CN109789480B

CN109789480B - 用于压铸机的活塞

Info

Publication number: CN109789480B
Application number: CN201780053003.3A
Authority: CN
Inventors: 基亚拉·斯基瓦洛基
Original assignee: Cpr Suisse Sa
Current assignee: Cpr Suisse Sa
Priority date: 2016-08-29
Filing date: 2017-08-28
Publication date: 2021-02-02
Anticipated expiration: 2037-08-28
Also published as: US20190176226A1; PT3504018T; HUE050866T2; WO2018042308A1; IT201600087839A1; US10821504B2; ES2828499T3; EP3504018A1; CN109789480A; PL3504018T3; SI3504018T1; CA3043558A1; EP3504018B1

Abstract

一种用于压铸机的活塞头，压铸机特别是冷室型的，活塞头包括用于推动熔融金属的前表面(22；222)以及围绕头部轴线(X)延伸的侧壁(24)，其中，至少一个环座(18)设置在所述侧壁中并适于接收密封环(16)。环座(18)的底部(19)通过孔(32)或连接通道(40)连接到前表面，以用于密封环下方的金属流。孔或连接通道通向所述前表面的环形周边部分(22’；222’)，所述环形周边部分相对于与所述头部轴线(X)正交的前平面倾斜，以便转向所述头部轴线(X)。

Description

用于压铸机的活塞

技术领域

本发明涉及压铸机，并且具体地涉及用于冷室压铸的压力机的活塞。更具体地，本发明涉及这种活塞的头部。

背景技术

在冷室压铸机中，已知使用具有钢或铜头部的注射活塞，该头部设置有至少一个密封环。

EP1197279描述了用于冷室压铸机的活塞，其包括具有头部的钢主体，该头部设置有至少一个铜合金密封环，该铜合金密封环放置在相对于头部的端壁向后定位的相应座中，并且其中在端壁与环之间的活塞的外表面上设置有至少两个通道，其适于使端壁与环的环形座连通，以用于使金属在同一环下流动。以这种方式，流入环座的金属固化以形成连续的增厚，通过使环适应活塞容器的任何变形并因此保护后者，该连续增厚径向地向外推动环，逐渐补偿其磨损。

WO201315682A1描述了用于冷室压铸机的活塞，其包括：活塞主体，该活塞主体在前部终止于用于推动熔融金属的前表面；以及至少一个环座，其围绕所述主体形成并且适于容纳相应密封环。在环座的底表面的中间环形部分中形成有环形分配通道，其通过活塞主体中形成的至少两个连通孔与活塞的前表面连通，以用于使熔融金属流入环下方的分配通道。这些连通孔相对于活塞轴线倾斜，并且具有向分配通道增加的通路截面。

发明内容

本发明的目的是提出用于上述专利文献中所描述类型的压铸机的活塞头，但能够提供进一步改进的性能。

该目的通过一种用于压铸机的活塞头和一种用于压铸机的活塞来实现。

对于该用于压铸机的活塞头，所述压铸机特别是冷室型的，其中，所述机器包括具有容器的压力机，活塞能滑动地容纳在所述容器中，所述活塞头包括用于推动熔融金属的前表面以及围绕头部轴线延伸的侧壁，其中，所述侧壁形成至少一个环座，所述环形座适于接收密封环，以在所述压力机的所述容器的壁上形成密封，其中，所述环座的底部通过孔或通道与所述前表面连接，以用于连接到所述密封环下方的金属流，所述头部的特征在于，所述孔或连接通道通向所述前表面的环形周边部分，所述环形周边部分相对于与所述头部轴线正交的前平面倾斜，以便面向所述头部轴线。

对于该用于压铸机的活塞，所述压铸机特别是冷室型的，其中，所述机器包括具有容器的压力机，所述活塞能滑动地容纳在所述容器中，所述活塞包括杆以及组装在所述杆的远端上的前述活塞头。

