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Die Erfindung bezieht sich auf eine Gießeinheit zur Verwendung in einer Druckgießmaschine, wobei die Gießeinheit einen Gießkammerkörper und einen Gießkolben beinhaltet. Der Gießkammerkörper weist eine mit Gießmaterial befüllbare Gießkammer mit einem Gießmaterialeinlass und einem Gießmaterialauslass auf. Der Gießkolben ist in der Gießkammer in einer Gießkolbenlängsrichtung vorbewegbar, um Gießmaterial unter Druck über den Gießmaterialauslass aus der Gießkammer auszutragen, und zurückbewegbar, wodurch Gießmaterial über den Gießmaterialeinlass in die Gießkammer zuführbar ist.
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Derartige Gießeinheiten dienen typischerweise dazu, in den entsprechenden Druckgießmaschinen, z. B. vom Warmkammer- oder Kaltkammertyp, eine Metallschmelze durch die Wirkung des Gießkolbens aus der Gießkammer mit hoher Geschwindigkeit und hohem Druck in eine Formkavität zu fördern. In der Formkavität bildet sich dann durch Erstarren der Metallschmelze das gewünschte metallische Gussteil. Je nach Gießmaterial, z. B. Legierungen aus Zink, Al oder Magnesium, und herzustellendem Gussteil hat die Gießeinheit relativ hohe Temperaturen und Drücke der Metallschmelze von z. B. über 600°C und 1000 bar auszuhalten, was bekanntermaßen besondere konstruktive Maßnahmen erfordert.
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Bei herkömmlichen Gießeinheiten ist der Gießkolben typischerweise als Schieberkolben ausgebildet, der in einem hohlzylindrischen Gießkammerkörper axial vor- und zurückbewegbar ist, wobei sein Außenquerschnitt dem Innenquerschnitt des Gießkammerkörpers entspricht. Mit anderen Worten bildet dieser Schieberkolben eine das Gießkammervolumen variabel begrenzende, axial bewegliche Stirnwand der Gießkammer, wobei dieser herkömmliche Gießkolbentyp durch seinen dem Innenquerschnitt des Gießkammerkörpers entsprechenden Außenquerschnitt das Gießkammervolumen zu dieser Stirnseite hin abdichtet, gegebenenfalls unterstützt durch zugeordnete Dichtungsmittel, die z. B. am Kolbenaußenumfang angeordnet sind. Die Kraftübertragung auf den Gießkolben erfolgt über einen am gießkammerabgewandten Stirnende des Gießkolbens vorgesehenen Kolbenschaft mit gegenüber dem Gießkolben geringerem Querschnitt. Der Gießkolbenschaft kann z. B. durch eine zugehörige Durchführungsöffnung im Gießkammerkörper aus letzterem herausgeführt sein, wobei dann diese Durchführungsöffnung einen demjenigen des Kolbenschaftes entsprechenden Querschnitt aufweist, der geringer als der Gießkolbenaußenquerschnitt und der Innenquerschnitt des zylindrischen Gießkammerkörpers ist.
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Gießeinheiten mit dem besagten Schieberkolbentyp stellen einige spezifische technologische Herausforderungen. Ein Problempunkt ist der Effekt der sogenannten Randschalenerstarrung. Durch die vergleichsweise kühlere Zylinderwand des Gießkammerkörpers kann Schmelzematerial an dessen Innenwand erstarren und die Bewegung des sich entlang dieser mit zweidimensionalem Flächenkontakt abdichtend bewegenden Gießkolbens stören bzw. erschweren. Zudem befindet sich bei zurückbewegtem Gießkolben außer Gießmaterial meist auch Luft in der Gießkammer, die beim Formfüllvorgang, d. h. beim Vorbewegen des Gießkolbens, wieder ausgetrieben werden muss bzw. zu Schmelzeoxidationsproblemen führen kann.
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Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung einer Gießeinheit für eine Druckgießmaschine zugrunde, mit der sich die oben erwähnten Schwierigkeiten herkömmlicher Gießeinheiten vom Schieberkolbentyp beseitigen oder jedenfalls verringern lassen.
