DE7421234U - Druckgiessform mit einer in einer der formhaelften angeordneten vorrichtung zur daempfung von in der form auftretenden druckkraeften - Google Patents

Description

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Fritz Kodier, Montreux-Territet / Schweiz

Druckgießform mit einer in einer der Formhälften angeordneten Vorrichtung zur Dämpfung von in der Form auftretenden Druckkräften

Die Erfindung betrifft eine Druckgießform mit einer in einer der Formhälften angeordneten Vorrichtung zur Dämpfung von in der Form aufgrund von Druckstößen des Gießmetalls auftretenden Druckkräften, die einen vom Gießmetall beaufschlagbaren Kolben umfaßt, der in einem Führungszylinder gleitend geführt ist und unter der Wirkung einer die Druckkräfte aufnehmenden Federanordnung steht.

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In Druckgießformen entstehen am Ende des Füllvorgangs aufgrund des plötzlichen Abstoppens der bewegten Massen, wie Preßkolben mit Gestänge und Arbeitskolben, sowie des flüssigen Gießmetalls innerhalb diesem außerordentlich hohe Druckstöße, welche häufig dazu führen, daß die beweg,-bare Formhälfte von der festen Formhälfte nach erfolgter Füllung des Formhohlrautiis mit flüssigem Metall wieder um einige Zehntel-Millimeter abgehoben, d.i. "gesprengt", wird, wodurch das Gießmetall entlang der Formtrennebenen der Formhälften herausspritzt und damit Unfälle verursacht werden oder zumindestens bei vorhandenen Schutzeinrichtungen ständig sehr kostspielige Betriebsunterbrechungen auftreten.

Bei der eingangs genannten Vorrichtung zur Verhinderung der geschilderten Druckstöße in einer Gießform (vgl. DT-PS 1 138 892, Anspruch 8, Fig. 5) ist die gewünschte Dämpfung der Druckkräfte nur solange gewährleistet, wie der auf die als Dämpfungselement dienende Federanordnung wirkende Kolben in seinem Führungszylinder nicht zum Klemmen kommt.

Die beim Druckgießen vorherrschenden Verhältnisse, nämlich die hohen Temperaturen und die außergewöhnlich hohen, wenn

ρ auch nur kurzzeitigen Druckstöße bis zu 3000 kg-cm , sowie das hochaffine Verhalten des flüssigen Aluminiums zum Stahl führen dazu, daß bei der beschriebenen Vorrichtung der Kolben oft schon nach wenigen Betriebsstunden zürn Klemmen kommt, sich innerhalb seines Führungr.zylinders also nicht mehr bewegen kann und repariert werden muß, was kostspielige Betriebsunterbrechungen zur Folge hat. Trotz der minimalen Spaltbreite zwischen dem Kolben und seinem Führungszylinder dringen zudem bei jedem Arbeitsspiel kleine Mengen von Metallpartikeln in den Spalt ein und bauen sich im Kolbengleibereich des Zylinders additiv auf, was zu einem so hohen Radialdruck führt, daß der Kolben sich schließlich trotz des vom Gießmetall auf

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ihn ausgeübten Drucks nicht mehr bewegen und bei der erforderlichen Reparatur meist nur mit starken Hammerschlägen aus seinem Führungszylinder entfernt werden kann.

Man hat nun versucht, die geschilderten Nachteile dadurch zu beheben, daß der Kolben mit Schmierrillen versehen wurde, in die über einen Verbindungskanal hochhitzebeständiges Fett eingeführt wird. Ein weiterer Versuch bestand in einer besonderen Oberflächenbehandlung des Kolbens und seiner Führung. Diese Versuche führten jedoch nicht zu einem befriedigenden Erfolg.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die geschilderten Nachteile mittels einer grundsätzlich anderen Lösung des Problems zu vermeiden.

