DE4441735A1 - Druckgießkolben, insbesondere für Kaltkammer-Druckgießmaschinen - Google Patents
Druckgießkolben, insbesondere für Kaltkammer-DruckgießmaschinenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Druckgießkolben, insbesondere für
Kaltkammer-Druckgießmaschinen, mit einem an einer Kolbenstange
befestigbaren Trägerteil mit Einrichtungen zur Zuführung von
Kühlmittel und einem auf dem Trägerteil befestigbaren Gleit
körper, mit dessen Außenfläche der Kolben in einer Füllkammer
der Druckgießmaschine entlanggleitet, und mit einem zwischen
der Stirnfläche des Kolbens und der Stirnfläche des Gleitkör
pers angeordneten Ring aus einem härteren Material als der
Gleitkörper.
Ein solcher Druckgießkolben ist beispielsweise in der
DE-OS 42 30 080 beschrieben. Dieser Druckgießkolben zeichnet sich
dadurch aus, daß die Stirnfläche des Gleitkörpers, der aus
einem relativ weichen Material mit guten Gleiteigenschaften
gefertigt ist, gegen eine Berührung mit dem heißen Gießmate
rial geschützt ist. Gerade dieser radial äußere Bereich der
Stirnfläche des Kolbens ist beim Verpressen beispielsweise von
heißem Aluminium besonders hohen Druckbelastungen ausgesetzt,
die bei Druckgießkolben ohne den Ring aus einem härteren Mate
rial zu einer Riefenbildung in der Außenoberfläche des Gleit
körpers führen können, durch die heißes Gießmaterial beim
Verpressen nach hinten in die Füllkammer der Druckgießmaschine
spritzen und eine erhebliche Gefährdung für das Bedienpersonal
der Druckgießmaschine darstellen kann. Eine weitere Gefahren
quelle für das Bedienpersonal einer Druckgießmaschine entsteht
beim Öffnen der Druckgießform, wenn das Innere des Angusses
noch flüssig ist. Durch die kalte Luft, die nach Öffnen der
Gießform an den Anguß herantreten kann, kann dieser aufgrund
der entstehenden thermischen Spannungen platzen und das Be
dienpersonal durch das herausspritzende flüssige Material aus
dem Inneren des Angusses verletzt werden. Zur Abhilfe dieses
Problems sind bislang Füllkammern vorgeschlagen worden, die an
ihrem vorderen Ende mit einer zusätzlichen Kühlung von außen
versehen sind, um eine rasche Wärmeableitung vom Anguß zu er
möglichen. Dieses Verfahren ist jedoch konstruktiv aufwendig
und teuer und außerdem von nur relativ geringer Effektivität,
da die Kühlung relativ weit entfernt vom Anguß erfolgt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den be
kannten Druckgießkolben derart zu verbessern, daß die Sicher
heit des Bedienpersonals einer Druckgießmaschine erhöht und
gleichzeitig eine lange Lebensdauer des Druckgießkolbens
erzielt wird.
Die Aufgabe wird mit einem Druckgießkolben der eingangs ge
nannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Stirnflä
che des Kolbens in der Mitte von einem Einsatz aus einem gut
wärmeleitfähigen Material, wie Kupfer, der auf seiner Innen
seite mit dem Kühlmittel im Kolben in Kontakt steht, gebildet
ist. Beim erfindungsgemäßen Druckgießkolben wird also der
mittlere Bereich der Stirnfläche, der in unmittelbarem Kontakt
zum Anguß des zu fertigenden Formteiles steht, über das im
Inneren des Kolbens zirkulierende Kühlmittel abgekühlt, wo
durch eine optimale Wärmeableitung vom Anguß erfolgt. Dies
führt dazu, daß beim Öffnen der Gießform das Innere des Angus
ses bereits so weit erhärtet ist, daß die Gefahr eines Plat
zens des Angusses gebannt ist. Zusätzliche Kühlvorrichtungen
an der Füllkammer können entfallen. Die erfindungsgemäße Ein
satz stellt somit eine äußerst preisgünstige und konstruktiv
einfache Lösung des beim Öffnen der Gießform durch den Anguß
entstehenden Sicherheitsproblems dar. Dabei kann der Einsatz
zweckmäßigerweise auswechselbar am Trägerteil des Kolbens an
geordnet sein. Auf diese Weise ist bei einem Verschleiß ein
rascher Austausch möglich. Dies führt zu einer merklichen
Erhöhung der Lebensdauer des Gesamtkolbens. Eine weitere
Erhöhung der Sicherheit für das Bedienpersonal ist dadurch
erzielbar, daß die Stirnfläche des Ringes zum inneren Rand des
Ringes hin abgeschrägt sein kann. Auf diese Weise erfolgt eine
wesentlich günstigere Druckverteilung beim Preßvorgang auf den
Ring als bei einer planen Stirnfläche. Die gefürchtete Aus
bildung von Riefen in der Außenfläche des Kolbens, durch die
heißes Gießmaterial herausspritzen kann, wird zuverlässig
verhindert. Außerdem erhöht sich auch die Lebensdauer des
Ringes durch diese Formgebung seiner Stirnfläche.
