DE10205246B4 - Füllkammer für eine Druckgießmaschine - Google Patents
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Abstract
Füllkammer für eine Druckgießmaschine mit einer Zuführöffnung (11, 11') für flüssiges Gießmaterial, bei der in der Füllkammerwand mindestens in dem der Zuführöffnung (11, 11') gegenüberliegenden Bereich (12, 12') eine Kühleinrichtung (14, 14') vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung (14, 14') in dem der Zuführöffnung (11, 11') gegenüberliegenden Bereich von einer von außen in die Füllkammerwand einsetzbaren Scheibe (14, 14'), die mit mindestens einem Führungskanal (15, 16, 17) für ein Kühlmittel versehen ist, gebildet ist.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Füllkammer für eine Druckgießmaschine mit einer Zuführöffnung für flüssiges Gießmaterial, wobei in der Füllkammerwand mindestens in dem der Zuführöffnung gegenüberliegenden Bereich eine Kühleinrichtung vorgesehen ist.
- Eine solche Füllkammer ist aus der
AT 401 029 B AT 401 029 B - Aus der
DE 44 21 598 A1 ist eine Füllkammer bekannt, die im Bereich der Zuführöffnung aus zwei Halbschalen gefertigt ist, wobei die Halbschale mit der Zuführöffnung austauschbar angeordnet ist, um die Druckgießmaschine ohne Austausch der kompletten Füllkammer zu einer Vakuum-Druckgießmaschine umrüsten zu können. Kühleinrichtungen sind bei dieser Füllkammer im Zuführbereich nicht vorgesehen. - In der
DE 42 29 338 A1 und derDE 198 56 971 A1 sind jeweils Füllkammern mit austauschbaren Einsätzen im Zuführbereich, die die Gleitflächen bilden, bekannt. Auch diese bekannten Füllkammern weisen keine Kühlung im Zuführbereich auf. - Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Füllkammer mit einer konstruktiv einfachen und wirksamen Kühleinrichtung zu schaffen.
- Die Aufgabe wird mit einer Füllkammer der eingangs genannten Art gelöst, die erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, dass die Kühleinrichtung in dem der Zuführöffnung gegenüberliegenden Bereich von einer von außen in die Füllkammerwand einsetzbaren Scheibe, die mit mindestens einem Führungskanal für ein Kühlmittel versehen ist, gebildet ist.
- Die Scheibe ist im Vergleich zur gesamten Füllkammer ein relativ kleines Bauteil und kann somit leicht auf einer Werkzeugmaschine zur Herstellung des oder der Kühlmittelkanäle bearbeitet werden. Anschließend wird die Scheibe von außen in die Füllkammerwand in eine dafür vorgesehene Aussparung eingesetzt und mit der Füllkammer verschraubt. Durch die Anordnung der Scheibe gegenüberliegend der Zuführöffnung für das heiße Gießmaterial entfaltet die Kühleinrichtung ihre Wirkung an der Stelle, an der die größten thermischen Spannungen durch das Auftreffen des heißen Gießmaterials entstehen.
- Die Scheibe kann vorzugsweise einen spiralförmigen Zuführ- und Rücklaufkanal für das Kühlmittel, die mit entsprechenden äußeren Anschlüssen versehen sind, aufweisen. Durch die spiralförmige Führung des Zuführ- und Rücklaufkanals kommt es über die gesamte Oberfläche der Scheibe zu einer sehr gleichmäßigen und indirekten Kühlung. Vorzugsweise kann die Scheibe außerdem in sich entsprechend der Wölbung der Füllkammerwand gewölbt sein, sodass auch dadurch eine gleichmäßige Kühlung des Auftreffbereichs des heißen Gießmaterials in der Füllkammer erfolgt.
- Anstelle einer Kühlung kann selbstverständlich auch eine Erwärmung bzw. eine Vorwärmung der Füllkammer vorgenommen werden, indem durch den Führungskanal ein entsprechend aufgeheiztes Medium hindurchgeleitet wird.
- Die Füllkammer kann außer einer Kühleinrichtung im Einfüllbereich des heißen Gießmaterials auch im Anschlussbereich der Gießform eine Kühleinrichtung aufweisen. Auch dort kommt es durch den Kolbendruck und das heiße Gießmaterial zu starken thermischen Belastungen, die durch die Kühleinrichtung reduziert werden. Durch die Kühlung lässt sich außerdem ein Platzen des Angusses beim Öffnen der Form vermeiden.
- Vorzugsweise kann dabei die Kühleinrichtung im Bereich der Spritzgießform von mindestens einer außen auf die Füllkammerwand aufgesetzten und mit mindestens einem Führungskanal für ein Kühlmittel versehenen Buchse gebildet sein. Der Führungskanal ist in die mindestens eine Buchse eingearbeitet, die im Vergleich zur gesamten Füllkammer wieder relativ kleine Bauteile darstellen, die leichter in einer Werkzeugmaschine be arbeitet werden können als die gesamte Füllkammer. Außerdem wirkt auch hier die Kühlung indirekt auf die Füllkammer ein, sodass es zu keinen Rissbildungen kommen kann.