Erfindungsgemäß besteht die Lösung des Problems darin, daß der Kolben im Bereich seines Kopfes eine Einschnürung aufweist, die beim öffnen der Form zumindest mit ihrer kopfseitigen Begrenzungskante außer Eingriff mit der formtrennebenenseitigen Vorderkante des FührungsZylinders gelangt, und daß eine Betätigungsvorrichtung vorgesehen ist, die beim Schließen der Form den Kolben soweit in eine Bereitschaftslage zurückstellt, daß die Einschnürung bzw. das durch diese ausgebildete Kopfteil vollständig im Führungszylinder liegt, wobei vorzugsweise das Kopfteil sogar um wenige Zehntel-Millimeter von der Vorderkante des Führungszylinders zurücksteht.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung werden mittels einer oder beider Begrenzungskanten der Einschnürung des Kolbens und/oder der Stirnkante des Kopfteils bei jedem Arbeitszyklus beim öffnen der Form etwaige in den Spalt zwischen der Wand des Kolbens und der Wand des Führungszylinders eingedrungene Metallpartikel (Federchen, Schieferchen) ausgestoßen und beim Schließen der Form infolge der Zurückstellung des Kolbens in die Bereitschaftslage etwaige noch

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auf dem Kolben verbliebene Metallpartikel abgestreift, so daß eine Blockierung bzw. Klemmung des Kolbens, wie sie bei der vorstehend geschilderten bekannten Vorrichtung auftreten, zuverlässig vermieden wird. Durch das beim öffnen der Form sich ergebende außer Eingriffkomiiien zumindest der kopfseitigen Begrenzungskante der Einschnürung des Zylinders ist diese so zugänglich, daß infolge des vor jedem Schließen der Gießform erfolgenden Bespritzens der Formhälften mit einem Schmiermittel dieses auch den freien Teil des Kolbens und der Wand des Führungszylinders im Bereich der Einschnürung bestreicht, in den Spalt eindringt und damit ein reibungsarmes Gleiten des Kolbens in dem Führungszylinder sicherstellt. Durch die Betätigungsvorrichtung wird beim Schließen der Form der Kolben selbsttätig in die Bereitschaftslage zurückgestellt, so daß er sich beim Auftreten der Druckstöße des Gießmetalls in der für den Anfang des Dämpfungshubes entsprechenden Lage befindet.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgegenstands besteht darin, daß das an die Einschnürung anschließende Kopfteil des Zylinders eine derartige Ausbildung, z.B. in Form eines lippenförmigen, elastisch federnden Randbereichs, aufweist, daß sich bei Druckbeaufschlagung der Durchmesser des Kopfteils vergrößert. Diese Ausgestaltung ergibt eine besonders gute Abdichtung zwischen dem Kopfteil des Kolbens und dem Führungszylinder, wodurch äußerst zuverlässig ein Eindringen von Fremdteilen in den Gleitbereich des Kolbens und damit die oben geschilderten schädlichen Auswirkungen eines derartigen Eindringens vermieden sind.

V/eitere zweckmäßige Weiterbildungen des Erfindungsgegenstands ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung eines in den beigefügten Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Es zeigen:

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Fig. I einen Schnitt durch eine Druckgießform mit einer bekannten Dämpfungsvorrichtung in geöffneter Stellung der Form,

Fig. II die Anordnung gemäß Fig. I in geschlossener Stellung der Form nach erfolgtem Dämpfungshub der Dämpfungsvorrichtung,

Fig. III einen Schnitt durch eine Druckgießform mit einem AusfUhrungsbeispiel der erfindungsgemäßen Dämpfungsvorrichtung in der der Offenstellung der Form entsprechenden Lage,

Fig. IV die Anordnung gemäß der Ansichtsrichtung A nach Fig. III,

Fig. V einen Schnitt der Anordnung nach Fig. III in Schließstellung der Gießform,

Fig. VI die Anordnung nach Fig. V nach erfolgtem Dämpfungshub der Dämpfungsvorrichtung,

Fig. VII eine Partie des Ausführungsbeispiels des erfindungsgeiiiäßen Kolbens in einem vergrößerten Schnitt.

In den Figuren sind korrespondierende Teile mit denselben Bezugszahlen bezeichnet.

In Fig. I, die einen Schnitt durch eine Druckgießform mit einer bekannten Dämpfungsvorrichtung in geöffneter Stellung der Form zeigt, bezeicnnet 1 die eine Formhälfte, 2 die andere Formhälfte» Die auf der Formhälfte 1 angeordnete, bekannte Dämpfungsvorrichtung umfaßt ein Gehäuse 3, die einen FUhrungszylinder 5 aufweist, innerhalb welchem ein Kolben 4, der

