DE4229338A1 - Füllkammer für eine Druckgießmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Füllkammer für eine Druckgieß­ maschine, deren zylindrische Innenfläche als Gleitfläche für einen Druckkolben dient und die eine Zuführöffnung für flüssiges Gießmaterial sowie einen entnehmbaren zylindri­ schen Einsatz, an dessen Innenfläche der Druckkolben ent­ lang gleitet und der mit einer radialen, mit der Zuführ­ öffnung der Füllkammer in Verbindung stehenden Öffnung versehen ist, aufweist.

Es sind bereits Füllkammern bekannt, die aus einem Mantel­ körper mit durchgehenden zylindrischen Einsätzen bestehen. Diese Füllkammern haben den Vorteil, daß bei Verschleiß der Lauffläche für den Druckkolben einfach der Einsatz ausgetauscht wird. Damit kann das mechanische Nacharbeiten der Innenfläche von einstückigen Füllkammern entfallen, das sehr zeitaufwendig und teuer ist und darüber hinaus durch die Vergrößerung des Innendurchmessers der Füll­ kammer beim Nacharbeiten den Ersatz des Druckkolbens gegen einen neuen, mit einem größeren Durchmesser erforderlich macht. Außerdem ermöglicht die Verwendung von Füllkammern mit Ensätzen eine schnelle Anpassung der Füllkammer auf einen geringeren Innendurchmesser durch Austausch der Ein­ sätze, falls dies für bestimmte Druckgießformen erforder­ lich ist. Bei den herkömmlichen zweiteiligen Füllkammern sind die Einsätze genau in die Füllkammern eingepaßt, d.h. sie liegen mit ihrer Außenfläche eng an die Innenwandung der Füllkammer an. Beim Gebrauch dehnen sich jedoch die Einsätze auf Grund des heißen, in die Füllkammern einge­ führten Gießmaterials aus, wodurch die Außenflächen der Einsätze mit dem Mantelkörper der Füllkammer verbacken. Der Einsatz ist nur sehr schwer wieder aus dem Mantelkör­ per zu lösen. Hierzu muß die Füllkammer aus der Maschine ausgebaut und durch Ausdrehen, Abdrücken und gegebenen­ falls Erwärmen des Mantelkörpers versucht werden, den Ein­ satz aus der Füllkammer zu lösen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrun­ de, eine Füllkammer für Druckgießmaschinen zu schaffen, deren Hauptverschleißzone auswechselbar und direkt an der Maschine demontierbar sind.

