 4 o f a b o u t 1 / 1 0 t h a t o f p r i m a r y e v a c u a t i o nl i n e 3 0 , 3 1 i s e f f e c t i v e . T h i s a l l o w s t h e e v a c u a t i o n o fa u x i l i a r y s u p p l y v e s s e l 2 5 a n d t h e s t r e a m d e g a s s i n g s p a c e44 w i t h a s i n g l e v a c u u m p u m p i n g s y s t e m w h i l e a l s o p r ev e n t i n g a s u b s t a n t i a l p r e s s u r e r i s e i n t h e d e g a s s i n g s p a c e4 4 i m m e d i a t e l y a f t e r ? l l i n g o f t h e a u x i l i a r y s u p p l y v e s s e l25 and o p e n i n g o f t h e v a c u u m v a l v e 3 5 . The r e l a t i v e l ys m a l l c o n d u c t a n c e o f t h e a u x i l i a r y l i n e 34 p r e v e n t s t h ea t m o s p h e r i c c o n d i t i o n e x i s t i n g i n t h e a u x i l i a r y s u p p l yv e s s e l 2 5 i m m e d i a t e l y a f t e r ? l l i n g f r o m s u b s t a n t i a l l ya f f e c t i n g t h e p r e s s u r e i n t h e d e g a s s i n g s p a c e 4 4 . T h i s i si m p o r t a n t b e c a u s e any s u b s t a n t i a l p r e s s u r e r i s e i n t h es t r e a m d e g a s s i n g s p a c e 44 would c a u s e a q u a n t i t y o f i nc o m p l e t e l y d e g a s s e d c a s t i n g m a t e r i a l 4 1 t o r e a c h t h ev a c u u m molding m ac hine t h u s producing an i n f e r i o rp r o d u c t .The u s e o f s u p p l e m e n t a r y e v a c u a t i o n l i n e 3 6 a l s o i nc r e a s e s t h e e f f e c t i v e n e s s o f t h e molding a p p a r a t u s . W i t ht h i s l i n e i t i s p o s s i b l e t o r e d u c e t h e pr e s s u r e i n t h e s p a c e4 3 a b o v e t h e c a s t i n g m a t e r i a l 4 1 t h e r e b y p r o v i d i n g a d d it i o n a l p r e d e g a s s i n g i n a d d i t i o n t o e l i m i n a t i n g f l o w r e s i s ta n c e when t h e p r i m a r y s u p p l y v e s s e l 1 1 i s b e i n g ? l l e dw i t h m a t e r i a l t h r o u g h open c o n n e c t i n g v a c u u m v a l v e 2 6 .Without a s u p p l e m e n t a r y e v a c u a t i o n l i n a m a t e r i a l ?o wr e s i s t i n g p r e s s u r e can occur i n t h e s p a c e 4 3 because o ft h e o u t g a s s i n g p r o d u c e d b y t h e h e a t i n g o f t h e c a s t i n g mat e r i a l . Here a g a i n t h e c r o s s s e c t i o n o f t h e s u p p l e m e n t a r ye v a c u a t i o n l i n e 3 6 s h o u l d b e s u b s t a n t i a l l y s m a l l e r t h a nt h e p r i m a r y e v a c u a t i o n l i n e 3 1 f o r t h e r e a s o n s d i s c u s s e da b o v e . The v a l v e 3 7 a l l o w s c l o s i n g o f t h e s u p p l e m e n t a r ye v a c u a t i o n l i n e 3 6 d u r i n g a c t u a l ? l l i n g o f t h e p r i m a r ys u p p l y v e s s e l 1 1 a n d t h u s p r e v e n t s l i g h t w e i g h t p a r t i c l e s i n

