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Die Erfindung betrifft eine Spritzgussmaschine, insbesondere eine Metalldruckgussmaschine, mit (a) einer Gießkammer, (b) einem Gießkolben und (c) einer Gießkolbenschmiervorrichtung zum Schmieren des Gießkolbens. Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Schmieren einer solchen Spritzgussmaschine.
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Spritzgussmaschinen werden zum Herstellen von Spritzgussteilen verwendet. Dazu wird zunächst das Gießmaterial beispielsweise eine Metallschmelze, in die Gießkammer eingefüllt. Danach wird der Gießkolben so bewegt, dass das Gießmaterial in die Druckgießform eingedrückt wird. Dort erstarrt das Gießmaterial und es bildet sich ein Spritzgussteil.
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Der Gießkolben muss geschmiert werden, um zu verhindern, dass er sich festfrisst. Es sind mehrere Möglichkeiten bekannt, diese Schmierung auszuführen. Beispielsweise wird Schmieröl von oben auf den Gießkolben getropft. Das Schmieröl läuft beidseits der Mantelfläche des Gießkolbens herunter und bildet einen dünnen Schmierfilm, wenn der Gießkolben seinen nachfolgenden Hub ausführt. Nachteilig hieran ist der vergleichsweise hohe Schmierölverbrauch. Nachteilig ist zudem, dass ein Ausfall der Gießkolbenschmiervorrichtung sehr schnell zu einem Festfressen des Gießkolbens führt. Es muss daher sichergestellt sein, dass die Gießkolbenschmiervorrichtung mit sehr hoher Verlässlichkeit arbeitet.
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Bekannt ist zudem die Schmierung mittels Schmierfetts und/oder eines Festkörperschmierstoffs, beispielsweise durch Graphit. Nachteilig daran ist, dass die Ausbildung eines Schmierfilms nur schlecht kontrolliert werden kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Nachteile im Stand der Technik zu vermindern.
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Die Erfindung löst das Problem durch eine gattungsgemäße Spritzgussmaschine, bei der die Gießkolbenschmiervorrichtung ein mit Schmieröl tränkbares, insbesondere mit Schmieröl getränktes, Faserobjekt aufweist.
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Gemäß einem zweiten Aspekt löst die Erfindung das Problem durch ein Verfahren mit den Schritten (i) Zuführen von Schmieröl zu einem tränkbaren Faserobjekt, das am Gießkolben anliegt, und (ii) Aufbringen des Schmieröls auf den Gießkolben mittels des Faserobjekts. Insbesondere löst die Erfindung das Problem durch ein Verfahren mit den Schritten (i) Zuführen von Schmieröl zu einem tränkbaren Faserobjekt, das am Gießkolben anliegt, (ii) Tränken des Faserobjekts mit dem Schmieröl und (ii) Aufbringen des Schmieröls auf den Gießkolben mittels des Faserobjekts.
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Vorteilhaft an der Erfindung ist, dass der Gießkolben sicher geschmiert ist. Das wird vorteilhafterweise zudem häufig mit deutlich geringerem Aufwand an Schmieröl erreicht. Der Grund ist, dass das tränkbare Faserobjekt nur so viel Schmieröl auf den Gießkolben aufbringt, wie es notwendig ist um einen Schmierölfilm zu bilden. Anders als bei einer Tropfschmierung kommt es meistens zu weniger ungenutzt ablaufendem Schmieröl.
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Günstig ist es zudem, dass eine erfindungsgemäße Spritzgussmaschine in vielen Fällen eine höhere Trockenlauffestigkeit aufweist. In anderen Worten führt eine Unterbrechung der Schmierölzuführung häufig erst nach einer größeren Anzahl an Hüben zu einem Festfressen des Gießkolbens als bei herkömmlicher Tropfenschmierung.
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Besonders vorteilhaft ist, dass in vielen Fällen der Verbrauch an Schmieröl gesenkt werden kann. Dadurch werden Ressourcen geschont und die Umweltbelastung durch anderweitig zu entsorgende Schmierölreste vermindert.
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Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung wird unter der Gießkammer eine Struktur der Spritzgussmaschine verstanden, in die zu verarbeitendes Gießmaterial eingebracht, insbesondere eingegossen, wird, um dieses in eine Kavität einer Gießform einzubringen.
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Unter dem Gießkolben wird ein Kolben verstanden, mittels dem im Betrieb das Gießmaterial aus der Gießkammer in die Kavität eingebracht wird.
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Unter der Gießkolbenschmiervorrichtung wird eine Vorrichtung verstanden, mittels der der Gießkolben beim Betrieb der Spritzgussmaschine mit einem Schmierfilm versehen wird.
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Unter dem mit Schmieröl tränkbaren Faserobjekt wird ein Objekt verstanden, das aus zumindest einer Faser, insbesondere einer Mehrzahl an Fasern aufgebaut ist und das Bereiche zwischen einzelnen Faserabschnitten aufweist, in die Schmieröl eingebracht werden kann.
