EP3388167A1

EP3388167A1 - Druckgiesskolben

Info

Publication number: EP3388167A1
Application number: EP18000277.6A
Authority: EP
Inventors: Gabriel Vida; Gerhard Kanzok
Original assignee: Wieland Werke AG
Current assignee: Wieland Werke AG
Priority date: 2017-04-15
Filing date: 2018-03-20
Publication date: 2018-10-17
Anticipated expiration: 2038-03-20
Also published as: US10376953B2; EP3388167B1; DE102017003693B3; US20180297110A1; SI3388167T1; CA3001598A1; PL3388167T3; ES2886498T3

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Druckgießkolben (1),
- mit einer an einer Kolbenstange befestigbaren Aufnahmeeinheit (2), umfassend eine Kühleinrichtung (21) und eine Anschlusseinrichtung (22) für die Kolbenstange,
- mit einem becherartig ausgebildeten hohlzylindrischen Trägerkörper (3) mit einer schmelzeseitigen Stirnfläche (31), auf dessen Mantelfläche (32) zumindest ein hohlzylindrischer Gleitkörper (4) montierbar ist, wobei ein Stirnring (5) zwischen der Stirnfläche (31) des Trägerkörpers (3) und einer Stirnfläche (41) des Gleitkörpers (4) angeordnet ist, welcher als stirnseitiges erstes Halteelement für den zumindest einen hohlzylindrischen Gleitkörper (4) dient. Zur Lösung der Aufgabe ist der Trägerkörper (3) axial über die Kühleinrichtung (21) übergreifend auf der Aufnahmeeinheit (2) montierbar und mittels einer Verbindungseinrichtung (6) mit der Aufnahmeeinheit (2) verriegelbar und wieder lösbar, wobei die Verbindungseinrichtung (6) an der von der Stirnfläche (31) des Trägerkörpers (3) abgewandten Seite axial nach dem Gleitkörper (4) angeordnet ist, und wobei die Verbindungseinrichtung (6) ein Bajonettverschluss ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckgießkolben mit einer an einer Kolbenstange befestigbaren Aufnahmeeinheit gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der Druckschrift DE 100 40 578 C1 ist ein Druckgießkolben mit einem hohlzylindrischen Gleitkörper, der auf der Mantelfläche eines Grundkörpers angeordnet ist, bekannt. Ein derartiger Druckgießkolben zeichnet sich dadurch aus, dass der hohlzylindrische Gleitkörper aufgespreizt wird, sodass dieser mit seiner Außenfläche stets in Kontakt mit der Innenwandung der ihn umschließenden Füllkammer ist. Dadurch ist gewährleistet, dass der Gleitkörper des Kolbens überall dicht an der Innenwandung der Füllkammer anliegt, sodass keine Luft in die Füllkammer und damit in die Druckgießkammern einer Druckgießmaschine nachströmen kann. Zur besseren Abdichtung ist der Gleitkörper radial nur begrenzt aufweitbar. Ein Auswechseln von Verschleißteilen, insbesondere der Gleitkörper, erfolgt durch eine Zerlegung des Kolbens in seine Einzelteile. Hierzu muss der Kolben von der Kolbenstange abgenommen werden.
Zudem ist aus der Druckschrift DE 199 38 076 A1 ein Presskolben für Kaltkammer-Druckgießmaschinen bekannt, der einen Kolbenkopf und eine mit diesem fest verbundene Kolbenstange aufweist. Als Teil des Kolbenkopfs ist eine sich bis zur Kolbenstange erstreckende Hülse derart ausgebildet, dass zwischen der Hülse und dem Inneren des Kolbenkopfes ein Kühlsystem mit einer Mehrzahl von Kühlkanälen ausgebildet ist. Stirnseitig ist auf der Hülse eine flächige Kopfplatte angeordnet, die mittels Schrauben von vorne auf der Stirnseite des Kolbenkopfes fixiert ist. Die Kopfplatte liegt flächig auf dem vorderen Ende der Hülse auf, wodurch die Stirnseite des Presskolbens auch ein Widerlager zum Aufnehmen der Kräfte beim Pressen bildet.
Auch ist aus der Druckschrift EP 2 862 647 A1 ein Druckgießkolben mit einem an einer Kolbenstange befestigbaren Grundkörper mit einer schmelzeseitigen Stirnfläche ein, auf dessen Mantelfläche zumindest ein hohlzylindrischer Gleitkörper montierbar sind, und ein geschlossener Stirnring zwischen der Stirnfläche des Grundkörpers und der Stirnfläche des Gleitkörpers angeordnet ist. Der Stirnring ist mittels einer Verbindungsvorrichtung am Grundkörper befestigbar. Der geschlossene Stirnring ist axial über die Stirnfläche des Grundkörpers auf der Mantelfläche des Grundkörpers montierbar und mittels der Verbindungsvorrichtung dort verriegelbar und wieder lösbar. Ferner dient der geschlossene Stirnring als stirnseitiges erstes Halteelement für den hohlzylindrischen Gleitkörper. Durch diese konstruktive Lösung können Verschleißteile von vorne, also von der Kolbenstirnseite her, ausgetauscht werden. Hierzu werden Gleitbuchsen, Spreizringe und Abstreifringe über den ,
Des Weiteren ist aus der Druckschrift DE 10 2005 048 717 A1 ein mehrteiliger Druckgießkolben zur Befestigung am hochdruckseitigen Endbereich einer axial in einem Gießzylinder einer Kaltkammer-Gießmaschine verschiebbaren Kolbenstange offenbart. Der Kolben umfasst hochdruckseitig einen Kolbendeckel, der eine Kolbenstirnwand aufweist, und einen niederdruckseitig an den Kolbendeckel anschließenden Kolbenkörper in Form einer Buchse. Der Kolbenkörper ist mittels Befestigungsschrauben zu einer Baueinheit mit dem Kolbendeckel verbunden. Zur axialen Fixierung des Kolbens an dem Endbereich der Kolbenstange sind an dem Kolbendeckel und dem Endbereich einander zugeordnete Bajonettverriegelungsorgane vorgeschlagen. Im Kolbendeckel befindliche Verriegelungen können gerade an der im Betrieb am meisten mit Temperatur beaufschlagten Stelle durch ihre bauliche Ausführung mit Materialvorsprüngen die stirnseitige Kühlung des Kolbens erschweren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Druckgießkolben in Bezug auf Wartungsfreundlichkeit und Funktionalität weiterzubilden.
Die Erfindung wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 wiedergegeben. Die weiteren rückbezogenen Ansprüche betreffen vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung.
Die Erfindung schließt einen Druckgießkolben ein,