附图说明

从以下通过非限制性示例给出的根据附图的优选实施例的描述中，根据本发明的活塞头的特征和优点将变得显而易见。在所述附图中：

图1为第一实施例中的根据本发明的活塞的端部部分的侧视图；

图2为沿图1的活塞部分的A-A线的轴向剖视图；

图3为插入压铸机的压力机的容器中的活塞的透视图；

图4为仅有图1和图2的活塞头而没有密封环的正视图；

图5为沿图4的活塞头的线B-B的轴向剖视图；

图5a为图5中示出的细节“C”的放大视图；

图6和图6a以透视图和正视图示出了实施例的变型中的活塞头；

图7为沿图6和图6a的活塞头的线G-G的轴向剖视图；

图8和图8a以透视图和局部轴向剖视图示出了与图6的活塞头一起使用的铜合金插入件；

图9和图9a以透视图和轴向剖视图示出了设置有图8的铜合金插件的图6的活塞头；

图10为图9的头部和相关密封环的分解透视图；

图11为设置有密封环的活塞头的轴向剖视图；

图11a为图11中示出的细节“M”的放大视图；

图12为实施例的变型中的活塞头的正视图；

图12a为图12中示出的细节“E”的放大视图；

图13为沿图12的线D-D的轴向剖视图；

图13a为图13中示出的细节“F”的放大视图；

图14为图12和图13的头部的透视图，但其设置有铜合金插入件；

图14a为设置有密封环的图14的头部的轴向剖视图；

图15和图15a以轴向剖视图示出了在工作循环之后的图11的活塞头，其中分别为，金属浇口仍然附接在其上以及浇口分离；

图16为根据实施例的另一变型的活塞头的正视图，其不具有密封环；

图17为沿图16的活塞头的线A-A的轴向剖视图；

图18示出了设置有密封环的图16的头部；

图18a为图18中圈出的细节D的放大视图；以及

图19为沿图18的头部的线C-C的轴向剖视图。

具体实施方式

在以下描述中，与本发明的各种实施例共同的元件以相同的附图标记表示。

此外，除非另有明确说明，否则在活塞头的其它描述的实施例中，也可存在针对活塞头的一个实施例描述的元件，可根据需要进行调整。

参考附图，压铸机(特别是冷室型)的压力机的活塞用1表示。压力机包括容器400，活塞1可滑动地容纳于该容器中。容器400在其上部中且在其端部处具有用于熔融金属(例如铝)的装载孔401。在与所述装载孔401相对的端部处，容器400具有狭缝402，其对应于流入模具的铸造分支的起始点。因此，活塞1可在容器400内轴向地滑动，以将通过装载孔进给的金属推入铸造分支，然后进入模具。

在下面的描述中，参考容器400中的活塞和相关头部朝向铸造分支402的推进方向，使用等同术语“后”和“近”以及等同术语“前”、“前方”和“远”。

活塞1包括杆10，该杆沿活塞轴线Y在近端11(即后部)与远端12(即前部)之间延伸。

活塞1终止于活塞头20；200。图1和图2呈现出设置有活塞头20的活塞1的端部。

头部20；200在前方由前表面22；222界定，以用于推动熔融金属。

此外，头部20；200具有横向壁24，例如圆柱形壁，其围绕头部轴线X延伸。

在头部20；200上安装有至少一个密封环16，其例如由铜合金制成。

密封环16被容纳在相应的环座18中，该环座具有在侧壁中形成的环形延伸部。环座18由底表面19和至少一个后环形邻接肩部26界定。

在一个实施例中，环座18相对于头部20的前表面22；222形成在向后位置，并且由后肩部26和前肩部28界定。换句话说，环座18的底表面19相对于头部20；200的外圆柱形表面降低。

在一个实施例中，密封环16为具有纵向狭缝17的类型，该纵向狭缝优选为阶状的，以便能够在组装到主体11上期间以及在使用期间当由在其下方流动的熔融金属径向推动时弹性地加宽。纵向狭缝17的阶状形状也允许限制所述狭缝处的熔融金属的通过，从而允许最佳的压力密封。

在一个实施例中，分配通道30形成在环座18的底表面19的中间环形部分19a中。该分配通道30具有环形延伸部，即，其与头部轴线X同轴地延伸。换句话说，分配通道30限定了底部通道表面，该底部通道表面相对于环座18的底表面19的后环形部分19b和前环形部分19c进一步降低。

在图4至图11和图16至图19所示的一个实施例中，环座18并且特别是(在设置的情况下)分配通道30通过在头部20中形成的连接孔32与头部的前表面22连通。例如，在头部20中形成有六个连接孔32，它们彼此成角度地等距。

这种连接孔32允许熔融金属流入环座18，然后流到环16下方，以通过形成在环16下方固化的后续环形金属层来获得补偿环的磨损的效果。这种固化的金属层径向向外推动该环，以补偿其渐进变薄。

应当注意，连接孔32完全形成在头部20的主体内，位于形成在头部的前表面22中的用于熔融金属的入口开口32’与形成在环座18的底表面19中或面向该环座的底表面的用于熔融金属的出口开口32”之间。

