EP1483075A2 - Plunger for a cold chamber diecasting machine - Google Patents
Plunger for a cold chamber diecasting machineInfo
- Publication number
- EP1483075A2 EP1483075A2 EP02792752A EP02792752A EP1483075A2 EP 1483075 A2 EP1483075 A2 EP 1483075A2 EP 02792752 A EP02792752 A EP 02792752A EP 02792752 A EP02792752 A EP 02792752A EP 1483075 A2 EP1483075 A2 EP 1483075A2
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- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- sealing ring
- piston
- machine according
- casting machine
- die casting
- Prior art date
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- Withdrawn
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
- B22D17/20—Accessories: Details
- B22D17/2015—Means for forcing the molten metal into the die
- B22D17/203—Injection pistons
Definitions
- the invention relates to a piston for a cold chamber die casting machine, in the casting cylinder of which the piston axially displaceably delimits a pressure chamber.
- a main problem of such pistons intended for metal die casting, for example aluminum casting, is the high wear of the sealing ring sealing the piston body against the casting cylinder due to the high temperature of the molten metal and possibly solidified metal residues which hinder the sliding movement of the piston in the casting cylinder.
- the sealing ring arranged in the region of the piston end has a stepped slot which allows the sealing ring which is axially guided on an annular projection of the piston body to expand radially and also seal against wear when worn Can create inner wall of the casting cylinder.
- the known pistons tend to fix the sealing ring on due to the melt penetrating into the ring recess and solidifying there
- the sealing ring can thus deform the casting chamber. do not adjust or only very limited, which in turn increases the wear of the sealing ring.
- the casting cylinder ends in the antechamber of the machine.
- the piston In normal casting operation, the piston is only advanced to the prechamber so that the sealing ring remains in the casting cylinder. If the melt volume is insufficient, the sealing ring can emerge from the casting cylinder and must be re-threaded via a threading cone on the end of the casting cylinder when the piston is returned.
- the threading bevel in the axial direction In conventional pistons, in which the sealing ring on the piston can be fixed by solidified material, the threading bevel in the axial direction must be very long, for example several centimeters long, in order to prevent the casting cylinder end from shearing off the sealing ring. Due to this insertion cone, the casting cylinder and the piston in conventional cold chamber die casting machines have to be specially adapted to each other.
- the invention is based on a piston for a cold chamber die casting machine, in the casting cylinder of which the piston axially displaceably delimits a pressure chamber, with a piston body and a sealing ring fixed in the region of the piston chamber on the pressure chamber side in an outer ring recess of the piston body, the piston body on the pressure chamber side via the sealing ring protrudes axially and radially overlaps the sealing ring over part of its radial thickness on the pressure chamber side, and the piston body can be cooled at least in the region of its piston face.
- the improvement according to the invention consists in that the sealing ring is movably arranged in the ring recess with play and the piston body radially overlaps the sealing ring on the pressure chamber side with a projection, the outer peripheral surface between itself and the casting cylinder limits an annular gap which can be cooled to solidification temperature in the casting operation.
- the sealing ring which is movable in the ring recess also remains sufficiently movable during operation to move because of it
- the annular gap fills with melt, which, however, partially or completely solidifies in the annular gap before it reaches the annular recess in the piston body which guides the sealing ring.
- the melt solidified in the annular gap can remain in the annular gap or it is stripped off in the course of the return stroke.
- the casting cylinder can be shortened in this way and on the other hand the piston according to the invention can be retrofitted without special adaptation of the casting chamber.
- the projection which delimits the annular gap radially on the inside can have a circumferential surface section tapering conically towards the pressure chamber on the pressure chamber side, or better a straight, circular cylindrical circumferential surface section.
- the straight, circular-cylindrical circumferential surface section ensures that the melt solidifies in whole or in part in the annular gap before it is rinsed up to the sealing ring by the operating pressure of the casting process.
- the transition to the usually axially normal end face of the piston body can be crowned and preferably in the form of a circular section in the axial longitudinal section be rounded.
- the spherical or circular segment-shaped curvature increases the area available for cooling.
- the rounded section expediently has an average radius of curvature of several millimeters.
- annular gaps that have a radial width of 0.2 to 3 mm, but preferably of 1 to 1.5 mm, adjacent to the ring recess.
- the axial or radial play of the sealing ring in the ring recess should not be too great, but ensure the free movement of the sealing ring relative to the piston body.
- An axial play of 5/100 to 1/10 mm or / and a radial play of 2/10 mm to 4/10 mm are suitable.
- the sealing ring is designed as a closed sealing ring, the outer diameter of which in the cold state is closely matched to the inner diameter of the casting cylinder in the cold state.
- the sealing ring in the casting cylinder preferably has a radial play of less than 5/100 mm, for example about 3/100 mm, in the cold state. If the casting cylinder is at operating temperature of heated to 250 ° C, for example, its diameter can expand by a few hundredths or even tenths of a millimeter compared to the closed sealing ring, without the sealing of the piston being impaired relative to the casting cylinder. At the operating temperature, such a sealing ring has a comparatively large play with the casting cylinder and, accordingly, it wears out only slightly during operation. The life of the sealing ring is considerably increased in this way.
- the projection of the piston body delimits the ring recess on the pressure chamber side and the projection is fastened to the piston body in a manner that is removable during operation.
- the ring recess is accessible from the end face of the piston body, so that the sealing ring can be fitted axially without any problems.
- not only slotted sealing rings can be used with this type of fastening, but also ring-shaped sealing rings which fit snugly in the casting cylinder, but can compensate for deformations of the casting cylinder due to their play relative to the piston body. It goes without saying that such a configuration of the piston body, which facilitates the exchange of the sealing ring, can also be used with other piston variants, in particular those without an annular gap that solidifies the melt.
- the removable design of the projection has independent inventive importance.
- the component forming the projection determines the shape of the piston front. Since this component can be removed from the piston body, the front of the piston can be varied and adapted to the requirements of the die casting machine without the entire piston having to be specially manufactured.
- the projection can be formed by an operationally removable end cover of the piston body.
- Such an end cover expediently extends over the entire end face of the piston and can 02 12585
- the front cover can have a central screw attachment with which it engages in a central threaded opening of the piston body.
- the screw attachment can be directly connected to coolant inside the piston.
- the end cover must be able to withstand the casting pressure during operation. In individual cases, cooling of the face in the area of the end face may be impeded, in particular if the end cover is solid.
- the front cover contains one or more coolant channels connected to coolant circulation channels of the piston.
