DE2233132B2 - Druckkolben für eine Druckgießmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckkolber für eine Druckgießmaschine, mit einem ihn axial durchsetzenden Träger, der eine von der der stirnseitiger Kolbendruckfläche gegenüberliegenden Kolbenseitt ausgehende, zum Kolbenboden führende, zentral« Sacklochbohrung zur Kolbenkühlung aufweist, und mi einer lösbaren, mit ihrer äußeren Umfangsfläche zu mindest auf einem Teil ihrer axialen Erstreckung eint Koibengleitfläche bildenden Kolbenhülse, vorzugswei se aus einer Beryllium-Kupfer-Legierung, die auf den Träger radial zentriert ist und diesen unter Bildunj eines nach außen hin abgeschlossenen Kühlmittelring raumes umschließt, der zur Kolbenkühlung über den Zu- und Abfluß dienende Querkanäle mit der Sackloch bohrung in Verbindung steht.

Bei dem Druck- oder auch Spritzguß-Verfahren zu Herstellung von Spritzgußteilen wird in eine zylindri sehe Kolbenkammcr, in der der Kolben über einen ai der Kolbenstange angreifenden Antrieb, z. B. Hydrau

likzylinder, hin und her verschiebbar ist, vor Beginn des Spritzgußzyklus vor der Kolbendruckfläche flüssiges Material, z. B, Metall oder eine Metall-Legierung, eingeführt, das sodann durch schlagartiges Vorschieben des Kolbens in der Kolbenkanirner mit hohem Druck komprimiert und in eine mit der Kolbenkammer¹ in Verbindung stehende geschlossene Spritzgußform hineingepreßt wird. Die Kolbenstange dient dabei zugleich zur Zu- und Abfuhr von beispielsweise flüssigem Kühlmittel (Kühlwasser oder -emulsion) in die bzw. aus der Sacklochbohrung des Druckkolbens zur Kolbenkühlung. Die Kolbenstange besteht in der Regel aus einem Rohr mit einem inneren, kleineren Kühlmittelzufuhrrohr, das in geringem Abstand vom Kolbenboden auf dessen der Kolbendrucklläche abgewandter Seite endet. Das Kühlmittel wird in das Kühlmittelzufuhrrohr unter Druck eingeleitet, durchfließt letzteres, tritt aus diesem in Abstand vor dem Kolbenboden aus, fließt durch den zwischen Kühlmittclzufuhrrohr und Sacklochbohrung bzw. Rohr gebildeten Ringrauni zurück und über einen Auslaß im Rohr wieder ab.

Es ist ein Druckkolben der eingangs genannien An tür eine Druckgießmaschine bekannt (US-PS J 605 871), der zweiteilig und für ein zweistufiges Sprit/verfahren mittels zweier Kolben bestimmt ist, bei as dem statt jeweils eines besonderen zugeordneten Stoßantriebes für beide Einzelkolben ein einziger, gemeinsamer Stoßantrieb verwendet werden kann. Dieser bekannte Druckkolben besteht aus einem als langes, im Durchmesser relativ kleines Rohr gestalteten inneren Kolben und aus einem letzterem gegenüber relativ verschiebbaren äußeren Kolben. Bei dieser Gestaltung werden in der ersten Phase des Spritzvorganges beide Kolben über eine bestimmte Hublänge gemeinsam vor getrieben. Sodann bleibt der äußere Kolben stehen, während der innere Kolben relativ zum und aus dem äußeren Kolben herausgeschoben und um eine weitere Hublänge axial vorgetrieben wird, um den Enddruck zum Sprit'^n aufzubringen. Be' diesem Druckkolben fungiert der innere Kolben als 1 rager für den äußeren Kolben. Der äußere Kolben besitzt etwa topfförmigc Gestalt, wobei im Boden eine zentrale Paßbohrung vorgesehen ist, in der der innere rohrförmige Kolben gleiten kann. Der größte Teil der Zylinderwandung des äußeren Kolbens umschließt den inneren Kolben mit radialem Abstand unter Bildung eines dazwischenliegenden radialen Kühlmittelringraumes, der sich über einen Teil der axialen Länge des äußeren Kolbens erstreckt. Dieser Kühlmittelringraum ist im Bereich des Kolbenbodens allein durch den Gleitsitz zwischen beiden Kolben und am axial gegenüberliegenden Ende durch einen Dichtungsring in axialer Richtung nach außen abgedichtet. Der Kolbenboden des Druckkolbens wird einerseits vom topfförmigcn äußeren Kolben und andererseits vom Stirnteil des letzteren durchsetzenden inneren Kolbens gebildet. Der innere Kolben weist eine axial durchgehende zentrale Sacklochbohrung auf, die mittels eines Trennstreifens in einen axialen Kühlmittelzuflußkanal und Kühlmittelabflußkanal unterteilt ist und die in Abstand vom Stirnteil des inneren Kolbens endet. In diesem Endbereich sind an gleicher axialer Stelle des inneren Kolbens zwei Querkanä-Ie vorgesehen, die beide einerseits in den Kühlmittelringraum und andererseits in den Kühlmittelzuflußkanal bzw. in den Kühlirittelabflußkanal einmünden.