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Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung einer Gießeinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bei dieser Gießeinheit erstreckt sich der Gießkolben durch eine Durchführungsöffnung des Gießkammerkörper hindurch von außen in die Gießkammer hinein, wobei ein Freiraumbereich der Gießkammer zwischen einer Außenmantelfläche des in die Gießkammer vorbewegten Gießkolbens und einer dieser quer zur Gießkolbenlängsrichtung gegenüberliegenden Innenwandfläche des Gießkammerkörpers gebildet ist, indem ein Außenquerschnitt des Gießkolbens entsprechend kleiner ist als ein Innenquerschnitt des Gießkammerkörpers.
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Mit anderen Worten ist der Gießkolben bei der erfindungsgemäßen Gießeinheit von einem Verdrängertyp, der durch Vorwärtsbewegen in die Gießkammer das Gießkammervolumen entsprechend verringert, ohne dass er sich mit seinem Außenquerschnitt nach Art eines herkömmlichen Schieberkolbens ganzflächig abdichtend gegen den Innenquerschnitt des Gießkammerkörpers anlegt. Durch die Belassung des Freiraumbereichs entfallen jegliche Reibungsprobleme zwischen dem Außenquerschnitt des Gießkolbens und dem quer zur Gießkolbenlängsrichtung gegenüberliegenden Innenquerschnitt des Gießkammerkörpers z. B. aufgrund des erwähnten Randschalenerstarrungseffekts. Eine Reibungsproblematik durch zweidimensionalen, flächigen Reibkontakt kann so lokal auf den Bereich der Durchführungsöffnung begrenzt werden. Diese ist viel einfacher beherrschbar als die herkömmliche Reibungsproblematik zwischen Gießkolbenaußenquerschnittsfläche und Innenquerschnittsfläche des Gießkammerkörpers entlang der gesamten Verschiebungslänge beim herkömmlichen Schieberkolbentyp. Bei Bedarf kann ein lediglich eindimensionaler, linienförmiger oder nulldimensionaler, punktförmiger Führungskontakt zwischen Gießkolben und Gießkammerbegrenzungswand beibehalten werden. Außerdem bietet diese erfindungsgemäße Gestaltung der Gießeinheit vergleichsweise einfach die Möglichkeit, die Gießkammer stets vollständig mit Gießmaterial befällt zu halten, ohne dass zwangsläufig Umgebungsluft in die Gießkammer gelangt.
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In einer Weiterbildung der Erfindung mündet der Gießmaterialeinlass in den Freiraumbereich der Gießkammer. Dies hat vorteilhaft zur Folge, dass der Gießkammereinlass auch bei maximal vorbewegtem Gießkolben von letzterem nicht blockiert wird. So kann Gießmaterial schon zu Beginn der Rückbewegung des Gießkolbens aus seiner maximal vorbewegten Position über den Gießeinlass in die Gießkammer zugeführt werden. Im Gegensatz dazu ist bei herkömmlichen Gießeinheiten vom Schieberkolbentyp der Gießeinlass meist durch den vorbewegten Gießkolben blockiert und wird von diesem erst freigegeben, wenn sich der Gießkolben um einen gewisse Weglänge aus seiner maximal vorbewegten Stellung heraus zurückbewegt hat. Die vorliegende Gießeinheit ermöglicht folglich ein vergleichsweise gleichmäßiges, homogenes Zuführen von Gießmaterial in die Gießkammer und damit auch die Vermeidung unerwünschter Turbulenzen und eines unerwünschten Ansaugens von Umgebungsluft über den Gießmaterialauslass beim Zurückbewegen des Gießkolbens. Die Gießkammer kann damit ohne weiteres stets vollständig mit Gießmaterial befüllt gehalten werden.
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In weiterer Ausgestaltung ist der Gießmaterialeinlass und/oder eine ihm zugeordnete Gießmaterialzufuhrleitung mit einem Absperrelement versehen, das verhindert, dass Gießmaterial über den Gießmaterialeinlass aus der Gießkammer austritt. Je nach Bedarf und Anwendungsfall kann es sich um ein aktiv oder passiv wirkendes Absperrelement von an sich herkömmlichem Typ handeln, z. B. um ein entsprechendes Rückschlagventil.
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In Weiterbildung der Erfindung weist der Gießkammerkörper einen Hohlzylinder auf, und die Durchführungsöffnung ist an einem Stirnende desselben vorgesehen. Der Gießkolben kann sich dann beispielsweise mit zur Hohlzylinderlängsachse paralleler Kolbenlängsachse axial über die Durchführungsöffnung in die Gießkammer erstrecken. In weiterer Ausgestaltung ist der Gießmaterialauslass und/oder der Gießmaterialeinlass an dem der Durchführungsöffnung gegenüberliegenden Stirnende des Hohlzylinders oder an einer Zylindermantelfläche des Hohlzylinders vorgesehen. Diese Positionierungsmaßnahmen können zu einer günstigen Strömungscharakteristik für das in die Gießkammer einzuleitende und aus dieser unter Druck in eine Formkavität austragbare Gießmaterial beitragen.