- the end cover can contain a plurality of radially extending cooling channels arranged distributed in the circumferential direction.
- a sealing ring can be provided for sealing the end cover relative to the piston body, or a sealing cone is formed on / on the end cover and / or the sleeve part.
- this central recess is designed as a tool engagement recess with a polygonal contour, for example, in order to facilitate screwing or unscrewing the end cover from the piston body.
- the projection delimiting the ring recess of the sealing ring can also be formed by an operationally removable end ring of the piston body, for example in the form of a ring nut or the like, which is screwed onto a threaded shoulder of the piston body.
- the coolant of the piston body can be designed conventionally.
- the piston body can be a cap which is placed on a piston rod which forms the coolant feeds and is fastened there.
- a suitable embodiment, in which the cap is held on the piston rod by means of a bayonet connection without any problems, is described in EP 0 525 229 A.
- FIG. 1 shows a partially broken axial longitudinal section through a piston according to the invention of a cold chamber die casting machine for metal die casting
- FIG. 3 shows an axial longitudinal section through a second variant of the piston; 4 shows an axial longitudinal section through a third variant of the piston, and FIG. 5 shows an axial longitudinal section through an end cover of the piston along a line V-V in FIG. 4.
- Fig. 1 shows a piston generally designated 1 of a cold chamber die casting machine, in the casting cylinder indicated at 3 by a dash-dotted line, the piston 1 axially displaceably delimits a pressure chamber 5 containing the molten metal.
- the piston 1 has a cap-shaped piston body 7, which will be explained in more detail below, and is detachably fastened by means of a bayonet connection 9 to the end of a piston carrier 11 on the pressure chamber side.
- the bayonet connection 9 locks the piston body 7 axially fixed to the piston carrier 11.
- a locking screw 1 3 prevents unintentional loosening of the piston body 7. Details of a suitable bayonet connection are described in EP 0 525 229 A.
- a tubular section-shaped sealing ring 19 is arranged in an annular recess 17 encircling the outer circumference and seals the piston 1 against the inner jacket of the casting cylinder 3.
- the piston 1 shown has only a single sealing ring. In individual cases, however, one or more additional sealing rings can be provided on the side of the sealing ring 19 remote from the pressure chamber, i
- the piston 7 is cooled in the region of its end face 15 and the sealing ring 19 adjacent to it.
- the piston carrier 11 is hollow and contains, coaxially, a pipe 23 which opens near the end face 15 in a chamber 21 which may be formed by a plurality of radial channels, for the supply of the coolant.
- the chamber 21 is connected via axial channels 23 and an annular space 25 as well as one or more radial channels 27 to the cavity 29 of the piston carrier 11 containing the tube 23.
- the coolant is supplied to the end chamber 21 via the pipe 23 and flows through the piston 1 via the channels 23, the annular space 25 and the channel 27 and the cavity 29. Details of a suitable cooling system are again described in EP 0 525 229 A.
- the piston body 7 consists of a tubular cylindrical sleeve part 31 which has at its end facing the pressure chamber 5 the ring recess 19 receiving the sealing ring 17.
- an end cover 33 forming the end face 15 engages, which is screwed sealed with a screw extension 35 adapted to the inside diameter of the sleeve part 31 into a central thread 37 cut into the sleeve part 31.
- the end face 39 of the screw attachment 35 which faces axially away from the pressure chamber 5, simultaneously forms the boundary wall of the chamber 21 on the pressure chamber side and ensures direct coolant contact of the end cover 33.
- a sealing ring surrounding the screw attachment 33 42 seals the end cover 33 against the sleeve part 31.
- engagement openings 41 are provided for a screwing tool.
- the end cover 33 engages with a radial ring projection 43 not only in the radial direction on the pressure-chamber-side end face of the sleeve part 31, but also on the pressure-chamber end face of the sealing ring 17.
- the end of the projection 43 which faces the sleeve part 31 and is remote from the pressure chamber forms a boundary surface of the ring recess 19, so that the sealing ring 17 can be easily fitted or exchanged when the end cover 33 is unscrewed.
- the parting plane between the end cover 33 and the sleeve part 31 can also run at a different location than shown in FIG. 1.
- the ring recess 19 can extend into the end cover 33 or extend overall in the end cover 33, in which case the sleeve part 31 then forms only a boundary surface of the ring recess otherwise provided in the end cover 33.
- the ring recess 19 is dimensioned such that the sealing ring 17 has a slight play of less than 0.2 mm, preferably 5/100 mm to 1/10 mm in the axial direction and in the axial direction and in the radial direction relative to the piston 1 has less than 0.7 mm, preferably between 0.2 and 0.4 mm in the radial direction.
- annular gap 47 is formed, the radial width of which is so small in the area adjacent to the sealing ring 17 that metal melt penetrating into the annular gap 47 completely or partially solidifies in the annular gap 47 due to the cooling of the piston 1 before the melt seals the sealing ring 17 reached.
- annular preliminary seal is formed from completely or partially solidified melt, which prevents the melt from penetrating into the clearance gap of the sealing ring 17 or between the sealing ring 17 and the casting cylinder 3.
- the sealing ring 17 can thus move freely in the ring recess 19 relative to the piston body 7, which considerably reduces the wear of the sealing ring 17.
- the melt solidified in the annular gap 47 can be stripped off; but it can also remain in the annular gap 47 for the next stroke.
- the radial thickness of the annular gap 47 next to the sealing ring 17 is between 0.2 to 3 mm.
- a radial thickness of 1 to 1.5 mm has proven to be particularly suitable.
- the peripheral surface 45 of the projection 43 has a steeply conical shape which merges into the end face 15 via a rounding. This circumferential design ensures that even in the case of an annular gap 47 with a comparatively small thickness, the solidified melt can optionally be stripped off.
- the melt which solidifies completely or partially in the annular gap 47 forms a type of pre-seal, on the basis of which the requirements for the sealing effect of the sealing ring 19 can be reduced.
- the sealing ring 19, which is an annular sealing ring, has one
- the piston 1a shown in FIG. 2 differs from the piston from FIG. 1 essentially only in the outer contour of the end cover 33a, in particular in the area of the annular gap 47a. Components 9 to 13, 21 to 29 and 35 to 41 are not shown, but are present.
- the circumferential surface 45 delimiting the annular gap 47 of the piston 1 from FIG. 1 is conical in the region of the annular gap 47
- the circumferential surface 45a of the projection 43a is designed as a straight circular cylinder in a circumferential surface area 49 adjoining the sealing ring 17a End surface 15a passes section 51, which is circular in cross section.