- Bei einer bevorzugten Ausgestaltung wird die Kühleinrichtung von zwei ineinander gesteckten Buchsen, die zwischen sich einen spiralförmigen Zuführ- und Rücklaufkanal mit entsprechenden Außenanschlüssen einschließen, gebildet. Der Zuführ- und Rücklaufkanal wird einfach durch eine entsprechende Oberflächenbearbeitung der Außenseite der inneren Buchse sowie der Innenseite der äußeren Buchse hergestellt.
- Zur Befestigung der Buchsen an der Füllkammer gibt es unterschiedliche Möglichkeiten. Besondere Vorteile bietet die Verwendung eines Spannrings, der an der Stirnseite der Füllkammer aufgesetzt ist und damit die mindestens eine Buchse auf der Füllkammer hält. Der Spannring kann einen sich in Richtung auf die Füllkammer erweiternden, vorzugsweise konisch erweiternden Innendurchmesser aufweisen. Damit weist der Ring im vordersten Bereich der Füllkammer an deren Stirnseite seine größte Materialdicke auf. Dadurch ist gewährleistet, dass durch die starke Temperatur- und Druckbelastung gerade dieses Bereichs der Füllkammer keine Aufweitung und Ausfransung der Stirnseite der Füllkammer entsteht. Außerdem kann der Spannring mit mindestens einer radialen Öffnung zum Einleiten von Gießmaterial in die Spritzgießform versehen sein. Das Einarbeiten der radialen Öffnungen gestaltet sich im Vergleich zu einer Füllkammer ohne einen solchen Ring sehr viel einfacher, da auch hier nur der Ring und nicht die gesamte Füllkammer bearbeitet werden muss.
- Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Füllkammer anhand der Zeichnung näher beschrieben.
- Es zeigen:
-
1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Füllkammer; -
2 einen Querschnitt entlang der Linie II-II durch die Füllkammer aus1 ; -
3 eine Teildraufsicht auf die Füllkammer aus1 ; -
4 eine vergrößerte Detaildarstellung der Füllkammer aus1 ; -
5 einen Teillängsschnitt durch eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Füllkammer. - Die Füllkammer
10 aus1 ist eine Füllkammer für eine Vakuum-Druckgießmaschine, bei der das flüssige Gießmaterial durch eine Zuführöffnung11 auf der Unterseite der Füllkammer durch das in der Füllkammer herrschende Vakuum eingesaugt wird. Das Gießmaterial kommt dabei in der Regel direkt aus einem Schmelzofen. Aufgrund des herrschenden Unterdrucks wird das eingesaugte Material gegen die der Zuführöffnung11 gegenüberliegende Seite 12 des Füllkammerinnenraums13 geschleudert. Dadurch ist dieser Bereich12 des Füllkammerinnenraums13 starken thermischen Spannungen ausgesetzt. Um diese thermischen Spannungen auszugleichen, ist auf der Außenseite der Füllkammer auf der Höhe des Bereichs12 eine Scheibe14 , die mit einem Kühlmittelkanal15 durchzogen ist, als Kühleinrichtung angeordnet. Wie insbesondere3 zeigt, ist der Führungskanal15 in einen spiralförmigen Zuführungskanal16 und einen spiralförmigen Rückführungskanal17 unterteilt. Diese Art der Anordnung von Zuführungs- und Rückführungskanal führt zu einer sehr gleichmäßigen Temperaturverteilung über die gesamte Scheibenoberfläche. Anstelle eines Kühlmittels kann auch ein erwärmtes Medium durch die Kanäle16 ,17 geleitet werden, beispielsweise um die Füllkammer10 vorzuwärmen. - Wie aus
2 zu sehen ist, ist die Scheibe14 in sich gewölbt, d. h. der Wölbung der Füllkammer10 angepasst. Außerdem ist aus2 ersichtlich, dass sie in einem abgeflachten Bereich der Füllkammer10 platziert ist. - Die in
1 gezeigte Füllkammer10 weist jedoch nicht nur in dem der Zuführöffnung11 gegenüberliegenden Bereich12 eine Kühleinrichtung auf, sondern auch in ihrem vorderen Bereich18 , in dem der Anschluss der Gießform erfolgt. Die in diesem Bereich18 vorgesehene Kühleinrichtung19 wird im dargestellten Beispiel durch drei ineinandergesteckte Buchsen19.1 ,19.2 und19.3 gebildet. Die drei Buchsen19.1 ,19.2 und19.3 schließen zwischen sich einen spiralförmigen Zuführungskanal20 und einen spiralförmigen Rückführungskanal21 für ein Kühlmittel ein. Der Zuführungskanal20 ist mit einem Einlassanschluss22 verbunden und der Rücklauf21 mit einem Auslass23 . Die Buchsen19.1 ,19.2 und19.3 werden von einem an der Stirnseite der Füllkammer10 angesetzten Spannring24 auf der Füllkammer10 gehalten. Der Spannring24 weist dabei einen sich konisch in Richtung Füllkammer erweiternden Innendurchmesser