mit einer an einer Kolbenstange befestigbaren Aufnahmeeinheit, umfassend eine Kühleinrichtung und eine Anschlusseinrichtung für die Kolbenstange,
mit einem becherartig ausgebildeten hohlzylindrischen Trägerkörper mit einer schmelzeseitigen Stirnfläche, auf dessen Mantelfläche zumindest ein hohlzylindrischer Gleitkörper montierbar ist, wobei ein bevorzugt geschlossener Stirnring zwischen der Stirnfläche des Trägerkörpers und einer Stirnfläche des Gleitkörpers angeordnet ist, welcher als stirnseitiges erstes Halteelement für den zumindest einen hohlzylindrischen Gleitkörper dient.

Zur Lösung der Aufgabe ist der Trägerkörper axial über die Kühleinrichtung übergreifend auf der Aufnahmeeinheit montierbar und mittels einer Verbindungseinrichtung mit der Aufnahmeeinheit verriegelbar und wieder lösbar, wobei die Verbindungseinrichtung an der von der Stirnfläche des Trägerkörpers abgewandten Seite axial nach dem Gleitkörper angeordnet ist, und wobei die Verbindungseinrichtung ein Bajonettverschluss ist. Derartige Druckgießkolben sind sowohl für den Einsatz in Vakuum-Druckgießmaschinen wie auch für andere Ausführungen geeignet.
Der Bajonettverschluss kann unterschiedlich ausgeführt sein. Beispielsweise mit geeigneten metallischen Nasen am Trägerkörper und an der Aufnahmeeinheit die jeweils so ausgeführt sind, dass diese in entsprechende Aussparungen des jeweiligen Verbindungspartners eingreifen können. Der Trägerkörper und die Aufnahmeeinheit werden als Verbindungspartner durch Ineinanderstecken und entgegengesetztes Drehen verbunden und so auch wieder getrennt. Die Verbindung erfolgt folglich über eine Steck-Dreh-Bewegung.
Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, dass die Verschleißteile auf dem hohlzylindrischen Trägerkörper angeordnet sind, welcher als Modul von der Aufnahmeeinheit entfernbar ist. Zur Montage werden ein hohlzylindrischer Gleitkörper bzw. mehrere Gleitkörper in Form von Gleitbuchsen und/oder Spreizringen und gegebenenfalls das Abstreifelement in Form von einem oder mehreren Abstreifringen auf die Mantelfläche des Trägerkörpers geschoben und mit einem vorderseitig abschließenden und bevorzugt geschlossenen Stirnring gesichert. In umgekehrter Reihenfolge können diese wieder demontiert und ausgetauscht werden.
Ein Betätigungsmechanismus zum Fixieren und Lösen der Verbindung von Trägerkörper und Aufnahmeeinheit wird beim Bajonettverschluss durch eine Steck- und Drehbewegung ausgeführt. Auf diese Weise wird in der verriegelten Position des Bajonettverschlusses in axialer Richtung ein Formschluss gebildet. Die gesamte Konstruktion zur Halterung ist darauf abgestimmt, dass die Kühleinrichtung in ihrer Wirkung nicht beeinträchtigt wird. Folglich ist die Verbindungseinrichtung, je nach Kolbengröße, nach dem zur Verfügung stehenden Bauraum ausgelegt. Vorteilhafterweise sind hierzu zueinander komplementäre Baugruppen am Trägerkörper und an der Aufnahmeeinheit so positioniert und konstruiert, dass diese zum Verschlussmechanismus eines Bajonettverschlusses zusammenwirken. Derartige formschlüssige Verbindungen entstehen durch das Ineinandergreifen von beiden Verbindungspartnern.
Der Stirnring greift üblicherweise nicht oder nur geringfügig auf die Stirnfläche des Trägerkörpers über. So ist auf wünschenswerte Weise nur die Stirnfläche des Trägerkörpers maßgeblich der Temperatur der Schmelze ausgesetzt. Dort kann durch eine geeignete Materialauswahl die Kolbenkühlung effizient wirken.