- This design has the advantage that the cylindrical section 49, which is a few millimeters in the axial direction, for example 2 to 4 mm long, can be made so long that the melt penetrating into the annular gap 47a from the pressure chamber 5a will certainly solidify sufficiently before it seals the sealing ring 17a can achieve.
- the circular arc region 51 connecting the cylindrical region 49 to the end face 15a has the advantage of the largest possible surface compared to the conical approximation form from FIG. 1, which benefits the cooling of the melt in the front region of the annular gap 47a.
- annular groove 53 machined into the piston body 7a, which improves the sealing of the piston, since it can absorb melt residues stripped from the sealing ring 17a.
- Such a groove can also be provided in the variant of FIG. 1.
- Fig. 3 shows a piston 1 b
- the piston body 7b is integrally formed as a cap.
- the end cover 33b forming the end face 15b is integrally and non-detachably connected to the sleeve part 31b of the piston body 7b which is detachably fastened to the piston carrier (not shown).
- a bayonet connection can again be provided for the fastening, as is realized in the piston of FIG. 1 with the components 9 to 13.
- the cooling device with the components 21 to 29 from FIG. 1 is likewise not shown, but is present.
- the projection 43b which together with the casting cylinder 3b delimits the annular gap 47b and radially overlaps the sealing ring 17b, is provided on an annular nut 55 which is screwed onto a threaded shoulder 57 of the piston body 7b projecting towards the pressure chamber 5b.
- the ring nut 55 delimits the ring recess 19b receiving the sealing ring 17b on the pressure chamber side in such a way that the sealing ring 17b is guided in the ring recess 19b with radial and axial play.
- the peripheral surface 45b of the projection 43b extends on the pressure chamber side to the annular recess 19b in the form of a straight circular cylinder 49b, as has already been explained with reference to FIG.
- the region 49b merges into a steeply conical region 59 on the pressure chamber side, and is rounded at 63 to form a stop flange 61 of the ring nut 55 which radially inwardly extends over the threaded shoulder 57.
- the ring nut 55 forms a recess 65 axially countersunk in the piston toward the end face 15b, the peripheral surface of which has a polygonal contour, for example a hexagonal contour, and at the same time forms a " tool receiving opening for screwing the ring nut 55 on and off.
- the recess 65 also brings the melt closer to the coolant system arranged in the interior of the piston.
- the circumferential surface 45b together with the casting cylinder 3b in turn forms an annular gap 47b in which the Melt can solidify early, before it can reach the sealing ring 1 7b and its gap.
- the end cover 33 is in heat transfer contact with the coolant on the end face 39 of its screw attachment 35.
- the heat transfer path in the screw attachment 35 adds. Under certain massive end covers, this can adversely affect the cooling properties of the piston 1 in the area of the annular gap 47 and in the area of the end face 15.
- 4 and 5 show a variant of a piston 1c, the piston body 7c of which is in turn formed from a sleeve part 31c and an end cover 33c screwed into the sleeve part 31c by means of a screw attachment 35c.
- the end cover 33c delimits an annular recess 17c in the pressure chamber 5c with a projection 43c, in which the sealing ring 19c formed as a closed ring is fixed with both axial and radial play.
- the outer contour of the projection 43c has a contour corresponding to the exemplary embodiment in FIG. 2 and forms an annular gap 47c between it and the inner jacket of the casting cylinder 3c, in which, for the preliminary sealing of the sealing ring 1 9c, the melt can solidify in whole or in part.
- the sealing ring 19c and the game column are dimensioned in accordance with the explanations for Fig. 1.
- the tube 23c supplying the coolant or coolant ends in a central blind hole 67 in the end face 39c remote from the pressure chamber 5c of the front cover 33c.
- radial channels 69 extend evenly distributed in the circumferential direction, which are closed at their radially outer ends by screw plugs 71 and otherwise connected by transverse channels 73 to the annular space 25c collecting the outflowing coolant are.
- the coolant is removed from the annular space 25c in the manner explained with reference to FIG. 1. Since the channels run in the end cover 69, the heat transfer path between 'is shortened the end face 15c and the projection 43c to the cooling system.
- a central recess 75 is axially recessed in the end face 15c of the end cover 33c, which brings the end face 15c closer to the cooling channels 69, thereby improving the cooling of the end face 15c.
- the peripheral surface of the recess 75 has a polygonal contour, for example the shape of a hexagon, and forms the tool engagement opening 41c for screwing the front cover 33c in and out.
- the sealing of the end cover 33c relative to the sleeve part 31c takes place by means of cone surfaces which are assigned to one another in the region of the radially inner end edge of the sleeve part 31c, as is indicated at 77.
- the cone angle of the end cover 33c is dimensioned somewhat smaller than the cone angle of the sleeve part 31c.
- sealing rings can be used in the circumferential direction.
- the sealing ring can also be designed as a slotted ring, in particular a step-shaped slotted ring.
- the sealing ring has a rectangular contour and is seated in a substantially rectangular shape
- sealing rings with a different contour can also be used, provided that they are guided on the piston with axial and radial play.
- the sealing ring can only be guided in a ring recess over part of its axial length, and over another part it can be fixed on an annular shoulder of the piston, as is described, for example, in EP 0 423 413 A or EP 0 525 229 A.
- the sealing rings have an outer contour in the form of a straight cylinder.
- This contour can also be designed differently.
- the outer contour of the sealing ring can taper conically or step-wise towards the side remote from the pressure chamber, so that the sealing ring only rests on the casting cylinder in an area adjacent to the pressure chamber.
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Abstract
The invention relates to a plunger for a cold chamber diecasting machine in whose casting cylinder (3) the plunger (1) defines a pressure chamber (5) for the molten metal in an axially displaceable manner. The plunger (1) has a plunger base (7) and a sealing ring (17) that is fixed in the range of the pressure chamber-side plunger front in an outer annular recess (19) of the plunger base (7). The plunger base (7) axially projects beyond the sealing ring on the pressure chamber side and radially extends on the pressure chamber side across the sealing ring across a part of its radial thickness. The plunger base (7) can be cooled at least in the area of its plunger front (15). The sealing ring (17) is movably disposed with a radial and axial play in the annular recess (19). A projection (43) of the plunger base (7) that radially extends across the sealing ring (17) defines with its outer peripheral surface (46) an annular gap (47) between itself and the casting cylinder, said annular gap being cooled to solidification temperature during casting. The melt that solidifies in the annular gap (47) additionally seals the sealing ring (17) and prevents the melt from reaching the play of the sealing ring (17) or getting between the sealing ring (17) and the casting cylinder (3), thereby reducing wear of the sealing ring (17).