auf. Dadurch wird verhindert, dass der stirnseitige Rand der Füllkammer und auch des Spannrings24 sich aufgrund der herrschenden hohen Drücke bei der Kolbenbewegung nach außen aufbiegen. In der Stirnseite des Spannrings24 sind außerdem elastische Ringe25 , beispielsweise aus Gummi oder Kupfer eingesetzt, deren Querschnitt in4 in vergrößerter Form dargestellt ist. Diese Ringe25 dienen dem Toleranzausgleich zwischen Füllkammer10 und einer hier nicht näher dargestellten Gießform. Die Füllkammer10 und die Gießform werden so gefertigt, dass ein kleiner Spalt zwischen ihnen vorhanden ist, der durch den Ring25 überbrückt wird. Sollte aufgrund der Fertigungstoleranzen kein Spalt zwischen Gießform und Füllkammer10 vorhanden sein, so lässt sich der Ring25 aufgrund seiner Form sowie der Form der sich leicht einwärts erweiternden Nut26 , in die er eingesetzt ist, komprimieren, sodass es nicht zu einem Stauchen der Stirnseite der Füllkammer10 kommt. An der gegenüberliegenden Stirnseite weist die Füllkammer10 einen Verlängerungsring27 auf, der das Einführen des Druckgießkolbens in die Füllkammer10 erleichtert und außerdem auch im vollkommen zurückgefahrenen Zustand des Druckgießkolbens die Dichtfläche zwischen Druckgießkolben und Innenwand der Füllkammer10 vergrößert, sodass das im Innenraum13 der Füllkammer10 herrschende Vakuum zuverlässig aufrecht erhalten werden kann. - In
5 ist ein der1 entsprechender Teillängsschnitt durch eine zweite Füllkammer10' einer Druckgießmaschine, bei der das heiße Gießmaterial ohne Vakuum durch eine obere Öffnung11' in die Füllkammer10' eingefüllt wird, gezeigt. Hier ist der thermisch am stärksten belastete Bereich wieder an der der Einfüllöffnung11' gegenüberliegenden Stelle12' , jetzt aber auf der Unterseite der Füllkammer10' , angeordnet. Bei dieser Art von Füllkammer10' ist auch die Kühleinrichtung14' in Form einer ansonsten identisch oder ähnlich ausbildbaren Scheibe14' an der Untereite der Füllkammer10' ausgeführt.
Claims (9)
- Füllkammer für eine Druckgießmaschine mit einer Zuführöffnung (
11 ,11' ) für flüssiges Gießmaterial, bei der in der Füllkammerwand mindestens in dem der Zuführöffnung (11 ,11' ) gegenüberliegenden Bereich (12 ,12' ) eine Kühleinrichtung (14 ,14' ) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung (14 ,14' ) in dem der Zuführöffnung (11 ,11' ) gegenüberliegenden Bereich von einer von außen in die Füllkammerwand einsetzbaren Scheibe (14 ,14' ), die mit mindestens einem Führungskanal (15 ,16 ,17 ) für ein Kühlmittel versehen ist, gebildet ist. - Füllkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (
14 ) einen spiralförmigen Zuführ- und Rücklaufkanal (16 ,17 ) für das Kühlmittel, die mit entsprechenden äußeren Anschlüssen versehen sind, aufweist. - Füllkammer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (
14 ,14' ) in sich entsprechend der Wölbung der Füllkammerwand gewölbt ist. - Füllkammer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie im Anschlussbereich (
18 ) der Gießform mit einer weiteren Kühleinrichtung (19 ) versehen ist. - Füllkammer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung (
19 ) im Bereich (18 ) der Gießform von mindestens einer außen auf die Füllkammerwand aufgesetzten und mit mindestens einem Führungskanal (20 ,21 ) für ein Kühlmittel versehenen Buchse (19.1 ,19.2 ) gebildet ist. - Füllkammer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung (
19 ) von drei ineinander gesteckten Buchsen (19.1 ,19.2 ,19.3 ), die zwischen sich einen spiralförmigen Zuführ- und Rücklaufkanal (20 ,21 ) mit entsprechenden Außenanschlüssen (22 ,23 ) einschließen, gebildet ist. - Füllkammer nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Buchse (
19.1 ,19.2 ) von einem an der Stirnseite der Füllkammer (10 ) aufgesetzten Spannring (24 ) auf der Füllkammer (10 ) gehalten ist. - Füllkammer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannring (
24 ) einen sich in Richtung auf die Füllkammer (10 ) konisch erweiternden Innendurchmesser aufweist. - Füllkammer nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannring (
24 ) mit mindestens einer radialen Öffnung zum Einleiten von Gießmaterial in die Gießform versehen ist.
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