Vorrichtung zur Schmierung eines Gie kolbens an einer Druckgie maschine

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Ausbildung des Gießkolbens einschließlich Kolbenstange an Druckgießmaschinen, wobei die Ausbildung eine Schmierung der äußeren Mantelfläche des Gießkolbens insbesondere im Endbereich der Formfüllphase erlaubt.
Bei allen bekannten Konstruktionen war keine Sicherheit dafür gegeben, daß die Schmierung insbesondere im Endbereich der Formfüllphase innerhalb der Gießkammer erfolgt.
Dieses jedoch zu erreichen, ist das Ziel der vorliegenden Erfindung und wird dadurch erreicht, daß innerhalb der Gießkolbenstange (3) oder des Gießkolbens (2) selbst eine Schmierstoffkammer (1, 1a bzw. 1′) angeordnet ist, die zuflußseitig über eine, ggf. über die Kolbenstange (3, 3a, 3b) verlegte Schmierstoffleitung (4 bzw. 4a, 4d) mit Schmierstoff auffüllbar ist, wobei der Zufluß zur Schmierstoffkammer (1, 1a bzw. 1′) und der Schmierstoffleitung (4 bzw. 4a, 4d) durch ein Rückschlagventil (5, 5′) abdichtbar ist, daß die Schmierstoffkammer (1) abflußseitig über Schmierstoffleitungen (4a, 4b) und Bohrungen (6) oder - bei Anordnung der Schmierstoffkammer (1′) innerhalb des Gießkolbens (2) - direkt über Bohrungen (6) mit der Mantelfläche (2a) des Gießkolbens (2) in Verbindung steht und daß die Schmierstoffkammer (1, 1′) am Ende der Formfüllphase komprimierbar ist, wobei der Schmierstoff zur Mantelfläche (2a) gelangt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Ausbildung des Gießkolbens einschließlich Kolbenstange an Druckgießmaschinen, wobei die Ausbildung eine Schmierung der äußeren Mantelfläche des Gießkolbens insbesondere im Endbereich der Formfüllphase erlaubt.

[0002] Die Schmierung des Gießkolbens einer Druckgießmaschine während des Gießbetriebes ist von wesentlicher Bedeutung, da sich die Schmiergüte auf die Standzeit und das Laufverhalten des Gießkolbens auswirkt.

[0003] In eigenen Konstruktionen wurden bereits folgende Schmierungen eingesetzt:

1. Anordnung von Sprühdüsen zum Sprühen direkt auf den Kolben und in die Gießkammer durch das Einfülloch des Gießkammergehäuses für das flüssige Metall.
Dieses hat jedoch den Nachteil, daß verhältnismäßig viel Sprühmittel in Bereiche geht, die überhaupt nicht geschmiert werden müssen.

2. Es sind im Gießkammergehäuse Schmiermittelbohrungen von außen zu einer inneren Schmiernut vorgesehen.
Hierbei gelangt jedoch kein Schmierstoff in die eigentliche Füllkammer, sondern nur auf den Kolben. Dadurch ist keine exakte bzw. ausreichende Schmierung der inneren Mantelfläche der Gießkammer gewährleistet.

3. Es wurde auch bereits eine Schmierstoffzufuhr vor der eigentlichen Gießkammer mittels eines Rohres als Tropfschmierung auf den Kolben vorgesehen. Hierbei erfolgt die Schmierung jedoch nur im oberen Bereich des Kolbens, während der untere Bereich trockenläuft.

[0004] Zu allen vorerwähnten eigenen Konstruktionen ist zu sagen, daß keine Sicherheit dafür gegeben ist, daß die Schmierung auch in den besonders wichtigen Bereichen ausreichend ist und zwar insbesondere im Endbereich der Formfüllphase innerhalb der Gießkammer.

[0005] Hier setzt nun die vorliegende Erfindung ein und hat sich zur Aufgabe gestellt, die vorerwähnten Nachteile durch eine verhältnismäßig einfache zusätzliche Ausbildung des Gießkolbens ggf. einschließlich der Kolbenstange zu vermeiden, während gleichzeitig ein gewisser Abbau der am Ende der Formfüllphase auftretenden Druckspitzen erzielt werden soll.