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eigentliche Dämpfungskolben, geführt ist. Der Kolben 4 setzt sich fort in einem Federteller 4a und in einem Federführungsbolzen 4b, der zur Verbesserung der Führung der Gesamtanordnung endseitig in einer zylinderischen Führung 6 gleitend geführt ist, die in einer Federhalteschraube angeordnet ist. Zwischen dieser Federhalteschraube 8 und dem Federteller 4a des Kolbens 4 ist eine Feder 8, im vorliegenden Fall eine Druckfeder, angeordnet. Im Kolben 4 sind Schmierrillen 10 vorgesehen, die über einen Schmierkanal 9 im Gehäuse 3 mit Schmiermittel versorgt v/erden. Mit 13a ist die Formtrennebene des Gehäuses 3 der geschilderten Dämpfungsvorrichtung bezeichnet, welche genau mit der Formtrennebene 13 der zugehörigen Formhälfte 1 fluchtet, während mit l4 die Formtrennebene der Formhälfte 2 bezeichnet ist. Der FUhrungszylinder 5 endet formtrennebenenseitig in einem kreisförmigen, konischen Einlaufbecken 11, welches über einen Kanal 12 mit dem Formhohlraum in Verbindung steht. Auf diese V/eise kann, wie eingangs beschrieben, der Kolben 4 vom Gießmetall beaufschlagt werden, so daß über diesen die aufgrund von Druckstößen des Gießmetalls auftretenden Druckkräfte auf die Feder 7 geleitet und so gedämpft werden.

In Fig. II, die die erläuterte Anordnung nach Fig. I in Schließstellung der Form und nach erfolgtem Dämpfungshub des Kolbens 4 zeigt, ist mit 15 der Dämpfungshub des Kolbens bezeichnet, während mit 16 der Gleitbereich des Kolbens innerhalb des Führungszylinders 5 bezeichnet ist, in welchem das Ansetzen und der Aufbau von Metallpartikelchen, wie geschildert, erfolgt, die zum Klemmen des Kolbens führen.

Fig. III zeigt nun eine mögliche Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung. Der hier mit 17 bezeichnete Kolben, der eigentliche Dämpfungskolben, weist im Bereich seines Kopfes

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eine ringförmige Einschnürung 24 auf, so daß an dem Kolben 4 ein Kopfteil 18 ausgebildet wird, dessen nähere Ausgestaltung sich aus Fig. VII ergibt.

Gemäß Fig. VII, die die nähere Ausgestaltung des Kopfteils 18 des Zylinders 17 zeigt, ist das Kopfteil 18 relativ kurz und tellerförmig ausgebildet, wodurch sich ein lippenförmiger, elastisch federnder Randbereich ergibt, dessen dünnste Stelle mit 29 bezeichnet ist. Das tellerartige Kopfteil 18 liegt an der Innenwand 27 des Führungszylinders 5 mittels zweier scharfer Kanten an, von denen die in bezug auf die Einschnürung 24 kopfseitige Begrenzungskante mit 22 und die andere Kante mit 22 bezeichnet sind.

Unter neuerlicher Bezugnahme auf die Fig. III umfaßt eine Betätigungsvorrichtung für den Kolben 4 zwei koaxial zum Kolben 4 angeordnete Betätigungsstößel I9 und 20, die bei geöffneter Form über die Formtrennebene 13 ihrer Formhälfte 1 bzw. der hierzu fluchtenden Formtrennebene 13a des Gehäuses 3 um den Hub 21 vorstehen. Mit ihrem anderen Ende liegen die Betätißungsstößel 19 bzw. 20 im Bereich des Federtellers 4a des Kolbens 4.

Wie sich ebenfalls aus Fig. III ergibt, steht nach erfolgtem Öffnen der Form die kopfseitige Begrenzungskante 22 der Einschnürung 24 außer Eingriff mit dem formtrennebenenseitigen Ende des FUhrungszylinders 4, so daß also diese Begrenzungskante 22 über den Boden 23 des Einlaufbeckens 11 liegt. Mittels der scharfen Kanten 22 und 28 stößt demnach das tellerförmige Kopfteil 18 zuverlässig eventuell in den Führungszylinder 5 eingedrungene Metallpartikel oder sonstige Verunreinigungen aus diesem aus. Da in dieser Stellung die

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Einschnürung 24 über den gebildeten Ringspalt 24a (Pig. VIl) frei zugänglich ist, erfolgt eine gute Benetzung des Kopfteils 18 bzw. des Kolbens 17 und der Innenwand des Führungszylinders 5 durch den Schmiermittelnebel, womit ein reibungsarmes Gleiten des Kolbens 17, l8 im Führungszylinder 5 sichergestellt ist.