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In Weiterbildung der Erfindung ist ein Dichtelement an einer gießkammerzugewandten Innenseite der Durchführungsöffnung angeordnet. Das Anordnen an der Innenseite hat den Vorteil, dass erstarrtes Schmelzematerial, wenn es in diesem Bereich zu einem Erstarrungseffekt kommen sollte, beim Vorbewegen des Gießkolbens problemlos wieder in die Gießkammer gedrückt werden kann, ohne dass dies störende Reibungserscheinungen zwischen Gießkolben und Innenwand des Gießkammerkörpers zur Folge hat. Auch beim Zurückbewegen des Gießkolbens macht Schmelzematerial, das eventuell im Bereich des Dichtelementes an der Innenseite der Durchführungsöffnung erstarrt, keine Probleme, schon weil diese Rückbewegung im Gegensatz zur Vorbewegung des Gießkolbens quasi drucklos stattfinden kann. Denn das Gießmaterial in der Gießkammer steht bei der Rückbewegung des Gießkolbens nicht unter dem hohen Druck, wie er während der Formfüllphase beim Vorbewegen des Gießkolbens herrscht, sondern ist drucklos oder steht allenfalls unter einem wesentlich geringeren Zufuhrdruck, der optional zum Nachspeisen von Gießmaterial in die Gießkammer verwendet werden kann.
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In Weiterbildung der Erfindung ist eine Führungshülse für den Gießkolben an einer der Gießkammer abgewandten Außenseite der Durchführungsöffnung vorgesehen. Mit dieser kann der Gießkolben sicher während seiner Vor- und Rückbewegung geführt werden.
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In Weiterbildung der Erfindung ist eine Gießkolben-Temperiereinrichtung zur wenigstens bereichsweise aktiven Temperierung des Gießkolbens vorgesehen. Dadurch kann je nach Bedarf und Anwendungsfall aktiv auf die Temperatur des Gießkolbens Einfluss genommen werden, dessen jeweils in der Gießkammer befindlicher Teil der Temperatureinwirkung durch das dortige heiße Gießmaterial unterliegt. In Ausgestaltung dieser Maßnahme ist die Gießkolben-Temperiereinrichtung dafür ausgelegt, den Gießkolben gemäß eines vorgebbaren Temperaturprofils entlang wenigstens eines Teils seiner Länge aktiv temperieren zu können. Beispielsweise kann damit ein zu einem Temperaturgradienten entlang des Gießkolbens führender Temperatureinfluss des heißen Gießmaterials in der Gießkammer auf den Gießkolben geeignet teilkompensiert oder vollständig kompensiert werden.
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In Weiterbildung der Erfindung ist eine Gießkammer-Temperiereinrichtung zur aktiven Temperierung der Gießkammer vorgesehen. Dies kann beispielsweise dazu genutzt werden, Schmelzeerstarrungseffekten in der Gießkammer vorzubeugen bzw. eine relativ homogene Temperaturverteilung des Gießmaterials in der Gießkammer zu erzielen.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben.
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Die einzige Figur zeigt in einer schematischen Seitenansicht eine Gießkolbeneinheit für eine Druckgießmaschine.
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Die in der Figur schematisch dargestellte Gießeinheit eignet sich insbesondere zum Verarbeiten von flüssigen und teilflüssigen Metallschmelzen, wie Legierungen aus Zinn, Zink, Blei, Aluminium, Magnesium, Titan, Stahl oder Kupfer bzw. mehreren dieser Metalle, Mischungen mehrerer Metalle sowie optional derartige Materialien mit Beimischungen von Partikeln, in einer zugehörigen Druckgießmaschine. Die Gießeinheit kann ja nach Bedarf und insbesondere je nach Druckgießmaschinentyp z. B. als sogenannte vertikale oder horizontale Gießeinheit in die betreffende Gießmaschine eingebaut werden. Die Gießeinheit weist einen Gießkammerkorper 1 auf, der im gezeigten Beispiel einen Hohlzylinder 1a umfasst, welcher mit seinem Inneren eine Gießkammer 2 bildet. An einer in der Figur rechten Stirnseite ist ein Gießmaterialauslass 3 vorgesehen, über den Gießmaterial aus der Gießkammer 2 in herkömmlicher, hier nicht weiter gezeigter Weise in eine Formkavität gefördert werden kann, die in üblicher Weise von einer festen und einer beweglichen Formhälfte der Druckgießmaschine gebildet wird und die Kontur eines herzustellenden Gussteils definiert.
