DE3305594C1

DE3305594C1 - Giesskolben fuer Druckgiessmaschinen

Info

Publication number: DE3305594C1
Application number: DE3305594A
Authority: DE
Inventors: Friedrich 8192 Geretsried Glas
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-02-18
Filing date: 1983-02-18
Publication date: 1984-07-19
Also published as: JPS59153561A; US4598762A; EP0116906A1

Description

gen Vorsprung der vorderen Kolbenstirnwand eine günstige Führung des Kühlmittels zur Folge.

Das Mundstück wird vorteilhafterweise mittels weniger sich zwischen ihm und dem Kolben erstreckender dünner Halteelemente abgestützt, die die Strömung nicht merkbar behindern. Somit werden auch der Kolbenmantel und die hintere Kolbenstirnwand wirksam gekühlt und da jegliche engen Durchströmkanäle fehlen, ist auch die Gefahr des Zusetzens z. B. infolge von Kalkablagerungen ausgeschaltet.

Das Mundstück muß nicht notwendigerweise im Kolben fixiert sein, kann vielmehr federnd abgestützt und sogar axial zwischen Anschlägen zur Selbsteinstellung verschiebbar gelagert sein, jedoch immer derart, daß das Mundstück — abgesehen von Stützrippen o. dergl. — außen allseitig vom Kühlmittel umströmt bleibt. Radial verlaufende Rippen an der vorderen Kolbenstirnwand vergrößern einmal die Wärmeaustauschfläche und dienen gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung zur Abstützung des Mundstückes. Zu diesem Zweck sind z. B. in den Rippen Aussparungen vorgesehen, in die das Mundstück eingreift.

Anhand der Zeichnung, die einige Ausführungsbeispiele darstellt, sei die Erfindung näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Schnittansicht eines Gießkolbens, mit umfangsmäßig abgestütztem Mundstück;

F i g. 2 einen Gießkolben mit axialer Abstützung des Mundstückes;

Fig.3 einen Gießkolben ähnlich Fig. 1, bei dem jedoch der Kolbenmantel mit der hinteren Kolbenstirnwand einstückig ausgebildet ist; und

F i g. 4 einen Gießkolben ähnlich F i g. 3, jedoch mit axial beweglicher Führung des Mundstückes.

In allen Figuren sind die der Druckgießmaschine zugehörigen Teile strichpunktiert dargestellt, nämlich das vordere Ende einer Kolbenstange 10 mit Außengewinde 12 und zylindrischer Bohrung 14 sowie einem Kühlmittelzufuhrrohr 16, das über das Vorderende der Kolbenstange 10 vorsteht. Im Inneren des Kühlmittelzufuhrrohres 16 strömt das Kühlwasser in den allgemein mit 18 bezeichneten Gießkolben. Im Ringraum zwischen Bohrung 14 und Kühlwasserzufuhrrohr 16 fließt das Kühlwasser wieder zurück.

Der Gießkolben 18 besteht im wesentlichen aus einer vorderen Kolbenstirnwand 20 mit außenseitiger Sechskantöffnung 30, einer hinteren, auf die Kolbenstange 10 aufgeschraubten Kolbenstirnwand 22 mit Außensechskantflächen 32, einem Kolbenmantel 24 und einem im Kolbeninneren angeordneten Mundstück 26. In den F i g. 1 und 2 ist der Kolbenmantel 24 unter Verwendung von Ringdichtungen 28 mit beiden Stirnwänden 20, 22 verschraubt. Das Mundstück 26 hat innen einen zylindrischen Mittelabschnitt 36 und angrenzende sich stetig erweiternde Endabschnitte 34,38 und ist von der Innenfläche 40 der vorderen Stirnwand 20 und von der Innenfläche 42 der hinteren Kolbenstirnwand 22 jeweils im Abstand gehaltert, so daß umfangsmäßig offene Radialkammern 44,46 gebildet werden, die mit dem Ringraum 52 zwischen Mundstück 26 und Kolbenmantel 24 kommunizieren. Die Innenfläche 40 der vorderen Stirnwand 20 ist in einem Ringbereich gegenüber dem Außenbereich und dem Innenbereich vertieft, wobei die Übergänge geometrisch doppelt gekrümmt sind und sich im Innenbereich eine nach hinten sich stetig verjüngende Gestalt ergibt. In Verbindung mit dem vorderen Endabschnitt 38 des Mundstückes 26 wird dadurch ein widerstandsarmer und von Toträumen freier Strömungskanal geschaffen, der im Axialschnitt etwa U-förmig verläuft. Die gesamte Innenfläche 40 wird'somit hochwirksam mit Kühlflüssigkeit beaufschlagt.
Im Kolbenmantel 24 befindet sich eine innere Ringnut 48, in welche drei in gleichen Umfangsabständen am Mundstück 26 befestigte, schmale, federnde Halteelemente 50 eingreifen, die erstens das problemlose Einsetzen in die Ringnut 48 ermöglichen, dem Mundstück weiterhin eine radiale Einstellbarkeit verleihen, so daß das

ίο Einfahren des Kühlmittelzufuhrrohres 16 erleichtert wird und die drittens dem Mundstück 26 eine axiale Beweglichkeit geben, welches sich somit entsprechend den herrschenden Druckverhältnissen in den Radialkammern 44,46 selbsttätig axial einstellen kann.