Der Trägerkörper kann aus Stahl oder auch aus Kupfer bzw. einer Kupferlegierung gefertigt sein. Ein Trägerkörper aus Kupfer bietet aufgrund der besseren Wärmeableitfähigkeit Vorteile hinsichtlich der Taktzeiten der Druckgießmaschine, insbesondere beim Aluminiumdruckguss. Trägerkörper aus Stahl haben dafür den Vorteil, dass sie robuster sind, also höhere Standzeiten aufweisen. Auch der Gleitkörper kann aus Stahl gefertigt sein.
Insbesondere die Aufnahme der axialen Krafteinwirkung am Druckgießkolben kann im Betrieb einer Druckgussanlage Schwierigkeiten bereiten bzw. nur mit großem konstruktiven Aufwand zufriedenstellend gelöst werden. Der erfindungsgemäße hohlzylindrische Trägerkörper bildet dagegen mit der schmelzeseitigen Stirnfläche einen einstückigen becherartig ausgebildeten Hohlkörper, der als kompakte Baugruppe auch auf eine Zug- bzw. Druckbeanspruchung ausgelegt ist. Dieser kann folglich auch im Betrieb des Druckgießkolbens die axialen Kräfte der Kolbenstange über die Aufnahmeeinheit aufnehmen.
Der besondere Vorteil besteht darin, dass Verschleißteile mittels einer Modulbauweise von der Kolbenstirnseite her, ausgetauscht werden können. Hierzu werden Gleitbuchsen, Spreizringe und Abstreifringe über den Trägerkörper geschoben und mit dem bevorzugt geschlossenen Stirnring zur Vorderseite hin gesichert. Das gesamte Modul kann dann mittels des Bajonettverschlusses an der Aufnahmeeinheit fixiert werden. Derartige Verbindungseinrichtungen sind durch ihren Formschluss in axialer Richtung beim Betrieb einer Druckgussanlage auf Zug- oder Druckbelastung besonders stabil und zuverlässig. Bei Betriebsbelastung wirken Druck- bzw. Zugkräfte normal, das heißt rechtwinklig zu den Flächen der beiden Verbindungspartner. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass an der Stirnfläche des Trägerkörpers an der im Betrieb am meisten mit Temperatur beaufschlagten Stelle die stirnseitige Kühlung des Kolbens gut gelingt. Dort kann die Kühleinrichtung für eine gute Wärmeabfuhr der von der Metallschmelze über die Kolbenstirnseite eingebrachten Wärme ausgelegt werden. Im vorderen Bereich ist der becherartig ausgebildete Trägerkörper bevorzugt zumindest an der Stirnseite mit einer einheitlichen Wandstärke ausgeführt.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung kann der Trägerkörper gegenüber der Aufnahmeeinheit mittels zumindest eines Fixierelements verdrehsicher arretierbar sein. Prinzipiell eignet sich als Fixierelement jede Baueinheit, die ein unbeabsichtigtes Trennen der Verbindungseinrichtung verhindert. In erster Linie hindert das Fixierelement die unbeabsichtigte Gegendrehbewegung für das öffnen des Bajonettverschlusses. Beispielsweise können als Fixierelement radial einbringbare Schraubverbindungen oder federbeaufschlagte Spannstifte dienen, welche im Trägerkörper angeordnet sind und bis zur Aufnahmeeinheit reichen.
Vorteilhafterweise kann das zumindest eine Fixierelement am Außenumfang des Kolbens zur Arretierung zugänglich sein. Hierzu kommt ein besonderes Konstruktionsprinzip zum Einsatz, das es erlaubt, beispielsweise von gut zugänglichen Stellen am Druckgießkolben eine verriegelnde Wirkverbindung des Trägerkörpers über den Außenumfang des Kolbens herzustellen. Derartige Verbindungseinrichtungen stellen beispielsweise eigenständige Fixierungen mit mehreren Einzelteilen dar. Selbstverständlich ist eine derartige Verbindungseinrichtung auch wieder lösbar und dazu geeignet, den Trägerkörper wieder soweit freizugeben, dass beispielsweise der Bajonettverschluss gelöst werden kann. Hierzu sind besonders ausgehend von der Zylinderfläche des Kolbens her zugängliche beispielsweise radial eingreifende Verriegelungsmechanismen geeignet.