[0006] Hierzu wird erfindungsgemäß bei einer eingangs beschriebenen Ausbildung des Gießkolbens einschließlich Kolbenstange vorgeschlagen, daß innerhalb der Gießkolbenstange oder des Gießkolbens selbst eine Schmierstoffkammer angeordnet ist, die einerseits über eine, ggf. durch die Kolbenstange verlegte Schmierstoffleitung mit Schmierstoff auffüllbar ist, wobei zwischen der Schmierstoffkammer und der Schmierstoffleitung ein Rückschlagventil angeordnet ist, und die Schmierstoffkammer andererseits über Schmierstoffleitungen und Bohrungen oder über Bohrungen direkt mit der Mantelfläche des Gießkolbens in Verbindung steht und daß die Schmierstoffkammer am Ende der Formfüllphase komprimierbar ist, wobei der Schmierstoff zur Mantelfläche gelangt.

[0007] Weitere erfindungsgemäße Merkmale sind in den Unteransprüchen beschrieben.

[0008] Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der Schmierstoff in der vorderen Endlage des Gießkolbens am Ende der Formfüllphase exakt in das Spiel zwischen der äußeren Gießkolben-Mantelfläche und der inneren Mantelfläche der Gießkammer gepreßt wird. Weiterhin ergibt sich durch die Federwirkung einerseits und die Kompression des Schmierstoffes in der Schmierstoffkammer andererseits ein Druckspitzenabbau am Ende der Formfüllphase. Darüber hinaus wird beim Rückzug des Gießkolbens in die Ausgangsstellung der Schmierfilm auf die innere Mantelfläche der Gießkammer aufgebracht, so daß für den nächsten Gießzyklus bereits eine Vorschmierung vorgenommen wird.

[0009] Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen, die zwei Ausführungsbeispiele darstellen, näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 und Fig. 1a ein erstes Ausführungsbeispiel, wobei

Fig. 1 einen Schnitt durch den rückwärtigen Endbereich der Kolbenstange und

Fig. 1a einen Schnitt durch die linke Verlängerung von Fig. 1 mit dem Gießkolben mit Kolbenstangen­anschluß darstellen,
es zeigen weiterhin:

Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einem Schnitt durch den Gießkolben selbst mit Kolbenstangenanschluß.

[0010] Im weiteren wird zunächst das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und Fig. 1a beschrieben:

[0011] Der Gießkolben 2 wird in bekannter Weise als Verschlußteil ausgeführt und je nach Bedarf werden die erforderlichen Schmierstoffleitungen 4, 4a, 4b mit Rückschlagventil 5 und Bohrungen 6 eingebracht.

[0012] In der Kolbenstange 3 wird ein Stößel 18 im Gewindering 9 geführt und gegen eine Feder 10 gespannt. Die eigentliche Schmierstoffkammer 1 wird durch den inneren Mantelflächenbereich 3e in der Gießkolbenstange 3, durch die vordere Stirnseite 8 des Stößels 18, durch die Stirnseite des Stopfens 22 in der Kolbenstange 3 und die innere Mantelfläche in der Schmierstoffkammer 1a begrenzt.

[0013] In der Schmierstoffkammer 1 ist eine Feder 10 vorgesehen, die in der Grundstellung den Stößel 18, einschließlich Stößelmittelteil 18a und den Bolzen 18b soweit nach rechts drückt, bis das Stößelmittelteil 18a des Stößels 18 gegen die Anschlagfläche 7 des Gewinderinges 9 anstößt. Zwischen der Gießkolbenstange 3 und dem Einlegeteil 20 bildet sich ein Spalt "s". Entsprechend der Stärke dieses Spaltes "s" können sich die beiden Teile 3 und 20 am Ende der Formfüllphase aufeinander zu verschieben, wobei die Feder 10 entsprechend zusammengedrückt wird.

[0014] In der Kolbenstange 3 befindet sich eine Schmierstoffleitung 4a die dann in einen Schmierstoffraum 4c und in eine Schmierstoffleitung 4b des Gießkolbens 2 übergeht. Die Schmierstoffkammer 1 steht dadurch über Bohrungen 6 mit der Mantelfläche 2a des Gießkolbenteiles 2 in Verbindung. Die Gießkammer ist nicht dargestellt. Die Schmierstoffmittelzufuhr zur Schmierstoffkammer 1 geschieht über die Schmierstoffzuleitung 4 mit Rückschlagventil 5.