在一个实施例中，连接孔32相对于头部轴线X倾斜。例如，连接孔32与头部轴线X形成约30°的角度。

在一个实施例中，连接孔32具有向环座18增加的通路截面，即，它们具有圆锥形状。例如，由连接孔32限定的立体角约为10°。

在一个实施例中，连接孔32的出口开口32”形成在底表面19的前环形部分19c中并且朝向环形分配通道30敞开。然后，该前环形部分19c被连接孔32的出口开口32”中断。

更具体地，在每个出口开口32”处，前环形部分19c形成面向前邻接肩部28的凹部，例如，其为尖头的形式，如图4中所示。因此，每个出口开口32”在共面出口表面上延伸到分配通道30的底表面。

在图12至图14所示的实施例的一个变型中，环座18通过连接通道40与前表面222连通。

与连接孔32不同，连接通道径向地敞开。

在一个实施例中，在活塞头200中形成有六个连接通道40，其彼此成角度地等距。

在一个实施例中，连接通道40在前部表面222与环座18的前邻接肩部28之间的头部部分中制成。

在一个实施例中，每个连接通道40由两个通道壁42界定，该通道壁42相对于与连接通道的底表面正交的竖直平面倾斜。例如，通道壁42的倾斜度与这种竖直平面形成5°到55°之间的角度。通道40的这种径向开口有助于去除在相同通道中已固化的金属。

在一个实施例中，连接通道40流入环座18，该环座具有与上述具有连接孔32的头部实施例相同的形状。特别地，每个连接通道40流动到形成在环座18的底表面19的前部分19c中的相应尖头形凹部40’。

因此，由活塞头的前表面22；222推动的熔融金属穿入孔32或连接通道40，并且遵循直线路径到达环座18并且特别是(在设置的情况下)分配通道30。由于这种通道未被密封环16接合，该密封环代替地搁置在环座18的底表面19的后环形部分19b和前环形部分19c上，所以仍处于液态的金属在分配通道30中周向地自由膨胀，即，其可自由地均匀占据所述通道24的整个环形延伸部。

通过前环形部分19c的凹部的径向和发散连接壁促进金属在分配通道30中的均匀分布，连接孔32或连接通道40在该径向和发散连接壁之间流动。

在一个实施例中，密封环16和环座18具有互锁的耦接部分162、164，即彼此互补，其形成一种迷宫件，该迷宫件限制已渗透到密封环16下方的液态金属(并且在冷却和固化阶段中)到达环座18的在所述互锁的耦接部分与后邻接肩部26之间的部分。实际上，在环座18的这种向后部分并且在一些活塞实施例(未示出)中，润滑回路的管道可流动，其适于通过环座18在活塞头周围携带润滑流体。

在一个实施例中，所述互锁的耦接部分包括从密封环16的内表面延伸的至少一个环形肋162以及在环座18中形成的对应的环形槽164。

根据本发明的一方面，孔32或连接通道40流入活塞头20；200的前表面22；222的环形周边部分22’；222’。该周边部分22’；222’相对于与头部轴线X正交的前平面倾斜，以便指向所述头部轴线X。

换句话说，这种环形周边部分的法线朝向头部轴线X会聚，该法线指向与金属流入孔或连接通道的方向相反的方向。

在一个实施例中，环形周边部分22’；222’的倾斜度形成10°到55°之间的角度α，优选地在20°到30°之间，并且甚至更优选地25°。

图15和图15a示出了活塞头20；200的形状如何确定当金属在活塞的推动阶段结束时固化时保持附接在头部20；200的前表面22；222上的金属浇口500的形状，以及头部的这种形状如何有助于浇口500的分离。

在由于倾斜的环形周边部分22’；222’形成的底切的存在而导致的从容器(图15和图15a)排出浇口期间，因为温度降低并因此浇口收缩，通过在浇口的伴随阶段期间活塞和容器前壁的运动产生的振动，以及由机器施加的力，金属浇口500在期望的位置(即，在孔32的入口开口或连接通道40(图15a)处)精确地折断。

此外，在一个实施例中，环形周边部分22’；222’界定头部的前表面的中央凸形部分22”、222”。

金属浇口500在孔32或连接通道40的入口开口处的破裂作用通过活塞头的前表面的中央部分22”；222”的凸形形状进一步放大。

此外，在连接孔32的情况下，环形周边部分的倾斜也允许获得完美的圆形孔形状，而不是如在头部轴线X处的正交表面处所出现的椭圆形状。

根据一个实施例，活塞头20；200包括前壁44，该前壁界定至少在前部敞开的插入座46。铜合金插入件50被容纳在该插入座中。

该铜合金插入件50允许改进形成浇口的合金与在活塞中循环的冷却流体之间的热交换。由于该插入件50具有比钢更高的导热性，所以浇口更快地冷却，从而避免爆裂、减少循环时间并且也降低活塞温度。

