CN101421062A - 用于冷腔模铸机器的活塞 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是一种用于模铸机器的冷腔的活塞，包括本体和围绕所述本体安装的至少一个密封带，其中所述本体和所述密封带设有适于同时实现密封带相对于活塞本体角向锁定和轴向锁定的联接装置。

Description

用于冷腔模铸机器的活塞

技术领域

本发明涉及模铸机器且尤其涉及用于冷腔模铸压力机的活塞。

背景技术

在冷腔模铸机器中，已知使用具有钢或铜本体的注射活塞和跨越活塞头处凸缘设置的至少一个外部密封带。

US 5-233 912中描述了这种活塞的实例。

同一申请人的EP1197279描述了一种用于冷腔模铸机器的活塞，该活塞包括钢本体，该钢本体具有带或不带圆周倒角的头部和围绕本体在相对于头部的缩进位置形成的相应座内设置的至少一个铜合金密封带，且其中在包含于活塞表面上头部和密封带之间的外部活塞表面上形成有用于使活塞头与密封带本身下方的用于金属流入的密封带的环形座连通的至少两个通道。这样，通过固化，流入座内的金属形成径向向外推动密封带的连续加厚，可逐渐补偿其磨损，并使其适应活塞容器的任何变形且因此保护活塞容器。

但是，业已发现，在其所有已知实施例中，密封带往往会在活塞上转动，使活塞的运行效率较低。

实际上，所有的密封带具有作为沿周界的台阶的缝隙或中断形状，其允许将密封带组装到活塞上并确保其一定的径向膨胀。尤其在组装步骤中，当松开密封带时，其弹性可导致设置于会损坏其密封的不适当位置。例如，该密封带缝隙可以在：

- 面向容器的顶侧，其中熔化的铝具有较大的流动性(实际上，铝通过重力铺在底部上保持与容器和活塞头的表面长久接触，损失几度温度)；

- 在铸造分支的起始点，其中液态金属具有较大的流动性，

- 在容器开口处可发生的机械界面点处(液态金属入口和铸造通道起始点)。

在试图避免这些缺点的尝试中，已提出了一种具有径向销和密封带的活塞，其在台阶状缝隙或中断处具有用于接纳所述销的座。

但是，这种技术方案使密封带更难组装到活塞上，且在任何情况下都需要有用于轴向和角向锁定密封带的分开装置。

发明内容

因此本发明的目的在于提出一种用于冷腔模铸机器的活塞，其应当能够以安全和有效方式来避免上述缺点。

本发明的另一目的在于提供一种设有适于同时轴向和角向锁定密封带的装置的活塞。

这些目的用根据权利要求1所述的活塞来实现。

附图说明

无论如何，从以下参照所附说明性而非限制性附图的说明书中，会更清楚根据本发明的活塞的其他特征和优点，附图中：

图1示出根据本发明的活塞的分解图；

图2示出组装的活塞；

图3示出活塞的局部轴向剖视图；

图4示出活塞的变型实施例；

图5示出图4的活塞相对于压力机的容器处于缩回位置的立体图；

图6示出图4的活塞在容器内向前位置；

图7示出另一实施例中活塞的轴向剖视图；

图7a示出图7中圆圈内细节部的放大图；

图7b示出图7的活塞的分解立体图；

图8和8a示出另一实施例中活塞的轴向剖视图和分解立体图；

图9和9a示出又一实施例中活塞的轴向剖视图和分解立体图；

图10、10a和10b示出又一实施例中活塞的轴向剖视图、正视图和分解立体图；

图11和11a示出另一实施例中活塞的轴向剖视图和分解立体图；

图12和12a示出又一实施例中活塞的轴向剖视图和分解立体图；

图13和13a示出又一实施例中活塞的轴向剖视图和分解立体图；

图14和14a示出又一实施例中活塞的轴向剖视图和分解立体图；

图15和15b示出又一实施例中活塞的轴向剖视图和分解立体图；

图15a示出图15中圆圈内细节部的放大图；

图16和16b示出另一实施例中活塞的轴向剖视图和分解立体图；以及

图16a示出图16中圆圈内细节部的放大图。

具体实施方式

参照图1-4，标号10、110表示具有圆柱形本体11、111的活塞，较佳地由钢制成。该本体终止于具有头部11′、111′的前部或推动熔化金属的侧面。

活塞10、110在模铸机器的压力机的容器60内滑动。考虑水平设置的活塞和容器，容器60具有形成在顶部2中且处在其端部处的、用于装载液态金属(例如铝)的入口1。在入口1的相对端，容器60具有对应于铸造分支的起始点的缝隙3。

