DE10040578C1

DE10040578C1 - Druckgießkolben, insbesondere für Vakuum-Druckgießmaschinen

Info

Publication number: DE10040578C1
Application number: DE10040578A
Authority: DE
Inventors: Hugo J Kunz
Original assignee: Individual
Current assignee: Wieland Werke AG
Priority date: 2000-08-18
Filing date: 2000-08-18
Publication date: 2001-10-25
Anticipated expiration: 2020-08-19
Also published as: EP1180406B1; ATE337120T1; EP1180406A1; DE50110791D1

Abstract

Ein Druckgießkolben (10) mit einem an einer Kolbenstange befestigbaren Grundkörper (11), auf den ein hohlzylindrischer Gleitkörper (13) montierbar ist, wobei der Gleitkörper (13) von mindestens einem geschlitzten Ring (14, 15) gebildet ist, der unter radialer Vorspannung auf dem Grundkörper (11) montierbar ist, wobei der Schlitz den mindestens einen Ring (14, 15) an einer Stelle vollständig auftrennt, dabei aber einen derartigen Verlauf aufweist, dass an der Trennstelle die beiden Abschnitte des Ringes (14, 15) ineinander greifen, so dass der Ring (14, 15) radial nur begrenzt aufweitbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckgießkolben, insbesondere für Vakuum-Druckgießmaschinen, mit einem an einer Kolbenstange befestigbaren Grundkörper, auf den ein hohlzylindrischer Gleitkörper montierbar ist, wobei der Gleitkörper von mindestens einem geschlitzten Ring gebildet ist, der unter radialer Vorspannung auf den Grundkörper montierbar ist.

Ein solcher Druckgießkolben ist aus der DE 196 01 605 A1 der Anmelderin bereits bekannt. Der bekannte Druckgießkolben zeichnet sich dadurch aus, dass der hohlzylindrische Gleit körper aufgespreizt wird, sodass dieser mit seiner Außenfläche stets in Anlage mit der Innenwandung der 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 Druck gießkammern der Druckgießmaschine nachströmen kann.

Es hat sich jedoch in der Praxis gezeigt, dass sich die Gleit körper dieser bekannten Kolben in ungünstigen Fällen aufgrund der großen Hitzeeinwirkung beim Gießvorgang radial derart weit aufspreizen, dass sie beim Zurückfahren des Kolbens an der vorderen Öffnung der Füllkammer anschlagen und dadurch zer stört werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Druckgießkolben der eingangs genannten Art dahin gehend wei terzubilden, dass die genannten Nachteile nicht mehr auftreten und dennoch eine sichere Abdichtung des Kolbens gegenüber der Füllkammer gewährleistet ist.

Die Aufgabe wird mit einem Druckgießkolben der genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Schlitz den min destens einen Ring an einer Stelle vollständig auftrennt, dabei aber einen derartigen Verlauf aufweist, dass an der Trennstelle die beiden Teile des Ringes ineinander greifen, sodass der Ring radial nur begrenzt aufweitbar ist. Der Schlitz kann dabei vorzugsweise einen annähernd Ω-förmigen Verlauf aufweisen. Durch diese Gestaltung des mindestens einen Ringes des Gleitkörpers kann die maximale Aufdehnung des Ringes durch die Form des Schlitzes exakt vorbestimmt werden. Dadurch lassen sich zu große Aufweitungen des Gleitkörpers mit der Gefahr seiner Zerstörung beim Zurückfahren des Kolbens zuverlässig verhindern.

Vorzugsweise kann der Gleitkörper aus mehreren geschlitzten Ringen zusammengesetzt sein, wobei die Schlitze des Ringes in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet sind. Auf diese Weise ist eine Abdichtung des Kolbens gegenüber der Füllkammer über den gesamten Umfang der Füllkammer möglich. Der Versatz der Schlitze der einzelnen Ringe sorgt außerdem dafür, dass die Schlitze nicht selbst eine Undichtigkeitsstelle bilden können.

Weitere Vorteile ergeben sich, wenn die Ringe an ihren Stoß stellen jeweils komplementäre Absätze aufweisen, so dass die Ringe nach der Montage in axialer Richtung miteinander ver zahnt sind. Durch eine entsprechende Ausgestaltung der Absätze kann außerdem eine gegenseitige Drehsicherung der Ringe her gestellt werden.