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Des weiteren beinhaltet die Gießeinheit einen Gießkolben 4, der als länglicher Verdrängerkolben realisiert ist und sich durch eine Durchführungsöffnung 5 des Gießkammerkörpers 1 hindurch von außen in die Gießkammer 2 hinein erstreckt. Im gezeigten Beispiel ist die Durchführungsöffnung 5 an der dem Gießmaterialauslass 3 gegenüberliegenden Stirnseite des hohlzylindrischen Gießkammerkörpers 1 vorgesehen, und zwar ebenso wie der Gießmaterialauslass 3 mittig zu einer Längsachse 1b des Gießkammer-Hohlzylinders 1. Der Gießkolben 4 ist mit zur Hohlzylinder-Längsachse 1b fluchtender Längsachse 4a axial hin und her bewegbar gehalten, wie mit einem Bewegungsdoppelpfeil B symbolisiert, wobei er in der Figur in einer rückwärtigen Endstellung gezeigt ist.
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Der Gießkolben 4 weist einen Außendurchmesser d auf, der wenigstens über einen in die Gießkammer 2 hinein bzw. durch die Durchführungsöffnung 5 hindurch bewegbaren Teil des Gießkolbens 4 konstant ist und dem Durchmesser der Durchführungsöffnung 5 im Wesentlichen entspricht. Optional kann dieser Teil des Gießkolbens 4 auch eine leicht konische Form aufweisen, wobei in diesem Fall für eine angepasste Abdichtung zu sorgen ist. Demgegenüber weist der Gießkammer-Hohlzylinder 1a einen größeren Innendurchmesser D auf, d. h. D > d, so dass zwischen dem in die Gießkammer vorbewegten Gießkolbenabschnitt und der radial gegenüberliegenden Gießkammerwand ein Ringspalt 6 als ein Freiraumbereich der Gießkammer verbleibt, der bleibend zum Gießkammervolumen gehört, da er nicht vom Gießkolben abgesperrt wird. Mit anderen Worten liegen sich in einer in der Figur gestrichelt angedeuteten, vorgeschobenen Gießkolbenstellung 4' eine Außenmantelfläche 4b des Gießkolbens 4 und eine Innenwandfläche 1c des hohlzylindrischen Gießkammerkörpers 1 mit einem radialen Freiraumabstand D-d gegenüber, wobei der so gebildete Freiraum-Ringspalt 6 im Betrieb bleibend mit dem in der Gießkammer 2 befindlichen Gießmaterial gefüllt ist. Es versteht sich, dass der Gießkolben 4 in seinem nicht in die Gießkammer 2 hinein bewegbaren, hinteren Abschnitt eine beliebige Querschnittsgestaltung aufweisen kann, z. B. eine gestufte oder konische Form.
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In der gezeigten hinteren Kolbenendstellung befindet sich ein gießkammerseitiges Stirnende 4c des Gießkolbens 4 mit geringem Abstand zur Durchführungsöffnung 5 in der Gießkammer 2. Aus dieser hinteren Endstellung kann der Gießkolben 4 jeweils so weit vorbewegt werden, dass die gewünschte Menge an flüssigem oder teilflüssigem Gießmaterial im zugehörigen Formfüllvorgang aus der Gießkammer 2 in die Formkavität ausgetragen wird, d. h. das Volumen an auszutragendem Gießmaterial ist gleich dem Volumen des in die Gießkammer 2 hinein bewegten Teils des Gießkolbens 4. Maximal kann der Gießkolben 4 bis zu einer Position vorbewegt werden, in welcher sein vorderes Stirnende 4c die Innenwand des Gießkammerkörpers 1 an der Stirnseite erreicht, an welcher sich der Gießmaterialauslass 3 befindet, wobei der Kolbendurchmesser d in diesem Beispiel größer ist als ein Durchmesser a des Gießmaterialauslasses 3. Alternativ kann vorgesehen sein, den Durchmesser a des Gießmaterialauslasses 3 größer als den Kolbendurchmesser d zu wählen. In diesem Fall kann sich der Gießkolben 4 mit seinem vorderen Stirnende 4c in den Gießmaterialauslass 3 hinein vorbewegen, wenn dies für den betreffenden Anwendungsfall zweckmäßig ist. Die vordere Endstellung des Gießkolbens 4 kann hierbei durch den Hub eines herkömmlichen, nicht gezeigten Antriebs für den Gießkolben 4 oder durch einen entsprechenden Begrenzungsanschlag definiert sein.
