TW201501838A - 用於金屬模鑄之活塞 - Google Patents

Abstract

一用於模鑄非鐵金屬之模鑄活塞係具有至少一外部份諸如一活塞體部、一中間環、一密封環等等，其概呈環形藉以圍繞一活塞載體且設有一軸向槽，俾使該部份可在一溫度變化期間例如從環境溫度至操作溫度切線地擴大及收縮。由於活塞的外部份之此設計，冷卻可限於活塞的一較小部分，較佳實質限於活塞覆蓋件的後側。結果係為模鑄活塞之一實質經縮短的整體構造，其反映在降低的生產成本。根據冷卻區的較小維度，需要一降低的冷卻劑流。在一較佳實施例中，至少二部份，亦即活塞體部及活塞覆蓋件係藉由二個具有不同直徑的卡口鎖(bayonet locks)被緊固至活塞載體，藉此容許從前面作一容易的組裝而不需特殊工具。

Description

用於金屬模鑄之活塞

本發明係有關根據請求項1的前文之一用於金屬模鑄之活塞。金屬較佳係為一非鐵金屬，更佳為鋁。

在金屬模鑄中，液體金屬藉由一活塞被壓入一模具中。在熱腔室技術中，融化及固持坩堝係為機具的部份，且使用200N/cm²(牛頓每平方公分)的壓力。在冷腔室技術中，液化金屬被充填入機具中且藉由一活塞被迫進入模具中，同時2,000N/cm²至25,000N/cm²的壓力係為常見。根據進入變成直接接觸於活塞之熔融金屬的高升壓力及高溫度，關於經濟性的一決定性問題係為：活塞且特別是其前面將承受多久的機械與熱應力。就此而言的重要因素係為密封住活塞抵住周遭缸筒壁之密封或活塞環的壽命。此外，將注意到：由於可能更換活塞但缸筒壁的任何磨耗皆可導致鑄造工具的昂貴檢修或甚至更換，故應盡可能避免缸筒壁受到密封環的任何磨耗。

密封環設計的一問題係為造成大的溫度差及變異。為了容納後者，密封環需要活塞體部中之一移動的空間。然而，具有液體金屬可能經過密封環與活塞體部之間的間隙進入這些移動的空間中因此使得密封環在冷卻時無 法收縮之風險。結果係為一益加更大的活塞環及缸筒壁上之一增大的活塞環壓力，以及因此增大的磨耗。對於降低如是移動的空間之需求所採取的一常見措施係為：在配置有密封環之區域中冷卻活塞。然而，活塞至活塞桿的連接係需要位居冷卻段後方，俾產生一大的總活塞長度。然而，具有如是大尺寸的活塞係引起高的材料使用量且造價昂貴。因此，應注意到：活塞尺寸係對應於產品的尺寸。一模鑄產品的質量之範例係為一公斤直到一噸。然而，位於數噸範圍的較大單元或較小的部份係亦為可能。

尤其是在大的模鑄機具中，活塞之相對大的冷卻段係需要一對應的高冷卻劑流，其時常無法供應或並非總是可取得。

如是一活塞係描述於WO-A-03/074211中。其設計供用於一冷腔室模鑄機具中。藉由使此密封環前方之覆蓋件的周緣夠大足以產生具有一特定深度之一相對窄的間隙，來防止液體金屬進入至密封環的擴大空間中。位居活塞的冷卻區域中之此間隙係造成進入的液體金屬在間隙中被強力地冷卻及固體化，已經導致一額外的密封效應。然而，此活塞亦蒙受一顯著部分分別從覆蓋件延伸之缺點。活塞的前面係被冷卻，故從各方面來說，產生一大的總長度及因此對於活塞之高的材料使用量。