Auch ist es vorteilhaft, dass der zumindest eine hohlzylindrische Gleitkörper an der von der Stirnfläche des Trägerkörpers abgewandten Seite durch einen Montagering als zweites Halteelement fixierbar ist. Der Montagering dient als zweites Halteelement mit rückseitigem Anschlag oder Flansch, an dem eine Stirnseite der benachbarten Ringe flächig anliegt. In seiner radialen Ausdehnung ist der Montagering gleich oder kleiner als die weiteren Gleitbuchsen, Spreizringe oder Abstreifringe. Jedenfalls kragt der Montagering nicht über deren Umfang hinaus. Gegebenenfalls kann der Montagering vorteilhafterweise auf den hohlzylindrischen Gleitkörper auch eine axial einwirkende Vorspannung erzeugen. Durch eine Vorspannung haben die Gleitkörper, Spreizringe oder Abstreifringe in axialer Richtung kein Spiel und werden stirnseitig aneinander gepresst. Hierdurch wird im Betrieb auf effektive Weise das unerwünschte Eindringen von Restschmelze zwischen die jeweiligen Stirnflächen verhindert.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann der Montagering bezüglich dem Trägerkörper verdrehsicher ausgeführt sein. Dazu kann die Innenkontur des Montagerings eine von der Kreisform abweichende Gestalt annehmen, welche zu einer zu ihr komplementären Ausführung an der Außenseite des Trägerkörpers passend ist. Mit anderen Worten: Der Montagering wird nach dem Aufbringen der Gleitkörper und gegebenenfalls die Spreizringe oder Abstreifringe von der Rückseite auf dem Trägerkörper verdrehsicher positioniert. Damit kann der Montagering dazu dienen, mit einem geeigneten Werkzeug den bestückten Trägerkörper zu handeln bzw. den Bajonettverschluss über eine Steck-Dreh-Bewegung zu verschließen oder durch eine Dreh-Zieh-Bewegung zu öffnen.
Vorteilhafterweise kann an der Position des Montagerings die Außenkontur des Trägerkörpers als Mehrkant und die Innenkontur des Montagerings ebenfalls als zur Außenkontur des Trägerkörpers passgenauer Mehrkant ausgeführt sein. Die ebenen Flächen des Mehrkants bewirken eine zuverlässige verdrehsichere Anordnung des Montagerings. Hierdurch sollte der Montagering auch in einfacher Art und Weise in axialer Richtung vom Trägerkörper abgezogen werden können. Auch der nach einem Entfernen des Trägerkörpers kann der an der Außenkontur des Trägerkörpers verbleibende Mehrkant selbst eine Anlagefläche für geeignete Werkzeuge zum Haltern, Reinigen, Überarbeiten oder Lagern sein.
In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung kann mit dem zumindest einen Fixierelement auch der Montagering arretierbar sein. Bevorzugt können als Fixierelement radial einbringbare Schraubverbindungen oder federbeaufschlagte Spannstifte dienen, welche im Montagering angeordnet sind und durch den Trägerkörper hindurch bis zur Aufnahmeeinheit reichen. Auf diese Weise kann ein Fixierelement für den Montagering auch gleichzeitig zur Verdrehsicherung des Bajonettverschlusses dienen. Der Bajonettverschluss liegt dann bevorzugt radial innerhalb des Montagerings in derselben Montageebene hinter dem Gleitkörper. Dieser Montagebereich liegt quasi hinter den am stärksten temperaturbelasteten Teilen eines Druckgießkolbens hinter der Kühleinrichtung.