20

30

7 5

4t h e c a s t i n g m a t e r i a l 4 1 from b e i n g s u c k e d i n t o t h e v a c u u mp u m p 2 7 . I t i s a l s o p o s s i b l e t o u s e an a d j u s t a b l e t h r o t t l ev a l v e 37 which a l l o w s r e g u l a t i o n o f t h e p r e s s u r e i n t h es p a c e 43 a n d e s t a b l i s h m e n t o f a d e s i r e d p r e s s u r e d i f f e r e nt i a l between t h e s p a c e 43 and t h e s t r e a m d e g a s s i n g s p a c e4 4 . With t h i s p r e s s u r e d i f f e r e n t i a l i t i s p o s s i b l e t o c o n t r o lt h e ?ow r a t e o f c a s t i n g m a t e r i a l o u t o f t h e o p e n i n g i nc y l i n d r i c a l t u b e 1 5 and t h u s e s t a b l i s h a s u i t a b l e r a t e o ff l o w f o r v a r i o u s t y p e s o f c a s t i n g m a t e r i a l i n t h e same p i e c eo f m o l d i n g a p p a r a t u s .The p a r t i c u l a r d o u b l e w a l l e d form o f t h e p r i m a r y s u pp l y v e s s e l 1 1 p r o v i d e s e x t r e m e l y e f ? c i e n t h e a t i n g o f t h ec a s t i n g m a t e r i a l 4 1 b e f o r e e n t r y i n t o t h e open s t r e a md e g a s s i n g s p a c e 4 4 w h i c h h e a t i n g p r o d u c e s m u c h moree f f e c t i v e d e g a s s i n g o r t h e m a t e r i a l . B e c a u s e t h e i n n e rh e a t e d i n n e r c o n e 1 4 i s i n c o n t a c t w i t h t h e p r i m a r y s u p p l y v e s s e l 1 1 o n l y a l o n g t h e l i m i t e d e x t e r n a l c i r c u m f e r e n t i a ls u r f a c e o f t h e m o u n t i n g r i n g 1 3 , t h e h e a t l o s s i s m i n im i z e d a n d s u b s t a n t i a l l y a l l t h e h e a t i n g e n e r g y s u p p l i e di s b e n e ? c i a l l y u s e d i n h e a t i n g t h e c a s t i n g m a t e r i a l . Thed o u b l e cone c o n s t r u c t i o n i s a d v a n t a g e o u s i n t h a t t h e i n n e rcone 14 p r o v i d e s a d e s i r e d t u n n e l i n g o f t h e c a s t i n g mat e r i a l w h i l e t h e s i m i l a r l y s h a p e d o u t e r c o n e w a l l 1 1 r eq u i r e s a m i n i m u m o f c o n s t r u c t i o n m a t e r i a l . Also an i n n e rc o n e 14 h a v i n g a l a r g e r a n g l e t h a n t h a t o f t h e c o n i c a lp r i m a r y s u p p l y v e s s e l 1 1 i s an e f f i c i e n t , e c o n o m i c a l a rr a n g e m e n t . T h i s a r r a n g e m e n t p r o v i d e s t h e a n n u l a r s p a c e3 2 w hi c h s e r v e s a s a n evacuation p a t h for t h e streamd e g a s s i n g s p a c e 44 and a s a h e a t l o s s b a r r i e r w h i l e a l s op r o v i d i n g m a x i m u m s t o r a g e a r e a i n t h e p r i m a r y s u p p l yv e s s e l 1 1 . A s t h e s p a c i n g b e t w e e n t h e p r i m a r y s u p p l yv e s s e l 1 1 and i n n e r c o n e 1 4 i s i n c r e a s i n g from t o p t o b o tt o m , t h e c i r c u m f e r e n c e o f t h e a n n u l a r s p a c e 3 3 i s d ec r e a s i n g . T h e r e f o r e t h e c r o s s s e c t i o n a l a r e a o f t h e a n n u l a rs p a c e 33 and t h e g a s c o n d u c t a n c e t h e r e i n c a n be e s t a bl i s h e d a t a s u b s t a n t i a l l y c o n s t a n t r e q u i r e d v a l u e w h i l ea l s o p r o v i d i n g m a x i m u m u t i l i z a t i o n o f t h e s t o r a g e a r e aw i t h i n t h e p r i m a r y s u p p l y v e s s e l 1 1 . The e x t e n s i o n o f t h ec y l i n d r i c a l t u b e i n t o t h e d eg a s s i n g s p a c e 4 4 i s a l s o d e s i ra b l e i n t h a t i t l e n g t h e n s t h e a n n u l a r e v a c u a t i o n s p a c e 3 3and t h u s p r e v e n t s s u c t i o n removal o f ?ne c a s t i n g ma~t e r i a l p a r t i c l e s i n t o t h e v a c u u m p u m p 2 7 . The l e n g t h o ft h e c y l i n d r i c a l t u b e 15 c a n b e s e l e c t e d i n a c c o r d a n c e w i t ht h e p a r t i c u l a r c a s t i n g m a t e r i a l u t i l i z e d .