Description
Kolben für eine Kaltkammer-DruckgießmaschinePiston for a cold chamber die casting machine
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft einen Kolben für eine Kaltkammer-Druckgießmaschine, in deren Gießzylinder der Kolben axial verschiebbar eine Druckkammer begrenzt. SThe invention relates to a piston for a cold chamber die casting machine, in the casting cylinder of which the piston axially displaceably delimits a pressure chamber. S
Ein Hauptproblem solcher für den Metalldruckguss, beispielsweise Alumini- umguss, bestimmter Kolben ist der hohe Verschleiß des den Kolbenkörper gegenüber dem Gießzylinder abdichtenden Dichtrings aufgrund der hohen Temperatur der Metallschmelze und evtl. erstarrter Metallreste, die die Gleitbewegung des Kolbens in dem Gießzylinder behindern.A main problem of such pistons intended for metal die casting, for example aluminum casting, is the high wear of the sealing ring sealing the piston body against the casting cylinder due to the high temperature of the molten metal and possibly solidified metal residues which hinder the sliding movement of the piston in the casting cylinder.
Bei herkömmlichen Kolben, wie sie beispielsweise aus EP 423 413 A bekannt sind, hat der im Bereich der Kolbenstirn angeordnete Dichtring einen Stufenschlitz, der es erlaubt, dass der an einem Ringvorsprung des Kolbenkörpers axial geführte Dichtring sich radial aufweiten und auch bei Abnutzung abdichtend an die Innenwand des Gießzylinders anlegen kann.In conventional pistons, as are known, for example, from EP 423 413 A, the sealing ring arranged in the region of the piston end has a stepped slot which allows the sealing ring which is axially guided on an annular projection of the piston body to expand radially and also seal against wear when worn Can create inner wall of the casting cylinder.
Aus EP 1 197 279 A ist es bekannt, den Dichtring in einer Ringaussparung des Kolbenkörpers im Bereich der Kolbenstirn anzuordnen und diese Ringaussparung über axiale Nuten zur Kolbenstirn hin zu öffnen. Über die axialen Nuten wird während des Gießvorgangs Schmelze unter den Dichtring gepresst. Die in der Ringaussparung erstarrende Schmelze presst den Dichtring bei Verschleiß gegen den Gießzylinder.From EP 1 197 279 A it is known to arrange the sealing ring in an annular recess in the piston body in the region of the piston end and to open this ring recess via axial grooves towards the piston end. During the casting process, melt is pressed under the sealing ring via the axial grooves. The melt solidifying in the ring recess presses the sealing ring against the casting cylinder when it is worn.
Die bekannten Kolben neigen aufgrund der in die Ringaussparung eindrin- genden und dort erstarrenden Schmelze zur Fixierung des Dichtrings amThe known pistons tend to fix the sealing ring on due to the melt penetrating into the ring recess and solidifying there
Kolbenumfang. Der Dichtring kann sich damit Verformungen der Gießkam-
mer nicht oder nur noch sehr begrenzt anpassen, was wiederum den Verschleiß des Dichtrings verstärkt.Piston circumference. The sealing ring can thus deform the casting chamber. do not adjust or only very limited, which in turn increases the wear of the sealing ring.
Der Gießzylinder endet in der Vorkammer der Maschine. Im normalen Gießbetrieb wird der Kolben nur soweit zur Vorkammer vorgeschoben, dass der Dichtring im Gießzylinder bleibt. Bei ungenügendem Schmelzevolumen kann der Dichtring aus dem Gießzylinder austreten und muss beim Rückhub des Kolbens über einen Einfädelkonus an der Gießzylinderstirn wieder eingefädelt weden. Bei herkömmlichen Kolben, bei welchen der Dichtring am Kolben durch erstarrtes Material fixiert sein kann, muss die Einfädelschräge in axialer Richtung sehr lang, beispielsweise mehrere Zentimenter lang sein, um zu verhindern, dass die Gießzylinderstirn den Dichtring abschert. Aufgrund dieses Einführkonus muss der Gießzylinder und der Kolben bei herkömmlichen Kaltkammer-Druckgießmaschinen speziell anein- ander angepasst werden.The casting cylinder ends in the antechamber of the machine. In normal casting operation, the piston is only advanced to the prechamber so that the sealing ring remains in the casting cylinder. If the melt volume is insufficient, the sealing ring can emerge from the casting cylinder and must be re-threaded via a threading cone on the end of the casting cylinder when the piston is returned. In conventional pistons, in which the sealing ring on the piston can be fixed by solidified material, the threading bevel in the axial direction must be very long, for example several centimeters long, in order to prevent the casting cylinder end from shearing off the sealing ring. Due to this insertion cone, the casting cylinder and the piston in conventional cold chamber die casting machines have to be specially adapted to each other.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Kolben für eine Kaltkammer-Druckgießmaschine mit verringerter Dichtringabnutzung anzugeben.It is an object of the invention to provide a piston for a cold chamber die casting machine with reduced seal ring wear.
Die Erfindung geht aus von einem Kolben für eine Kaltkammer-Druckgießmaschine, in deren Gießzylinder der Kolben axial verschiebbar eine Druckkammer begrenzt, mit einem Kolbenkörper und einem im Bereich der druckkammerseitigen Kolbenstirn in einer äußeren Ringaussparung des Kolbenkörpers fixierten Dichtring, wobei der Kolbenkörper druckkammerseitig über den Dichtring axial vorsteht und den Dichtring über einen Teil seiner radialen Dicke druckkammerseitig radial übergreift und wobei der Kolbenkörper zumindest im Bereich seiner Kolbenstirn kühlbar ist.The invention is based on a piston for a cold chamber die casting machine, in the casting cylinder of which the piston axially displaceably delimits a pressure chamber, with a piston body and a sealing ring fixed in the region of the piston chamber on the pressure chamber side in an outer ring recess of the piston body, the piston body on the pressure chamber side via the sealing ring protrudes axially and radially overlaps the sealing ring over part of its radial thickness on the pressure chamber side, and the piston body can be cooled at least in the region of its piston face.