Die Aufgabe wird mit einer Füllkammer der eingangs genann­ ten Art erfindungsgemäß daduch gelöst, daß der entnehm­ bare Einsatz mit seiner Innenfläche nur einen Teil der Gleitfläche für den Druckkolben im Bereich der Zuführöff­ nung der Füllkammer bildet und daß er nur in einem kleinen Bereich seiner Umfangsfläche mit der Innenwandung der Füllkammer in Berührung steht. Die Innenfläche der Füll­ kammer im Bereich der Zuführöffnung ist am meisten vom Verschleiß betroffen. Durch das maschinelle Einfüllen von heißem Gießmaterial durch die Zuführöffnung trifft dieses stets an der gleichen Stelle unterhalb der Zuführöffnung auf der Innenfläche der Füllkammer auf. Nach längerem Ein­ satz der Füllkammer ergeben sich dadurch Auswaschungen im Bereich unterhalb der Zuführöffnung, wodurch die Gleit­ bewegung des Druckkolbens in der Kammer behindert wird und ein großer Verschleiß des Druckkolbens einsetzt. Ein Ein­ satz, der sich nur über diesen Bereich erstreckt und der bei Verschleiß schnell gegen einen neuen ausgetauscht werden kann, bietet also eine rasche Abhilfe in den am häufigsten auftretenden Fällen eines Verschleißes der Gleitfläche für den Druckkolben. Dieser nur kurze Einsatz hat darüber hinaus den Vorteil, daß zu seiner Führung ein kleiner Anlagebereich zwischen Außenwandung des Einsatzes und Innenwandung der Füllkammer ausreicht, in dem eine thermische Ausdehnung des Einsatzes zu einem Verbacken mit der Füllkammer führen kann. Da dieser Anlagebereich jedoch klein ist, kann der Einsatz mit wesentlich geringerem Kraftaufwand als bei herkömmlichen Füllkammern mit durch­ gehenden Einsätzen wieder aus der Füllkammer gelöst werden. Vorteilhafterweise kann sich der Einsatz dabei vom äußeren Ende der Füllkammer bis axial innerhalb der Zuführöffnung erstrecken und an seinem inneren Ende in einem schmalen Ringbereich mit seiner Umfangsfläche in Berührung mit der Innenwandung der Füllkammer stehen, während er an seinem äußeren Ende von einem zwischen seinem Außenumfang und der Innenwandung der Füllkammer angreifenden Zentrierring koaxial zur Füllkammer geführt ist. Durch die Anordnung des Anlagebereiches zwischen Einsatz und Füllkammer am inneren Ende des Einsatzes und der Anordnung eines Zentrierringes an seinem äußeren Ende ist gewährleistet, daß der Einsatz über seine gesamte Länge exakt koaxial zur Füllkammer ausgerichtet ist, deren Innenwandung ebenfalls einen Teil der Gleitfläche für den Druckkolben bildet und mit der der Einsatz genau fluchten muß, um die Bewegung des Druckkolbens nicht zu behindern. Der Zentrierring am äußeren Ende des Einsatzes kann dabei zweckmäßigerweise in axialer, gegen das Innere der Füll­ kammer zeigender Richtung konisch zulaufen und an der nach außen abgeschrägten Innenwandung der Füllkammer abstützt, wird die Zentrierwirkung des Ringes noch verbessert. Vor­ teilhaft ist auch das Vorsehen eines radialen Schlitzes im Ring, so daß dieser nicht geschlossen ist. Auf diese Weise lassen sich thermische Veränderungen des Durchmessers des Einsatzes besser ausgleichen. Zur Befestigung kann der Ring über die Stirnseite der Füllkammer überstehen und von einem zweiten, an der Stirnseite der Füllkammer lösbar befestigten Spannring gegen den Einsatz gepreßt und in dieser Lage gehalten werden. Dabei kann der Spannring zweckmäßigerweise mittels eines Schnellverschlusses an der Füllkammer befestigbar sein. Dadurch ist ein schnelles Entnehmen und Austauschen des Einsatzes der Füllkammer sichergestellt. Um den Einsatz gegen ein Verdrehen in der Füllkammer zu sichern, kann der Einsatz an seinem inneren Ende eine achsparallel verlaufende Nut in seiner Umfangs­ fläche zur Aufnahmem eines Führungsnippels an der Innenwan­ dung der Füllkammer aufweisen. Weitere Vorteile ergeben sich, wenn der Einsatz an seinem äußeren Ende einen Be­ reich mit geringerem Außendurchmesser aufweist und der Zentrierring in diesem Bereich am Einsatz angreift. Der Bereich geringeren Außendurchmessers schafft ausreichend Platz zur Anordnung des Zentrierringes. Außerdem kann der Einsatz in diesem Bereich geringeren Außendurchmessers eine umlaufende Ringnut zur Ermöglichung des Angreifens eines Werkzeuges am Einsatz aufweisen. Ein solches Werk­ zeug kann die Entnahme des Einsatzes aus der Füllkammer ohne vorherigen Ausbau der Füllkammer aus der Maschine stark erleichtern. Ein solches Werkzeug kann beispiels­ weise aus einer an einem Rundstab befestigten Platte bestehen, an deren Unterseite Krallen angeformt sind, die in die Ringnut des Einsatzes einsetzbar sind. Durch Ziehen am Rundstab kann der von den Krallen erfaßte Einsatz leicht aus der Füllkammer entfernt werden. Falls der Ein­ satz stark mit der Füllkammer verbacken sein sollte, kann am Werkzeug auf dem Rundstab ein zwischen der Platte und einer Anschlagplatte am hinteren Ende des Rundstabes längsverschiebbaren Griffteil angeordnet sein. Mit diesem Griffteil sind Hammerschläge gegen die hintere Anschlag­ platte möglich, die ein Lösen des Einsatzes aus der Füll­ kammer erleichtern.

Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform einer er­ findungsgemäßen Füllkammer sowie eines Werkzeuges zur Ent­ fernung eines Einsatzes aus einer Füllkammer anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert.

Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 einen Teillängsschnitt durch eine Füll­ kammer mit Einsatz;

Fig. 2 einen Teillängsschnitt durch die Füll­ kammer nach Fig. 1 ohne Einsatz;

Fig. 3 eine erste Seitenansicht des Einsatzes;

Fig. 4 eine zweite Seitenansicht des Einsatzes, teilweise geschnitten;

Fig. 5 einen Querschnitt durch einen Zentrier­ ring;

Fig. 6 eine Draufsicht auf den Zentrierring nach Fig. 5;

Fig. 7 einen Querschnitt durch einen Spannring;

Fig. 8 eine Draufsicht auf den Spannring nach Fig. 7;

Fig. 9 einen Längsschnitt durch ein Werkzeug zum Entfernen des Einsatzes aus der Füll­ kammer;

Fig. 10 eine Detailansicht des Werkzeuges nach Fig. 9.

