DE202008002667U1

DE202008002667U1 - Die-cast piston head and adapter

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Publication number: DE202008002667U1
Application number: DE200820002667
Authority: DE
Original assignee: SCHMELZMETALL AG
Current assignee: SCHMELZMETALL AG
Priority date: 2008-02-26
Filing date: 2008-02-26
Publication date: 2008-04-24
Anticipated expiration: 2018-02-27

Abstract

Druckgusskolbenkopf (3) aus einer hochwärmeleitfähigen Legierung, dadurch gekennzeichnet, dass er ein Trapezinnengewinde (4) aufweist und er auf seiner Mantelfläche (11) im Bereich seiner der Kolbenstirnseite (12) gegenüberliegenden Seite (13) wenigstens zwei Vertiefungen (14) aufweist.Die-cast piston head (3) made of a high thermal conductivity alloy, characterized in that it comprises a trapezoidal thread (4) and he on his outer surface (11) in the region of its the piston end face (12) opposite Side (13) has at least two recesses (14).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Druckgusskolbenkopf und -adapter sowie einen Bausatz aus diesen Teilen.The The present invention relates to a die-cast piston head and adapter and a kit of these parts.

In Druckgussmaschinen dienen Druckgusskolben dazu, die flüssige Metallschmelze schnell aus der Gießkammer über den Anschnitt in die Gußform zu drücken und sie dort gegebenenfalls in einer Nachdruckphase zu halten. Diese Druckgusskolben sind dementsprechend hohen thermischen und mechanischen Belastungen ausgesetzt, die durch die Temperaturdifferenz zwischen flüssiger Metallschmelze und der sehr viel niedrigeren Umgebungstemperatur sowie durch die hohen Drucke und die Verfahrwege in den oftmals thermisch verzogenen Gießkammern entstehen. Die höchste Belastung tritt dabei an den Druckgusskolbenköpfen auf, die direkt mit der Metallschmelze in Kontakt treten.In Die casting machines are used die-cast pistons to the liquid molten metal quickly out of the casting chamber over the Bleed into the mold too to press and if necessary to keep them in a holding phase. These Die cast pistons are accordingly high thermal and mechanical Exposed to stress caused by the temperature difference between liquid Molten metal and the much lower ambient temperature as well as by the high pressures and the travels in the often thermally warped casting chambers arise. The highest Loading occurs at the die-cast piston heads, which directly with the Molten metal come into contact.

Bekannte Druckgußkolben weisen einen Druckgusskolbenadapter aus Stahl auf, der ein Kühlkanalsystem trägt, durch das von der Druckgußkolbenhinterseite her Kühlflüssigkeit, in der Regel Wasser, an die Stirnseite des Druckgusskolbenkopfes gebracht wird. An dem Druckgusskolbenadapter sind der Kolbenkopf und Gleitbuchsen angeordnet, die den Druckgusskolbenadapter gegen die Gießkammerwandung abschirmen. Die Druckgußkolbenköpfe sind in der Regel aus Stahl oder aus thermisch hochleitfähigen Legierungen, insbesondere Kupferlegierungen, um die aufgenommene Wärme möglichst schnell und vollständig an das Kühlmedium im Inneren des Druckgusskolbens abzugeben. Der Vorteil der hohen thermischen Leitfähigkeit wird jedoch durch den Nachteil der geringeren mechanischen Belastbarkeit dieser Legierungen erkauft. Ebenfalls bekannt sich Druckgusskolbenköpfe aus Stahl. Aufgrund der hohen thermischen und mechanischen Belastungen müssen Kolbenköpfe nach einer relativ geringen Anzahl von Schüssen getauscht werden, sodass es wirtschaftlich von überragender Bedeutung ist, zum einen die Lebensdauer der Kolbenköpfe zu erhöhen und zum anderen die Ausfallzeiten der Druckgussmaschine während des Kolbenkopfwechsels möglichst gering zu halten. Bislang werden die Druckgusskolbenköpfe entweder auf den Druckgusskolbenadapter aufgeschraubt oder mittels eines Bajonettverschlusses mit diesem verbunden. Nachteilig an diesen bekannten Verbindungsmöglichkeiten ist deren geringe Belastbarkeit oder aufwendige Herstellung.Known Druckgußkolben have a die-cast steel piston adapter, which is a cooling channel system wearing, through the back of the die-cast piston Coolant, usually water, to the front of the Druckgusskolbenkopfes is brought. On the Druckgusskolbenadapter are the piston head and sliding bushes arranged against the Druckgusskolbenadapter the casting chamber wall shield. The Druckgußkolbenköpfe are usually made of steel or of highly thermally conductive alloys, especially copper alloys, to absorb the heat as quickly as possible and completely to the cooling medium in the interior of the diecasting piston. The advantage of the high thermal conductivity However, this is due to the disadvantage of lower mechanical load capacity bought in these alloys. Also known Druckgusskolbenköpfe Stole. Due to the high thermal and mechanical loads have to piston heads be exchanged after a relatively small number of shots, so it is economically superior Importance is to increase the life of the piston heads and on the one hand on the other hand, the downtime of the die-casting machine during the Piston head change as possible to keep low. So far, the die-cast piston heads either screwed onto the die-cast piston adapter or by means of a Bayonet lock connected to this. A disadvantage of this known connection options is their low load capacity or complex production.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Druckgusskolbenadapter und einen Druckgusskolbenkopf anzugeben, die eine hohe Lebensdauer und eine schnelle Wechselbarkeit aufweisen.It is therefore an object of the present invention, a Druckgusskolbenadapter and to provide a die-cast piston head which has a long service life and have a quick changeability.

Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe mit großem Vorteil dadurch, dass er ein Trapezinnengewinde aufweist und er auf seiner Mantelfläche im Bereich seiner der Kolbenstirnseite gegenüberliegenden Seite wenigstens zwei Vertiefungen aufweist. Die Erfindung schlägt mit großem Vorteil ein Trapezgewinde vor. Trapezgewinde sind stabil und weisen eine hohe Selbsthemmung auf, sodass ein erfindungsgemäß ausgestatteter Druckgußkolbenkopf ohne zusätzliche axiale Verdrehsicherung auskommt. Hierdurch wird der konstruktive Aufbau stark vereinfacht. Die Vertiefungen anstelle der sonst üblichen aufwendig herzustellenden Schlüsselflächen erlaubt die Verwendung einfacher Kolbenschlüssel. Neben der Kostensenkung führt dies auch zu einer erhöhten Betriebssicherheit, da die Nuten nicht so schnell beschädigt werden wie die Schlüsselflächen und außerdem weniger zum Gleiten notwendige Mantelfläche wegnehmen. Sind die Vertiefungen im genannten Bereich angeordnet, also zwischen Mantelfläche und gegenüberliegender Seite, so können sie praktisch nicht durch erstarrendes Metall verfüllt werden.The present invention solves this task with great Advantage in that he has a trapezoidal thread and he on its lateral surface in Area of its piston front side opposite side at least has two recesses. The invention proposes a trapezoid thread with great advantage in front. Trapezoidal threads are stable and have a high degree of self-locking so that an inventively equipped Die-cast piston head without additional axial rotation prevents. As a result, the constructive Structure greatly simplified. The wells instead of the usual ones lavishly produced key areas allowed the use of simple piston wrench. In addition to the cost reduction does this also to an increased Operational safety, as the grooves are not damaged so quickly like the key areas and Furthermore take less necessary to slide necessary lateral surface. Are the wells arranged in said area, ie between lateral surface and opposed Page, so you can practically not be filled by solidifying metal.

Ein mit diesen Merkmalen versehener Druckgusskolben ist schnell wechselbar.One provided with these features die-cast piston is quickly changeable.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vertiefungen als Nuten ausgebildet sind, vorzugsweise als vier äquidistant im Winkel von 90° zueinander angeordnete Nuten ausgebildet sind. Da ein Kolbenschlüssel stets in zwei gegenüberliegende Nuten eingreift, ist so mit großem Vorteil sichergestellt, dass der erfindungsgemäße Druckgusskolben in jeder Lage leicht von seinem verschlissenen Druckgusskolbenkopf getrennt werden kann, ohne dass zeitaufwändige Rotationsbewegungen ausgeführt werden müssten oder er nur von einer Seite aus gehandhabt werden könnte.In Embodiment of the invention is provided that the wells are formed as grooves, preferably as four equidistant at an angle of 90 ° to each other arranged grooves are formed. As a piston wrench always in two opposite Grooves intervenes, is so great Advantage ensured that the die-cast piston according to the invention in each Slightly separated from its worn die-cast piston head can be, without that time-consuming Rotational movements performed would have to be or he could only be handled from one side.