Die Kühlung dieses bekannten Druckkolbens ist unbefriedigend. Durch die Anordnung der Querkanäle an Bleicher axialer Stellr- in Abstand vom Kolbenboden werden zwar die in radialer Verlängerung der Austrittsöffnungen der Querkanäle liegenden Bereiche des äußeren Kolbens noch ^relativ gut gekühlt, jedoch tritt in den beiden Endbereichen des Kühlmittelringraumes und damit des äußeren Kolbens und vor allem im Bereich des relativ heißen Kolbenbodens eine nur unzureichende Kühlung auf. Das Kühlmedium tritt in etwa im Mittenbereich nahezu aus dem einen Querkanal aus und in den Kühlmittelringraum ein, um diesen nach einer im wesentlichen quer zur Bewegungsrichtung der Druckkolbenanordnung verlaufenden Umströmung durch den anderen Querkanal auf gleicher axialer Höhe wieder zu verlassen. Der Kühlmittelstrom läuft also etwa ringförmig im Bereich der Austrittsöffnung des einen und der Eintrittsöffnung des anderen Querkanals. Dies ist nachteilig, weil damit nur ein relativ kleiner Mantelteil des äußeren Kolbens, nämlich der im Bereich der Austritts- bzw. Eintrittsöffnung der Querkanäle liegende Wandungsbereich, gut gekühlt wird, während die restlichen Bereiche des äußeren Kolbens nur unzureichende Kühlung erfahren Dies wiederum führt im äußeren Kolben auf Grund großer Wärmeunterschiede zu mechanischen Spannungen, die dazu führen können, daß sich der äußere Kolben verzielu. Dies und die unzureichende Kühlung sind Ursachen für relativ gerinje Standzeiten und vorschnellen Verschleiß des bekannten Druckkolbens. Ferner ist dieser bekannte Druckkolben kompliziert aufgebaut, teuer in seiner Herstellung und weist auch wegen hohem mechanischem Verschleiß eine relativ geringe Standfestigkeit auf.

Der topfförmige äußere Kolben stellt wegen dieser Topfform ein relativ kompliziertes Fertigungsteil dar, das nur, vor allem bei Herstellung aus einer Beryllium-Kupfer-Legierung, die sehr teuer ist, mit großem Fertigiingsaufwand herstellbar ist und vor allem hohe Materialkosten erfordert, da bei den derzeitigen Fertigungsmethoden nur eine zerspanende Bearbeitung von Vollmaterial mit hohem Zerspanungsverlust in Frage kommt. Ferner muß die Paßbohrung im Boden des äußeren Kolbens eine hohe Paßgenauigkeit besitzen, weil diese Stelle hochgradig dicht sein muß. und zwar um einmal ein Eindringen von flüssiger". Metall beim Spritzgußzyklus und zum anderer ein Austreten von Kühlflüssigkeit aus dem Kühlmittelringraum zu verhindern. Dennoch ist es unvermeidbar, daß der Verschleiß zwischen dem äußeren und dem inneren Kolben im Bereich dieser Paßbohrung und auch im Umfangsbereich des inneren Kolbens zu einer Undichtigkeit führt. Die Folge davon ist, daß die Kühlflüssigkeit austritt, was bei Reaktion mit flüssigem Metall zu Explosionen mit hohen Drücken und zu unbrauchbaren Spritzlingen sowie 7.u eventuellen Zerstörungen des Kolbens oder des Zylinders führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe z^-igrunde, einen Druckkolben für eine Druckgießmaschine zu schaffen der möglichst einfach im Aufbau und billig in seiner Herstellung isc und der sehr gute Gleiteigenschaften in bezug auf die Kolbenhülse besitzt und große Standzeiten ermöglicht.

Die Aufgabe ist bei einem Druckkolbcn der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst daß die Sacklorhbohrung im Kolbenboden einen Bohrungsabschnitt geringeren Durchmessers aufweist, in den ein in der den Kolben tragenden Kolbenstange enthaltenes Kühlmittelzufuhrrohr hineinführt, daß die Querkanäle an den entgegengesetzten Enden des Kühlmittelringraumes angeordnet sind und der dem KoI-

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benbodcn zugeordnete Querkanal in den Hohrungsnbschniit einmündet, daß der Träger selbst den gesainten Kolbenboden bildet, der als Kolbendruckfläche und als radial vorstehender Anschlagring ausgebildet ist, und daß der Träger eine auf ihn aufschraubbare Spannhülse aufweist und die Kolbenhülsc zwischen Anschlagring und Spannring in axialer und radialer Richtung fest mit dem Träger verspannt ist.