Die erfindungsgemäße Verbesserung besteht darin, dass der Dichtring mit Spiel beweglich in der Ringaussparung angeordnet ist und der Kolbenkörper den Dichtring druckkammerseitig mit einem Vorsprung radial übergreift,
dessen äußere Umfangsfläche zwischen sich und dem Gießzylinder einen im Gießbetrieb auf Erstarrungstemperatur kühlbaren Ringspalt begrenzt.The improvement according to the invention consists in that the sealing ring is movably arranged in the ring recess with play and the piston body radially overlaps the sealing ring on the pressure chamber side with a projection, the outer peripheral surface between itself and the casting cylinder limits an annular gap which can be cooled to solidification temperature in the casting operation.
Bei einem solchen Kolben bleibt der in der Ringaussparung bewegliche Dichtring auch im Betrieb hinreichend beweglich, um sich aufgrund seinerIn the case of such a piston, the sealing ring which is movable in the ring recess also remains sufficiently movable during operation to move because of it
Eigenelastizität der Form des Gießzylinders anpassen zu können. Anders als bei herkömmlichen Kolben dichtet die in dem druckkammerseitig demTo be able to adapt the elasticity of the shape of the casting cylinder. In contrast to conventional pistons, this seals in the pressure chamber
Dichtring vorgelagerten Ringspalt erstarrende Schmelze die Ringaussparung und den Dichtring soweit ab, dass die Beweglichkeit des Dichtrings nicht unzulässig beeinträchtigt wird. Während des Druckhubs des Kolbens füllt sich der Ringspalt mit Schmelze, die jedoch in dem Ringspalt teilweise oder ganz erstarrt, bevor sie die den Dichtring führende Ringaussparung des Kolbenkörpers erreicht. Beim Rückhub des Kolbens kann die in dem Ringspalt erstarrte Schmelze in dem Ringspalt verbleiben oder aber sie wird im Verlauf des Rückhubs abgestreift. Da die radiale Beweglichkeit des Dichtrings relativ zum Kolbenkörper nicht beeinträchtigt wird, genügt'ein bereits relativ kurzer Einführkonus am formseitigen Ende des Gießzylinders, um bei einem Überhub, bei welchem der Dichtring aus dem Gießzylinder ausgetreten ist, wieder in den Gießzylinder beim Rückhub einfädeln zu können. Einerseits kann auf diese Weise der Gießzylinder verkürzt werden und andererseits kann der erfindungsgemäße Kolben ohne spezielle Anpassung der Gießkammer nachgerüstet werden.Melt solidifying the sealing ring in front of the annular gap, the ring recess and the sealing ring to such an extent that the mobility of the sealing ring is not impaired inadmissibly. During the pressure stroke of the piston, the annular gap fills with melt, which, however, partially or completely solidifies in the annular gap before it reaches the annular recess in the piston body which guides the sealing ring. During the return stroke of the piston, the melt solidified in the annular gap can remain in the annular gap or it is stripped off in the course of the return stroke. Since the radial mobility of the sealing ring relative to the piston body is not impaired, a relatively short insertion cone at the mold-side end of the casting cylinder is sufficient to be able to thread it back into the casting cylinder on the return stroke in the event of an overstroke in which the sealing ring has emerged from the casting cylinder , On the one hand the casting cylinder can be shortened in this way and on the other hand the piston according to the invention can be retrofitted without special adaptation of the casting chamber.
Der den Ringspalt radial innen begrenzende Vorsprung kann druckkarnmer- seitig an die Ringaussparung anschließend einen zur Druckkammer hin sich konisch verjüngenden Umfangsflächenabschnitt oder besser einen geraden, kreiszylindrischen Umfangsflächenabschnitt haben. Insbesondere der gerade, kreiszylindrische Umfangsflächenabschnitt sorgt dafür, dass die Schmelze in dem Ringspalt ganz oder teilweise erstarrt, bevor sie von dem Betriebsdruck des Gießvorgangs bis an den Dichtring gespült wird. Der Übergang zur üblicherweise achsnormalen Stirnseite des Kolbenkörpers kann ballig und im Axiallängsschnitt vorzugsweise kreisabschnittförmig
gerundet sein. Die ballige oder kreisabschnittförmige Rundung vergrößert die zur Kühlung zur Verfügung stehende Fläche. Zweckmäßigerweise hat der gerundete Abschnitt einen mittleren Krümmungsradius von mehreren Millimetern.The projection which delimits the annular gap radially on the inside can have a circumferential surface section tapering conically towards the pressure chamber on the pressure chamber side, or better a straight, circular cylindrical circumferential surface section. In particular, the straight, circular-cylindrical circumferential surface section ensures that the melt solidifies in whole or in part in the annular gap before it is rinsed up to the sealing ring by the operating pressure of the casting process. The transition to the usually axially normal end face of the piston body can be crowned and preferably in the form of a circular section in the axial longitudinal section be rounded. The spherical or circular segment-shaped curvature increases the area available for cooling. The rounded section expediently has an average radius of curvature of several millimeters.
In der Praxis hat sich eine axiale Länge des die Schmelze zur Erstarrung bringenden Bereichs des Vorsprungs des Kolbenkörpers von 10 bis 20 mm als ausreichend erwiesen. Geeignet sind Ringspalte, die angrenzend an die Ringaussparung eine radiale Breite von 0,2 bis 3 mm, vorzugsweise jedoch von 1 bis 1 ,5 mm haben.In practice, an axial length of 10 to 20 mm of the area of the projection of the piston body that solidifies the melt has proven to be sufficient. Suitable are annular gaps that have a radial width of 0.2 to 3 mm, but preferably of 1 to 1.5 mm, adjacent to the ring recess.
Das axiale oder radiale Spiel des Dichtrings in der Ringaussparung sollte nicht allzu groß sein, jedoch die freie Beweglichkeit des Dichtrings relativ zum Kolbenkörper sicherstellen. Geeignet ist ein axiales Spiel von 5/100 bis 1 /10 mm oder/und ein radiales Spiel von 2/10 mm bis 4/10 mm.The axial or radial play of the sealing ring in the ring recess should not be too great, but ensure the free movement of the sealing ring relative to the piston body. An axial play of 5/100 to 1/10 mm or / and a radial play of 2/10 mm to 4/10 mm are suitable.