[0015] Am Ende der Formfüllphase wird der Gießkolben 2 schlagartig abgebremst, wobei unerwünschte Druckspitzen auftreten. In dieser Endphase der Formfüllphase wird die Feder 10 um die Stärke des Spaltes "s" zusammengedrückt, wodurch der Schmierstoff aus der Schmierstoffkammer 1 über die Bohrungen 6 in den Spalt zwischen der äußeren Mantelfläche 2a des Gießkolbenteils 2 und innere Mantelfläche der nicht dargestellten Gießkammer gepreßt wird, wodurch eine einwandfreie Schmierung gewährleistet wird.

[0016] Darüber hinaus werden die Druckspitzen abgefangen und zwar einerseits durch das Zusammendrücken der Feder 10 und andererseits durch die Kompression des Schmierstoffes in der verkleinerten Schmierstoffkammer 1. Nach Abschluß des Arbeitszyklusses wird der Stößel 18 durch die Feder 10 wieder um die Stärke des Spaltes "s" nach rechts verschoben.

[0017] Die Schmierstoffkammer 1 steht über eine weitere Leitung 12, welche ebenfalls gegenüber der Schmierstoffkammer 1 ein Rückschlagventil 13 aufweist, mit einer Ringnut 11 in Verbindung, in welcher sich der eventuell eine Leckage bildende Schmierstoff sammelt und dann beim Zurückdrücken des Stößels 18 wieder über das Rückschlagventil 13 in die Schmierstoffkammer 1 zurückgeführt wird.

[0018] Die Kolbenstange 3 weist an sich bekannte Dichtungen 14 und 15 auf. Innerhalb der Kolbenstange 3 wird in an sich bekannter Weise ein Kühlmittel geführt, dessen Zulauf durch den Pfeil 16 und dessen Ablauf durch den Pfeil 17 gekennzeichnet ist.

[0019] Die Verbindung zwischen der Kolbenstange 3 des Gießkolbens 2 und dem nicht näher dargestellten hydraulischen Antriebskolben erfolgt mittels einer Kolbenkupplung 19, wobei zum schnellen Ausbau der Kolbenstange 3 das Einlegeteil 20 vorgesehen ist.

[0020] Bei dem nachfolgend beschriebenen alternativen Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind mit Fig. 1, 1a gleichwirkende Bauteile gleich bezeichnet. Im übrigen beziehen sich die nachfolgenden Bezugszeichen ausschließlich auf Fig. 2.

[0021] Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist die gemäß Fig. 1 beschriebene Schmierstoffkammer 1 im vorderen Bereich des Gießkolbens 2 angeordnet. Insofern ist Fig. 1a durch Fig. 2 zu ersetzen.

[0022] Der Gießkolben 2 setzt sich im wesentlichen aus den beiden, miteinander verschraubten Gießkolbenteilen 2b und 2c sowie einem Einlegeteil 9′ zusammen. Die Kolbenstange 3 besteht aus den beiden Teilen 3a und 3b, die ebenfalls miteinander verschraubt sind. Das Kolbenstangenteil 3b ist innerhalb des Gießkolbens 2 bis zum Einlegeteil 9′ geführt, wobei ein vorderer Bereich 3c der Kolbenstange 3 als Stößel ausgebildet ist. Die eigentliche Schmierstoffkammer 1′ wird durch die innere Mantelfläche 2e des vorderen Abschlußbereichs 3d des Kolbenstangenteiles 3b, durch die vordere Stirnseite 8′ des als Stößel ausgebildeten vorderen Bereiches 3c des Kolbenstangenteiles 3b, durch das Einlegeteil 9′ und die innere Mantelfläche des Gießkolbenteiles 2c begrenzt.

[0023] In der Schmierstoffkammer 1′ ist eine Feder 10′ vorgesehen, die in der Ruhestellung des Gießkolbens 2 das Kolbenstangenteil 3b und damit das Kolbenstangenteil 3a soweit nach rechts drückt, bis der als Stößel ausgebildete vordere Bereich 3c des Kolbenstangenteiles 3b gegen die Anschlagfläche 7′ des Gießkolbenteiles 2c anstößt. Zwischen dem Gießkolbenteil 2c und dem Kolbenstangenteil 3a bildet sich ein Spalte "s". Entsprechend der Stärke dieses Spaltes "s" können sich die beiden Teile 2c und 3a am Ende der Formfüllphase aufeinander zu verschieben, wobei die Feder 10′ entsprechend zusammengedrückt wird.