Dieser Druckkolben ist einfach im Aufbau, billig in der Herstellung, ferner besitzt er sehr gute Gleiteigenschäften und ermöglicht äußerst hohe Standzeiten. Die hohen Standzeiten in bezug auf die Kolbenhülse werden erzielt, da diese eine relativ geringe Wandstärke und dadurch ein geringes Wärmespeichervolumen bc sitzt und somit eine weitaus bessere Wärmeabfuhr ermöglicht. In der Praxis tritt der größte Verschleiß der Kolbengleitfläche an dem der Kolbendruckfläche benachbarten Kolbenende auf. Durch die Anordnung der auswechselbaren, rohrförmigen Kolbenhülse ist es möglich, die Kolbenhülsc bei Verschleiß an einem End- ao bereich vom Träger abzunehmen und umgekehrt wieder auf dem Träger zu befestigen, so daß dann also der andere, weniger verschlissene Endbereich nun dem größeren Verschleiß im Betrieb unterworfen ist. Dies führt zu hohen Standzeiten und guter Materialausnut- as zung. Von Vorteil ist ferner, daß man zur Herstellung der Kolbenhülsc als einfaches Konstruktionsteil diese in geeigneter Länge lediglich von einem Rohr abzutrennen braucht, wobei praktisch kein MaterialveHust durch Zerspanungsarbeit gegeben ist. Ferner ist Rohrmaterial relativ billig. Für die Kolbenhülse kann ein relativ dickwandiges Rohr, z. B. mit einer Wandstärke von 10 bis 15 mm verwendet werden. Bei Verschleiß der Kolbenhülsenglcitfläche kann diese im fertig montierten Zustand überdreht und z. B. auf ein Durchinessennaß abgedreht werden, das dem Innendurchmesser eines anderen Zylinders angepaßt ist, so daß der Druckkolben für diesen Zylinder mit kleinerem Innendurchmesser weiter verwendet werden kann. Da die Zylinderinnendurchmesser üblicherweise um 5 mm abgestuft sind, kann z. B. eine um 5 mm abgedrehte Kolbenhülse für einen um 5 mm im Durchmesser kleineren Zylinder weiter verwendet werden.

Von Vorteil ist ferner, daß die Kolbenhülse auf Grund ihrer radialen und axialen festen Verspannung auf dem Träger eine hohe Stabilität in bezug auf den Zylinder der Druckgießmaschine erhält. Die feste Verspannung in Radial- und Axialrichtung ermöglicht einen festen und ste»i dichten Abschluß des Kühlmittelringraumes nach außen hin. Im übrigen v/ird durch die sich auf die Kühlung beziehenden Merkmale eine weitere Stabilisierung und Erhöhung der Standzeit der an beiden Enden fest eingespannten Kolbenhülsc erzielt. Das Kühlmittel strömt an der heißesten Stelle, nämlich im Bereich des Kolbenbodens in den Ringraum ein, um diesen in Längsrichtung zu durchströmen und am Ende wieder zu verlassen. Dadurch ist die Wärmeabfuhr im Bereich der Eintrittsstelle in den Kühlmittelringraum. also dort, wo die höchste Temperatur herrscht, am größten und nimmt zum hinteren Bereich des Kühlmittelringraumes allmählich ab. Diese besondere Art der Kühlung führt dazu, daß die Kolbenhülse in ihrem gesamten Bereich eine nahezu gleichförmige Temperatur annimmt, wodurch die Standzeit des Druckkolbens ebenfalls erhöht wird. Dies alles wird erreicht bei einer konstruktiv einfachen und billigen Anordnung.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform sind im Träger auch insgesamt mehr als zwei Querkanäle vorgese-Von Vorteil kann es sein, wenn der dem Kühlmittclzufluli und/oder der dem Kühlmittelabfluß dienende Qucrkiinnl gegenüber der Kolbcnlängsachse geneigt vorläuft. Hierdurch wird eine im wesentlichen stufenlose und gleichförmige Kühlmittelumlenkung aus dem Zufuhrrohr in den Kühlmittelringraum und aus diesem heraus zum KühlmittelabfluO erreicht. Vorteilhaft kann es ferner sein, wenn der Querkanal am einen Ende des Kühlniittclringraumes gegenüber dem Querkanal am anderen Ende in Umfangsrichtung versetzt angeordnet ist. Hierdurch wird vor allem ein Nebenschluß, d. h. ein direktes Fließen des Kühlmittels von dem einen Querkanal zum anderen Querkanal. im wesentlichen ausgeschaltet. Ferner können die Querkanäle auch tangential zur Sacklochbohrung ausgerichtet sein. Dadurch wird erreicht, daß das Kühlmittel beim Einleiten in den bzw. Ableiten aus dem Kühlmittelringraum in Umfangsrichtung des Kühlmittelraumcs gezwungen wird.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weisen die Außenfläche des von der Kolbenhülse umschlossenen Triigerteils und/oder die innere Umfangsfläche der Kolbenhülse radial in den Kühlmittelringraum vorstehende Kühlmittelleitstege auf. Als Kühlmittelleitsteg kann eine schraubenförmig durch den Kiihlmittelpngraum vom einen zum anderen Ende ve^r';uifende Rippe vorgesehen sein. Die schraubenförmig verlaufende Rippe kann nach Art eines Flach- oder Trapez-Gewindes ausgebildet sein. Hierdurch wird die Kühlung über die Kolbenhülsen'änge noch gleichmäßiger und verbessert und ferner erreicht, daß das Kühlmittel strömungsgünstig und gleichförmig mit möglichst großen wärmeübertragenden Flächen in Berührung gelangt. Da der Kühlmittelfluß entlang den Gewindegängen gezwungen wird, ist sichergestellt, daß das Kühlmittel in Umfangsrichtung und in axialer Richtung mit allen Flächenbereichen in Berührung gelangt.