/ Herkömmliche Dichtringe sind vielfach geschlitzt, so dass sie sich aufgrund ihrer radialen Eigenelastizität an den Innenmantel des Gießzylinders anlegen können. Es hat sich jedoch gezeigt, dass geschlitzte Dichtringe der im Betrieb vielfach auftretenden Konturverformung des Gießzylinders nur unzureichend folgen können, was die Dichtwirkung bei beispielsweise elyptisch verformten Gießzylindern mindert. Im Rahmen der Erfindung sorgt die druckkammerseitig in dem Ringspalt zwischen Kolbenstirn und Gießzylinder ganz oder teilweise erstarrende Schmelze für eine Vorabdichtung des Kolbens und dementsprechend sind im Betrieb des erfindungsgemäßen Kolbens vergleichsweise große Dichtspalte zwischen Dichtring und Gießzylinder zulässig. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Dichtring als geschlossener Dichtring ausgebildet, dessen Außendurchmesser im kalten Zustand dem Innendurchmesser des Gießzylinders im kalten Zustand eng angepasst ist. Vorzugsweise hat der Dichtring in dem Gießzylinder im kalten Zustand ein radiales Spiel von weniger als 5/100 mm, beispielsweise etwa 3/100 mm. Wird der Gießzylinder auf Betriebstemperatur von bei-
spielsweise 250°C erwärmt, so kann sich sein Durchmesser gegenüber dem geschlossenen Dichtring durchaus um einige hundertstel oder gar zehntel Millimeter aufweiten, ohne dass die Abdichtung des Kolbens relativ zum Gießzylinder beeinträchtigt wird. Bei Betriebstemperatur hat ein der- artiger Dichtring vergleichsweise großes Spiel zum Gießzylinder und dementsprechend nutzt er sich im Betrieb nur wenig ab. Die Lebensdauer des Dichtrings wird auf diese Weise beträchtlich erhöht./ Conventional sealing rings are often slotted so that they can rest against the inner surface of the casting cylinder due to their inherent radial elasticity. However, it has been shown that slotted sealing rings can only inadequately follow the contour deformation of the casting cylinder that occurs during operation, which reduces the sealing effect in, for example, Egyptian deformed casting cylinders. Within the scope of the invention, the melt which solidifies in whole or in part in the annular gap between the piston end and the casting cylinder provides for a preliminary sealing of the piston and, accordingly, comparatively large sealing gaps between the sealing ring and the casting cylinder are permissible in the operation of the piston according to the invention. In a preferred embodiment, the sealing ring is designed as a closed sealing ring, the outer diameter of which in the cold state is closely matched to the inner diameter of the casting cylinder in the cold state. The sealing ring in the casting cylinder preferably has a radial play of less than 5/100 mm, for example about 3/100 mm, in the cold state. If the casting cylinder is at operating temperature of heated to 250 ° C, for example, its diameter can expand by a few hundredths or even tenths of a millimeter compared to the closed sealing ring, without the sealing of the piston being impaired relative to the casting cylinder. At the operating temperature, such a sealing ring has a comparatively large play with the casting cylinder and, accordingly, it wears out only slightly during operation. The life of the sealing ring is considerably increased in this way.
Um das Auswechseln des Dichtrings zu erleichtern, begrenzt der Vorsprung des Kolbenkörpers mit seiner druckkammerfernen Stirnseite die Ringaussparung druckkammerseitig und der Vorsprung ist betriebsmäßig abnehmbar am Kolbenkörper befestigt. Bei abgenommenem Vorsprung ist die Ringaussparung von der Stirnseite des Kolbenkörpers her zugänglich, so dass der Dichtring problemlos axial aufgesteckt werden kann. Insbesondere können bei dieser Art der Befestigung nicht nur geschlitzte Dichtringe benutzt werden, sondern auch ringförmig geschlossene Dichtrihge, die in dem Gießzylinder engpassend sitzen, jedoch aufgrund ihres Spiels relativ zum Kolbenkörper Deformationen des Gießzylinders ausgleichen können. Es versteht sich, dass eine solche Ausgestaltung des Kolbenkörpers, die das Auswechseln des Dichtrings erleichtert, auch bei anderen Kolbenvarianten, insbesondere solchen ohne einen die Schmelze zur Erstarrung bringenden Ringspalt zum Einsatz kommen können. Die abnehmbare Ausgestaltung des Vorsprungs hat selbständige erfinderische Bedeutung.In order to facilitate the replacement of the sealing ring, the projection of the piston body, with its end face remote from the pressure chamber, delimits the ring recess on the pressure chamber side and the projection is fastened to the piston body in a manner that is removable during operation. When the protrusion is removed, the ring recess is accessible from the end face of the piston body, so that the sealing ring can be fitted axially without any problems. In particular, not only slotted sealing rings can be used with this type of fastening, but also ring-shaped sealing rings which fit snugly in the casting cylinder, but can compensate for deformations of the casting cylinder due to their play relative to the piston body. It goes without saying that such a configuration of the piston body, which facilitates the exchange of the sealing ring, can also be used with other piston variants, in particular those without an annular gap that solidifies the melt. The removable design of the projection has independent inventive importance.
Das den Vorsprung bildende Bauteil bestimmt die Form der Kolbenfront. Da dieses Bauteil vom Kolbenkörper abnehmbar ist, kann die Front des Kolbens variiert und den Anforderungen der Druckgießmaschine angepasst werden, ohne dass der gesamte Kolben speziell gefertigt werden muss.The component forming the projection determines the shape of the piston front. Since this component can be removed from the piston body, the front of the piston can be varied and adapted to the requirements of the die casting machine without the entire piston having to be specially manufactured.
Der Vorsprung kann durch einen betriebsmäßig abnehmbaren Stirndeckel des Kolbenkörpers gebildet sein. Ein solcher Stirndeckel erstreckt sich zweckmäßigerweise über die gesamte Stirnseite des Kolbens und kann
02 12585The projection can be formed by an operationally removable end cover of the piston body. Such an end cover expediently extends over the entire end face of the piston and can 02 12585
- 6 - damit vom Inneren des Kolbens her gut gekühlt werden, was der Kühlung des durch den Umfang gebildeten Ringspalts zugute kommt. Beispielsweise kann der Stirndeckel einen zentrischen Schraubansatz haben, mit dem er in eine zentrische Gewindeöffnung des Kolbenkörpers eingreift. Der Schrau- benansatz kann im Inneren des Kolbens direkt mit Kühlmittel in Verbindung gebracht werden.- 6 - so that they are well cooled from the inside of the piston, which benefits the cooling of the annular gap formed by the circumference. For example, the front cover can have a central screw attachment with which it engages in a central threaded opening of the piston body. The screw attachment can be directly connected to coolant inside the piston.