Thus t h e p r e s e nt i n v e n t io n p r o v i d e s a v a c u u m i n j e c t i o nm o l d i n g a p p a r a t u s w h i c h c o n s i s t e n t l y p r o d u c e s e r r o r f r e em o l d e d p i e c e s b y u n i q u e l y d e g a s s i n g t h e c a s t i n g m a t e r i a lb e f o r e t h e m o l d i n g o p e r a t i o n . F u r t h e r m o r e , t h e m o l d i n ga p p a r a t u s i s c a p a b l e o f c o n t i n u o u s o p e r a t i o n t h e r e b yg r e a t l y i m p r o v i n g t h e e f ? c i e n c y o f s u c h m a c h i n e s .O b v i o u s l y m a n y m o d i ? c a t i o n s a n d v a r i a t i o n s o f t h e

p r e s e n t i n v e n t i o n a r e p o s s i b l e i n t h e l i g h t o f t h e a b o v et e a c h i n g s . I t i s t h e r e f o r e t o b e u n d e r s t o o d , t h a t w i t h i nt h e s c o p e o f t h e a p p e n d e d c l a i m s , t h e i n v e n t i o n m a y b ep r a c t i c ed o t h e r w i s e t h a n a s s p e c i ? c a l l y d e s c r i b e d .

W h a t s c l a i m e d i s :1 . A vacuum i n j e c t i o n m o l d i n g a p p a r a t u s c o m p r i s i n gi n c o m b i n a t i o n :a n e v a c u a b l e ? l l i n g means f o r s u p p l y i n g c a s t i n g ma

t e r i a l t o , a v a c u u m mold; a n evacuable primarys u p p l y v e s s e l , c o m m u n i c a t i n g w i t h s a i d ? l l i n g m e a n s ,f o r s u p p l y i n g c a s t i n g m a t e r i a l t o s a i d ? l l i n g m e a n s ;a n e v a c u a b l e a u x i l i a r y s u p p l y v e s s e l , communicati n g w i t h s a i d p r i m a r y s u p p l y v e s s e l , f o r s u p p l y i n gc a s t i n g m a t e r i a l t o s a i d p r i m a r y s u p p l y v e s s e l ; s a i d? l l i n g means a n d s a i d v e s s e l s b e i n g d i s p o s e d f o rg r a v i t y ?ow o f c a s t i n g m a t e r i a l f r o m s a i d a u x i l i a r yv e s s e l t o s a i d p r i m a r y v e s s e l , a n d f r o m s a i d p r i m a r yv e s s e l t o s a i d ? l l i n g m e a n s ;e v a c u a t i o n means f o r s a i d v e s s e l s and s a i d ? l l in g meanscomprising a v a c u u m p u m p, a primary e v a c u a t i o nl i n e c o n n e c t i n g s a i d p u m p a n d s a i d p r i m a r y s u p p l yv e s s e l , a n d a n a u x i l i a r y e v a c u a t i o n l i n e c o n n e c t i n g ,s a i d p u m p a n d s a i d a u x i l i a r y s u p p l y v e s s e l ; s a i da u x i l i a r y l i n e h a v i n g a s m a l l c o n d u c t a n c e r e l a t i v e t o