Fig. 1 zeigt den Einfüllbereich einer Druckkammer für Gießmaterial. Es ist eine Füllkammer 10 im Längsschnitt dargestellt, in die ein zylindrischer Einsatz 11 einge­ setzt ist, wobei sich dieser Einsatz 11 vom äußeren rech­ ten Ende der Füllkammer 10 koaxial zu dieser erstreckt. Der genaue Aufbau der Füllkammer 10 ist in Fig. 2 in etwas verkleinerter Form gegenüber Fig. 1 dargestelllt. Die Füll­ kammer 10 ist ein hohlzylindrischer Körper mit einem vor­ deren Bereich 13, dessen Innendurchmesser dem Durchmesser des Druckkolbens entspricht, wobei die Innenfläche 14 des Bereiches 13 als Gleitfläche für diesen Druckkolben dient. An diesem vorderen Bereich 13 schließt sich ein hinterer Bereich 15 an, in dem die Zuführöffnung 12 für das Gieß­ material angeordnet ist und der der Aufnahme des Einsatzes 11 dient und aus diesem Grunde einen größeren Innendurch­ messer als der vordere Bereich 13 aufweist. Dabei ist der Innendurchmesser des Bereiches 15 jedoch nicht über seine ganze Länge konstant. In einem Teil 16′, der sich direkt an den Bereich 13 anschließt, ist der Innendurchmesser etwas geringer als im hinteren Teil. In diesem Bereich liegt der Einsatz 11, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, mit einem Ringbereich 16 seiner Umfangsfläche an der Innen­ wandung der Füllkammer 10 an, während im daran an­ schließenden Bereich ein kleiner Zwischenraum 17 zwischen Innenwandung der Füllkammer 10 und dem Einsatz 11 besteht. Der Bereich 16′ der Füllkammer 10 dient somit als Führungsbereich für den Einsatz 11. An ihrem rechten Ende, an dem der Druckkolben eingeführt wird, weist die Füll­ kammer 10 eine Abschrägung 18 der Innenwandung auf. An dieser Abschrägung 18 stützt sich ein konisch zulaufender Zentrierring 19 ab, der zwischen der Innenwandung der Füllkammer 10 und dem Einsatz 11 angreift, wie aus Fig. 1 zu ersehen ist. Am Ende des Bereiches 16 weist die Innen­ wandung der Füllkammer 10 außerdem einen Führungsnippel 20 auf, der in eine dazu passende Nut 21 im Außenmantel des Einsatzes 11 eingreift, wie insbesondere aus den Fig. 1 und 4 ersichtlich ist. An der Stirnseite 22 der Füllkammer 10 sind in 120°-Abstand jeweils Bohrungen 23 zur Aufnahme von aus Fig. 1 ersichtlichen Stiften 24 vorgesehen. Die Stifte 24 weisen einen Kopf 25 auf und dienen der Befesti­ gung eines Spannringes 26, der in den Fig. 7 und 8 näher dargestellt ist, an der Füllkammer 10.