铜合金插入件50代替活塞头的前壁的中央部分，即，由于热和工作疲劳导致的裂缝而最容易受到破裂的部分。因此，活塞具有更长的寿命。此外，插入件在佩戴时也可更换。

根据一个实施例，铜合金插入件50形成凸形的前插入表面50’。

在一个实施例中，活塞头20；200具有中空主体。头部包括前壁44，该前壁与侧壁24一起界定适于接收头部支撑销70的前部分的头部腔体60。

在一个实施例中，插入座46在后部敞开，使得铜合金插入件50抵靠头部支撑销70的前端，并因此在使用期间不可收回。

在一个实施例中，在界定插入座46的侧壁中形成底切47，其轴向地接合形成在插入件50的后部中的环形凸起50”。底切与环形凸起之间的相互作用防止插入件在前方滑落。

在图1和图2所示的一个实施例中，活塞头(例如通过螺纹连接)安装在杆10上。

更确切地，头部支撑销70(例如通过螺纹连接)固定在杆10的远端上。该头部支撑销具有远端部分70’，该远端部分插入头部的腔体60中。例如，头部的侧壁24的后部分带有螺纹，以用于螺纹连接在头部支撑销70的这种远端部分70’上。

在一个实施例中，头部支撑销70与头部的腔体界定冷却室80。杆10与适于在室80内输送冷却流体的管道122轴向地交叉。

图16至图19示出了实施例的另一变型中的活塞头20，其与前述实施例的不同之处在于头端部分23的特定配置，其将前表面22连接到界定环座18的前肩部28。

实际上，根据本发明的一方面，所述头端部分23总体上为凸形的，朝向前表面22具有逐渐减小的直径，除了径向不连续部分232的至少一个中间区域之外，其中头端部分23的直径突然减小，以形成主要面向前壁22的至少一个环形壁234。

在所示的实施例中，这种环形壁234基本上正交于头部轴线X并因此形成中断头端部分23的外表面的阶状件，以将其按前后分成两个轴向连续的凸环形表面23a、23b。

在实施例的变型中，这种环形壁234为倾斜的，以便在与活塞进给方向相反的方向上朝向头部轴线X会聚。

在一个实施例中，环形壁234更靠近后肩部28而不是更靠近前表面22。

在一个实施例中，两个凸环形表面23a、23b为球形帽部分。

优选地，两个凸环形表面23a、23b具有不同的曲率半径。例如，后表面23b具有较小的曲率半径。

此外，优选地，后表面23b终止于后部，以形成基本上平行于头部轴线X的切线。

在一个实施例中，头端部分23中的阶状不连续的存在涉及前肩部28相对于在没有这种阶状不连续性的头部中形成的肩部的高度的轻微但显著地增加。换句话说，环座18附近的头端部23的直径大于根据现有技术的头部的直径。

由于这种增大的直径，前肩部28附近的头端部分23与活塞头在其中滑动的容器的内表面之间的间隙进一步减小。

头端部分23的不连续轮廓的配置允许流向密封环16的液体金属的流量减慢且减小。因此，密封环受到更多保护并且受到较小磨损。

事实上，已经发现，在推动液态金属的阶段，环形壁234与金属的流动相反在这种流动中致使阻碍金属通向密封环的湍流。液态金属的流动的减慢也致使更快的冷却并因此在金属可蠕变进入密封环的座之前固化。

另外，径向不连续区域的存在(特别是前肩部28附近的活塞头直径的相关增加)进一步有助于金属浇道500从活塞头的分离。事实上，围绕头端部分的固化金属楔形件比根据现有技术的头部更薄。此外，如上所述，所述楔形件的端部不会在密封环与前肩部28之间的间隙中蠕变(并因此接合)。

此外，由于因固化金属的冷却所导致的收缩，相同的金属由于头部23的端部部分中存在不连续性而在活塞头上施加力；固化的金属也具有突然的截面变化，其产生这种力的各种分量，其中一个分量有助于推动金属浇口并使其从活塞脱离。

虽然具有带有不连续表面的端部部分的该活塞头已被表示为图4的头部20的实施例的变型，但应当注意，这种端部部分23可存在于具有孔32的头部中或者存在于具有通道40的头部中，并且不一定与前壁22；222的形状相关联或者不一定与铜插入件50或者活塞头或活塞的其它几何或结构特征的存在相关联。