Fig.2 veranschaulicht einen abgewandelten Gießkolben 18' und es werden nur die mit Bezug auf F i g. 1 unterschiedlichen Merkmale erläutert. Die vordere Kolbenstirnwand 20 hat im Bereich des vertieften Ringbereiches mehrere, z. B. mindestens drei radial verlaufende Kühlrippen 54 und der Kolbenmantel 24 hat innenseitig ebenfalls allerdings axial verlaufende Kühlrippen 56. Statt der radialen Halteelemente 50 sind z. B. drei axiale Halteelemente 50' z. B. in Form von Druckfedern vorgesehen, die jeweils einen von der hinteren Stirnfläche des Mundstückes 26 vorstehenden Axialstift umgreifen und sich an der hinteren Kolbenstirnwand 22 gerade innerhalb eines topfförmigen Randes 58 abstützen, wodurch das hintere Ende des Mundstückes 26 auch radial geführt ist. Das vordere Ende des Mundstückes 26 greift in Vertiefungen 60 der Rippen 54 ein, so daß auch hier eine radiale Führung des Mundstückes gewährleistet ist, und sich dieses axial verschieben und selbst einstellen kann.

F i g. 3 zeigt einen Gießkolben 18", bei dem der KoI-benmantel 24 mit der hinteren Kolbenstirnwand 22 aus einem Stück besteht. Die vordere Kolbenstirnwand 20 ist mit dem Mantel 24 verschraubt. Der Mantel 24 ist dickwandiger als bei den vorbeschriebenen Ausführungen und kann innerhalb einer Durchmesserreihe entsprechend der strichpunktierten Linien auf das gewünschte Maß abgedreht werden. Die Lagerung des Mundstückes 26 mittels Halteelementen 50 entspricht der Ausführung gemäß F i g. 1.
F i g. 4 zeigt einen Gießkolben 18"', für dessen Mundstück 26 eine axiale Schiebeführung vorgesehen ist, die hier aus drei Axialstiften 50" besteht, die von der hinteren Stirnseite des Mundstückes 26 vorstehen und jeweils in eine genügend lange Axialbohrung 62 verschiebbar eingreifen , die in der rückwärtigen Kolbenstirnwand 22 angeordnet ist. Das Mundstück 26 ist daher zwischen Anschlägen axial verschiebbar geführt, die durch die Ausnehmung 60 in den Rippen 54 und durch die Enden der Bohrungen 62 bestimmt werden. Das Mundstück 26 kann sich entsprechend dem hydrostatisehen Gleichgewicht selbst optimal einstellen, ohne daß eine Blockierung der Kühlmittelströmung stattfinden kann.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

- Leerseite -

Claims

Patentansprüche:

1. Gießkolben für Druckgießmaschinen, welcher eine hohle Kolbenstange und ein darin mit Radialabstand angeordnetes gegenüber dieser axial vorstehendes Kühlmittelzufuhrrohr aufweist, das in einen rohrförmigen Körper hineinragt, der mit dem Kolbenmantel einen Ringraum begrenzt, welcher an den Kolbenenden mit der Stirnöffnung des Kühlmittelzufuhrrohres bzw. dem zwischen Kühlmittelzufuhrrohr und Kolbenstange gebildeten Rückflußkanal kommuniziert, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Körper als ein von der vorderen Kolbenstirnwand (20) unabhängiges Mundstück (26) ausgebildet, in Abständen von der vorderen (20) und der hinteren (22) Kolbenstirnwand gehaltert, vom Kühlmittel außenseitig allseitig umströmt ist und in das das Kühlmittelzufuhrrohr (16) beim Aufschrauben des Gießkolbens (18) auf die Kolbenstange (10) einfahrbar ist.

2. Gießkolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mundstück (26) mittels mindestens drei radial und mit gleichen Umfangsabständen angeordneter Halteelemente (50) am Kolbenmantel (24) abgestützt ist.

3. Gießkolben nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenmantel (24) eine innere Ringnut (48) oder Sacklöcher aufweist, in die die Halteelemente (50) eingreifen.

4. Gießkolben nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Mundstück (26) mittels an seiner hinteren Stirnfläche angreifender Halteelemente (50', 50") an der hinteren Kolbenstirnwand (22) abgestützt ist.