Vorteilhafterweise kann an der Position des Montagerings die Außenkontur der Aufnahmeeinheit als Mehrkant eine maximale radiale Erstreckung aufweisen, welche geringer ist als der Innendurchmesser des zumindest einen hohlzylindrischen Gleitkörpers. Hierdurch ist es möglich, Gleitkörper und gegebenenfalls Spreizringe oder Abstreifringe von der Rückseite her ohne weiteres auf dem Trägerkörper anzuordnen.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann die Außenkontur des Montagerings als Mehrkant ausgebildet sein. Hierdurch werden Anlageflächen für Montagewerkzeuge geschaffen, mit denen der Trägerkörper an der Aufnahmeeinheit positioniert oder entfernt werden kann.
In bevorzugter Ausführungsform kann das Fixierelement an der Außenkontur des Montagerings an einer Fläche des Mehrkants angeordnet sein. Die Flächen des Mehrkants sind bezüglich der hohlzylindrischen Gleitkörper radial innenliegend und eben. Diese Flächen sind daher besonders geeignet, Schraub- oder Steckverbindungen als Fixierelemente dort anzuordnen.
Prinzipiell kann der Druckgusskolben konstruktiv vorderseitig so ausgelegt sein, wie in der DE 10 2013 017 261 A1 der Anmelderin offenbart, dass der geschlossene Stirnring axial über die Stirnfläche des Grundkörpers in Funktion eines Trägerkörpers auf der Mantelfläche des Grundkörpers montierbar und mittels der Verbindungseinrichtung dort verriegelbar und wieder lösbar ist. Der Offenbarungsgehalt der DE 10 2013 017 261 A1 soll vollumfänglich den vorliegenden Unterlagen im Sinne weiterer Ausgestaltungen der Erfindung hinzutreten.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann sich der Stirnring gegen einen an dem Trägerkörper ausgebildeten stirnseitigen Anschlag gegen axiale Verschiebung abstützen. Der Stirnring wird dadurch am Trägerkörper axial nach vorne fixiert.
Vorteilhafterweise kann der stirnseitige Anschlag eine aus der Mantelfläche des Trägerkörpers umfänglich umlaufende Auskragung sein. Die Auskragung ist so beschaffen, dass in jedem Falle die im Betrieb auftretenden axialen Kräfte der weiteren Gleitkörper oder Abstreifringe aufgenommen werden können.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung können zumindest der Stirnring und der unmittelbar benachbarte hohlzylindrische Gleitkörper an den jeweiligen stirnseitigen Stoßstellen komplementäre Absätze aufweisen, wodurch diese überlappend verzahnt sind. Beispielsweise werden die Ringe an ihren Stoßstellen nach der Montage in axialer Richtung miteinander verzahnt. Durch eine entsprechende Ausgestaltung der Absätze kann außerdem eine gegenseitige Drehsicherung der Ringe hergestellt werden.
Vorteilhafterweise kann der Stirnring aus einem härteren Material als das des Gleitkörpers bestehen. Auf diese Weise ist es möglich, den Stirnring beispielsweise aus Stahl und den Gleitkörper aus einem weicheren, gut gleitfähigen Material, wie Kupfer oder einer Kupferlegierung, zu fertigen. Die stark beanspruchte Stirnfläche des Kolbens wird damit auch im radial äußeren Bereich von einem harten Material gebildet, wodurch der empfindlichere Gleitkörper durch den Ring geschützt wird. Die Gefahr von Riefenbildungen und Kolbenklemmen ist damit gebannt. Die Lebensdauer sowohl des Kolbens als auch der Füllkammer kann dadurch deutlich erhöht werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert.
Darin zeigen:

Fig. 1: schematisch einen axialen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Druckgießkolben,
Fig. 2: schematisch einen axialen Längsschnitt durch einen modulartig aufgebauten Trägerkörper,
Fig. 3: schematisch eine Ansicht einer Aufnahmeeinheit,
Fig. 4: schematisch einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Druckgießkolben in der Ebene des Bajonettverschlusses, und
Fig. 5: eine Explosionszeichnung eines modulartig aufgebauten Trägerkörpers.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 zeigt schematisch einen axialen Längsschnitt entlang der Kolbenachse A durch einen erfindungsgemäßen Druckgießkolben 1. Der Druckgießkolben 1 mit direkter Kühlung weist einen Trägerkörper 3 auf, der auch die schmelzeseitige Stirnfläche 31 des Druckgießkolbens 1 bildet. Auf dem Trägerkörper 3 ist eine Gleitbuchse als hohlzylindrischer Gleitkörper 4 angeordnet. Zwischen der Stirnfläche 31 des Trägerkörpers 3 und der vorderen Stirnfläche 41 des Gleitkörpers 4 ist auf der Mantelfläche 32 des Trägerkörpers 3 ein bevorzugt geschlossener Stirnring 5 als erstes Halteelement angeordnet, der bevorzugt aus einem härteren Material besteht als der Gleitkörper 4. Der Gleitkörper 4 wird auf diese Weise vor einem direkten Kontakt mit dem heißen Gießmaterial geschützt.
Der Trägerkörper 3 ist in Fig. 1 axial über die Kühleinrichtung 21 übergreifend auf der Aufnahmeeinheit 2 montiert und mittels eines Bajonettverschlusses 6 als Verbindungseinrichtung mit der Aufnahmeeinheit 2 verriegelt. Der Trägerkörper 3 und die Aufnahmeeinheit 2 sind folglich als Verbindungspartner durch eine Steck-Dreh-Bewegung miteinander verbunden. Hierzu weist bei dieser Ausführungsform die Aufnahmeeinheit 2 geeignete metallische Nasen auf. Die Aufnahmeeinheit 2 ist so ausgeführt, dass die metallischen Nasen in entsprechende Aussparungen des Trägerkörpers 3 eingreifen können. An der dem Trägerkörper 3 abgewandten Rückseite der Aufnahmeeinheit 2 befindet sich die Anschlusseinrichtung 22 für die in Fig. 1 nicht dargestellte Kolbenstange.
Durch ein schraubenartiges oder stiftartiges Fixierelement 7 ist die Verbindung des Trägerkörpers 3 gegenüber der Aufnahmeeinheit 2 verdrehsicher arretiert, wodurch das unbeabsichtigte Öffnen des Bajonettverschlusses verhindert wird. Bevorzugt ist das Fixierelement 7 am Außenumfang des Kolbens angeordnet und befindet sich damit an einer gut zugänglichen Stelle am Druckgießkolben 1. Von der Zylinderfläche des Druckgießkolbens 1 her zugängliche radial eingreifende Verriegelungsmechanismen sind besonders geeignet.
Der Montagering 8 dient als zweites Halteelement mit rückseitigem Anschlag, an dem die rückwärtige Stirnseite des hohlzylindrischen Gleitkörpers 4 flächig anliegt. In seiner radialen Ausdehnung ist der Montagering 8 bevorzugt etwas kleiner als die radiale Ausdehnung des Gleitkörpers 4.
Zur Halterung des bevorzugt geschlossenen Stirnrings 5 dient ein stirnseitiger Anschlag 33, wodurch sich der Stirnring 5 gegen axiale Verschiebung nach vorne abstützt. Der stirnseitige Anschlag 33 ist durch eine aus der Mantelfläche 32 des Trägerkörpers 3 umfänglich umlaufende Auskragung gebildet. Die Auskragung ist so beschaffen, dass die im Betrieb auftretenden axialen Kräfte aufgenommen werden können. Der Stirnring 5 und der unmittelbar benachbarte hohlzylindrische Gleitkörper 4 weisen an den jeweiligen stirnseitigen Stoßstellen 41 komplementäre Absätze auf, wodurch diese überlappend verzahnt sind.