Die Erfindung schlägt weiter vor, dass das Trapezinnengewinde segmentiert ausgebildet ist, vorzugsweise in mehr als zwei Segmente aufgeteilt ist. Ein segmentiertes Trapezinnengewinde ist von Vorteil, da es die Zirkulation des Kühlmediums innerhalb des Druckgusskolbens erleichtert, da dieses Kühlmedium durch die Segmentzwischenräume zurückströmen und in den Druckgusskolbenadapter eintreten kann. Hierbei können sowohl das Trapezinnengewinde des Druckgusskolbenkopfes als auch das Trapezaußengewinde des Druckgusskolbenadapters als auch beide segmentiert sein.The Invention proposes further, that formed the trapezoidal thread segmented is preferably divided into more than two segments. One Segmented trapezoidal thread is beneficial as it is the circulation of the cooling medium facilitated within the die-cast piston, as this cooling medium through the segment gaps to flow back and can enter the Die Casting Piston Adapter. This can both the trapezoidal thread of Druckgusskolbenkopfes and the trapezoidal external thread the die-cast piston adapter and both be segmented.

Weist der Druckgusskolbenkopf darüber hinaus auf seiner Innenseite eine Kühlmittelnut auf, vorzugsweise eine kreisumfängliche Kühlmittelnut, so wird mit großem Vorteil die Wärme der Kolbenstirnseite durch eine relativ große Kühlmittelmenge in der Kühlmittelnut gut abgeführt und das nachfolgende Trapezgewinde vor thermischer Überlastung geschützt.If the die-cast piston head moreover has a coolant groove on its inner side, preferably a circumferential coolant groove, then the heat of the piston face is advantageously dissipated well by a relatively large amount of coolant in the coolant groove and the trapezoidal thread that follows is prevented from thermal overload protects.

Mit großem Vorteil schlägt die Erfindung vor, dass der Druckgusskolbenkopf auf seiner Mantelfläche wenigstens einen Verschleißring aufweist, vorzugsweise zwei Verschleißringe, die insbesondere mittels Laserauftragsschweißen stoffschlüssig aufgetragen ausgebildet sind. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass ein Verschleißring im Bereich Mantelfläche-Stirnfläche vorgesehen und leicht zurückgesetzt, fluchtend oder leicht erhaben gegenüber der Mantelfläche ausgebildet ist. Diese Verschleißringe sind aus einem verschleißfesten Material wie Stellite oder dergleichen gefertigt. Sie tragen die Hauptlast der mechanischen Beanspruchung und schonen damit den teuren Werkstoff des Druckgusskolbenkopfes vor Verschleiß.With great Advantage beats the invention that the die-cast piston head on its lateral surface at least a wear ring has, preferably two wear rings, in particular by means of Laser Cladding cohesively are formed applied. According to the invention it is provided that a wear ring provided in the area of lateral surface end face and slightly reset, in alignment or slightly raised above the lateral surface is trained. These wear rings are made of a wear-resistant Material such as Stellite or the like made. They carry the Main burden of mechanical stress and thus spare the expensive Material of die-cast piston head from wear.

Die Erfindung wird auch durch einen Druckgusskolbenadapter aus Stahl gelöst, der ein Trapezaußengewinde aufweist, vorzugsweise ein segmentiertes Trapezaußengewinde. Dieses korrespondiert zu dem Trapezinnengewinde des Druckgusskolbenkopfes und ist ebenfalls aus Gründen der optimalen Kühlmittelführung segmentiert ausgebildet. Die gewindefreien Bereiche zwischen den Gewindesegmenten bilden gleichsam Kanäle für das strömende Kühlmittel.The The invention is also achieved by a die-cast piston adapter made of steel solved, the one trapezoidal external thread has, preferably a segmented trapezoidal external thread. This corresponds to the trapezoidal thread of Druckgusskolbenkopfes and is also for reasons segmented the optimal coolant supply educated. The unthreaded areas between the thread segments form channels, as it were for the flowing coolant.

Weist der Druckgusskolbenadapter eine stirnseitige Anlagefläche für den Druckgusskolbenkopf auf, so wird hierüber der Druckstoß beim Guß auf den Adapter übertragen und sicher vom Druckgusskolbenkopf abgeleitet. Das Gewinde wird so mit großem Vorteil von Kräften freigehalten und kann daher nicht beschädigt werden.has the die-cast piston adapter has an end-face contact surface for the die-cast piston head up, so over here the pressure surge at Cast on transfer the adapter and safely derived from the die-cast piston head. The thread becomes so with great Advantage of forces kept free and therefore can not be damaged.