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Das Faserobjekt kann eine regelmäßige, durch Fasern gebildete Struktur aufweisen. In anderen Worten kann das Faserobjekt ein Textil aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann das Faserobjekt eine ungeordnete Faserstruktur, also ein Vlies, besitzen. Wiederum alternativ oder zusätzlich kann das Faserobjekt zumindest abschnittsweise gerichtete Fasern aufweisen, die sich in eine Vorzugsrichtung erstrecken. In anderen Worten kann das Faserobjekt zumindest abschnittsweise eine Bürste bilden.
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Es ist auch möglich, dass das Faserobjekt (i) sowohl ein Textil als auch ein Vlies aufweist oder (ii) sowohl ein Textil und eine Bürste aufweist oder (iii) sowohl eine Bürste als auch ein Vlies aufweist.
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Besonders günstig ist es, wenn das Faserobjekt benachbart zum Gießkolben aus Vlies besteht. Es hat sich nämlich herausgestellt, dass Vlies besonders gut dazu geeignet ist, das Schmieröl an die Mantelfläche des Gießkolbens abzugeben. Das Vlies ist beispielsweise Filz.
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Das tränkbare Faserobjekt steht vorzugsweise in Kontakt mit der Mantelfläche des Gießkolbens. Auf diese Weise wird ein ausreichend dicker, nicht aber zu dicker Schmierfilm auf den Gießkolben aufgebracht.
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Vorzugsweise besitzt die Gießkolbenschmiervorrichtung eine Schmierölzuführung zum Zuführen von Schmieröl zum Faserobjekt. Günstig ist es, wenn die Schmierölzuführung ausgebildet ist zum Zudosieren einer vorgegebenen Menge an Schmieröl nach einer vorgegebenen Zahl an Hüben des Gießkolbens. Beispielsweise beträgt die vorgegebene Zahl der Hübe höchstens 10, insbesondere 1 oder 1,2 oder 3. Als besonders günstig hat sich herausgestellt, wenn die Schmierölzuführung ausgebildet ist zum Zudosieren einer vorgegebenen Menge an Schmieröl nach jedem Hub des Gießkolbens. Es sei darauf hingewiesen, dass das Zudosieren nach einer vorgegebenen Anzahl an Hüben äquivalent zum Zudosieren vor einer vorgegebenen Anzahl an Hüben ist. Eine derartige Schmierölzuführung ist an sich für Tropfschmierungen bekannt, allerdings wird dort das Schmieröl direkt auf den Gießkolben getropft und nicht - wie bei der Erfindung - dem Faserobjekt zugeführt. Das Faserobjekt ist insbesondere so aufgebaut, dass es das zugeführte Schmieröl um den Gießkolben herum verteilt.
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Günstig ist es, wenn das Faserobjekt den Gießkolben radial zu zumindest 50% umgibt. Hierunter wird insbesondere verstanden, dass die Summe der Längen der Winkelintervalle, über die das Faserobjekt am Gießkolben anliegt, zumindest 180° beträgt. Besonders günstig ist es, wenn das Faserobjekt den Gießkolben radial vollständig umgibt. In anderen Worten ist das Faserobjekt dann ausgebildet zum Aufbringen eines Schmierölfilms über den kompletten Umfang des Gießkolbens.
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Günstig ist es, wenn das Faserobjekt in einer Nut eines Faserobjekt-Halters aufgenommen ist. Auf diese Weise ist das Faserobjekt gut mit Schmieröl tränkbar. Gleichzeitig wird zum vollständigen Tränken des Faserobjekts nur vergleichsweise wenig Schmieröl benötigt.
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Die Spritzgussmaschine ist vorzugsweise eine Aluminiumdruckgussmaschine. Beim Aluminiumdruckguss darf der Gießkolben nur einen kleinen Spalt relativ zur Gießkammer aufweisen, in der er geführt ist. Das macht eine sichere Schmierung besonders wichtig. Es wurde daher in der Vergangenheit versucht, über eine Tropfenschmierung, bei der vergleichsweise viel Schmieröl zugeführt wurde, die Schmierung des Gießkolbens sicherzustellen. Es wurde überraschend festgestellt, dass durch die Verwendung des Faserobjekts in den meisten Fällen eine deutliche Reduzierung des Schmierölverbrauchs möglich ist und dennoch keine Verringerung der Prozesssicherheit des Aufbringens des Schmierölfilms eintritt.
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Günstig ist es, wenn die Gießkolbenschmierung ausgebildet ist zum Zudosieren einer Schmieröldosis von höchstens 0,5 ml pro Gießkolbenhub und pro 380 mm Umfangslänge des Gießkolbens. In anderen Worten ist die Gießkolbenschmierung vorzugsweise ausgebildet zum Zudosieren einer Schmieröldosis von höchstens 0,13 ml pro Gießkolbenhub und 100 mm Umfangslänge. Üblich sind Schmieröldosen von 1 ml oder mehr pro Gießkolbenhub und 380 mm Umfangslänge. Die Verwendung des Faserobjekts ermöglicht daher in vielen Fällen eine Verminderung des Schmierölverbrauchs auf weniger als die Hälfte. Beträgt der Umfang des Gießkolbens beispielsweise 760 Millimeter, so wird vorzugsweise höchstens 1 Milliliter Schmieröl pro Gießkolbenhub zudosiert.