Weitere Ausführungsformen, die beispielsweise stirnseitige Paß- und Zentrierflächen der Kolbenhülse und zugeordnete Flächen am Anschlagring und der Spannhülse betreffen, ergeben sich aus den weiteren, entsprechenden Unteranspriichen.

Die Erfindung ist nachfolgend an Hand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

F i g. I eine schematische, teilweise geschnittene Seitenansicht eines Teils einer Spritzgießmaschine,

F i g. 2 eine Seitenansicht eines Druckkolbens gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel für die Spritz^ ießmaschine, und zwar vor dem Zusammenbau,

F i g. 3 eine stirnseitige Ansicht des zusammengesetzten Kolbens in Richtung des Pfeils III in F i g. 2.

F i g. 4 eine stirnseitige, um 90° gedrehte Ansicht des zusammengesetzten Kolbens in Richtung des Pfeils !V in F i g. 2,

F i g. 5 einen vergrößerten axialen Schritt eines Teils des Kolbens in F i g. 2,

F i g. 6 einen vergrößerten axialen Schnitt eines Kolbenteils gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel und

F i g. 7 einen dem Schnitt in F i g. 5 entsprechenden Axialschnitt eines Kolbenteils gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.

Die in Fig.] gezeigte Spritzgießmaschine weist einen starren Gehäuseteil 10 auf, an dem eine Formhälfte H befestigt ist. Die der Formhälfte 11 zugeordnete andere Formhälfte ist an einem nicht gezeigten beweglichen Teil der Maschine gehalten, der zum Schließen der Form vor dem Spritzgußzyklus in Richtung auf den Gehäuseteil 10 verschoben wird. Im Ge-

hiiiiseteil IO is ι ein Zylinder 12 befestigt, der eine zylindrische Kolbenkiimmcr 13 bildet, die mit dein Form hohlraum der beiden Formhälften in Verbindung sieht. In der Kolbenkammer Π isl ein allgemein mit 14 be /cichnctcr Kolben über einen nicht weiter gezeigten Stellantrieb, /.. Ii. Hydraulikzylinder, hin und her verschiebbar geführt, der an einer am Kolben 14 befestigten Kolbenstange 15 an dem dem Kolben 14 gegen übcrlicgctv'en Ende angreift. Die Kolbenstange 15 besteht aus einem äußeren Rohr, in dem ein inneres, im Durehmesser kleineres Kühlmittel/iifuhrrohr 16 enthalten ist, durch das in Richtung des Pfeils 17 e^:n Kühlmittel, beispielsweise Wasser, in das Innere des Kolbens 14 eingeführt wird. Der Rückfluß des Kühlmittels erfolgt über den zwischen dem Rohr der Kolbenstange 15 und der äußeren Umfangsfläche des Kühlmittcl/.ufuhrrohrcs 16 gebildeten Ringraum 19 in Richtung der Pfeile 18.

In der Wandung des Zylinders 12 ist an derjenigen Stelle, die bei zurückgezogenem Kolben 14 vor der ao Kolbcndruckflächc 20 liegt, eine in die Kolbcnkammer 13 einmündende Zufuhröffnung 21 vorgesehen, durch die vor Beginn des Spritzguß/yklus und schlagartigem Vorwiirtsbewegcn des Kolbens 14 flüssiges Material. z. B. Metall oder eine Metallegierung, von außen her in Richtung des Pfeils 22 in die Kolbenkammer 13 eingeführt wird.

Die weiteren (Einzelheiten des ersten Ausführungsbeispiels des Kolbens 14 sind nachfolgend an Hand F i g. 2 bis 5 naher beschrieben. Der Kolben 14 weist im einzelne j einen sehr stabil und biegesteif ausgebildeten Träger 23. /.. B. aus Stahl auf, der an dem zum Inneren der Kolbenkiimmcr 13 weisenden Linde die Kolbendruckflache 20 und dieser benachbart den Kolbenboden 24 enthält und der eine von dem der Kolbendruck-.lache 20 gegenüberliegenden Ende ausgehende und bis zum Kolbenboden 24 führende, zentrale Sacklochbohrung 25 aufweist, die an dem dem Kolbenboden 24 benachbarten F.ndc einen Bohrungsabschnitt 26 mit geringerem Durchmesser besitzt, der im wesentlichen dem Durchmesser des Kühlmittclzufuhrrohres 16 der Kolbenstange 15 entspricht, das im an der Kolbenstange befestigten Zustand des Kolbens 14 durch die Sackiochbohrung 25 hindurch und bis in den Bohrungsabschnitt 26 führt und dabei kurz vor Erreichen des KoI-benbodcns 24 endet (vgl. F i g. 5). Die Sacklochbohrung 25 ist in bezug auf den Außendurchmesser des Trägers 23 relativ klein im Durchmesser, so daß der Träger 23 sehr biegesteif und formbeständig auch bei den hohen, im Betrieb auftretenden Kräften ist.