Die Erfindung erfasst auch einen Druckgusskolben bestehend aus einem Druckgusskolbenadapter und einem Druckgußkolbenkopf jeweils wie geschildert ausgebildet.The Invention also covers a die-cast piston consisting of a Die-cast piston adapter and a die-cast piston head each as described educated.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren der Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigenA embodiment The invention will be described below with reference to the figures of the drawing explained in more detail. in this connection demonstrate

1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Druckgusskolben und 1 a longitudinal section through a die-cast piston according to the invention and

2 eine Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Druckgusskolbenkopf. 2 a longitudinal section through a Druckgusskolbenkopf invention.

1 zeigt einen um 120° gewinkelten Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Druckgußkolben mit einem erfindungsgemäßen Druckgusskolbenkopf 3 und einem Druckgusskolbenadapter 2. Der Druckgusskolbenkolbenkopf 3 ist auf dem Druckgusskolbenadapter 2 aufgeschraubt, was mittels der korrespondierenden Trapezgewinde 4, 5 der beiden Bauteile erfolgt. Das Trapezgewinde 4, 5 befindet sich dabei etwas abgesetzt von der Druckgusskolbenkopfstirnseite 12 im rückwärtigeren Bereich des Druckgusskolbenkopfes 3. Der Druckgusskolbenkopf 3 sitzt auf einer stirnseitigen Anlagefläche 15 des Druckgusskolbenadapters 2 auf. Dieser führt Kühlmittel durch ein zentrales Röhrchen auf die Innenseite des Druckgusskolbens, wo das Kühlmittel auf eine Mulde 10 auftrifft und aus dieser entlang der stirnseitigen Anlagefläche 15 in Kontakt mit der Druckgußkolbenkopfstirninnenseite in die Randbereiche austritt. Das in 1 dargestellte Trapezgewinde 4 des Druckgusskolbenadapters 2 ist segmentiert ausgebildet, sodass dass Kühlmittel durch die Segmente in den rückwärtigen Bereich strömen und durch eine Bohrung wieder in das Innere des Druckgusskolbenadapters 2 zurückgelangen kann. Erfindungsgemäß ist eine kreisumfängliche Kühlmittelnut 9 vorgesehen, die sich unmittelbar vor dem Trapezgewinde 4 befindet und zwischen diesem und der Innenseite der Druckgusskolbenkopfstirnseite angeordnet ist. Diese Kühlmittelnut 9 schützt das Trapezgewinde 4, 5 besonders effizient vor thermischer Belastung. Dargestellt ist ebenfalls eine Vertiefung 13 die als Nut 6 ausgebildet ist und im Übergangsbereich zwischen Mantelfläche 11 und gegenüberliegender Seite 13 eingebracht ist. Diese Nut 6 dient zum Ansatz eines Kolbenschlüssels, und ist sowohl von der Rückseite als auch von der Mantelflächenseite her zugänglich. Da sie zum rückwärtigen Bereich hin offen ausgebildet ist, kann sie nicht durch erstarrende Schmelze zugesetzt werden. Der erfindungsgemäße Druckgusskolbenkopf 3 weist ebenfalls in seinem rückwärtigen Bereich eine Fase 7 auf, die dazu dient, dass wiedereinführen in die Gießkammer zu erleichtern, falls er durch einen Bedienungsfehler oder durch Schlupf zu weit ausgefahren ist. Dargestellt ist ebenfalls ein kreisscheibenförmiger Randbereich auf der Druckgusskolbenstirnseite 12, hinter dem (nicht dargestellt) ein Verschleißring angeordnet sein kann, der unmittelbar auf die Mantelfläche 11 aufgebracht ist. 1 shows a 120 ° angled longitudinal section through a Druckgußkolben invention with a Druckgusskolbenkopf invention 3 and a die-cast piston adapter 2 , The die-cast piston head 3 is on the die-cast piston adapter 2 unscrewed, which by means of the corresponding trapezoidal thread 4 . 5 the two components takes place. The trapezoidal thread 4 . 5 is located somewhat detached from the Druckgusskolbenkopfstirnseite 12 in the rearward region of the die-cast piston head 3 , The die-cast piston head 3 sits on a frontal contact surface 15 of die-cast piston adapter 2 on. This introduces coolant through a central tube to the inside of the die-cast piston where the coolant is placed on a trough 10 impinges and from this along the frontal contact surface 15 comes into contact with the Druckgußkolbenkopfstirninnenseite in the edge regions. This in 1 illustrated trapezoidal thread 4 of die-cast piston adapter 2 is segmented so that coolant flows through the segments into the rearward area and through a bore back into the interior of the diecasting piston adapter 2 can get back. According to the invention, a circumferential coolant groove 9 provided, which is located immediately in front of the trapezoidal thread 4 is located and between this and the inside of the Druckgusskolbenkopfstirnseite arranged. This coolant groove 9 protects the trapezoidal thread 4 . 5 particularly efficient against thermal stress. Also shown is a recess 13 as a groove 6 is formed and in the transition region between lateral surface 11 and opposite side 13 is introduced. This groove 6 is used to approach a piston key, and is accessible both from the back and from the lateral surface side. Since it is open towards the rear area, it can not be added by solidifying melt. The die-cast piston head according to the invention 3 also has a chamfer in its rear area 7 which serves to facilitate reintroduction into the casting chamber if it has been extended too far due to operator error or slippage. Shown is also a circular disk-shaped edge region on the Druckgusskolbenstirnseite 12 , behind which (not shown) a wear ring can be arranged, which is directly on the lateral surface 11 is applied.