本發明之一目的係為提供一用於金屬模鑄之活塞，更特別來說係由非鐵金屬及其合金製成，其本身藉由 一實質經降低的長度及因此一降低的材料使用量予以區別。

本發明的另一目的係提供具有熔融金屬進入中空空間中的降低危險之如是一活塞，其用以容許密封環相對於活塞體部的一運動藉以順應熱膨脹。

一用以達成至少第一所提及目的之活塞係在請求項1中被界定。下列請求項係表明較佳實施例。

因此，根據本發明的一重要特徵構造係為：發現到當足夠擴大空間被另行提供以供容納特別是密封環相對於活塞體部的熱膨脹時，排他性地在其前面上實質地冷卻活塞係已足夠。較佳地，因此提議具有被配置於活塞載體的前面上之徑向冷卻通路的一系統，其一部份係從其中供應線終結處之前表面中心將冷卻劑引領至其中使之由一環線被供應至其他徑向通路之周邊。這些徑向通路將冷卻劑引領回到中心，其中設有用於經加熱冷卻劑的排出線之入口。經冷卻部份與活塞載體長度之比例可因此降低至1/4且較佳進一步降低至1/5或甚至15%或更小。特佳地，冷卻系統係可實質地限於攜載活塞覆蓋件之所謂活塞載體的一表面，其係指實質僅有活塞覆蓋件的後側被冷卻。

根據第一變異例，密封環特別是藉由提供一階狀槽而為槽狀。在此實例中，額外腔穴設置於槽的區域中藉以接收穿透至此區中的液體材料。這些腔穴具有一足以供活塞預定壽命用之產能。

如是的接收腔穴較佳亦設置於密封環與活塞體 部之間的一周緣間隙之區域中。利用此方式，藉由使其偏離至預定供此目的用之腔穴中來防止穿透的金屬產生有害效應。

由於槽狀設計，組件被容許當受加熱時切線地亦即沿著周緣移動至活塞表面，同時直徑僅產生一小變化，或分別地，由於提供一供降伏於此力的空隙，溫度變異造成直徑增大之傾向僅產生一小的往外作用力。

在另一較佳實施例中，活塞設計成在鑄造的初始階段中，饋送壓力及背壓力將壓抵金屬活塞裙、密封環及前蓋抵住彼此並因此密封住這些部份之間隙。較佳藉由一套筒形活塞體部倚靠於活塞載體的一階部上來達成此作用。活塞體部之後係為一中間環，且其後係為活塞覆蓋件的周邊區。後者僅在一顯著地偏移朝向中心之區域中被活塞載體所支撐。當被壓入熔融金屬中時，周邊區係因此就被壓抵住經由活塞體部支撐於活塞載體上的中間環之意義來說受到最小變形。此力係被作用在活塞體部上且因此亦經由階部作用在中間環的相反側上之推力所對抗。