Zur Erzeugung der radialen Vorspannung des Gleitkörpers kann zwischen dem Grundkörper und dem mindestens einen Ring min destens ein elastisch verformbarer Schraubenfederring angeord net sein. Der Schraubenfederring kann in entsprechende Nuten im Grundkörner oder auch in dem mindestens einen Ring ein gesetzt sein. Mit diesen Federringen sind höhere radiale Auf weitkräfte erzielbar als mit Gummiringen gleichen Durchmes sers. Die Windungen der Schraubenfederringe können dabei vor zugsweise leicht geneigt sein, also in Ebenen verlaufen, die nicht exakt senkrecht auf der Oberfläche des Grundkörpers stehen.

Eine besonders bevorzugte Befestigungsmöglichkeit des minde stens einen Ringes auf dem Grundkörper besteht in einer Be festigung mittels einer Spannmutter. Zur weiteren Erhöhung der Sicherheit des Kolbens kann die Spannmutter dabei verdrehfest sowohl am Grundkörper als auch an der Kolbenstange befestigbar sein, sodass sich der Kolben nicht mit der Zeit durch allmäh liches Drehen von der Kolbenstange lockern kann.

Zwischen der Stirnfläche des Kolbens und der Stirnfläche des Gleitkörpers kann ein Ring aus einem härteren Material als das des Gleitkörpers angeordnet sein. Auf diese Weise ist es mög lich, den Gleitkörper aus einem weicheren, gut gleitfähigen Material wie Kupfer oder einer Kupferlegierung zu fertigen. Der Grundkörper kann aus Stahl oder auch aus Kupfer gefertigt sein. Ein Grundkörper aus Kupfer bietet aufgrund der besseren Wärmeableitfähigkeit Vorteile hinsichtlich der Taktzeiten der Druckgießmaschine, insbesondere beim Aluminiumdruckguss. Stahlgrundkörper haben dafür den Vorteil, dass sie robuster sind, also höhere Standzeiten aufweisen. Auch der Gleitkörper kann aus Stahl gefertigt sein.

Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Druckgießkolbens anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen axialen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Druckgießkolben;

Fig. 2 eine Detailansicht eines Ringes des Gleit körpers des Druckgießkolbens aus Fig. 1.

Der Kolben 10 gemäß Fig. 1 weist einen Grundkörper 11 auf, der auch die Stirnfläche 12 des Kolbens 10 bildet. Auf dem Grund körper 11 ist ein Gleitkörper 13 angeordnet, der von zwei in axialer Richtung hintereinander angeordneten Ringen 14, 15 gebildet wird. Zwischen der Stirnfläche 12 des Kolbens 10 und der vorderen Stirnfläche 17 des Gleitkörpers 13 ist ein geschlossener Ring 18 angeordnet, der aus einem härteren Material besteht als der Gleitkörper 13 und diesen vor einem direkten Kontakt mit dem heißen Gießmaterial schützt. Auf der Rückseite des Gleitkörpers 13 ist ein Ring 16 angeordnet, der ebenfalls geschlitzt ist und somit als Dichtring wirkt. Außerdem schützt er den Gleitkörper 13 beim Rückzug des Kolbens 10 vor Beschädigungen durch in der Füllkammer ange backenes Aluminium.

Im Inneren des Grundkörpers 11 ist ein Einsatzkörper 19 an geordnet, der an seiner Oberfläche eine schraubenförmig ver laufende Nut 20 zur Leitung von Kühlwasser zum Grundkörper 11 aufweist. Auf das hintere Ende des Einsatzkörpers 19 wird die hier nicht dargestellte Kolbenstange aufgeschraubt. Zur Fixierung der Ringe 14, 15, 16 und 18 auf dem Grundkörper 11 ist eine Spannmutter 21 vorgesehen, die durch Schrauben 22 mit dem Grundkörper 11 verschraubt ist. Der Ring 16 wird an der Spannmutter 21 durch einen Zwischenring 23 und Schrauben 24 fixiert. Der Stirnring 18 ist gestuft geformt und wird durch einen Anschlag 25 am Grundkörper 11 axial nach vorne fixiert. Die Ringe 14 und 15 des Gleitkörpers 13 werden durch die Spannmutter 21 und die Schrauben 22 zwischen dem Zwischen ring 23 und dem Stirnring 18 eingespannt. Die Spannmutter 21 weist außerdem radial gerichtete Schrauben 26 auf, die in die hier nicht dargestellte Kolbenstange eingreifen und so ein Verdrehen des Kolbens 10 auf der Kolbenstange verhindern, was ansonsten zu einer Lockerung des Kolbens 10 führen könnte.