Der Träger 23 weist an dem dem Kolbenboden 24 benachbarten Ende einen radial vorstehenden Anschlagring 27 auf, der die Kolbendruckfläche 20 bildet und in diese über eine kegelstumpfförmige Anfasung 28 übergeht, die dazu vorgesehen ist. daß beim Spritzgußzvklus vor der Kolbendruckfläche 20 vorgeschobenes und gepreßte-, flüssiges Material nicht beim Rückzug des Kolbens 14 an der Kolbendruckfläche 20 haftenbleibt. Auf der Kolbendruckfläche 20 sind ferner zwei parallele Anfasungen 29. 30 vorgesehen, die dazu dienen. daß der Träger 23 mittels eines an den Anfasungen 29 und 30 angreifenden Werkzeuges zum Zusammenbau des Kolbens 14 verdrehsicher gehalten werden kann.

Auf dem Träger 23 ist lösbar eine Kolbenhülse 31. beispielsweise aus einer Beryllium-Kupfer-Legierung, gehalten, die in axialer Richtung auf dem Träger 23 verspannt und in radialer Richtung zentriert ist und de ren äußere Umfangsflächc 32 zumindest über einen Teil ihrer Länge die Kolbengleitfläche bildet. Die Kolbenhülse 31 weist eine relativ geringe Wandstärke auf. /wischen der zylindrischen, inneren Umfangsfläche 33 der Kolbenhülse und der Außenfläche 34 des von der Kolbenhülse 31 umschlossenen Teils 35 des Trägers 23 ist ein sich im wesentlichen über die ganze axiale Länge der Kolbenhülse 31 erstreckender, nach außen hin abgeschlossener Kühlmittelringraum 36 gebildet. Der Träger 23 weist an beiden axialen Enden des Kühlmittelringraumcs 36 jeweils mindestens eine Querbohrung

37 bzw. 38 auf, über die der Kühlmittelringraum 36 mit der Sacklochbohriing 25 in Verbindung steht, wobei die dem Kolbenboden 24 benachbarte Querbohrung 37 zum Zufluß des Kühlmittels in Richtung des Pfeils 39 in den Kühlmittelringraum 36 und die gegenüberliegende Qucrbohrung 38 zum Abfluß des Kühlmittels in Richtung des Pfeils 40 aus dem Kühlmittelringraum 36 dient. Aus F i g. 5 ist ersichtlich, daß beide Querbohrungen 37 und 38 gegenüber der Kolbenlängsachse so geneigt verlaufen, daß eine im wesentlichen stufenlose und gleichförmige Kühlmittelumlenkung aus dem Kühlmittelzufuhrrohr 16 in den Kühlmittelringraum 36 und aus diesem in den Ringraum 19 zum Abfluß erfolgt. An jedem Ende des Kühlmittelringraumes 36 können mehrere Querbohrungen 37 bzw. 38 in dieser Form angeordnet sein. Aus Fig.4 ist ersichtlich, daß die Querbohrung 37 gegenüber der Querbohrung 38 in Umfangsrichtung des Trägers 23 versetzt angeordnet ist, wodurch ein Nebenschluß, d. h. ein direktes Fließen des Kühlmittels von der Querbohrung 37 zur Querbohrung

38 weitgehend vermieden ist.

Für einen Zwangumlauf des Kühlmittels in dem Kühlmittelringraum 36 kann die Außenfläche 34 des Trägerteils 35 und/oder die innere Umfangsfläche 33 der Kolbenhülse 31 radial in den Kühlmittelringraum 36 vorstehende Kühlmittelleitstege aufweisen. Bei dem in F i g. 2 bis 5 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel ist ;iK solcher Kühlmittelleitsteg eine schraubenförmig durch den Kühlmittelringraum 36 vom einen zum anderen Ende verlaufende Rippe 41 auf der Außenfläche 34 des Trägcrteils 35 vorgesehen, die durch ein beispielsweise gerolltes Gewinde mit relativ großer Steigung auf der Außenfläche 34 des Trägerteils 35 gebildet ist. Dadurch ist eine gleichmäßige Verteilung des Kühlmittels in Umfangsrichtung und in axialer Richtung der Kolbenhülse 31 erreicht. Insbesondere bei Anordnung einer derartigen Rippe 41 ist es zur Verbesserung einer stufenlosen und gleichförmigen Kühlmittelumlenkung zweckmäßig, wenn die Querbohrungen 37 und 38 (vgl. F i ε. 4) etwa tangential zur Sacklochbohrung 25 ausgerichtet sind, so daß das Kühlmittel beim Einleiten in den bzw. Ableiten aus dem Kühlmittelringraum 36 einen der Steigung der Rippe 41 angepaßten schraubenlinienförmigen Verlauf nimmt.