5. Gießkolben nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche (40) der vorderen Kolbenstirnwand (20) radial verlaufende Rippen (54) aufweist.

6. Gießkolben nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Mundstück (26) an den Rippen (54) anliegt.

7. Gießkolben nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Mundstück (26) in einem vorgegebenen Bereich axial beweglich gelagert ist.

8. Gießkolben nach Ansprüchen 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteelemente (50, 50') federnd ausgebildet sind.

9. Gießkolben nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Mundstück (26) innen einen zylindrischen Mittelabschnitt (36) zum Eintritt des Kühlmittelzufuhrrohres (16) und einen sich nach hinten stetig erweiternden hinteren Endabschnitt (34) aufweist.

10. Gießkolben nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Körper (26) innen einen sich nach vorn stetig erweiternden vorderen Endabschnitt (38) aufweist.

11. Gießkolben nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche (40) der vorderen Kolbenstirnwand (20) sich nach hinten stetig verjüngend und rotationssymmetrisch ausgebildet ist.

Die Erfindung betrifft einen Gießkolben für Druckgießmaschinen, welcher eine hohle Kolbenstange und ein darin mit Radialabstand angeordnetes gegenüber dieser axial vorstehendes Kühimittelzufuhrrohr aufweist, welches in den rohrförmigen Körper hineinragt, der mit dem Kolbenmantel einen Ringraum begrenzt, welcher an den Kolbenenden mit der Stirnöffnung des Kühlmittelzufuhrrohres bzw. dem zwischen Kühimittelzufuhrrohr und Kolbenstange gebildeten Rückflußkanal kommuniziert.

Aus der DE-OS 22 33 132 ist ein derartiger Gießkolben bekannt. Er ist mehrteilig und weist eine vordere Kolbenstirnwand und einen an dieser lösbar befestigten Mantel auf. Die Stirnwand geht einstückig in den rohrförmigen Körper über. Die Kommunikation für die Kühlflüssigkeit findet über enge Radialkanäle statt. Der Kühlmitteldurchsatz und damit die Kühlwirkung sind gering. Dazu kommt, daß sich die engen Radialkanäle durch Kalkablagerungen im Betrieb verengen, so daß die Kühlung im Laufe des Betriebes noch schlechter wird.

Die US-PS 43 34 575 zeigt einen Gießkolben ähnlicher Grundbauart jedoch ohne einen rohrförmigen Körper zur Zwangsführung des Kühlmittels. Zwar wird dadurch die Verstopfungsgefahr eliminiert, aber auch die Kühlung verschlechtert, weil Strömungstotzonen entstehen und die Kühlflüssigkeit nach dem Austritt aus dem Kühimittelzufuhrrohr direkt zurück in den Rückflußkanal strömen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Gießkolben der eingangs genannten Art hinsichtlich der thermischen und tribologischen Anforderungen dadurch zu verbessern, daß durch Beeinflussung der Kühlmittelströmung im Kolben die Wärmeabgabe vom Kolben an das Kühlmittel, insbesondere im Bereich der vorderen Kolbenstirnwand erhöht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der rohrförmige Körper als ein von der vorderen Kolbenstirnwand unabhängiges Mundstück ausgebildet, in Abständen von der vorderen und der hinteren Kolbenstirnwand gehaltert und vom Kühlmittel außenseitig allseitig umströmt ist.

Dadurch wird erreicht, daß das Kühimittelzufuhrrohr beim Aufschrauben des Gießkolbens auf die Kolbenstange in das Mundstück einfahrbar ist. Mit Ausnahme dieses Einfahrbereiches ist das Mundstück nahezu allseitig umströmt, denn es ist dem Fachmann geläufig, daß dies theoretisch nur mit Ausnahme der Haltezonen gelten kann.

Das strömungsgünstig geformte Mundstück sorgt für eine Zwangsströmung der Kühlflüssigkeit, wobei die vordere Kolbenstirnwand durch eine rotationssymmetrische Quell- oder Staupunktströmung beaufschlagt und daher unter Vermeidung von Strömungstotzonen hochwirksam gekühlt wird, so daß die Kolbenstirnwand aus hochbelastbarem Material gefertigt und gleichwohl die Standzeit des Gießkolbens erhöht werden kann.

Das Mundstück weist innen vorzugsweise einen sich in Strömungsrichtung verjüngenden hinteren Endabschnitt, einen zentralen zylindrischen Abschnitt, in den das Kühimittelzufuhrrohr hineinragt und einen sich daran anschließenden sich konisch erweiternden Endabschnitt auf. Der hintere konische Endabschnitt erleichtert das Einfahren des Kühlmittelzufuhrrohres beim Aufschrauben des Kolbens auf die Kolbenstange. Der vordere konische Endabschnitt hat insbesondere in Verbindung mit einem sich nach hinten stetig verjüngenden rotationssymmetrischen und damit etwa trompetenarti-