8/13/2019 Us 3335462

4/4

3 , 3 3 5 , 4 6 25s a i d p r i m a r y l i n e ; v a l v e m e a n s i n s a i d a u x i l i a r y l i n e ;and v a c u u m v a l v e means c o n n e c t e d between s a i d p r imary a n d a u x i l i a r y s u p p l y v e s s e l s f o r c o n t r o l l in g t h e?ow o f c a s t i n g m a t e r i a l t h e r e b e t w e e n , a n d f o r e f f e c ti n g g a s i s o l a t i o n b e t w e e n s a i d v e s s e l s .2 . The a p p a r a t u s a c c o r d i n g t o c l a i m 1 w h e r e i n t h el o w e r e n d o f s a i d p r i m a r y s u p p l y v e s s e l d e ? n e s a d e

g a s s i n g s p a c e , c o m m u n i c a t i n g w i t h s a i d ? l l i n g m e a n s , a n dn o z z l e means f o r d i s c h a r g i n g a s t r e a m o f c a s t i n g m a t e r i a lt h r o u g h s a i d d e g a s s i n g s p a c e t o s a i d ? l l i n g m e a n s ; a n dw h e r e i n s a i d p r i m a r y e v a c u a t i o n l i n e c o m m u n i c a t e s w i t hs a i d d e g a s s i n g s p a c e .3 . The a p p a r a t u s a c c o r d i n g t o c l a i m 2 i n c l u d i n g a s u pp l e m e n t a r y e v a c u a t i o n l i n e c o n n e c t e d b e t w e e n s a i d p r imary l i n e a n d t h e u p p e r p o r t i o n o f s a i d p r i m a r y v e s s e l ;a n d v a l v e means i n s a i d s u p p l e m e n t a r y l i n e f o r c o n t r o l l i n gf l o w t h e r e t h r o u g h .

4 . The a p p a r a t us a c c o r d i n g t o c l a i m 2 w h e r e i n s a i dp r i m a r y s u p p l y v e s s e l i n c l u d e s i n n e r a n d o u t e r w a l l s b etween which i s formed a g a s e v a c u a t i o n p a t h , s a i d i n n e rw a l l d e ? n i n g s a i d n o z z l e m e a n s ; s a i d g a s e v a c u a t i o n p a t hc o n n e c t i n g s a i d p r i m a r y e v a c u a t i o n l i n e a n d s a i d s t r e a md e g a s s i n g s p a c e .5 . The a p p a r a t u s a c c o r d i n g t o c l a i m 4 i n c l u d i n g h e a ti n g means d i s p o s e d i n s a i d g a s e v a c u a t i o n p a t h f o r h e a ti n g s a i d i n n e r W a l l .

6 . The a p p a r a t us a c c o r d i n g t o c l a i m 4 w h e r e i n s a i di n n e r w a l l h a s a n i n v e r t e d c o n i c a l f o r m , and i s a t t a c h e dt o s a i d o u t e r W a l l a l o n g t h e u p p e r p o r t i o n o f s a i d i n n e rw a l l ; s a i d i n n e r and o u t e r w a l l s d e ? n i n g a n a n n u l a r g a se v a c u a t i o n p a t h o p e n i n g a t t h e b o t t o m t h e r e o f t o s a i dd e g a s s i n g s p a c e ; a n d w h e r e i n s a i d p r i m a r y e v a c u a t i o n l i n ec o m m u n i c a t e s w i t h a n o p e n i n g i n s a i d o u t e r w a l l o p e n i n gt o s a i d a n n u l a r g a s e v a c u a t i o n p a t h .

7 . The a p p a r a t us a c c o r d i n g t o c l a i m 6 w h e r e i n t h el o w e r p o r t i o n o f s a i d p r i m a r y v e s s e l h a s a n i n v e r t e d c o n ic a l f o r m ; a n d w h e r e i n t h e c o n e a n g l e o f s a i d i n n e r w a l li s g r e a t e r t h a n t h e c o n e a n g l e o f s a i d o u t e r w a l l , t o d e ? n ea n a n n u l a r g a s e v a c u a t i o n p a t h h a v i n g s u b s t a n t i a l l y u n if o r m c r o s s s e c t i o n t h r o u g h o u t i t s l e n g t h .