在较佳实施例中，所述本体11安装在支承塞12上。塞子12具有小直径的前部13，从而在其和本体11之间限定冷却腔14。塞子12被用于冷却流体的导管15轴向穿过。所述导管15通过径向通道15′通入腔14。

有利的是，在塞子12的前端和活塞的本体11的头部11′之间设有有助于加强所述头部11′的冷却的铜垫50，所述头部是在使用时更加过热的活塞部分。

在活塞本体11的前部上，在头部11′附近，安装有至少一个密封带16，较佳地由铜合金制成。

根据本发明，各密封带16和活塞包括适于同时使各密封带轴向和角向锁定到活塞本体11的连接装置。

根据较佳实施例，在密封带16上形成至少两个开口17，从活塞本体11延伸的相应径向突起18配合在开口中。有利的是，所述开口17形成狭槽且各径向突起18构造成圆形段。

较佳的是，开口17相对于密封带和活塞的主轴线对称设置，且因此活塞突起18也相对于该轴线对称设置。有利的是，如果N是开口和相关突起的数量(大于或等于二)，则开口17或突起18彼此间隔相等的角度α＝360°/N。

较佳地是，开口17是通孔。但是，突起18具有不大于密封带厚度的高度，从而不从所述开口突出且因此不会损坏其中有活塞10滑动的容器。

根据较佳实施例，各开口17的通道截面大于突起18的横截面。一方面，这有利于组装并有利于密封带在其下方穿过金属之后膨胀；另一方面，其允许过量的液体金属通过密封带的开口逸出，而防止金属带被移除。

具体地说，狭槽17具有未被相应突起18占据的弯曲端部17′，另一方面该端部具有基本上矩形截面。

在图1-3中所示的一实施例中，活塞10设有从环形止挡肩部20延伸到本体11的头部11′的单个密封带16。所述止挡肩部20在活塞向前运动期间轴向限制密封带16。另一方面，通过突起18和开口17之间的相互作用来确保在活塞退回期间密封带的轴向锁定。

在图4所示的变型实施例中，活塞110设有位于形成在圆形本体111的相应座120、120′内的两个密封带116、116′。如先前所描述的版本那样，密封带116、116′通过径向突起18和开口17之间的联接轴向和角向锁定到本体111。

本体111的头部111′具有圆周倒角。

有利的是，在包含于头部111′和较靠近它的密封带116之间的外部活塞本体111的外表面上形成有将密封带的座120的底部连接到活塞本体的头部111′的至少两个通道160。通过这些通道，熔化的金属可流入密封带116下方的座120，从而形成可补偿密封带由于活塞使用和其容器热变形造成的磨损而变薄的连续增厚。

因此，活塞可长久保持密封和有效，而与铜合金密封带的磨损程度无关。

密封带16、116、116′具有相应的例如台阶状的缝隙或中断19，适于将密封带组装在活塞本体上，且尤其在图4所示实施例的情况下，适于在液态金属流入密封带下面的座内之后的膨胀。

根据图7、7a和7b所示的变型实施例，活塞本体11在头部11′附近具有环形通道30。这种环形通道30在未装配到本体11上时被密封带16所覆盖。通道30的作用是保持可引入密封带16和本体11之间的任何金属，当金属固化时形成密封带16下方的加厚，这有助于将密封带密封在未改变的容器60的壁上。

根据图8和8a所示的变型实施例，密封带16不是在活塞本体11的头部11′的平面处终止，而是保持在缩回位置。具体地说，密封带16通过锥形表面33连结到头部11′。例如，这种锥形表面33相对于活塞轴线倾斜45°。

由于存在从密封带16突出的活塞的头部11′-33，这种实施例技术方案能够减轻浇灌突出口；此外，这种突出头部的存在有利于浇灌突出口本身与活塞分开并保护密封带免受液态金属产生的热量。

应当注意，在图8和8a所示的实施例中，除了相对于主轴线外，密封带16还总是相对于横轴线对称。换言之，开口17形成在相对于密封带的纵向延伸部的中间位置。这使密封带能够安装在本体11上而在两端没有区别，有利的是，当其面向活塞头的部分磨损时可翻转密封带定向。

当然，这种装置可延伸到所述活塞的所有变型实施例。

在图9和9a所示的实施例中，活塞本体11具有凹陷头部11′。在第一位置的活塞头的这种构造能够释放由容器内的金属朝向活塞轴线施加的压力，由此释放密封带所处的周界区域上的压力；在第二位置，业已证明有利于浇灌突出口分离。