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Gießmaterial kann der Gießkammer 2 über eine Gießmaterialzufuhrleitung 7 und einen zugehörigen Gießmaterialeinlass 8 zugeführt werden, der in eine Zylindermantelfläche des Hohlzylinders 1a eingebracht ist. Dies hat zur Folge, dass der Gießmaterialeinlass 8 in den ringspaltförmigen Freiraumbereich 6 der Gießkammer 2 einmündet und dadurch nicht von dem vorbewegten Gießkolben 4 abgesperrt wird. Der Gießmaterialeinlass 8 und/oder die Gießmaterialzufuhrleitung 7 sind mit einem aktiv oder passiv wirkenden Absperrelement 9 versehen, mit dem verhindert wird, dass in der Gießkammer befindliches Gießmaterial beim Vorbewegen des Gießkolbens 4 in die Gießkammer 2 über den Gießmaterialeinlass 8 entweichen kann. Beispielsweise kann das Absperrelement 9 wie schematisch gezeigt als Rückschlagventil realisiert sein.
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Zur Abdichtung der Durchführung des Gießkolbens 4 durch die Durchführungsöffnung 5 hindurch ist ein Dichtelement 10, z. B. ein abdichtender Gummi- oder Metallring, an einer gießkammerseitigen Innenseite der Durchführungsöffnung 5 vorgesehen. Das Dichtelement 10 ist vorzugsweise so gestaltet, z. B. als entsprechend geformtes Dichtlippenelement, dass es unter dem Druck des Gießmaterials in der Gießkammer 2 abdichtend gegen den durchgeführten Gießkolben 4 andrückt.
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Zur Führung des axial beweglichen Gießkolbens 4 ist eine Führungshülse 11 mit dem Kolbendurchmesser d entsprechendem Hülseninnendurchmesser vorgesehen, die im gezeigten Beispiel als axialer Fortsatz bzw. Flansch des Gießkammerkörpers 1 realisiert ist. Gleichzeitig dient die Führungshülse 11 im gezeigten Ausführungsbeispiel zur Aufnahme einer Führungshülsen-Temperiereinrichtung 12, die zur aktiven Führungshülsentemperierung dient und sich wie gezeigt axial auch in den Bereich der Durchführungsöffnung 5 erstrecken kann. Die Temperiereinrichtung 12 kann auch zur Temperierung des in der Führungshülse 11 geführten Gießkolbens 4 beitragen. Sie kann z. B. von einem Typ mit einem flüssigen oder gasförmigen Temperiermedium sein, das durch Temperierkanäle geleitet wird, die den Gießkolben 4 im entsprechenden Abschnitt der Führungshülse 11 bzw. der Durchführungsöffnung 5 koaxial umgeben.
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Zur aktiven Gießkolbentemperierung kann, wie im gezeigten Ausführungsbeispiel realisiert, eine entsprechende Gießkolben-Temperiereinrichtung 14 vorgesehen sein, die wiederum beispielsweise von einem Typ mit einem flüssigen oder gasförmigen Temperiermedium ist, das durch einen oder mehrere Temperierkanäle 14a geleitet wird, welche sich im Gießkolben 4 selbst erstrecken. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist dies dadurch realisiert, dass ein Temperierrohr 15 längsmittig in einen Innenraum 16 des zu diesem Zweck als Hohlzylinder realisierten Gießkolbens 4 unter Belassung eines Ringspalts zwischen dem Temperierrohr 15 und der Gießkolben-Innenwandung eingefügt ist. Der Ringspalt stellt einen ersten Temperierkanal dar, während das Temperierrohr 15 einen zweiten Temperierkanal darstellt, wobei das Temperiermedium über einen der beiden Temperierkanäle bis in den vorderen Gießkolbenbereich geführt und über den anderen Temperierkanal wieder nach hinten abgeführt werden kann.