2 zeigt einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Druckgusskolbenkopf 3, bei dem die vorstehend geschilderten Merkmale leichter zu erkennen sind. 2 shows a longitudinal section through a Druckgusskolbenkopf invention 3 in which the features described above are easier to recognize.

Die Stirnfläche des Kolbens kann mit einer zurückgesetzten Wandung versehen sein, vorzugsweise mit einem Randring von 2 mm Stärke.The face the piston can be reset with a Be provided wall, preferably with an edge ring of 2 mm Strength.

In 2 sind dass Trapezinnengewinde 4, die kolbenkopfrückwärtigen Montagenuten 6, die Kolbenkopfstirnfläche 12 sowie der davon konisch abgesetzte Randbereich mit beispielsweise 2 mm Randstärke und die längsachsenmittig in der inneren Stirnwandseite des Druckgusskolbenkopfes 3 angeordnete Mulde 10 zur erleichterten Verteilung der Kühlflüssigkeit dargestellt.In 2 are that trapezoidal thread 4 , the piston head rear mounting grooves 6 , the piston head end face 12 and the conically offset edge region with, for example, 2 mm edge thickness and the longitudinal center axis in the inner end wall side of the die-cast piston head 3 arranged trough 10 shown for facilitated distribution of the cooling liquid.

11: DruckgußkolbenDruckgußkolben
22: DruckgußkolbenadapterDruckgußkolbenadapter
33: DruckgußkolbenkopfDruckgußkolbenkopf
44: TrapezinnengewindeTrapezoidal internal thread
55: TrapezaußengewindeTrapezoidal external thread
66: Nutgroove
77: Fasechamfer
88th: Innenrauminner space
99: Kühlmittelnutcoolant groove
1010: Muldetrough
1111: Mantelflächelateral surface
1212: KolbenstirnseitePiston face
1313: gegenüberliegende Seiteopposing page
1414: Vertiefungdeepening
1515: Anlageflächecontact surface

Claims

Die-cast piston head ( 3 ) made of a highly heat-conductive alloy, characterized in that it has a trapezoidal thread ( 4 ) and on its lateral surface ( 11 ) in the region of the piston end face ( 12 ) opposite side ( 13 ) at least two depressions ( 14 ) having.

Die-cast piston head ( 3 ) according to claim 1, characterized in that the depressions ( 14 ) as grooves ( 6 ) are formed, preferably as four equidistant at an angle of 90 ° to each other arranged grooves ( 6 ) are formed.

Die-cast piston head ( 3 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the trapezoidal thread ( 4 ) is segmented, preferably divided into more than two segments.

Die-cast piston head ( 3 ) according to claim 1, 2 or 3, characterized in that on its inside ( 8th ) a coolant groove ( 9 ), preferably a circular coolant groove ( 9 ).

Die-cast piston head ( 3 ) according to one of the preceding claims, characterized in that it (on its lateral surface ( 11 ) has at least one wear ring, preferably two wear rings, which are formed in particular cohesively applied by laser deposition welding.

Die Casting Piston Adapter ( 2 ) of steel, characterized in that it has a trapezoidal external thread ( 5 ), preferably a segmented trapezoidal external thread ( 5 ).

Die Casting Piston Adapter ( 2 ) according to claim 6, characterized in that it has a contact surface ( 15 ) for the die-cast piston head ( 3 ) having.

Die-cast pistons ( 1 ) consisting of a die-cast piston adapter ( 2 ) according to one of claims 6 or 7 and a diecasting piston head ( 3 ) according to one of claims 1 to 5.