[0024] Im Kolbenstangenteil 3a befindet sich eine Schmierstoffleitung 4a, die dann in eine Schmierstoffleitung 4d des Kolbenstangenteiles 3b übergeht. Diese Schmierstoffleitung 4d endet dann unter Zwischenschaltung eines Rückschlagventiles 5′ in der Schmierstoffkammer 1′. Die Schmierstoffkammer 1′ steht über Bohrungen 6 mit der Mantelfläche 2a des Gießkolbenteiles 2b in Verbindung. Die Gießkammer selbst ist nicht näher dargestellt.

[0025] Am Ende der Formfüllphase wird wiederum wie zu Fig. 1, 1a beschrieben, der Gießkolben 2 schlagartig abgebremst, wobei die unerwünschten Druckspitzen auftreten. In dieser Endphase der Formfüllphase wird die Feder 10′ um die Stärke des Spaltes "s" zusammengedrückt, wodurch der Schmierstoff aus der Schmierstoffkammer 1′ über die Bohrungen 6 in den Spalt zwischen der äußeren Mantelfläche 2a des Gießkolbenteiles 2b und innere Mantelfläche der nicht dargestellten Gießkammer gepreßt wird, wodurch eine einwandfreie Schmierung gewährleistet wird.

[0026] Darüber hinaus werden gleichermaßen die Druckspitzen abgefangen und zwar einerseits durch das Zusammendrücken der Feder 10′ und andererseits durch die Kompression des Schmierstoffes in der verkleinerten Schmierstoffkammer 1′.

[0027] Nach Abschluß des Arbeitszyklusses wird das Kolbenstangenteil 3b durch die Feder 10′ wieder um die Stärke des Spaltes "s" nach rechts verschoben.

[0028] Die Schmierstoffkammer 1′ steht über eine weitere Leitung 12′, welche ebenfalls gegenüber der Schmierstoffkammer 1′ ein Rückschlagventil 13′ aufweist, mit einer Ringnut 11′ in Verbindung, in welcher sich der eventuell eine Leckage bildende Schmierstoff sammelt und dann beim Zurückdrücken des Kolbenstangenteiles 3b wieder über das Rückschlagventil 13′ in die Schmierstoffkammer 1′ zurückgeführt wird.

[0029] Das Einlegeteil 9′ weist an sich bekannte Dichtungen 14′ und 15′ auf. Innerhalb der Kolbenstange 3 wird in an sich bekannter Weise ein Kühlmittel geführt, dessen Zulauf durch den Pfeil 16′ und dessen Ablauf durch den Pfeil 17 gekennzeichnet ist.

Ansprüche

1. Ausbildung des Gießkolbens einschließlich Kolbenstange an Druckgießmaschinen, wobei die Ausbildung eine Schmierung der äußeren Mantelfläche des Gießkolbens insbesondere im Endbereich der Formfüllphase erlaubt, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Gießkolbenstange (3) (Fig. 1) oder des Gießkolbens (2) selbst (Fig. 2) eine Schmierstoffkammer (1, 1a bzw. 1′) angeordnet ist, die zuflußseitig über eine, ggf. über die Kolbenstange (3, 3a, 3b) verlegte Schmierstoffleitung (4 bzw. 4a, 4d) mit Schmierstoff auffüllbar ist, wobei der Zufluß zur Schmierstoffkammer (1, 1a bzw. 1′) durch ein Rückschlagventil (5, 5′) abdichtbar ist, daß die Schmierstoffkammer (1, 1′) abflußseitig über Bohrungen (6) mit der Mantelfläche (2a) des Gießkolbens (2) in Verbindung steht und daß die Schmierstoffkammer (1, 1′) am Ende der Formfüllphase mittels eines Stößels (18, 3c) komprimierbar ist, wobei der Schmierstoff über die Bohrungen (6) zur Mantelfläche (2a) gelangt.