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Die erwähnten Temperiereinrichtungen 12, 14 können dazu verwendet werden, den Gießkolben 4 bzw. die Führungshülse 11 im betreffenden Abschnitt aktiv zu temperieren, z. B. gemäß eines vorgebbaren Temperaturprofils entlang wenigstens eines Teils seiner in die Gießkammer vorbewegbaren Länge. Insbesondere kann dadurch je nach Bedarf und Anwendungsfall dem Temperatureinfluss der heißen Gießschmelze in der Gießkammer 2 auf den in die Gießkammer hinein bewegbaren Teil des Gießkolbens 4 entgegengewirkt werden, beispielsweise zu dem Zweck, keine zu hohen axialen Temperatur-gradienten im Gießkolben 4 entstehen zu lassen, die aufgrund lokal unterschiedlicher Kolbenmaterialausdehnung die Abdichtung des Gießkolbens 4 an der Durchführungsöffnung 5 erschweren könnten. Die beiden Temperiereinrichtungen 12, 14 können für diesen Zweck einer gewünschten Temperierung des Gießkolbens 4 und zweckmäßiger-weise auch der Führungshülse 11 geeignet aufeinander abgestimmt werden, wobei in alternativen Ausführungsformen auch nur eine der beiden Temperiereinrichtungen 12, 14 vorgesehen sein kann.
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Des weiteren ist eine Gießkammer-Temperiereinrichtung 13 vorgesehen, mit der die Gießkammer 2 samt Gießmaterialeinlass 8 nebst angrenzender Gießmaterialzufuhrleitung 7 und Gießmaterialauslass 3 nebst angrenzender Gießmaterialauslassleitung in einer gewünschten Weise steuerbar aktiv temperiert werden kann. Dazu kann auch diese Temperiereinrichtung 13 z. B. von einem Typ mit einem flüssigen oder gasförmigem Temperiermedium sein, das durch Temperierkanäle geleitet wird, welche den Hohlzylinder 1a bzw. die Gießmaterialzufuhrleitung 7 und/oder die Gießmaterialauslassleitung koaxial umgeben. Mit dieser Temperiereinrichtung 13 ist es folglich möglich, das Gießmaterial ohne starke Temperaturgradienten auf einem vergleichsweise konstanten Temperaturniveau zu halten, wenn es für den jeweils nächsten Gießvorgang über die Zufuhrleitung 7 in die Gießkammer 2 geleitet, dort bevorratet und dann im Formfüllvorgang über den Gießmaterialauslass 3 ausgetragen wird. Bei Bedarf kann die Temperiereinrichtung 13 in mehrere getrennt steuerbare Temperierzonen bzw. Temperiereinheiten aufgeteilt sein.
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Wie aus der obigen Beschreibung der konstruktiven Gegebenheiten bereits ersichtlich, wirkt bei der gezeigten Gießeinheit der Gießkolben 4 als reiner Verdrängerkolben, dessen Vorschub in die Gießkammer 2 die wie üblich unter hoher Geschwindigkeit und hohem Druck in eine Formkavität aus der Gießkammer 2 auszutragende Schmelzemenge bestimmt, wobei sich der Gießkolben 4 frei in die Gießkammer 2 hinein bewegt, ohne mit seiner Mantelfläche an einer Zylinderinnenwand des Gießkammerkörpers 1 flächig entlang zu leiten. Störende Reibungseffekte an einer entsprechenden Gleitfläche zwischen Gießkolben und Gießkammerwand, wie sie den herkömmlichen Gießeinheiten vom Schieberkolbentyp inhärent sind, entfallen bei dieser Gießeinheit vom Verdrängerkolbentyp prinzipbedingt.
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Zudem kann relativ einfach vermieden werden, dass beim Zurückbewegen des Gießkolbens 4 nach beendetem Formfüllvorgang Luft in die Gießkammer 2 gelangt. Denn der vorbewegte Gießkolben 4 sperrt den Gießmaterialeinlass 8 nicht ab, so dass beim Zurückbewegen des Gießkolbens 4 sofort Gießmaterial über die Zufuhrleitung 7 und das dann öffnende Absperrelement 9 in die Gießkammer 2 nachgespeist werden kann. Dieses Einleiten von Gießmaterial erfolgt z. B. im Wesentlichen drucklos oder mit geringem Überdruck, und in jedem Fall kann das Einsaugen von Luft z. B. über den Gießmaterialeinlass 3 vermieden werden, wenn gewünscht. Das Nachspeisen kann zudem dadurch verbessert werden, dass sich am Gießmaterialauslass durch Gießmaterialerstarrung gegen Ende des jeweiligen Gießzyklus ein verschließender Pfropf bildet, der das Einsaugen von Luft verhindert.