Weitere Vorteile ergeben sich dadurch, daß die Kolbenstange
zweiteilig ausgebildet sein kann, wobei die beiden Stangen
teile über eine Dämpfungseinheit miteinander verbunden sein
können, die eine begrenzte gegenseitige Verschiebung der bei
den Stangenteile in axialer Richtung erlaubt. Durch diese
Ausgestaltung der Kolbenstange gelangt der beim Verpressen des
Gießmaterials von diesem auf die Stirnfläche des Kolbens aus
geübte Druck nicht schlagartig und in voller Höhe auf den
Kolben, sondern in gedämpfter und verzögerter Form. Dies führt
zu erheblichen Entlastungen der einzelnen Kolbenteile, ins
besondere der Stirnfläche und damit sowohl zu einer signifi
kanten Erhöhung der Lebensdauer des Kolbens als auch der Si
cherheit der gesamten Druckgießmaschine, die vor allem durch
Materialermüdungen des Druckgießkolbens beeinträchtigt werden
kann. Zweckmäßigerweise können dabei die beiden Stangenteile
ineinandergesteckt und durch auf dem inneren Stangenteil
befestigbare, in Längsausnehmungen des äußeren Stangenteils
ragende Aufsätze in axialer Richtung gegenseitig geführt sein.
Die in die Längsausnehmungen eingreifenden Aufsätze bilden
neben einer Führung in axialer Richtung auch eine Drehsiche
rung der beiden Stangenteile. Dabei kann die gegenseitige
Längsverschiebbarkeit der beiden Stangenteile durch einen
Anschlag für einen Aufsatz in einer der Längsausnehmungen des
äußeren Stangenteils begrenzt sein.
Diese zweiteilige Ausgestaltung der Kolbenstange kann auch bei
herkömmlich gestalteten Kolbenköpfen mit den gleichen Vortei
len eingesetzt werden. Um einen raschen Austausch des Kolbens
zu ermöglichen, kann dieser vorteilhafterweise mittels eines
Schnellverschlusses an der Kolbenstange befestigbar sein.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele eines er
findungsgemäßen Kolbens und einer Kolbenstange anhand der
Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen axialen Längsschnitt durch einen
Druckgießkolben;
Fig. 2 einen zentralen Längsschnitt durch eine
Kolbenstange;
Fig. 3 einen Querschnitt durch die Kolbenstange
nach Fig. 2 entlang der Linie III-III.
Der Gießkolben 10 nach Fig. I weist einen Trägerteil 11, der
aus Stahl gefertigt und auf seiner Oberfläche mit einer spi
ralförmig umlaufenden Nut 12 versehen ist, auf. Durch diese
Nut 12 wird Kühlmittel zu einem auf das Trägerteil 11 aufge
setzten Gleitkörper 13 geführt, mit dessen Außenfläche 14 der
Druckgießkolben 10 in einer Füllkammer einer Druckgießmaschine
entlanggleitet. An seinem vorderen Ende ist auf das Trägerteil 11
ein Ring 15 aus einem härteren Material als das des Gleit
körpers 13, vorzugsweise aus Stahl, aufgesetzt. Der Ring 15
deckt somit die Stirnfläche 16 des empfindlichen Gleitkörpers
13 nach vorne hin gegen eine direkte Berührung mit dem heißen
Gießmaterial ab. Der Ring 15 wird gemeinsam mit dem Gleitkör
per 13 von einer Spannmutter 17 am Trägerteil 11 gehalten und
bildet den radial äußeren Teil 18 der Stirnfläche des Kolbens
10. Der innere Teil der Stirnfläche 19 wird von einem Kupfer
einsatz 20 gebildet, dessen Rückseite mit einem mit Kühlmittel
befüllbaren Hohlraum 21 versehen ist. Die Kupferspitze 20
gelangt in direkten Kontakt zum Anguß des zu fertigenden
Spritzgußteils und ermöglicht über das im Hohlraum 21 befind
liche Kühlmittel eine optimale Wärmeableitung vom Anguß. Bei
dem Kühlmittel handelt es sich dabei um das gleiche Kühlmit
tel, das auch in der spiralförmig umlaufenden Nut 12 des
Trägerteils 11 durchläuft, d. h. es muß keine gesonderte
Kühlmittelzuführung für die Spitze 20 vorgesehen werden. Die
Stirnfläche 19 der Kupferspitze 20 weist ebenso wie die Stirn
fläche 18 des Ringes 15 einen abgeschrägten Bereich 19.1, 18.1
auf, der eine optimale Verteilung des vom heißen Gießmaterial
auf die Gesamtstirnfläche des Kolbens 10 ausgeübten Drucks
bewirkt. Dies bewirkt vor allem eine Entlastung der Stirn
fläche 18 des Ringes 15, wodurch die Ausbildung von Riefen
durch zwischen die Gleitfläche 14 des Kolbens 10 und die
Innenfläche der nicht dargestellten Füllkammer der Druckgieß
maschine auch bei längerem Gebrauch des Druckgießkolbens 10
zuverlässig vermieden werden kann.