將密封環至少部份地配置於中間環與活塞蓋之間係導致密封環的側腹上之一增大的側向壓力且因此導致一經改良的密封。

在本發明的另一較佳實施例中，活塞載體設有兩個接續的卡口鎖，其位於後部的一者用來緊固活塞裙且位於前部的一者用來緊固蓋。因此，蓋及活塞體部之更換係被簡化。

在又另一較佳實施例中，刀口鎖係包含至少六個柱段，故用於鎖定及解鎖之30°旋轉係已足夠，且以60°階部之一定位作用係為可能。

1,150‧‧‧模鑄活塞

7,152‧‧‧密封環

3‧‧‧活塞載體

9‧‧‧中間環

5,154‧‧‧活塞覆蓋件

11‧‧‧活塞體部/活塞裙

13‧‧‧活塞桿的附件

72‧‧‧定位銷

15‧‧‧中央冷卻連接件

74‧‧‧內推拔狀部分/傾斜狀平面

17‧‧‧第一冷卻通路

19‧‧‧環線/冷卻通路

75‧‧‧覆蓋件5的後端

21‧‧‧第二冷卻通路/第二徑向通路

76,91‧‧‧前表面

77‧‧‧中空空間

23‧‧‧軸向返回線

78‧‧‧後表面

24‧‧‧活塞體部11的後邊緣

79‧‧‧卡口鎖

25,97,111,129‧‧‧周緣溝槽

81‧‧‧前段

27‧‧‧第一卡口鎖

91‧‧‧覆蓋件5的前表面

29,35,54,87‧‧‧柱段

93‧‧‧傾斜狀側腹

31‧‧‧圓錐形鎖定凹部

95‧‧‧圓柱形表面

33‧‧‧第二卡口鎖

101‧‧‧缸筒表面/第二圓柱形表面

37‧‧‧鎖定凹部

42,60,127‧‧‧溝槽

103‧‧‧圓滑狀周緣溝槽

41,59,115,135‧‧‧槽

105‧‧‧軸向延伸的長形凹部

44,56,58,62,83,85,99,117,119,137‧‧‧階部

109‧‧‧後外邊緣

115‧‧‧擴大槽

46‧‧‧銷/螺栓

121,123‧‧‧壁段

48‧‧‧徑向孔徑

125‧‧‧徑向溝槽

50‧‧‧鎖定螺絲

131‧‧‧內表面

52,68‧‧‧標記

135‧‧‧間隙

64,89‧‧‧孔徑

141‧‧‧定位凹部

66‧‧‧螺絲

156,158‧‧‧接觸表面

70‧‧‧盲孔徑

將參照圖式藉由示範性實施例更詳細地說明本發明。

圖1顯示經過根據圖2的I-I之一密封環的剖面；圖2顯示根據圖1之一密封環的後視圖；圖3顯示圖1的細部III；圖4顯示圖2的細部IV；圖5顯示一活塞覆蓋件(活塞蓋)之後視圖；圖6顯示根據圖5的VI-VI之剖面；圖7顯示圖5的活塞覆蓋件之側視圖；圖8顯示圖6的細部VIII；圖9顯示圖6的細部IX；圖10顯示圖6的細部X；圖11顯示一中間環之側視圖；圖12顯示中間環之前視圖；圖13顯示根據圖12的XIII-XIII之剖面；圖14顯示一活塞體部的前視圖；圖15顯示根據圖14的XV-XV之剖面；圖16顯示活塞體部的側視圖；圖17顯示定位螺栓；圖18顯示鎖定螺絲； 圖19顯示一活塞載體之前視圖；圖20顯示圖19的縱剖面XX-XX；圖21顯示活塞載體的側視圖；圖22顯示類比於圖19的XX-XX之經過一完整活塞的垂直縱剖面；圖23顯示垂直於圖22的剖面之經過活塞的縱剖面；圖24顯示根據活塞的第二實施例之經過一活塞蓋的縱剖面；圖25顯示類比於圖2的I-I之經過第二實施例的一密封環之剖面；圖26顯示類比於圖22之經過活塞的第二實施例之剖面。

圖22及23以垂直疊置縱剖面顯示根據本發明的一模鑄活塞1之第一實施例，下列部份係配置於缸筒載體3上：覆蓋件5、密封環7、中間環9、及活塞體部11。

活塞載體3、中間環9及活塞體部11係為鋼製。覆蓋件5的較佳材料為銅，但亦可想見採用鋼。密封環7亦由鋼製成。在活塞載體3的內部中，設置有活塞桿附件(未圖示)，其以一種基本上已知的常用方式被設計(亦見WO-A-03/074211及其中引述的先前技藝)。冷卻劑供應及排出線係延伸於活塞桿內側。通常正是被連接至活塞載體3的冷卻系統的中央連接件15之供應線配置於中心。從中央連接件15，第一冷卻通路17延伸於活塞載體3的前表面上(圖 19)。其經由一環線19被連接至第二徑向冷卻通路21。為此，冷卻系統包含從第一徑向通路17至第二徑向通路21之區域。

第二冷卻通路21係引領至被配置於中央連接件15周圍之軸向返回線23。軸向返回線23將被連接至活塞桿中的第二冷卻劑線。如同顯示活塞載體之圖19至21所見，第一及第二冷卻通路17、21係被嵌入活塞載體的前面3中且設計成開啟通路。不同於模鑄活塞的已知實施例，因此主要是活塞覆蓋件5的後側受到冷卻。

相較於其中活塞長度有三分之一至一半級數的一部分受到冷卻之習見構造，冷卻區集中在活塞載體3與活塞覆蓋件5之間的接觸區域上係導致對於冷卻劑的實質經降低需求。在習見構造、尤其是大模鑄裝備中，在實行上常不容易在所有操作條件下皆提供所需要的冷卻劑流。藉由幾乎被降低至一平面之較小的熱控制式區實質地減輕此問題。不足的冷卻劑流及因此造成的活塞部份過熱係為導致活塞組件過早磨耗之重要因素，其中可能招致實質的額外成本。

活塞之冷卻區的實質降低軸向範圍之另一優點係在於：活塞桿的附件13可被放置成較靠近於前表面，藉此顯著地降低活塞載體及因此包括活塞1的總長度。這容許在活塞1的製造中具有一降低的材料使用量及因此包括生產成本的實質降低。後者不只是由於較少量原物料的降低費用所致，將元件時常從一固體胚料被機械加工而成列入 考慮，且亦包括了工件基本上較小且因此對於機工具有較低要求之事實所致。如圖所示，本發明係容許將冷卻所需要的活塞3段降低至活塞長度的20%，後者被界定成覆蓋件5的前表面91(見下文)與活塞體部11的後邊緣24之間的距離。