Der Stirndeckel muss dem Gießdruck im Betrieb widerstehen können. Im Einzelfall kann es insbesondere bei massiver Gestaltung des Stirndeckels zu einer Behinderung seiner Kühlung im Bereich der Stirnfläche kommen. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist deshalb vorgesehen, dass der Stirndeckel ein oder mehrere mit Kühlmittelzirkulationskanälen des Kolbens verbundene Kühlmittelkanäle enthält. Beispielsweise kann der Stirndeckel mehrere in Umfangsrichtung verteilt angeordnete, radial verlaufende Kühl- kanäle enthalten. Für die Abdichtung des Stirndeckels relativ zum Kolbenkörper kann ein Dichtungsring vorgesehen sein, oder aber an /dem Stim- deckel oder/und dem Hülsenteil ist ein Dichtungskonus angeformt.The end cover must be able to withstand the casting pressure during operation. In individual cases, cooling of the face in the area of the end face may be impeded, in particular if the end cover is solid. In a preferred embodiment it is therefore provided that the front cover contains one or more coolant channels connected to coolant circulation channels of the piston. For example, the end cover can contain a plurality of radially extending cooling channels arranged distributed in the circumferential direction. A sealing ring can be provided for sealing the end cover relative to the piston body, or a sealing cone is formed on / on the end cover and / or the sleeve part.
Als günstig hat es sich erwiesen, wenn der Stirndeckel eine zentrische Aussparung hat, so dass die Schmelze im zentralen Bereich seiner Stirnseite näher an das im Kolben vorgesehene Kühlsystem herangebracht werden kann. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist diese zentrische Aussparung als Werkzeugeingriffsaussparung mit beispielsweise Polygonkontur ausgebildet, um das An- bzw. Abschrauben des Stirndeckels von dem Kolbenkörper zu erleichtern.It has proven to be advantageous if the end cover has a central recess, so that the melt in the central region of its end face can be brought closer to the cooling system provided in the piston. In a preferred embodiment, this central recess is designed as a tool engagement recess with a polygonal contour, for example, in order to facilitate screwing or unscrewing the end cover from the piston body.
Alternativ kann der die Ringaussparung des Dichtrings begrenzende Vorsprung jedoch auch durch einen betriebsmäßig abnehmbaren Stirnring des Kolbenkörpers, beispielsweise in Form einer Ringmutter oder dergleichen, gebildet sein, die auf einen Gewindeansatz des Kolbenkörpers geschraubt ist.
Die Kühlmittel des Kolbenkörpers können herkömmlich gestaltet sein. Beispielsweise kann es sich bei dem Kolbenkörper um eine Kappe handeln, die auf eine die Kühlmittelzuführungen bildende Kolbenstange aufgesetzt und dort befestigt ist. Eine geeignete Ausführungsform, bei welcher die Kappe mittels einer Bajonettverbindung auf der Kolbenstange problemlos auswechselbar gehalten ist, ist in EP 0 525 229 A beschrieben.Alternatively, the projection delimiting the ring recess of the sealing ring can also be formed by an operationally removable end ring of the piston body, for example in the form of a ring nut or the like, which is screwed onto a threaded shoulder of the piston body. The coolant of the piston body can be designed conventionally. For example, the piston body can be a cap which is placed on a piston rod which forms the coolant feeds and is fastened there. A suitable embodiment, in which the cap is held on the piston rod by means of a bayonet connection without any problems, is described in EP 0 525 229 A.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigt:The invention is explained in more detail below with reference to a drawing. Here shows:
Fig. 1 einen teilweise aufgebrochenen Axiallängsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Kolben einer Kaltkammer-Druckgießmaschine für Metall- druckguss;1 shows a partially broken axial longitudinal section through a piston according to the invention of a cold chamber die casting machine for metal die casting;
Fig. 2 einen teilweisen Axiallängsschnitt durch eine erste Variante des Kolbens;2 shows a partial axial longitudinal section through a first variant of the piston;
Fig. 3 einen Axiallängsschnitt durch eine zweite Variante des Kolbens; Fig. 4 einen Axiallängsschnitt durch eine dritte Variante des Kolbens und Fig. 5 einen Axiallängsschnitt durch einen Stirndeckel des Kolbens gesehen entlang einer Linie V-V in Fig. 4.3 shows an axial longitudinal section through a second variant of the piston; 4 shows an axial longitudinal section through a third variant of the piston, and FIG. 5 shows an axial longitudinal section through an end cover of the piston along a line V-V in FIG. 4.
Fig. 1 zeigt einen allgemein mit 1 bezeichneten Kolben einer Kaltkammer- Druckgießmaschine, in deren bei 3 durch eine strichpunktierte Linie angedeuteten Gießzylinder der Kolben 1 axial verschiebbar eine die Metallschmelze enthaltende Druckkammer 5 begrenzt. Der Kolben 1 hat einen nachfolgend noch näher erläuterten kappenförmigen Kolbenkörper 7, der mittels einer Bajonettverbindung 9 am druckkammerseitigen Ende eines Kolbenträgers 1 1 lösbar befestigt ist. Die Bajonettverbindung 9 verriegelt den Kolbenkörper 7 axial fest an den Kolbenträger 1 1 . Eine Sicherungsschraube 1 3 verhindert unbeabsichtigtes Lösen des Kolbenkörpers 7. Einzelheiten einer geeigneten Bajonettverbindung sind in EP 0 525 229 A beschrieben.