Fig. 2 zeigt schematisch einen axialen Längsschnitt durch einen modulartig aufgebauten Trägerkörper 3. Die durch Temperatur bzw. durch Reibung am meisten belasteten Verschleißteile sind auf dem hohlzylindrischen Trägerkörper 3 angeordnet, welcher als Modul von der in Figur 2 nicht dargestellten Aufnahmeeinheit einfach abmontierbar ist. Der hohlzylindrische Gleitkörper 4 wird auf die Mantelfläche 32 des Trägerkörpers 3 geschoben und mit einem vorderseitig abschließenden bevorzugt geschlossenen Stirnring 5 gesichert. Der Stirnring 5 selbst wird durch einen im Trägerkörpers 3 ausgebildeten stirnseitiger Anschlag 33 fixiert, der eine axiale Verschiebung über die Stirnfläche 31 des Trägerkörpers 3 verhindert. In umgekehrter Reihenfolge können diese Teile wieder demontiert und ausgetauscht werden. Das gesamte Modul kann dann mittels des Bajonettverschlussteils 61, gegebenenfalls unter Mithilfe von am Montagering 8 ansetzenden Werkzeugen, an der Aufnahmeeinheit mit dem dort befindlichen Bajonettverschlussteil 62 verbunden werden. Das Fixierelement 7 verhindert die unbeabsichtigte Gegendrehbewegung für das Öffnen des Bajonettverschlusses.
Fig. 3 zeigt schematisch eine Ansicht einer Aufnahmeeinheit 2. Der zur Stirnseite des Kolbens gewandte Teil bildet in Verbindung mit der Innenwand des in Fig. 3 nicht dargestellten Trägerkörpers die Kühleinrichtung 21. An der dem Trägerkörper 3 abgewandten Rückseite der Aufnahmeeinheit 2 befindet sich die Anschlusseinrichtung 22 für die in der Fig. 1 nicht dargestellte Kolbenstange. Das Bajonettverschlussteil 62 der Aufnahmeeinheit 2 liegt zwischen der Kühleinrichtung 21 und der Anschlusseinrichtung 22. Hierzu weist bei dieser Ausführungsform die Aufnahmeeinheit 2 metallische Nasen auf, die zur Verbindung in entsprechende Aussparungen des Trägerkörpers eingreifen können. Die Ausnehmung 24 ist eine Bohrung, in die im montierten Zustand ein Fixierelement eingreift.
Fig. 4 zeigt schematisch einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Druckgießkolben 1 in der Ebene des Bajonettverschlusses 6. In dieser Schnittebene befindet sich die Aufnahmeeinheit 2 innenliegend. Der hohlzylindrische Trägerkörper 3 umgreift mit dem Montagering 8 die Aufnahmeeinheit 2 unter Ausbildung des Bajonettverschlusses 6. Innerhalb des Montagerings 8 ist die Außenkontur des Trägerkörpers 3 als Mehrkant 35 und die Innenkontur des Montagerings 8 ebenfalls als zur Außenkontur des Trägerkörpers 3 passgenauer Mehrkant 81 ausgeführt. Dies bedingt die gewünschte Verdrehsicherheit beider Teile gegeneinander. Als Montagehilfe und zum Ansetzen von geeigneten Montagewerkzeugen ist die Außenkontur des Montagerings 8 ebenfalls als Mehrkant 82 ausgebildet. Mit den in der Fig. 4 dargestellten drei Fixierelementen 7 wird der Montagering 8 und der Trägerkörper 3 mit der Aufnahmeeinheit 2 arretiert und gesichert.
Fig. 5 zeigt eine Explosionszeichnung eines modulartig aufgebauten Trägerkörpers 3 mit den weiteren Bauteilen. In der dargestellten Reihenfolge wird der Stirnring 5, der hohlzylindrische Gleitkörper 4 und der Montagering 8 auf den Trägerkörper 3 geschoben, bevor diese Moduleinheit mit der in der Fig. 5 nicht dargestellte Aufnahmeeinheit zum Bajonettverschluss verbunden wird.