活塞載體

活塞載體3顯示於圖19至21。活塞載體3的前端設有已經討論過的冷卻通路15至21。周緣溝槽25用來接收一O環。在此區位設置一O環係為一常用措施，特別是對於從200℃至300℃的操作溫度尤然。

接著係為一具有柱段29之第一卡口鎖27。各柱段29具有一相關聯的圓錐形鎖定凹部31。第一卡口鎖27用來緊固覆蓋件5(見下文)。

第一卡口鎖27之後係為一具有柱段35及鎖定凹部37之第二卡口鎖33。此第二卡口鎖33用來緊固活塞體部11(見下文)。

兩卡口鎖的一顯著特徵構造係在於：其各者分別具有六個規律配置的柱段29及35。此措施係容許以60°階部對準待與其緊固的元件以將其附接至卡口鎖並使其鎖定。尚且，柱段偏移的一半、亦即此處為30°之旋轉因此係足以達成鎖定狀態。結果係為待附接元件之一實質經簡化的操控。由於不同直徑的卡口鎖之設計，可能從活塞1的前面附接覆蓋件5及活塞體部11，其比起如同根據先前技藝將活塞體部從後部推押至載體上而言概括實質地更簡單。

在活塞載體3內側，係配置有用於活塞桿之上述附件13以及軸向返回線23及中央冷卻連接件15之開口。

活塞體部

活塞體部11顯示於圖14至16。其實質地為一在槽41被切割之套筒的形式。槽41的兩壁係設有個別的溝槽42。溝槽42係用來接取可觸及此區的液體鋁。階部44作為相同用途。應注意：活塞體部11將概括被安裝使得槽41位居操作性鑄造工具的底部。更確切來說，對於本發明用途，“位於底部”係指位於重力方向。溝槽42及階部44防止已經穿透至此區中的鋁可能藉由阻絕槽41或進入缸筒壁與活塞體部11之間而分別妨礙活塞體部11的熱膨脹或收縮。

在藉由溝槽42生成之實質呈圓柱形的空間中，係配置有軟銅的一螺栓46(圖17)。其具有在其初始狀態充填活塞體部11中的此空間之如是尺寸。由於其柔軟度，其變形將由於活塞體部11的熱性運動之緣故而容許槽11產生窄化，而不造成過度的增大磨耗力。

一設有一螺紋之徑向孔徑48係與槽41呈偏移90°。在組裝期間，鎖定螺絲50(圖18)將被插入其中藉以在緊固狀況中藉由接合於活塞載體3中的一鎖定凹部31中而鎖定活塞體部11對抗旋轉。在孔徑48與活塞體部11的前面之間，提供一標記52，其與對應標記68一起(見下文)用來在開啟與關閉卡口鎖時作為對準用。

在活塞體部11的前部及內部中，提供柱段54，活塞體部11被其緊固至第二卡口鎖33。另一特定的特徵構造 係為活塞載體11的內部之階部56，其使前部分的較小內部直徑從後部分的較大者分離。活塞體部11的階部56係倚靠於活塞載體3的對應階部58上(見圖20、21)。藉由此階部56，在活塞體部11被推往前之時產生作用的軸向力係傳遞至活塞載體3。

中間環

圖11至13顯示中間環9。中間環9在第一卡口鎖27的區域中圍繞覆蓋件5的後部份。其亦具有一槽式設計(槽59)藉以容許一熱膨脹運動。槽59的壁係設有具部份圓形橫剖面的溝槽60。並且，在組裝期間，(軟)銅的一銷係被插入，其實質地對應於銷46(圖17)。其功能對應於銷46的功能。在其前面上的周邊，中間環9係設有階部62，其用來接收鋁殘留物，類似於階部44。

相對於槽59，配置有覆蓋件5之一用於鎖定螺絲66的孔徑64(見圖23)。在孔徑64兩側上，設有標記68，其與標記52一起指示出卡口鎖的經釋放位置。盲孔徑70預定接收一定位銷72，一密封環7被其鎖定對抗旋轉(見圖2)。亦如圖22、23所見，活塞體部11在其前面上具有一內推拔狀部分74俾使前表面76重合於中間環9的後表面78但可依情況經由傾斜狀平面74接觸到覆蓋件5的後端75。軸向力因此從中間環9被直接地傳遞至活塞體部11但僅經由此傾斜狀表面被傳遞至從活塞覆蓋件5至活塞體部11之一有限範圍。