图10、10a和10b中所示的活塞类似于图4的活塞，因为它包括相对于活塞本体111的截头锥形头部111′缩进的密封带16，以及形成在所述头部111′的侧表面上的多个径向通道160。但是，在该情况下，密封带16未安置在与通道160连通的特定座内，而是仅通过突起18和狭槽17之间的联接保持在位。为了使液态金属穿过通道160到达密封带16下方，这种通道160不能仅延伸到截头锥头部111′，而是在后面终止于本体111的其上安装有密封带16的圆柱形区域。此外，在这种情况下，在密封带下方固化的金属还会补偿其磨损，径向推动密封带并使其保持始终附连到容器壁上。

在图11和11a所示的变型实施例中，密封带216和活塞本体211沿轴向具有两层狭槽17和突起18以进一步增加密封带的轴向和角向锁定。

图12和12a的活塞如图4所示那样分别在前部和后部包括两个平行的密封带16、316。在该情况下，后部密封带316安装在形成在支承塞12而不是本体11上的相关座316′内。这就可进一步将两密封带间隔开并由此增加活塞相对于容器腔的同轴性和密封带的引导作用。这种构造尤其适用于真空模铸。

根据图13和13a所示的变型实施例，密封带16位于相对于活塞本体411的头部411′形成在缩回位置的座420内。换言之，本体411具有与大部分被缩进的密封带16一起的圆柱形端部411＂，有助于密封在容器60的腔的壁上。这可通过使这种圆柱形部分411＂具有比液态金属的流动性低的公差(在铝的情况下约是十分之一)来实现。

根据图14和14a所示的实施例，活塞本体11安装在具有简单结构的塞子112上，而不具有直径减小部分13。塞子部分112被向上延伸到活塞头附近的冷却导管15穿过。这种塞子结构112可尤其可用于没有特殊冷却问题的减小的直径。

根据图15、15a、15b、16、16a和16b所示的实施例，活塞本体511、611的突起518、618形状形成为固定到本体而不与其一体的装配块。例如(图15、15a和15b)，块体518通过螺钉518′可拆卸地连接到本体511。各块体518具有用于螺钉头518′的安置凹槽，使得其不在密封带16的平面处突出。此外，各块体518安置在形成在活塞本体511上的相应座518＂内。至少在用于螺钉518′的孔的平面处，螺钉可具有厚度增加的区域。

在该情况下，如果块体过度磨损而损坏了密封带16的锁定，则可去除和更换块体。

在图16、16a和16b的实例中，块体618穿过形成在密封带616上形成的开口617而插入形成在本体611上的特定座618′内。然后，将高度相对于块体突出的开口617的边缘铆定或嵌塞(caulk)到块体的顶部上，并将其锁定在位。该实施例技术方案具有不必在活塞本体上提供厚度增加的区域的优点。

在装配块体518、618的情况下，它们可具有圆形或方形截面。

根据本发明的另一方面，又如图16、16b所示，密封带616形成覆盖本体611的侧圆柱形表面和头部611′的帽。在实践中，如果该帽像密封带一样由铜合金制成，则帽类似用于某些应用和某些情况的铜活塞的作用，较佳的是具有铜密封带的钢活塞的作用。

有利的是，帽616通过旋压加工制成从而比挤压制成的帽更加耐用。

具有装配块518、618的实施例尤其适用于封闭帽密封带616，因为其能够首先将密封带616轴向装配到活塞本体上，并然后施加锁定块。

很显然，帽密封带616也可以不同方式应用于活塞，例如通过螺钉连接、机械变形等。

应当注意，这里提出的用于将密封带锁定到活塞上的系统能够根据机器和模具的结构来选择和保持密封带的优化位置。

例如，如上所述，当液态金属具有较大流动性的位置已知，例如容器60分别在入口处、在顶侧处和铸造分支的起始点处的区域1、2和3时，就能够将密封带设置成其台阶状缝隙19远离所述位置，例如处于图5和6中所示的区域4和5。

此外，有利的是，密封带宽度至少等于铸造分支的缝隙3沿轴向测得的宽度。实际上，这样进入浇灌突出口的金属不会到达密封带上游的活塞部分，且因此可防止受到损坏或者甚至被从活塞上去除。

此外，密封带的轴向和角向锁定可不仅局限在单个位置而是沿活塞和密封带周界分布，且因此而固化和安全，并可通过活塞本体和密封带之间相同的联接装置来实现。

显然本领域的技术人员可对根据本发明的活塞进行多种改变和调整以符合特定和偶然需要，所有这些都落入以下权利要求书所限定的本发明的保护范围内。

例如，可构想所述变型实施例的组合。具体地说，活塞头附近环形通道30和铜垫50的存在以及密封带的总体对称形状可以是所有实施例的公共元素(当然，在可能的情况下)。

Claims (29)