由此构思的本发明实现了预定目标。

显然，为了满足可能的和特定的要求，本领域技术人员可对根据本发明的头部和活塞进行进一步的修改和变化，所有这些都在本发明的如所附权利要求所限定的保护范围内。

Claims

1.一种用于压铸机的活塞头，其中，所述压铸机包括具有容器的压力机，活塞能滑动地容纳在所述容器中，所述活塞头包括用于推动熔融金属的前表面(22；222)以及围绕头部轴线(X)延伸的侧壁(24)，其中，所述侧壁形成至少一个环座(18)，所述环座适于接收密封环(16)，以在所述压力机的所述容器的壁上形成密封，其中，所述环座(18)的底部(19)通过孔(32)或通道(40)与所述前表面连接，以用于连接到所述密封环下方的金属流，其特征在于，所述孔或所述通道通向所述前表面的环形周边部分(22’；222’)，所述环形周边部分相对于与所述头部轴线(X)正交的前平面倾斜，以便面向所述头部轴线(X)，其中，所述环形周边部分的在与所述孔或所述通道中的金属流的方向相反的方向上的法线朝向所述头部轴线(X)会聚。

2.根据权利要求1所述的活塞头，其中，所述倾斜形成的角度(α)介于10°到55°之间。

3.根据权利要求1或2所述的活塞头，其中，所述环形周边部分界定所述活塞头的所述前表面的中央部分(22”；222”)，所述中央部分为凸形的。

4.根据权利要求1或2所述的活塞头，包括前壁(44)，所述前壁界定至少在前方敞开的插入座(46)，铜合金插入件(50)被插入所述插入座中。

5.根据权利要求4所述的活塞头，其中，所述铜合金插入件(50)形成凸形的前插入表面(50’)。

6.根据权利要求4所述的活塞头，包括前壁(44)，所述前壁与所述侧壁(24)界定头部腔体(60)，所述头部腔体适于接收头部支撑销(70)的前部分。

7.根据权利要求6所述的活塞头，其中，所述插入座(46)在后部敞开，使得所述铜合金插入件(50)抵靠所述头部支撑销(70)的前端。

8.根据权利要求4所述的活塞头，其中，在界定所述插入座(46)的所述前壁(44)中形成有底切(47)，其中，所述底切轴向地接合形成在所述铜合金插入件的后部中的环形凸起(50”)。

9.根据权利要求1或2所述的活塞头，其中，所述环座(18)相对于所述活塞头(20)的所述前表面(22；222)处于向后位置并且由后肩部(26)和前肩部(28)界定，所述活塞头包括头端部分(23)，所述头端部分将所述前表面(22；222)连接到所述前肩部(28)，并且其中，所述头端部分(23)为基本上凸形的，除了在至少一个径向不连续的中间区域(232)之外，所述头端部分的直径朝向所述前表面(22；222)逐渐减小，在所述径向不连续的中间区域中所述头端部分(23)的直径突然减小，以形成主要面向所述前表面(22；222)的至少一个环形壁(234)。

10.根据权利要求9所述的活塞头，其中，所述环形壁(234)基本上正交于所述头部轴线(X)并且形成阶状件，所述阶状件中断所述头端部分(23)的外表面，以将该外表面按前后分成两个凸环形表面(23a，23b)。

11.根据权利要求1所述的活塞头，其中，所述压铸机是冷室型的。

12.根据权利要求2所述的活塞头，其中，所述角度介于20°到30°之间。

13.根据权利要求12所述的活塞头，其中，所述角度等于25°。

14.一种用于压铸机的活塞，其中，所述压铸机包括具有容器的压力机，所述活塞能滑动地容纳在所述容器中，所述活塞包括杆(10)以及组装在所述杆(10)的远端上的根据前述权利要求中任一项所述的活塞头(20；200)。

15.根据权利要求14所述的活塞，其中，所述杆(10)的所述远端固定至头部支撑销(70)，所述头部支撑销具有远端部分(70’)，所述远端部分插入所述活塞头的头部腔体(60)中。

16.根据权利要求15所述的活塞，其中，所述头部支撑销(70)与所述头部腔体界定冷却室(80)，所述冷却室与形成在所述杆(10)中且适于在所述冷却室(80)内输送冷却流体的管道(122)连通。

17.根据权利要求14所述的活塞，其中，所述压铸机是冷室型的。

18.根据权利要求15所述的活塞，其中，所述杆(10)的所述远端通过螺纹连接而固定至头部支撑销(70)。

19.根据权利要求15所述的活塞，其中，所述远端部分通过螺纹连接而插入所述活塞头的腔体(60)中。