Der Träger 23 weist auf dem dem Anschlagring 27 gegenüberliegenden Ende einen Ansatz 43 mit einem Außengewinde 44 und einem Innengewinde 45 auf, die beide als Rechtsgewinde ausgebildet sind. Auf den Ansatz 43 und das Außengewinde 44 ist eine Spannhülse 46. die ein dem Außengewinde 44 zugeordnetes Innengewinde 47 aufweist, mit dem Innengewinde 47 aufschraubbar, se daß die Kolbenhülse 31 zwischen derr Anschlagring 27 des Trägers 23 und der zugewandter Stirnseite der Spannhülse 46 auf dem Träger 23 axia verspannt und radial zentriert werden kann. Di« Spannhülse 46 weist Durchgangsöffnungen 48 auf, ir die zum Anziehen der Spannhülse 46 geeignete Werk

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/enge, beispielsweise Stcckbolzen od. dgl., eingreifen können. Von den Durchgangsöffnungen 48 können einige als Gewindebohrungen ausgebildet sein, in die zum Sichern der Spannhülse 46 in der Spannstcllung Gewindeschrauben einschraubbar sind.

In das Innengewinde 45 des Ansatzes 43 ist das äußere Rohr der Kolbenstange 15, das mit einem endseilig vorstehenden Gewindcansat/. versehen ist. cinschraubbar. Die Sparnhülse 46 weist auf der der Kolbenhülse 31 abgewandte.i Stirnfläche eine Anschlagfläche 49 auf, gegen die beim Einschrauben der Kolbenstange 15 eine an der zugewandten Stirnseite des Rohres vorgesehene stirnseitige, ringförmige Anschlagfläche aufstößt. Dadurch, daß das Außengewinde 44 und das Innengewinde 45 des Ansatzes 43 jeweils als Rechtsgewinde ausgebildet sind und das äußere Rohr der Kolbenstange beim Einschrauben an der Anschlagfläche 49 der Spannhülse 46 anliegt, wird erreicht, daß beim Einschrauben der Kolbenstange in den Kolben 14 die Spannhülse 46 nicht gelockert, sondern in Spannrichtiing noch weiter angezogen wird.

Der Anschlagring 27 und die Spannhülse 46 weisen auf der der Kolbenhülse 31 zugewandten Seite jeweils eine ringförmige Paß- und Zentrierfläche 51 bzw. 52 auf, denen an den zugeordneten Stirnseiten der KoI- »5 benhülse 31 vorgesehene, entsprechende Paß- und Zcn-Irierflächen 53 bzw. 54 zugeordnet sind. Die Paß- und Zentrierflächen 51, 52 bzw. 53, 54 sind beim ersten Ausführungsbeispiel jeweils als etwa kegelstumpfförmige Anfasungen mit gleichen Kegclwinkeln und mit gegeneinandergerichteten Kegclspitzen ausgebildet. Dadurch ist erreicht, daß die Kolbenhülse 31 nach Verschleiß im Bereich des der Kolbendruckfläche 20 zugeordneten Endes vom Träger 23 gelöst und in umgekehrter Richtung wieder auf diesen aufgeschoben werden kann, so daß nunmehr die Paß- und Zentrierfläche 54 an der zugeordneten Fläche 51 des Anschlagringes 27 anliegt. Ferner hat diese Anordnung der Paß- und Zentrierflächen den Vorteil, daß die Spannhülse 46 in beliebiger Richtung auf den Träger 23 aufgebracht werden kann. Die Kolbenhülse 31 kann stirnseitig mit geringem Abstand über die Anfasung 28 des Anschlagringes 27 und am anderen Ende über die Paß- und Zentrierflächc 52 vorstehen, so daß an dem jeweils zur Kolbcndruckfläche 20 weisenden Ende verhindert wird, daß dort der sich beim Spritzgießen bildende Anguß beim Rücklauf des Kolbens zurückgezogen wird.

Aus F i g. 2 und 5 ist ersichtlich, daß der Träger 23 dort, wo der vom Kühlmittelringraum 36 umschlossene Teil 35 und der Ansatz 43 ineinander übergehen, auf der Außenfläche einen in einer Ringnut gehaltenen Dichtungsring 57 trägt und daß die Spannhülse 46 an dem der Kolbenhülse 31 zugewandten Ende im Inneren eine zugeordnete ringförmige Dichtungsfläche 58 aufweist, die zumindest auf einem Teil der äußeren Umfangsfläche des Dichtungsringes 57 anliegt. An dem zum Dichtungsring 57 weisenden Ende der Kolbenhülse 31 kann ferner ebenfalls eine Dichtungsfläche vorgesehen sein, die den Dichtungsring 57 von außen umgreift. Durch den Dichtungsring 57, die Dichtungsfläche 58 der Spannhülse 46 und ferner durch die im axial verspannten Zustand der Kolbenhülse 31 dichtend aneinanderliegenden Paß- und Zentrierflächen 51 bis 54 ist ein dichter Abschluß des Kühlmittelringrauines 36 nach außen gewährleistet.