1.用于冷腔模铸机器的活塞，包括本体和围绕所述本体安装的至少一个密封带，其特征在于，所述本体和所述带设有适于同时实现所述带相对于所述活塞本体的角向锁定和轴向锁定的联接装置。

2.如权利要求1所述的活塞，其特征在于，在各密封带上形成至少两个开口，从所述活塞本体延伸的相应径向突起配合在所述开口内。

3.如权利要求2所述的活塞，其特征在于，所述开口形成狭槽，各径向突起构造成圆形段。

4.如权利要求2或3所述的活塞，其特征在于，所述开口相对于所述带和所述活塞的主轴线(X)对称设置，且因此所述活塞突起也相对于所述主轴线对称设置。

5.如前述权利要求中任一项所述的活塞，其特征在于，如果N是开口和突起的数量，所述突起和开口彼此间隔开的角度就等于360°/N。

6.如权利要求2至5中任一项所述的活塞，其特征在于，所述开口是通孔，且所述突起的高度不超过所述带的厚度，从而不从所述开口突出。

7.如权利要求6所述的活塞，其特征在于，各开口的通道截面比所述相应突起的横截面大，从而限定在所述带下方流过的过量液态金属的逸出路径。

8.如前述权利要求中任一项所述的活塞，其特征在于，所述活塞本体终止于带头部的前部，并且所述密封带从形成在所述本体上的环形止挡肩部开始延伸到所述头部。

9.如权利要求1至7中任一项所述的活塞，其特征在于，所述密封带在前部终止于相对于所述活塞本体头的缩进位置，并且通过锥形表面连结到所述头部。

10.如权利要求9所述的活塞，其特征在于，在所述锥形表面上形成有适于使液态金属从所述活塞本体头部流到所述密封带下方的至少两个径向通道。

11.如权利要求10所述的活塞，其特征在于，所述径向通道在后端终止于其上安装有所述密封带的所述本体的圆柱区域。

12.如权利要求10所述的活塞，其特征在于，所述密封带安置在形成在所述活塞本体的相应环形座内，并且所述通道适于使所述带的所述座的底部与所述活塞本体头部流体连通。

13.如前述权利要求中任一项所述的活塞，其特征在于，包括前部密封带和平行于所述前部带的后部带，用于引导活塞并为所述活塞定中心。

14.如权利要求13所述的活塞，其特征在于，所述后部带安装在所述活塞本体上。

15.如前述权利要求中任一项所述的活塞，其特征在于，所述活塞本体安装在支承塞上，所述支承塞具有直径较小的前部，使得在所述本体和所述塞子的所述前部之间形成冷却腔。

16.如权利要求15所述的活塞，其特征在于，所述塞子被用于引入所述腔的冷却流体的导管轴向穿过。

17.如权利要求13和15所述的活塞，其特征在于，所述后部带安装在所述支承塞上。

18.如前述权利要求中任一项所述的活塞，其特征在于，所述活塞本体具有凹陷的头部。

19.如权利要求1-7和13-18中任一项所述的活塞，其特征在于，所述密封带安置在形成于所述活塞本体上相对于所述本体的所述头部处于缩进位置的环形座内，从而所述本体终止于圆柱形端部，所述端部适于在所述活塞在其中滑动的压力机容器的壁上形成密封。

20.如前述权利要求中任一项所述的活塞，其特征在于，所述活塞本体的径向突起形状制成固定到所述本体的装配块。

21.如权利要求20所述的活塞，其特征在于，所述块体通过螺钉或旋拧到所述活塞本体上而固定。

22.如权利要求20所述的活塞，其特征在于，所述块体插入形成在所述活塞本体上的特定座内，并且通过铆定或嵌塞高度突出在所述块体上方的所述密封带的开口边缘而被锁定在所述座内。

23.如前述权利要求中任一项所述的活塞，其特征在于，所述密封带相对于横轴线对称，从而无区别地在两端适用于所述活塞本体。

24.如前述权利要求中任一项所述的活塞，其特征在于，在所述头部附近，所述活塞本体具有在装配到所述活塞本体上时适于由所述密封带覆盖的环形通道以便在一旦金属固化时保持金属。

25.如前述权利要求20-22中任一项所述的活塞，其特征在于，所述密封带形成覆盖所述活塞本体的侧圆柱形表面及其前表面或头部的帽。

26.如权利要求25所述的活塞，其特征在于，所述帽密封带通过旋压形成。

27.如前述权利要求中任一项所述的活塞，其特征在于，铜垫设置在所述支承销的所述前端和所述活塞本体头之间，适于加强所述头部的冷却。

28.如前述权利要求中任一项所述的活塞，其特征在于，所述本体是由钢制成的。

29.如前述权利要求中任一项所述的活塞，其特征在于，所述至少一个密封带是由铜合金制成的。

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