Der Einsatz 11 weist benachbart zur Zuführöffnung 12 der Füllkammer 10 eine radiale Öffnung 27 auf, die einen etwas größeren Durchmesser hat als die konisch zulaufende Zu­ führöffnung 12 an der Innenwandung der Füllkammer 10. Fig. 3 zeigt eine Ansicht von oben auf den Einsatz 11, in dem die Öffnung 27 als kreisförmiger Ausschnitt zu sehen ist. Der Einsatz 11 weist einen gleichmäßigen Innendurch­ messer auf, wobei die Innenfläche 28 mit der Innenfläche 14 der Füllkammer genau fluchtet und gemeinsam mit dieser die Gleitfläche für einen Druckkolben bildet. Der Außen­ durchmesser des Einsatzes 11 ist über weite Bereiche eben­ falls konstant. Lediglich am vorderen Ende ist der Über­ gang von der Stirnfläche 29 zum Außenmantel 30 des Ein­ satzes 11 abgeschrägt, um das Einführen des Einsatzes 11 in die Füllkammer 10 zu erleichtern. Außerdem ist der Außendurchmesser des Einsatzes 11 am äußeren Ende ver­ ringert, um Platz zu schaffen für die Anordnung des Zentrierringes 19, wie in Fig. 1 gezeigt ist. In diesem Bereich 31 verringerten Durchmessers ist außerdem eine um­ laufende Ringnut 32 angeordnet, in die ein in den Fig. 9 und 10 dargestelltes Werkzeug 50 angreifen kann, um den Einsatz 11 aus der Füllkammer 10 zu lösen. Der Einsatz 11 wird, wie Fig. 1 zeigt, so in die Füllkammer 10 eingescho­ ben, daß der Führungsnippel 20 an der Innenwandung der Füllkammer 10 in die Nut 21 im Außenmantel 30 des Einsat­ zes 11 eingreift. Dadurch ist der Einsatz 11 gegen ein Verdrehen in der Füllkammer 10 gesichert. Außerdem ist damit gewährleistet, daß die Öffnung 27 im Einsatz 11 automatisch exakt unterhalb der Zuführöffnung 12 der Füll­ kammer 10 zu liegen kommt. Der Bereich 16′ der Füllkammer 10 dient dabei der Führung und koaxialer Ausrichtung des Einsatzes 11 an dessen vorderem Ende. Am äußeren Ende übernimmt die koaxiale Ausrichtung und gleichzeitig radia­ le Abstützung des Einsatzes 11 der konisch zulaufende Zen­ trierring 19, der zwischen dem abgeschrägten Bereich 18 der Innenwandung der Füllkammer 10 und dem Bereich 31 mit einem verminderten Außendurchmesser des Einsatzes 11 ein­ gesetzt ist. Aus den Fig. 5 und 6 ist ersichtlich, daß der Zentrierring 19 nicht geschlossen ist, sondern einen radi­ alen Spalt 33 aufweist. Dieser Spalt 33 dient dazu, Verän­ derungen des Durchmessers des Einsatzes 11 auf Grund der Wärmeausdehnung durch das eingefüllte heiße Gießmaterial auszugleichen. Der Zentrierring 19 steht am vorderen Ende etwas über die Stirnfläche 22 der Füllkammer 10 über. An diesem überstehenden Teil greift der Spannring 26 an und preßt den Zentrierring 19 nach innen gegen den Einsatz 11 und gegen den abgeschrägten Bereich 18 der Innenwandung der Füllkammer 10. Dadurch wird der Einsatz 11 sowohl in axialer als auch in radialer Richtung in der Füllkammer 10 verspannt und genau koaxial zu dieser ausgerichtet.

Der Spannring 26 weist gemäß den Fig. 7 und 8 an seinem radial inneren Rand eine Abschrägung 34 auf. Dabei ist der Innendurchmesser des Spannringes 26 größer gewählt als der Innendurchmesser des Einsatzes 11, um ein Einführen des Druckkolbens in die Füllkammer 10 nicht zu behindern. Der Außendurchmesser des Spannringes 26 ist größer gewählt als derjenige der Füllkammer 10. Außerdem weist er an seiner der Füllkammer 10 zugewandten Seite einen ringförmigen Vorsprung 35 auf, mit dem er den Außenumfang der Füllkam­ mer 10 umgreift. Wie aus Fig. 8 ersichtlich ist, sind außerdem jeweils in 120°-Abstand Öffnungen 36 vorgesehen, die aus einer tangential verlaufenden Nut 37, die in einem kreisförmigen Abschnitt 38 endet, gebildet sind. Die kreisförmigen Abschnitte 38 sind dabei so gewählt, daß sie die Köpfe 25 der Stifte 24, die an der Füllkammer 10 ange­ ordnet sind, aufnehmen können. Die Nuten 37 erweitern sich, wie in Fig. 7 gezeigt ist, zum oberen Ende des Rin­ ges 26 hin ebenfalls auf den Durchmesser des Kreisab­ schnittes 38, so daß durch ein Verdrehen des Spannringes 26 in Pfeilrichtung 39 in Fig. 8 der Absatz 40 der Nut 37 unter die Köpfe 25 der Stifte 24 befestigt. Der Spannring 26 bildet somit zusammen mit den Stiften 24 einen Bajo­ nettverschluß, der gewährleistet, daß der Einsatz 11 zusammen dem konischen Ring 19 schnell ausgewechselt werden kann.