覆蓋件

覆蓋件5顯示於圖5至10。其較佳由銅製成，且不 同於活塞1之前述的外部份，其特別來說不含有利於熱膨脹之配置、諸如一槽。在覆蓋件5的內部中，具有一中空空間77，在其後部份中設有與第一卡口鎖27互補之卡口鎖79。位於前面上之中空空間77的前部分81係將接收具有冷卻裝置(冷卻通路17、19、21)之活塞載體3的前端。在卡口鎖79與中空空間77的前段81之間，設有一階部83。覆蓋件5的此階部係倚靠於活塞載體3的一對應階部85上。與形成於活塞載體3前面上之冷卻通路17、21之間的壁段一起，其形成覆蓋件5的主要支撐件，活塞1往前推期間產生的力藉其被傳遞至活塞載體3。如同在活塞體部11中(見圖16)，卡口鎖79之柱段87的一者係設有一具有一螺紋的孔徑89(見圖23)。一鎖定螺絲50被螺入此孔徑中以藉由接合在鎖定凹部31的一者中來鎖定覆蓋件對抗旋轉且對抗脫離卡口鎖。

覆蓋件5的外表面係包括一前面段，其在鑄造操作期間進入與液體金屬之接觸。其主要係由前表面91及一跟隨的傾斜狀側腹93構成，後者轉而被一圓柱形表面95所跟隨。在圓柱形表面95的後端，配置有一周緣溝槽97(見圖10)。後者係在後部被一階部99及一具有較小直徑之跟隨的第二圓柱形表面101所跟隨。在階部99及缸筒表面101之間的接面處，配置有一圓滑狀周緣溝槽103。在至少一區位，一軸向延伸的長形凹部105終結於此溝槽中。在模鑄活塞1的經安裝條件中，覆蓋件5係配合在一使凹部105位居最低可能點亦即盡可能低之位置中。後外邊緣109係為推拔狀並設有一周緣溝槽111。所提及的凹部、腔穴及溝槽係用來依 情況暫時或永久性接收至今已經穿透的液體金屬，藉以防止模鑄活塞的故障或分別特別是密封環但亦包括缸筒的增大磨耗(見下文密封環7的說明)。

密封環

密封環7顯示於圖1至7。其較佳為鋼製，亦即實質與中間環9及活塞裙11相同的材料。根據另一形態，其由比覆蓋件5更硬的一材料製成。

其具有一環的一般形狀並像中間環9及活塞體部11般為槽狀，槽115設計成一階狀槽藉以防止液體金屬予以穿過(見圖3)。特別來說，僅在兩槽側上留存階部117、119的一最小重疊之圖3的圖示係對應於密封環7之生命週期終端的一狀況。在一新且未使用的密封環中，此槽幾乎為關閉。3/10mm直到1mm之槽115的放大係被視為磨耗極限。在技藝現狀中，3公厘可被視為一上限。這對應於密封環之0.1至0.3mm及至多1公厘的直徑變異。

位居階部117、119後方之槽115的壁段121、123係設有實質半圓形橫剖面之相互面對的徑向溝槽125。具有與徑向往後且在壁121、123中進一步往內延伸的溝槽127之流體導通。溝槽125接取可能已經穿過槽115且可能進一步穿透至軸向溝槽127中之金屬(鋁)，而不損害密封環7功能或影響其用於熱膨脹的移動空間。

在內側上，近似在徑向溝槽125延長處，配置有一周緣溝槽129。位居其前部之密封環7段的內表面131係被定形藉以配置靠近地抵住覆蓋件5的缸筒表面101。如圖 22、23所見，鋁可進入活塞覆蓋件5與密封環7的間隙135中，溝槽97及129形成一額外容積以供接收熔融金屬。遵循溝槽129之階部137係變成配置於覆蓋件5的階部99上(見圖8)且因此密封住間隙135，俾使液體金屬無法進一步穿透。密封效應係由於下列事實而受改良：隨著增大的壓力，由於覆蓋件5材料的較大韌性，後者將略微地在周緣降伏於壓力，而活塞1的鋼部份則較具抗性。因此，活塞上的一較高壓力將導致階部99在階部137上的一較高接觸壓力及一因此經改良的密封效應。可進一步藉由將覆蓋件設計成在未負載狀況中不接觸於活塞載體3前表面而增強此效應。在此脈絡中亦務必使活塞體部11被實質地支撐對抗活塞1的前面施加於活塞載體3的階部58上(圖20)之一力。