2. Ausbildung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (3) einstückig (Fig. 1) oder mehrteilig aus einem äußeren rohrförmigen Teil (3a) und einem in dieses Teil (3a) einschraubbaren inneren Teil (3b) besteht (Fig. 2).

3. Ausbildung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (18) in die Kolbenstange (3) eingebaut ist, der sich in der Ruhestellung gegen eine Anschlagfläche (7) eines Gewinderings (9) abstützt (Fig. 1), oder daß bei mehrteilig ausgebildeter Kolbenstange (3, 3a, 3b) im vorderen Bereich eine Stößelausbildung (3c) vorgesehen ist, die sich in der Röhestellung gegen eine Anschlagfläche (7′) eines Gießkolbenteiles (2c) abstützt (Fig. 2).

4. Ausbildung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Stirnseite (8, 8′) der Stößelausbildung (18, 3c) die Schmierstoffkammer (1, 1′) nach hinten abschließt (Fig. 1, 2).

5. Ausbildung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein sich von der Stirnseite (8) nach vorne anschließender Bolzen (18b) des Stößels (18) in eine Schmierstoffkammer (1a) eintaucht, wobei vorzugsweise der vordere Abschluß der Schmierstoffkammer (1a) durch einen Stopfen (22) in der Gießkolbenstange (3) und die äußere Mantelfläche der Schmierstoffkammer (1) von einem inneren Mantelflächenbereich (3e) der Gießkolbenstange (3) gebildet ist (Fig. 1, 1a).

6. Ausbildung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehrteiliger Ausbildung der Kolbenstange (3) eine von der Stirnseite (8′) nach vorne anschließender Abschlußbereich (3d) der Kolbenstange (3) die Schmierstoffkammer (1) radial nach innen abschließt, wobei vorzugsweise der vordere Abschluß der Schmierstoffkammer (1′) durch ein Einlegeteil (9′) des Gießkolbens (2) und die äußere Mantelfläche der Schmierstoffkammer (1′) von einer inneren Mantelfläche (2e) des Gießkolbens (2) gebildet ist (Fig. 2).

7. Ausbildung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schmierstoffkammer (1, 1′) eine koaxial zur Kolbenstange (3, 3d) wirkende Feder (10, 10′) angeordnet ist.

8. Ausbildung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Feder (10) entweder nach vorne gegen die Gießkolbenstange (3) und nach hinten gegen die vordere Stirnseite (8) des als Stößel ausgebildeten Bolzens (18a) des Stößels (18) (Fig. 1) oder bei mehrteiliger Kolbenstange (3) nach vorne gegen das Einlegeteil (9′) des Gießkolbens (2) und nach hinten gegen die vordere Stirnseite (8′) des als Stößel ausgebildeten vorderen Bereiches (3c) der Kolbenstange (3, 3b) abstützt (Fig. 2).

9. Ausbildung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß hinter der Stößelausbildung (Mittelteil 18a) (Fig. 1) oder vorderer Bereich (3c) der Kolbenstange (3) (Fig. 2) in der äußeren Mantelfläche des Stößels (18) (Fig. 1) bzw. des Kolbenstangenteils (3b) (Fig. 2) eine Ringnut (11, 11′) vorgesehen ist, die über eine, mit einem Rückschlagventil (13, 13′) ausgerüstete Leitung (12, 12′) mit der Schmierstoffkammer (1, 1′) in Verbindung steht.

10. Ausbildung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gießkolbenstange (3) gegenüber dem vorderen Gießkolben (2) im vorderen Abschlußbereich des Kolbenstangenteils der Kolbenstange (3) (Fig. 1a) oder daß das Einlegeteil (9′) gegenüber dem Gießkolbenteil (2b) und gegenüber dem vorderen Abschlußbereich (3d) des Kolbenstangenteils (3b) der Kolbenstange (3) (Fig. 2) durch an sich bekannte Dichtungen (14, 14′, 15, 15′) abgedichtet sind.

11. Ausbildung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen einem hydraulischen Antriebskolben und der Gießkolbenstange (3) mittels einer Kolbenkupplung (19) erfolgt und daß zum schnellen Ausbau der Kolbenstange (3) ein Einlegeteil (20) vorgesehen ist (Fig. 1).

Zeichnung