Zur Erleichterung der Herausnahme des Einsatzes 11 aus der Füllkammer 10 kann ein Werkzeug 50, wie es in den Fig. 9 und 10 dargestellt ist, verwendet werden. Das Werkzeug 50 besteht aus einem Rundstab 51, an dessen vorderen Ende eine Platte 52 angeordnet ist. An der Vorderseite der Platte 52 sind drei aus Fig. 10 ersichtliche und jeweils um einen Winkel von 120° beabstandete Krallen 53 in Form von am Umfang der Platte 52 angeordneten Haken angebracht. Der Durchmesser der Platte 52 und die Abmessungen der Haken 53 sind dabei so gewählt, daß die Krallen 53 in die Ringnut 32 am Einsatz 11 eingreifen können. Durch ein ein­ faches Ziehen am Rundstab 51 kann dann der Einsatz 11 aus der Füllkammer 10 herausgezogen werden. Dabei ist ein Aus­ bau der Füllkammer 10 aus der Druckgießmaschine nicht er­ forderlich. Die Demontage des Einsatzes 11 kann an Ort und Stelle erfolgen. Zur weiteren Erleichterung des Entfernens des Einsatzes 11 aus der Füllkammer 10 ist am Rundstab 51 des Werkzeuges 50 ein schweres, zylindrisches Griffteil 54 angeordnet und längs des Rundstabes 51 frei verschiebbar. Am rechten Ende des Rundstabes 51 ist eine Anschlagplatte 55 angeordnet. Nach Ansetzen des Werkzeuges 50 am Einsatz 11 können nun Hammerschläge mit dem Griffteil 54 gegen die Anschlagplatte 55 ausgeübt werden, um den Einsatz 11 an der Führungsstelle 16 der Füllkammer 10 zu lockern und da­ mit leichter herausnehmen zu können.

Claims (11)

1. Füllkammer für eine Druckgießmaschine, deren zylindri­ sche Innenfläche als Gleitfläche für einen Druckkolben dient und die eine Zuführöffnung für flüssiges Gieß­ material sowie einen entnehmbaren zylindrischen Ein­ satz, an dessen Innenfläche der Druckkolben entlang gleitet und der mit einer radialen, mit der Zuführ­ öffnung der Füllkammer in Verbindung stehenden Öffnung versehen ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der entnehmbare Einsatz (11) mit seiner Innenfläche (28) nur einen Teil der Gleifläche für den Druckkol­ ben im Bereich der Zuführöffnung (12) der Füllkammer (10) bildet und daß er nur in einem kleinen Bereich (16) seiner Umfangsfläche mit der Innenwandung der Füllkammer (10) in Berührung steht.

2. Füllkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Einsatz vom äußeren Ende der Füllkammer (10) bis axial innerhalb der Zuführöffnung (12) er­ streckt und an seinem inneren Ende (10) in einem schmalen Ringbereich (16) mit seiner Umfangsfläche (30) in Berührung mit der Innenwandung der Füllkammer (10) steht, während er an seinem äußeren Ende von einem zwischen seinem Außenumfang (31) und der Innen­ wandung (28) der Füllkammer (10) angreifenden Zen­ trierring (19) koaxial zur Füllkammer (10) geführt ist.

3. Füllkammer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrierring (19) in axialer, gegen das Innere der Füllkammer (10) zeigender Richtung konisch zuläuft und an einer nach außen abgeschrägten Innenwandung (18) der Füllkammer (10) angreift.

4. Füllkammer nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Zentrierring (19) nicht geschlossen ist, sondern einen radialen Schlitz (33) aufweist.

5. Füllkammer nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrierring (19) über die Stirnseite (22) der Füllkammer (10) übersteht und von einem zweiten, an der Stirnseite (22) der Füllkammer (10) lösbar befestigten Spannring (26) gegen den Ein­ satz (11) gepreßt und in dieser Lage gehalten wird.

6. Füllkammer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannring (26) mittels eines Schnellverschlus­ ses an der Füllkammer (10) befestigbar ist.

7. Füllkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (11) an seinem inneren Ende eine achsparallel verlaufende Nut (21) in seiner Umfangsfläche (30) zur Aufnahme eines Führungsnippels (22) an der Innenwandung der Füllkammer (10) als Si­ cherung des Einsatzes (11) gegen ein Verdrehen auf­ weist.

8. Füllkammer nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (11) an seinem äußeren Ende einen Bereich (31) mit geringerem Außendurchmes­ ser aufweist und der Zentrierring (19) in diesem Be­ reich am Einsatz (11) angreift.

9. Füllkammer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (11) im Bereich (31) geringeren Außen­ durchmessers eine umlaufende Ringnut (32) zur Ermög­ lichung des Angreifens eines Werkzeuges am Einsatz aufweist.

10. Werkzeug zum Entfernen eines Einsatzes (11) aus einer Füllkammer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einer an einem Rundstab (51) befestigten Platte (52) besteht, an deren Unterseite Krallen (53) angeformt sind, die in die Ringnut (32) des Einsatzes (11) einsetzbar sind.

11. Werkzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Rundstab (51) ein zwischen der Platte (52) und einer Anschlagplatte (55) am hinteren Ende des Rund­ stabes (51) längsverschiebbares Griffteil (54) ange­ ordnet ist.