Die Ringe 14, 15, die den Gleitkörper 13 bilden, sowie der Ring 16 weisen die in Fig. 2 gezeigte Form auf, wobei hier exemplarisch der Ring 15 dargestellt ist. Im Ring 15 ist ein Schlitz 30 angeordnet, der ungefähr die Form eines Ω aufweist. Der Schlitz 30 ermöglicht ein radiales Aufweiten des Ringes 15, begrenzt diese radiale Aufweitung jedoch, da die beiden Abschnitte 15.1 und 15.2 des Ringes 15 an der Trennstelle aufgrund der Form des Schlitzes 30 ineinander greifen.

Wie Fig. 1 zeigt, sind die Ringe 14 und 15 unter radialer Vorspannung auf dem Grundkörper 11 angeordnet, wozu elastisch verformbare Ringe 27, vorzugsweise Schraubenfederringe, zwi schen dem Grundkörper 11 und den Ringen 14, 15 angeordnet sind.

Fig. 2 zeigt auch, dass der Ring 15 an einer Stirnseite mit einem Absatz 31 versehen ist, der mit einem komplementären Absatz am Zwischenring 23 (Fig. 1) zusammenwirkt, sodass die Ringe 15 und 23 in axialer Richtung miteinander verzahnt sind.

Auch der Ring 14 und der Ring 18 weisen entsprechende komple mentäre Absätze im Bereich der Stirnfläche 17 des Gleitkör pers 13 auf (Fig. 1).

Claims

1. Druckgießkolben, insbesondere für Vakuum-Druckgießmaschi nen, mit einem an einer Kolbenstange befestigbaren Grund körper (11), auf den ein hohlzylindrischer Gleitkörper (13) montierbar ist, wobei der Gleitkörper (13) von min destens einem geschlitzten Ring (14, 15) gebildet ist, der unter radialer Vorspannung auf dem Grundkörper (11) mon tierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitz (30) den mindestens einen Ring (14, 15) an einer Stelle voll ständig auftrennt, dabei aber einen derartigen Verlauf aufweist, dass an der Trennstelle die beiden Abschnitte (15.1, 15.2) des Ringes (15) ineinander greifen, sodass der Ring (15) radial nur begrenzt aufweitbar ist.

2. Druckgießkolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitz (30) des mindestens einen Ringes (15) einen annähernd Ω-förmigen Verlauf aufweist.

3. Druckgießkolben nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, dass der Gleitkörper (13) aus mehreren ge schlitzten Ringen (14, 15) zusammengesetzt ist, wobei die Schlitze (30) der Ringe (14, 15) in Umfangsrichtung ver setzt zueinander angeordnet sind.

4. Druckgießkolben nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringe (14, 15) an ihren Stoßstellen jeweils komplementäre Absätze (31) aufweisen, so dass die Ringe (14, 15) nach der Montage in axialer Richtung miteinander verzahnt sind.

5. Druckgießkolben nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Grundkörper (11) und dem mindestens einen Ring (14, 15) mindestens ein elastisch verformbarer Schraubenfederring (27) zur Erzeugung der radialen Vorspannung angeordnet ist.

6. Druckgießkolben nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Ring (14, 15) mittels einer Spannmutter (21) auf dem Grundkörper (11) befestigbar ist.

7. Druckgießkolben nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannmutter (21) verdrehfest am Grundkörper (11) und an der Kolbenstange anordenbar ist.

8. Druckgießkolben nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Stirnfläche (12) des Kolbens (10) und der Stirnfläche (17) des Gleitkörpers (13) ein Ring (18) aus einem härteren Material als das des Gleitkörpers (13) angeordnet ist.

9. Druckgießkolben nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (11) aus Stahl oder Kupfer und der Gleitkörper (13) aus Stahl. Kupfer oder einer Kupferlegierung gefertigt sind.