相對於擴大槽115以及在密封環7的後側上，設置一定位凹部141。定位凹部141接收定位銷72的頭，而其軸則被接收於設置在中間環9中的盲孔徑70中(見圖22)。密封環7因此被固定在相對於活塞的一給定旋轉位置中。當擴大槽115位居底部、亦即缸筒中的最低點時，獲得密封環7的最好效應。

組裝/維護

藉由下列事實來區別所描述的模鑄活塞1之組裝：活塞體部3及覆蓋件5從前端被推押至活塞載體3上。實質地藉由兩個卡口鎖27、33使其成為可能，其中位於前面上的卡口鎖27具有比後卡口鎖33更小的一直徑。在後者被緊固至活塞載體3之前，密封環7及中間環9被推押至覆蓋件 5上。

進一步將注意到：使用卡口鎖係容許作一組裝而無需特殊工具。

特別是從活塞載體3朝向前面抽回覆蓋件之可能性係容許覆蓋件5作一容易拆裝以供維護用途。因此，模鑄活塞1係前進至模鑄模具腔穴中直到可近接鎖定螺絲50為止。一旦後者被解螺，覆蓋件5與密封環7及中間環9可藉由釋放卡口鎖27而一起從活塞載體3被移除。在檢修後，覆蓋件5連同密封環7及中間環9再度被緊固至活塞載體且後者被拉回至其缸筒中。藉由推拔狀後邊緣及缸筒的一圓錐形出口端，密封環當被拉回時係自動地依缸筒開口作調整。

第二實施例

圖24至26顯示根據本發明的模鑄活塞150之第二實施例。活塞載體3、活塞體部11、及中間環9、暨未特別提到之模鑄活塞150的概括所有部份係對應於第一實施例。在第二實施例中，密封環152由與活塞覆蓋件154相同的材料製成。由於這兩部份的熱膨脹因此為相同，密封環152可關閉，亦即不具有擴大槽。用於活塞覆蓋件154及密封環152的一較佳材料係為銅。

為了利於從活塞覆蓋件154移除密封環152，接觸表面156、158為傾斜狀。因此，其代表其中個別圓錐推拔朝向覆蓋件154後端之圓錐形表面。

此實施例係由於下列事實使其本身與他者作區別：例如，槽135(圖22、23)及密封環7中的間隙實質地關閉 且因此具有降低的危險使得熔融金屬可能經過密封環152穿透至活塞150後段。可能仍已穿透的金屬殘留物將受到與第一實施例所述者相同之貯器所接取。

從上文描述，熟悉該技藝者可作許多修改及補充而不脫離由申請專利範圍所界定之本發明的保護範圍。特別來說，可想見下列變異例：

-對於模鑄活塞的特定部份採用其他材料。然而，較佳地，活塞覆蓋件的材料比起活塞的剩餘部份、特別是活塞體部而言更加降伏於壓力，故覆蓋件將在熔融金屬的壓力下被壓抵住活塞體部，且因此以活塞上增大的壓力達成對抗穿透液體之一更好的密封效應。

-用於冷卻劑供應及返回之軸向通路的配置係可作不同的選擇，且特別是其可作互換。

-密封環係由一不同材料組成，特別是由一在既有操作條件(高壓力及溫度)下保存電力的鋼例如Dievar®、一種抗熱鋼組成。

-在第二實施例的一發展中，覆蓋件、密封環及中間環係設計成單一部份、較佳由銅製。

-在第二實施例中，密封環由一不同於覆蓋件的材料組成。藉由對應地調適公差而將熱膨脹差異列入考慮。

1‧‧‧模鑄活塞

3‧‧‧活塞載體

5‧‧‧活塞覆蓋件

7‧‧‧密封環

9‧‧‧中間環

11‧‧‧活塞體部/活塞裙

13‧‧‧活塞桿的附件

15‧‧‧中央冷卻連接件

17‧‧‧第一冷卻通路

19‧‧‧環線/冷卻通路

21‧‧‧第二冷卻通路/第二徑向通路

23‧‧‧軸向返回線

41‧‧‧槽

46‧‧‧銷/螺栓

58,62‧‧‧階部

72‧‧‧定位銷

74‧‧‧內推拔狀部分/傾斜狀平面

85‧‧‧階部

115‧‧‧擴大槽

125‧‧‧徑向溝槽

127‧‧‧溝槽

135‧‧‧間隙

141‧‧‧定位凹部

Claims (12)