Die kegelstumpfförmige Ausbildung der Paß- und Zentrierflächen 51 bis 54 sichert im übrigen eine radiale Zentrierung der Kolbenhülse 31. Zusätzlich dazu können zur Zentrierung auf dem Trägerteil 35 noch zylindrische Ringvorsprünge vorgesehen sein, auf denen die Kolbenhülse 31 mit ihrer inneren IJmfangsfläche 33 paügctiau aufsitzt.

Das in F i g. 6 gezeigte zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom ersten dadurch, daß die Kolbenhülse 31 auf ihrer inneren IJmfangsfläche 33 genau wie der Triigerteil 35 einen radial in den Kühlmittelringraurn 36 vorstehenden Kühlinittelleitstcg in Gestalt einer schraubenförmig durch den Kühlmittelringraum 36 vom einen /um anderen Ende verlaufenden Rippe 60 aufweist. Die Rippe 60 ist durch ein auf der inneren Umfangsfläche 33 der Kolbenhülse 31 gebildetes Gewinde mit relativ großer Steigung gebildet. Dieses Gewinde entspricht im wesentlichen dem Gewinde, das durch die schraubenförmig verlaufende Rippe 41 auf der Außenfläche 34 des Triigerteils 35 gebildet is;.

Die durch die Rippen 41 und 60 gebildeten Gewinde sind hinsichtlich ihrer Durchmesser derart aufeinander abgestimmt, daß die Kolbenhülse 31 entweder störungsfrei in axialer Richtung auf den Träger 23 aufgeschoben oder mit Spiel über das Gewinde aufgeschraubt werden kann. Durch diese beiden Gewinde wird ein Nebenschluß in der Kühlmittelführung vom einen Ende des Kühlmittelringraumes 36 zum anderen Ende im wesentlichen völlig ausgeschlossen, da das Kühlmittel gezwungen ist, den durch die Rippen 41 und 60 begrenzten, etwa schraubenförmigen Verlauf zu nehmen. Ferner wird durch die zusätzliche Rippe 60 auf der inneren Umfangsfläche 33 der Kolbenhülse 31 eine Vergrößerung der mit dem Kühlmittel in Berührung gelangenden Innenfläche der Kolbenhülse 31 und damit eine noch bessere Kühlung der Kolbenhülse 31 erzielt.

Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom ersten ferner dadurch, daß die Paß- und Zentrierfläche 51 des Anschlagrings 27 zusätzlich noch eine axial zur Kolbenhülse 31 vorstehende, ringförmige Schneidfläche 62 aufweist, die beim Verspannen und Zentrieren der Kolbenhülse 31 zwischen dem Anschlagring 27 und der in F i g. b nicht gezeigten Spannhülse unter plastischer Verformung ds Spannhülscn-Materials stirnseitig in dieses Material eindringt. Durch die ringförmige Schneidflächc 62 wird die Abdichtung des Kühlmittelringraumes 36 an diesem Endbereich nach außen hin noch verbessert, da zwischen der Kolbenhülse 31 und dem Anschlagring 27 durch die Schneidfläche 62 eine zusätzliche Labyrinthdichtung geschaffen ist.

Das in F i g. 7 gezeigte dritte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von den übrgen Ausführungsbeispielen dadurch, daß die Rippe 41 des Trägerteils 35 beim dritten Ausführungsbeispiel im Querschnitt etwa trapezförmige Gestalt besitzt, also beispielsweise durch ein Flachgewinde oder Trapezgewinde gebildet ist. Die nach außen weisende Schmalfläche 65 der Rippe 41 ist relativ breit und kreiszylindrisch. Sie kann an der inneren Umfangsfläche 33 der Kolbenhülse 31 entweder ganz anliegen, wobei sie zur Zentrierung und Abstützung der Kolbenhülse 31 dient, oder sie kann, wie gezeigt, von der Umfangsfläche 33 in sehr geringem Abstand, z. B. von 0,1 mm bis 0,2 mm, verlaufen. An beiden stirnseitigen Enden steht die Kolbenhülse 31 etwas, z. B. 0,3 mm bis 0,5 mm, über die konischen Flächen 51. 53 und 54, 52 vor. so daß vermieden wird, daß beim Zurückziehen des Kolbens nach dem Spritzgußzyklus der Anguß eventuell an der Kolbendruckfläche 20 haftet und mit zurückgezogen wird. In der Stirnfläche des Ansatzes 43. die zur Kolbenstange weist, ist in einer

Ringnut ein Axialdichtring 66 gehalten. Dieser Diehtrin,K kann mich im Inneren, /.. B. an einer Stelle lies Innengewindes 45 angeordncl werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (14)

Patentansprüche:

1. Druckkolben für eine Druckgießmaschine, mit einem ihn axial durchsetzenden Träger, der eine von der der stirnseitigen Kolbendruckfläche gegenüberliegenden Kolbenseite ausgehende, zum Kolbenboden führende, zentrale Sacklochbohrung zur Kolbenkühlung aufweist, und mit einer lösbaren, mil. ihrer äußeren Umfangsfläche zumindest auf einem Teil ihrer axialen Erstreckung eine Kolbengleitfläche bildenden Kolbenhülse, vorzugsweise aus einer Beryllium-Kupfer-Legierung, die auf dem Träger radial zentriert ist und diesen unter Bildung eines nach außen hin abgeschlossenen Kühlmittelringraumes umschließt, der zur Kolbenkühlung über dem Zu- und Abfluß dienende Querkanäle mit der Sacklochbohrung in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Sacklochbohrung (25) im Kolbenboden (24) einen Bohrungsabschniu (26) geringere 1 Durchmessers aufweist, in den ein in der den Kolben (14) tragenden Kolbenstange (15) enthaltenes Kühlmittelzufuhrrohr (16) hineinführt, daß die Querkanäle (37, 38) an den entgegengesetzten Enden des Kühlmittelringraumes (36) angeordnet »5 sind und der dem Kolbenboden (24) zugeordnete Querkanal (37) in den Bohrungsabschnitt (26) einmündet, daß der Träger (23) selbst den gesamten Kolbenboden (24) bildet, der als Kolbendruckfläche (20) und als radial vorstehender Anschlagring (27) ausgebildet ist. und daß der Träger (23) eine auf ihn aufschraubbare Spannhülse (46) aufweist und die Kolbenhülse (31) ^wische- Anschlagring (27) und Spannhülse (46) in ax'aler und radialer Richtung fest mit dem Träger (23) verspannt ist.

2. Druckkolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Träger (23) insgesamt mehr als zwei Querkanäle (37,38) vorgesehen sind.

3. Druckkolben nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Kühlmittelzufluß und/oder der dem Kühlmittelabfluß dienende Qiierkanal (37 bzw 38) gegenüber der Kolbenlangsach.se geneigt verläuft.

4. Druckkolben nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Querkanal (37) am einen Ende des Kühlmittelringraumes (36) gegenüber dem Querkanal (38) am anderen Ende in Umfangsrichtung versetzt angeordnet ist.

5. Druckkolben nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Querkanäle (37, 38) tangential zur Sacklochbohrung (25) ausgerichtet sind.

6. Druckkolben nach einem der Ansprüche 1 bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche (34) des von der Kolbenhülse (31) umschlossenen Trägerteils (35) und/oder die innere Umfangsfläche (33) der Kolbenhülse (31) radial in den Kühlmiltelringraum (36) vorstehende Kühlmittelleitstege (41) aufweisen.

7. Druckkolben nach Anspruch 6, dadurch ge- So kennzeichnet, daß als Kühlmittelleitsteg eine schraubenförmig durch den Kühlmittelriingraum (36) vom einen zum anderen Ende verlaufende Rippe (41) vorgesehen ist.

8. Druckkolben nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die schraubenförmig verlaufende Rippe (41; 60) nach Art eines Flach- oder Trapezgewindes ausgebildet ist.

9. Druckkolben nach einem eier Ansprüche I bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlagring (27) und die Spannhülse (46) auf der der Kolbenhülse (31) zugewandten Seite jeweils eine ringförmige Paß- und Zentnerflache (51 bzw. 52) aufweisen, denen an den zugeordneten Stirnseiten der Kolbenhülse (31) vorgesehene, entsprechende Paß- und Zentrierflächen (53 bzw. 54) zugeordnet sind.

to. Druckkolben nach einem der Ansprüche I bis 9, dadurch gekennzeichnet, dnß die Paß- und Zentrierflächen der Kolbenhülse (31) einerseits und des Anschlagringes (27) und der Spannhülse (46) an dererseits jeweils durch kegelstumpfförmige Anfasungen, vorzugsweise mit gleichen Kegelwinkeln und mit jeweils gegeneinandergerichteten Kegelspitzen, gebildet sind.

11. Druckkolben nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Paß- und Zentrierfläche (51) des Anschlagringes (27) und/oder der Spannhülse eine axial überstehende, ringförmige Schneidfläche (62) aufweist, die beim Verspannen und Zentrieren der Kolbenhülse (31) unter plastischer Verformung stirnseitig in das Material der Kolbenhülse (31) eindringt.

12. Druckkolben nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Gewindeansat/ (43) des Trägers (23) für die Spannhülse (46) ein Dichuingsr-; ig (57) gehalten ist. der zumindest mit einem Teil seiner äußeren Umfangsfläche an einer zugeordneten Dichtungsfläche (58) der Spannhülse (46) und/oder der Kolbenhülse (31) anliegt.

13. Druckkolben nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Sacklochbohrung (25) an dem zur Kolbcndruckfläche (20) entgegengesetzten Ende ein Innengewinde (45) aufweist, in das ein Gewindeansatz der Kolbenstange (15) einschraubbar ist.

14. Druckkolben nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Außengewinde (44) des Ansatzes (43) und das innengwinde (45) der Sacklochbohrung (25) als Rechtsgewinde ausgebildet sind und daß die Spannhülse (46) auf der der Kolbenhülse (31) abgewandten Stirnfläche eine Anschiagfläche (49) für eine zugeordnete, stirnseitige Anschlagfläche der Kolbenstange (15) aufweist.