Bezugszeichenliste

1: Druckgießkolben
2: Aufnahmeeinheit
21: Kühleinrichtung
22: Anschlusseinrichtung
24: Ausnehmung
3: Trägerkörper
31: Stirnfläche des Trägerkörpers
32: Mantelfläche des Trägerkörpers
33: stirnseitiger Anschlag
34: Ausnehmung
35: Mehrkant des Trägerkörpers
4: hohlzylindrischer Gleitkörper
41: Stirnfläche des Gleitkörpers
5: Stirnring
6: Verbindungseinrichtung, Bajonettverschluss
61: Bajonettverschlussteil am Trägerkörper
62: Bajonettverschlussteil an Aufnahmeeinheit
7: Fixierelement
8: Montagering
81: Mehrkant Innenkontur
82: Mehrkant Außenkontur
83: Ausnehmung
A: Kolbenachse

Claims

Druckgießkolben (1)
- mit einer an einer Kolbenstange befestigbaren Aufnahmeeinheit (2), umfassend eine Kühleinrichtung (21) und eine Anschlusseinrichtung (22) für die Kolbenstange,

- mit einem becherartig ausgebildeten hohlzylindrischen Trägerkörper (3) mit einer schmelzeseitigen Stirnfläche (31), auf dessen Mantelfläche (32) zumindest ein hohlzylindrischer Gleitkörper (4) montierbar ist, wobei ein Stirnring (5) zwischen der Stirnfläche (31) des Trägerkörpers (3) und einer Stirnfläche (41) des Gleitkörpers (4) angeordnet ist, welcher als stirnseitiges erstes Halteelement für den zumindest einen hohlzylindrischen Gleitkörper (4) dient,
dadurch gekennzeichnet,

- dass der Trägerkörper (3) axial über die Kühleinrichtung (21) übergreifend auf der Aufnahmeeinheit (2) montierbar und mittels einer Verbindungseinrichtung (6) mit der Aufnahmeeinheit (2) verriegelbar und wieder lösbar ist,

- dass die Verbindungseinrichtung (6) an der von der Stirnfläche (31) des Trägerkörpers (3) abgewandten Seite axial nach dem Gleitkörper (4) angeordnet ist, und

- dass die Verbindungseinrichtung (6) ein Bajonettverschluss ist.
Druckgießkolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper (3) gegenüber der Aufnahmeeinheit (2) mittels zumindest eines Fixierelements (7) verdrehsicher arretierbar ist.
Druckgießkolben nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Fixierelement (7) am Außenumfang des Kolbens zur Arretierung zugänglich ist.
Druckgießkolben nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine hohlzylindrische Gleitkörper (4) an der von der Stirnfläche (31) des Trägerkörpers (3) abgewandten Seite durch einen Montagering (8) fixierbar ist.
Druckgießkolben nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Montagering (8) bezüglich dem Trägerkörper (3) verdrehsicher ausgeführt ist.
Druckgießkolben nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an der Position des Montagerings (8) die Außenkontur des Trägerkörpers (3) als Mehrkant (35) und die Innenkontur des Montagerings (8) ebenfalls als zur Außenkontur des Trägerkörpers (3) passgenauer Mehrkant (81) ausgeführt ist.
Druckgießkolben nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem zumindest einen Fixierelement (7) auch der Montagering (8) arretierbar ist.
Druckgießkolben nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass an der Position des Montagerings (8) die Außenkontur der Aufnahmeeinheit (2) als Mehrkant eine maximale radiale Erstreckung aufweist, welche geringer ist als der Innendurchmesser des zumindest einen hohlzylindrischen Gleitkörpers (4).
Druckgießkolben nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkontur des Montagerings (8) als Mehrkant (82) ausgebildet ist.
Druckgießkolben nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixierelement (7) an der Außenkontur des Montagerings (8) an einer Fläche des Mehrkants angeordnet ist.
Druckgießkolben nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Stirnring (5) gegen einen an dem Trägerkörper (3) ausgebildeten stirnseitigen Anschlag (33) gegen axiale Verschiebung abstützt.
Druckgießkolben nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der stirnseitige Anschlag (33) eine aus der Mantelfläche des Trägerkörpers (3) umfänglich umlaufende Auskragung ist.
Druckgießkolben nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Stirnring (5) und der unmittelbar benachbarte hohlzylindrische Gleitkörper (4) an den jeweiligen stirnseitigen Stoßstellen komplementäre Absätze aufweisen, wodurch diese überlappend verzahnt sind.
Druckgießkolben nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Stirnring (5) aus einem härteren Material als das des Gleitkörpers (4) besteht.