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Das vorliegend realisierte Verdrängerkolbenprinzip erleichtert den Aufbau eines hohen Drucks und die Bewegung des Gießkolbens 4 mit hoher Geschwindigkeit zur Bewirkung der Formfüllung, wobei das dann geschlossene Absperrelement 9 den Gießmaterialeinlass 8 geschlossen hält, so dass das vom Gießkolben 4 verdrängte Gießmaterial allein über den Gießmaterialauslass 3 aus der Gießkammer 2 hinausgelangt, um die Formkavität zu füllen. Weiter hat die erfindungsgemäße Gießkolbenkonfiguration den Vorteil, dass kein Kolbenschmiermittel benötigt wird und folglich keine entsprechenden Rückstände im hergestellten Gussteil auftreten können.
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Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf das in der Figur gezeigte, spezielle Ausführungsbeispiel beschränkt ist. So können in anderen Ausführungsbeispielen der Erfindung Modifikationen hiervon vorgesehen sein, beispielsweise kann ein Gießkolben mit nicht kreisförmigem Querschnitt und einer korrespondierend gestalteten Durchführungsöffnung verwendet werden, und/oder die Führungshülse kann als Bauteil separat vom Gießkammerkörper realisiert sein, eventuell als ein an diesem montiertes Bauteil. In weiteren Ausführungsformen der Erfindung können der Gießmaterialeinlass und der Gießmaterialauslass gegenüber ihren Positionen im gezeigten Ausführungsbeispiel vertauscht sein oder an beliebigen anderen Positionen in die Gießkammer münden. Der Gießkolben kann sich in entsprechenden Ausführungsformen auch quer zur Längsrichtung des Gießmaterialauslasses und/oder des Gießmaterialeinlasses in die Gießkammer hinein erstrecken. Für jede der erwähnten Temperiereinrichtungen 12, 13, 14 ist außer den genannten auch jeder andere dem Fachmann für diese Anwendung geläufige Bautyp verwendbar, im Fall einer Heizeinrichtung z. B. auch eine elektrische Heizeinrichtung mit elektrischen Heizelementen.
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Im gezeigten Beispiel ist der Freiraumbereich als in Umfangsrichtung durchgängiger Ringspalt gebildet, d. h. der Gießkolben bewegt sich in der Gießkammer 2 frei ohne Abstützung. In alternativen Ausführungsformen kann eine Punkt- oder Linienführung des Gießkolbens innerhalb der Gießkammer vorgesehen sein, d. h. in derartigen Ausführungsbeispielen legt sich der Gießkolben mit einer Außenmantelfläche längs eines oder mehrerer Linienkontakte und/oder längs eines oder mehrerer Punktkontakte gegen eine quer zur Gießkolbenbewegungsrichtung gegenüberliegende Begrenzungswandung der Gießkammer an. In diesen Fällen bleibt zwar eine gewisse Reibung zwischen Gießkolben und einer Gießkammerbegrenzungswand bestehen, sie ist jedoch dadurch, dass nur ein eindimensionaler Linienkontakt oder ein nulldimensionaler Punktkontakt vorliegt, geringer als im herkömmlichen Fall des Schieberkolbentyps, bei dem die Außenmantelfläche des Gießkolbens mit einer zweidimensionalen Reibungskontaktfläche ganzflächig an der gegenüberliegenden Gießkammerwandung anliegt. So könnte das gezeigte Ausführungsbeispiel im Sinn eines Linienkontaktes z. B. dahingehend modifiziert sein, dass die Hohlzylinderinnenwand 1c oder die Gießkolben-Außenmantelfläche 4b mit am Umfang verteilt angeordneten, mit axialer Richtungskomponente verlaufenden Führungsstegen versehen ist, die den Gießkolben 4 innerhalb der Gießkammer 2 in seiner Axialbewegung geführt halten. Diese Führungsstege unterteilen dann den Ringspalt-Freiraum 6 in mehrere entsprechende Segmente.