1. 一種用於金屬模鑄之活塞，其包含一具有一覆蓋元件之活塞載體，該覆蓋元件附接至其一前面，在其一軸向長度上周緣地圍繞該活塞載體之活塞體部部件，及至少一密封環，其特徵在於該等體部部件的至少一者在軸向方向設有一槽，俾在該體部部件從其怠惰溫度(idle temperature)經歷到其操作溫度期間的熱膨脹時能夠隨著一槽寬度變化作一切線運動。
2. 如請求項1之活塞，其特徵在於至少一密封環設有一槽，俾使該密封環能夠作一切線運動以供順應熱膨脹。
3. 如請求項1之活塞，其特徵在於一密封環周緣地配置於該覆蓋元件的周邊上並由與該覆蓋元件相同的材料組成，且其中該活塞載體在被該密封環圍繞之段中包含一冷卻裝置，且該覆蓋元件及該密封環較佳由一具有至少200W/(K m)的高熱傳導率的材料，特別是銅製成，俾避免該覆蓋元件及該密封環的熱膨脹差異，並降低該覆蓋元件及該密封環的操作溫度藉以減少熱膨脹。
4. 如請求項1至3中任一項之活塞，其特徵在於提供一冷卻裝置且該冷卻裝置延伸於該覆蓋元件的前表面與該活塞體部的後邊緣之間距離的至多1/5，較佳至多1/10。
5. 如請求項1至4中任一項之活塞，其特徵在於該冷卻裝置從該前面延伸於該活塞載體長度的至多1/5且較佳至多15%。
6. 如請求項1至5中任一項之活塞，其特徵在於該冷卻裝置包括冷卻通路，其係配置於該覆蓋元件中，該覆蓋元件與跟隨該覆蓋元件之該活塞載體的一部份之間，或者於跟隨該覆蓋元件之該活塞載體的部份中，藉以冷卻至少該覆蓋元件。
7. 如請求項1至6中任一項之活塞，其特徵在於該冷卻裝置包括全部被實質地配置於單一平面中之徑向延伸的冷卻通路。
8. 如請求項1至7中任一項之活塞，其特徵在於至少一活塞體部部件及該覆蓋元件係各設有至少一卡口緊固裝置，且個別對應的卡口緊固裝置配置於該活塞載體上，配置為較遠離該活塞載體之該前面的該卡口緊固裝置比起配置為較靠近該前面者係具有一至少對等較大的直徑，俾使該活塞體部部件及該覆蓋元件可從該前面以一者位於另一者之後的方式被推押至該活塞載體上且被一旋轉運動所鎖定。
9. 如請求項1至8中任一項之活塞，其特徵在於該等卡口緊固裝置的至少一者，較佳為兩者，包含至少六個鎖定柱段，俾能夠以至多60°的階部在旋轉方向作一調整。
10. 如請求項1至9中任一項之活塞，其特徵在於該密封環的外表面係設計成接觸於被調適以容收該活塞之一缸筒的一壁，至少一接觸表面係選自該密封環的外表面及內活塞側接觸表面，較佳為兩者，具有至少一呈現一周緣或徑向凹部形式之貯器，俾使穿透該接觸表面的鑄造材 料能夠被該貯器所接收。
11. 如請求項1至10中任一項之活塞，其特徵在於該密封環的內表面如從該前表面所見，係具有一往內突起的階部且該覆蓋元件具有一互補的階部，俾使該覆蓋元件可被配置成倚靠於鋼環的階部上，其中該活塞載體在較遠離於該前表面處具有一往外突起的階部且該活塞體部具有一互補的階部，俾使鑄造材料在模鑄期間施加至該覆蓋元件的壓力可產生一作用在該密封環的覆蓋元件之間的間隙上之密封壓力，且該密封環的反制壓力係由其對於該活塞的階部之抵靠所提供。
12. 如請求項1至11中任一項之活塞，特徵在於其設計成用於模鑄非鐵金屬，較佳為鎂或鋁，且特佳為鋁。