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Günstig ist es, wenn eine Zuführöffnung der Schmierölzuführung oberhalb des Faserobjekts angeordnet ist. In diesem Fall sickert das Schmieröl durch das Faserobjekt entlang der Mantelfläche des Gießkolbens nach unten. Das gewährleistet ein sicheres Aufbringen eines Schmierfilms.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt
- 1a eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Spritzgussmaschine,
- 1b eine Gießkolbenschmiervorrichtung einer erfindungsgemäßen Spritzgussmaschine und
- 2 die Gießkolbenschmiervorrichtung gemäß 1b mit dem Gießkolben in zwei unterschiedlichen Stellungen.
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1a zeigt schematisch eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Spritzgussmaschine 10, die eine Gießkammer 12 und einen in der Gießkammer 12 laufenden Gießkolben 14 aufweist. Die Gießkammer 12 steht in Flüssigkeitsverbindung mit einer Kavität 16 einer Gießform 18. Die Gießform 18 besitzt ein erstes Teil-Werkzeug 20 und ein zweites Teil-Werkzeug 20, die in einer, in 1 gezeigten Gussposition die Teil-Werkzeuge 20, 20.2 zudem in eine Ausstoß-Position bringbar sind, in der ein gefertigtes Druckgussteil ausgeformt werden kann.
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1a zeigt schematisch eine Gießkolbenschmiervorrichtung 22, die ein Faserobjekt 24 aufweist. Das Faserobjekt 24 ist in eine Nut 26 aufgenommen. Mittels einer Schmierölzuführung 28 wird Schmieröl zum Faserobjekt 24 zugeführt.
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1b zeigt eine Detailansicht auf die Gießkolbenschmiervorrichtung 22. Das besteht im vorliegenden Fall an seiner dem Kolben 12 zugewandten und in 1b sichtbaren Seite aus Filz. Besonders günstig ist es, wenn das Faserobjekt 24 wie im vorliegenden Fall vollständig aus Filz aufgebaut ist, das ist aber nicht notwendig.
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1b lässt erkennen, dass das Faserobjekt 24 in einer Nut angeordnet ist und sich entlang einer radialen Innenseite einer Zylindermantelfläche erstreckt.
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Die Schmierölzuführung 28 besitzt einen Schmierölbehälter 30, in dem das Schmieröl 32 aufgenommen ist. Mittels einer schematisch eingezeichneten Dosiervorrichtung 34 wird auf dem Gießkolbenhub des Gießkolbens 14 eine Schmieröldosis V32 von oben auf das Faserobjekt 24 aufgebracht. Beispielsweise liegt die Schmieröldosis bei V32 = 0,6 ± 0,2 ml. Es ist möglich, nicht aber notwendig, dass die Gießkolbenschmiervorrichtung eine Überschussöl-Abführung 36 aufweist, mittels der überschüssiges Schmieröl 32 abgeleitet wird. In der Regel ist eine derartige Überschussöl-Abführung entbehrlich, da nur so viel Schmieröl 32 zugeführt wird, wie für die Schmierung des Gießkolbens benötigt wird.
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2 zeigt die Gießkolbenschmiervorrichtung 22 und die Schmierölzuführung 28, dafür mit dem Gießkolben 14 in zwei unterschiedlichen Stellungen. Gestrichelt wird eine Endstellung gezeigt, in der der Gießkolben 14 das Gießmaterial, beispielsweise eine flüssige Aluminiumlegierung, in die Kavität 16 (vgl. 1a) eingedrückt hat.
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Durch die durchgezogenen Linien ist eine Startstellung des Gießkolbens 14 gezeigt, die auch in 1 zu sehen ist. In dieser Startstellung ist das Gießkammervolumen der Gießkammer 12 maximal. Eine Bewegung zwischen Startstellung und Endstellung sowie wieder zurück entspricht einem Gießkolbenhub des Gießkolbens 14. Durch eine Einfüllöffnung kann das Gießmaterial, beispielsweise eine Aluminiumlegierung oder eine Zinklegierung, in die Gießkammer 12 eingegossen werden. Nach dem Einbringen des Gießmaterials in die Kavität 16, des Erkalten Lassens und des Ausformens ergibt sich ein Druckgussteil als Ergebnis des Herstellungsverfahrens.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Spritzgussmaschine
- 12
- Gießkammer
- 14
- Gießkolben
- 16
- Kavität
- 18
- Gießform
- 20
- Teil-Werkzeug
- 22
- Gießkolbenschmiervorrichtung
- 24
- Faserobjekt
- 26
- Nut
- 28
- Schmierölzuführung
- 30
- Schmierölbehälter
- 32
- Schmieröl
- 34
- Dosiervorrichtung
- 36
- Überschussöl-Abführung
- 38
- Einfüllöffnung
- V32
- Schmieröldosis