8 . A vacuum i n j e c t i o n m o l d i n g a p p a r a t u s c o m p r i s i n gi n c o m b i n a t i o n :an e v a c u a b l e ? l l i n g means f o r s u p p l y i n g c a s t i n g ma

t e r i a l t o a v a c u u m mold; an e v a c u a b l e s u p p l y v e s s e lc o m m u n i c a t i n g w i t h s a i d ? l l i n g m e a n s , a n d d i s p o s e d

1 0

1 5

25

3 5

4 5

6a b o v e s a i d ? l l i n g m e a n s f o r s u p p l y i n g c a s t i n g m at e r i a l t o s a i d ? l l i n g m e a n s b y g r a v i t y f l o w ;t h e l o w e r e n d o f s a i d s u p p l y v e s s e l d e ? n i n g a d e g a s s i n gs p a c e , c o m m u n i c a t i n g w i t h s a i d ? l l i n g m e a n s , a n dn o z z l e me a n s f o r d i s c h a r g i n g a s t r e a m o f c a s t i n g mat e r i a l t h r o u g h s a i d d e g a s s i n g s p a c e t o s a i d ? l l i n gmeans;e v a c u a t i o n means f o r s a i d s u p p l y v e s s e l a n d s a i d ? l l i n gm e a n s comprising a v a c u u m p u m p , a primary evacu a t i o n l i n e c o n n e c t i n g s a i d p u m p a n d s a i d d e g a s s i n gs p a c e o f s a i d s u p p l y v e s s e l , a s u p p l e m e n t a r y e v a c u at i o n l i n e c o n n e c t e d b e t w e e n s a i d p u m p a n d t h e u pp e r p o r t i o n o f s a i d s u p p l y v e s s e l , a n d v a l v e meansi n s a i d s u p p l e m e n t a r y l i n e f o r c o n t r o l l i n g ?ow t h e r et h r o u g h .

9 . The a p p a r a t u s a c c o r d i n g t o c l a i m 8 w h e r e i n s a i ds u p p l y v e s s e l i n c l u d e s i n n e r a n d o u t e r w a l l s b e t w e e nwhich i s formed a g a s e v a c u a t i o n p a t h , s a i d i n n e r w a l ld e ? n i n g s a i d n o z z l e m e a n s ; s a i d g a s e v a c u a t i o n p a t h c o nn e c t i n g s a i d p r i m a r y e v a c u a t i o n l i n e a n d s a i d s t r e a m d eg a s s i n g s p a c e .1 0 . The a p p a r a t u s a c c o r d i n g t o c l a i m 9 i n c l u d i n g h e a ti n g means d i s p o s e d i n s a i d g a s e v a c u a t i o n p a t h f o r h e a ti n g s a i d i n n e r W a l l .

1 1 . The a p p a r a t u s a c c o r d i n g t o c l a i m 9 w h e r e i n s a i di n n e r w a l l h a s a n i n v e r t e d c o n i c a l f o r m , a n d i s a t t a c h e dt o s a i d o u t e r w a l l a l o n g t h e u p p e r p o r t i o n o f s a i d i n n e rw a l l ; s a i d i n n e r and o u t e r w a l l s d e ? n i n g an a n n u l a r g a se v a c u a t i o n p a t h o p e n i n g a t t h e b o t t o m t h e r e o f t o s a i dd e g a s s i n g s p a c e ; a n d w h e r e i n s a i d p r i m a r y e v a c u a t i o n l i n ec o m m u n i c a t e s w i t h a n o p e n i n g i n s a i d o u t e r w a l l o p e n i n gt o s a i d a n n u l a r g a s e v a c u a t i o n p a t h .1 2 . The a p p a r a t u s a c c o r d i n g t o c l a i m 1 1 w h e r e i n t h el o w e r p o r t i o n o f s a i d s u p p l y v e s s e l h a s a n i n v e r t e d c o n ic a l f o r m ; a n d w h e r e i n t h e c o n e a n g l e o f s a i d i n n e r w a l li s g r e a t e r t h a n t h e c o n e a n g l e o f s a i d o u t e r w a l l , t o d e? n e a n a n n u l a r g a s e v a c u a t i o n p a t h h a v i n g a s u b s t a n t i a l l yu n i f o r m c r o s s - s e c t i o n t h r o u g h o u t i t s l e n g t h .

R e f e r e n c e s C i t e dFOR IGN PATENTS

5 / 1 9 6 3 G r e a t B r i t a i n .J . SPENCER OVERHOLSER, P r i m a r y E x a m i n e r .W I L B U R L . MCBAY, A s s i s t a n t E x a m i n e r .

9 2 5 , 5 0 2