Beim Schließen der Form werden über die Stirnseite der Formhälfte 2 die Betätigungsstößel zurückgedrückt, wodurch selbsttätig . der Kolben 4 soweit in eine Bereitschaftslage zurückgestellt wird, daß die Einschnürung 24 vollständig im Führungszylinder 5 zu liegen kommt, wie sich aus Fig. VI ergibt. Hierbei werden aufgrund der scharfen Kanten 22 und 28 des tellerartigen Kopfteils 18 des Kolbens 17 eventuell noch zurückgebliebene Metallpartikelchen abgestreift, so daß ein Eindringen derselben in den Gleitbereich des Kolbens im Führungzylinder verhindert ist. In Fig. VII ist mit 30 die Tauchtiefe des Kopfteils 18 des Zylinders 17 bezüglich der Bereitschaftslage gezeigt. Diese Tauchtiefe beträgt bei geschlossener Form 0,1 - 0,3 mm. Dem Rückstellhub des Kolbens 17, 18 von seiner der Offenstellung der Form entsprechenden Lage in die Bereitschaftlage entspricht der Arbeitshub 25 der Betätigun&sstößel 19, 20 (Fig. V).

Wie Fig. VII deutlich macht, führen die am Ende des Füllvorgangs auftretenden und in Pfeilrichtung P auf das Kopfteil l8 wirkenden Druckkräfte aufgrund dessen Ausgestaltung zu einer Vergrößerung seines Durchmessers und hierdurch zu einer gut dichtenden Anlage der Kanten 22 und 28 an der Innenwand 27 des FUhrungszylinders 5, so daß jegliches Eindringen von Metallpartikeln zwischen die Zylinderwand 27 und den Kolben 17 bzw. dessen Kopfteil 18 verhindert ist.

In Fig. VII ist mit 26 der Dämpfungshub des Kolbens 17 bezeichnet.

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Claims (1)

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   Einsprüche

   1. Druckgießform mit einer in einer der Formhälften angeordneten Vorrichtung zur Dämpfung von in der Form aufgrund von Druckstößen des Gießmetalls auftretenden Druckkräften, die einen vom Gießmetall beaufschlagbaren Kolben umfaßt, der in einem Führungszylinder gleitend geführt ist und unter der Wirkung einer die Druckkräfte aufnehmenden Federanordnung steht, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (17) im Bereich seines Kopfes (l8) eine Einschnürung (24) aufweist, die beim öffnen der Form (l, 2) zumindest mit ihrer kopfseitigen Begrenzungskante (22) außer Eingriff mit der formtrennebenenseitigen Vorderkante des FührungsZylinders (5) gelangt, und daß eine Betätigungsvorrichtung (19, 20) vorgesehen ist, die beim Schließen der Form (1, 2) den Kolben (17, 18) soweit in eine Bereitschaftslage zurückstellt, daß die Einschnürung (24) bzw. das durch diese ausgebildete Kopfteil (18) vollständig im Führungszylinder (5) liegt, wobei vorzugsweise das Kopfteil (l8) sogar um wenige Zehntel-Millimeter von der Vorderkante des Führungszylinders (5) zurücksteht.

   2. Druckgießform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Einschnürung (24) am Kolben (17) ein zylindrisches, relativ kurzes, tellerförmiges Kopfteil (18) ausgebildet ist, das beim Öffnen der Form aus dem Führungszylinder (5) hinausragt.

   j5. Druckgießform nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das an die Einschnürung (24) anschließende Kopfteil (18) des Zylinders (17 eine derartige Ausbildung, z.B. in Form eines lippenförmigen, elastisch federnden Randbereichs, aufweist, daß sich bei Druckbeaufschlagung der Durchmesser des Kopfteils (l8) vergrößert.

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   4. Druckgießform nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsvorrichtung zumindest einen zum Kolben (17, 18) koaxialen Betätigungsstößel (19; 20) aufweist, der bei geöffneter Form (1, 2) über die Formtrennebene (15; 13a) seiner Formhälfte (1) vorsteht, beim Schließen der Form (1, 2) durch die andere Formhälfte (2) betätigt wird, und dabei den Kolben (17, 18) in die Bereitschaftslage, in der die Einschnürung (24) bzw. das Kopfteil (18) vollständig im Führungszylinder (5) liegt, zurückstellt.

   5. Druckgießform nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsstößel (19; 20) auf einen vorzugsweise zugleich als Federteller dienenden Flansch (4a) des Kolbens (17, 18) einwirkt.

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