Fig. 2 zeigt einen axialen Längsschnitt durch eine Kolbenstan
ge 30, auf die beispielsweise der Kolben 10 nach Fig. 1 auf
setzbar ist. Die Kolbenstange 30 wird von einem vorderen Teil
31 mit größerem Durchmesser und einem hinteren Teil 32 mit
geringerem Durchmesser gebildet. Dabei ist der hintere Teil 32
der Kolbenstange in den vorderen Teil 31 eingesteckt und über
hier von einer Feder 34 gebildeten Dämpfungseinheit begrenzt
axialverschiebbar mit ihm verbunden. Die Begrenzung der Ver
schiebung des Stangenteils 31 erfolgt durch Aufsätze 35 am
hinteren Stangenteil 32, die in etwas länger ausgeformten
Ausnehmungen 36 im vorderen Stangenteil 31 geführt sind, wobei
der hintere Rand 36.1 der Ausnehmungen 36 einen Anschlag für
die Aufsätze 35 bilden. Insgesamt sind drei solcher Längs
ausnehmungen 36 am vorderen Teil 31 und entsprechend drei
Aufsätze 35 am hinteren Stangenteil 32 zur axialen Führung der
beiden Stangenteile 31 und 32 vorgesehen, wie das Schnittbild
nach Fig. 3 zeigt. Beide Stangenteile 31 und 32 weisen außer
dem zentrale Bohrungen 37 und 38 auf, in denen ein Kühlmittel
kanal 39 geführt ist.
Claims (7)
1. Druckgießkolben, insbesondere für Kaltkammer-Druckgießma
schinen, mit einem an einer Kolbenstange befestigbaren
Trägerteil mit Einrichtungen zur Zuführung von Kühlmittel
und einem auf dem Trägerteil befestigbaren Gleitkörper,
mit dessen Außenfläche der Kolben in einer Füllkammer der
Druckgießmaschine entlanggleitet, und mit einem zwischen
der Stirnfläche des Kolbens und der Stirnfläche des Gleit
körpers angeordneten Ring aus einem härteren Material als
der Gleitkörper, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirn
fläche des Kolbens (19) in der Mitte von einem Einsatz
(20) aus einem gut wärmeleitfähigen Material, wie Kupfer,
der auf seiner Innenseite (21) mit dem Kühlmittel des
Kolbens in Kontakt steht, gebildet ist.
2. Druckgießkolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Einsatz (20) auswechselbar am Trägerteil (11)
angeordnet ist.
3. Druckgießkolben nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Stirnfläche (18) des Ringes (15) zum
inneren Rand hin abgeschrägt ist (18.1).
4. Druckgießkolben nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Kolben (10) mittels eines Schnell
verschlusses an der Kolbenstange (30) befestigbar ist.
5. Kolbenstange für einen Druckgießkolben nach einem der
Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben
stange (30) zweiteilig ausgebildet ist, wobei die beiden
Stangenteile (31, 32) über eine Dämpfungseinheit (34)
miteinander verbunden sind, die eine begrenzte gegenseiti
ge Verschiebung der beiden Stangenteile (31, 32) in axia
ler Richtung erlaubt.
6. Kolbenstange nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die beiden Stangenteile (31, 32) ineinandergesteckt und
durch auf dem inneren Stangenteil (32) befestigbare, in
Längsausnehmungen (36) des äußeren Stangenteils (31) ra
gende Aufsätze (35) in axialer Richtung gegenseitig ge
führt sind.
7. Kolbenstange nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die gegenseitige Längsverschiebbarkeit der beiden Stangen
teile (31, 32) durch einen Anschlag (36.1) für einen Auf
satz (35) in mindestens einer der Längsausnehmungen (36)
des äußeren Stangenteils (31) begrenzt ist.
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8304 | Grant after examination procedure | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: WIELAND-WERKE AG, 89079 ULM, DE |
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Inventor name: KUNZ, HUGO, 72636 FRICKENHAUSEN, DE |
|
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R071 | Expiry of right | ||
R071 | Expiry of right |