Am Außenumfang des Kolbenkörpers 7 ist im Bereich seiner der Druckkammer 5 zugewandten Stirnseite 15 in einer am Außenumfang umlaufenden Ringaussparung 17 ein rohrabschnittförmiger Dichtring 19 angeordnet, der dem Kolben 1 gegen den Innenmantel des Gießzylinders 3 abdichtet. Der dargestellte Kolben 1 hat lediglich einen einzigen Dichtring. Im Einzelfall können jedoch auf der druckkammerfernen Seite des Dichtrings 19 in axialem Abstand von diesem ein oder mehrere weitere Dichtringe vorgesehen sein, iFig. 1 shows a piston generally designated 1 of a cold chamber die casting machine, in the casting cylinder indicated at 3 by a dash-dotted line, the piston 1 axially displaceably delimits a pressure chamber 5 containing the molten metal. The piston 1 has a cap-shaped piston body 7, which will be explained in more detail below, and is detachably fastened by means of a bayonet connection 9 to the end of a piston carrier 11 on the pressure chamber side. The bayonet connection 9 locks the piston body 7 axially fixed to the piston carrier 11. A locking screw 1 3 prevents unintentional loosening of the piston body 7. Details of a suitable bayonet connection are described in EP 0 525 229 A. On the outer circumference of the piston body 7, in the region of its end face 15 facing the pressure chamber 5, a tubular section-shaped sealing ring 19 is arranged in an annular recess 17 encircling the outer circumference and seals the piston 1 against the inner jacket of the casting cylinder 3. The piston 1 shown has only a single sealing ring. In individual cases, however, one or more additional sealing rings can be provided on the side of the sealing ring 19 remote from the pressure chamber, i
Der Kolben 7 ist im Bereich seiner Stirnseite 15 und des dazu benachbarten Dichtrings 19 gekühlt. Hierzu ist der Kόlbenträger 1 1 hohl ausgebildet und enthält koaxial ein nahe der Stirnseite 15 in einer gegebenenfalls durch mehrere radiale Kanäle gebildeten Kammer 21 mündendes Rohr 23 für die Zuführung des Kühlmittels. Die Kammer 21 ist über axiale Kanäle 23 und einen Ringraum 25 sowie einen oder mehrere radiale Kanäle 27 mit dem das Rohr 23 enthaltenden Hohlraum 29 des Kolbenträgers 1 1 verbunden. Das Kühlmittel wird im dargestellten Ausführungsbeispiel über das Rohr 23 der stirnseitigen Kammer 21 zugeführt und strömt über die Kanäle 23, den Ringraum 25 sowie den Kanal 27 und dem Hohlraum 29 durch den Kolb- en 1 . Einzelheiten eines geeigneten Kühlsystems sind wiederum in EP 0 525 229 A beschrieben.The piston 7 is cooled in the region of its end face 15 and the sealing ring 19 adjacent to it. For this purpose, the piston carrier 11 is hollow and contains, coaxially, a pipe 23 which opens near the end face 15 in a chamber 21 which may be formed by a plurality of radial channels, for the supply of the coolant. The chamber 21 is connected via axial channels 23 and an annular space 25 as well as one or more radial channels 27 to the cavity 29 of the piston carrier 11 containing the tube 23. In the exemplary embodiment shown, the coolant is supplied to the end chamber 21 via the pipe 23 and flows through the piston 1 via the channels 23, the annular space 25 and the channel 27 and the cavity 29. Details of a suitable cooling system are again described in EP 0 525 229 A.
Der Kolbenkörper 7 besteht aus einem rohrzylindrischen Hülsenteil 31 , das an seinem der Druckkammer 5 zugewandten Ende die den Dichtring 17 aufnehmende Ringaussparung 19 aufweist. Vor die Ringaussparung 19 greift ein die Stirnfläche 15 bildender Stirndeckel 33, der mit einem dem Innendurchmesser des Hülsenteils 31 angepassten Schraubansatz 35 in ein in dem Hülsenteil 31 eingeschnittenes, zentrisches Gewinde 37 abgedichtet eingeschraubt ist. Die der Druckkammer 5 axial abgewandte Stirnfläche 39 des Schraubansatzes 35 bildet zugleich die druckkammerseitige Begrenzungswand der Kammer 21 und sorgt für einen direkten Kühlmittelkontakt des Stirndeckels 33. Ein den Schraubansatz 33 umschließender Dichtring
42 dichtet den Stirndeckel 33 gegen das Hülsenteil 31 ab. An der Stirnseite 15 des Stirndeckels 33 sind Eingriffsöffnungen 41 für ein Schraubwerkzeug vorgesehen.The piston body 7 consists of a tubular cylindrical sleeve part 31 which has at its end facing the pressure chamber 5 the ring recess 19 receiving the sealing ring 17. In front of the ring recess 19, an end cover 33 forming the end face 15 engages, which is screwed sealed with a screw extension 35 adapted to the inside diameter of the sleeve part 31 into a central thread 37 cut into the sleeve part 31. The end face 39 of the screw attachment 35, which faces axially away from the pressure chamber 5, simultaneously forms the boundary wall of the chamber 21 on the pressure chamber side and ensures direct coolant contact of the end cover 33. A sealing ring surrounding the screw attachment 33 42 seals the end cover 33 against the sleeve part 31. On the end face 15 of the end cover 33, engagement openings 41 are provided for a screwing tool.
Der Stirndeckel 33 übergreift mit einem radialen Ringvorsprung 43 nicht nur die druckkammerseitige Stirnfläche des Hülsenteils 31 , sondern auch die druckkammerseitige Stirnfläche des Dichtrings 17 in radialer Richtung. Die dem 'Hülsenteil 31 zugewandte, druckkammerfeme Stirnseite des Vorsprungs 43 bildet eine Begrenzungsfläche der Ringaussparung 19, so dass der Dichtring 17 bei abgeschraubtem Stirndeckel 33 problemlos montiert oder getauscht werden, kann. Es versteht sich, dass die Teilungsebene zwischen dem Stirndeckel 33 und dem Hülsenteil 31 auch an einer anderen Stelle als in Fig. 1 dargestellt verlaufen kann. Beispielsweise kann sich die Ringaussparung 19 bis in den Stirndeckel 33 hinein erstrecken oder aber insgesamt im Stirndeckel 33 verlaufen, wobei dann das Hülsenteil 31 lediglich eine Begrenzungsfläche der ansonsten im Stiπ deckel 33 vorgesehenen Ringaussparung bildet.The end cover 33 engages with a radial ring projection 43 not only in the radial direction on the pressure-chamber-side end face of the sleeve part 31, but also on the pressure-chamber end face of the sealing ring 17. The end of the projection 43 which faces the sleeve part 31 and is remote from the pressure chamber forms a boundary surface of the ring recess 19, so that the sealing ring 17 can be easily fitted or exchanged when the end cover 33 is unscrewed. It goes without saying that the parting plane between the end cover 33 and the sleeve part 31 can also run at a different location than shown in FIG. 1. For example, the ring recess 19 can extend into the end cover 33 or extend overall in the end cover 33, in which case the sleeve part 31 then forms only a boundary surface of the ring recess otherwise provided in the end cover 33.
Die Ringausnehmung 19 ist so bemessen, dass der Dichtring 17 sowohl in axialer Richtung als auch in radialer Richtung relativ zum Kolben 1 ein geringes Spiel von weniger als 0,2 mm, vorzugsweise 5/100 mm bis 1 /10 mm in axialer Richtung und von weniger als 0,7 mm, vorzugsweise zwischen 0,2 und 0,4 mm in radialer Richtung hat. Um zu verhindern, dass unter Betriebsdruck stehende Metallschmelze in die durch das Spiel gebilde- ten Ringspalte zwischen dem Dichtring 17 und den Begrenzungsflächen der Ringaussparung 19 eindringt, ist zwischen der bei 45 dargestellten äußeren Umfangsfläche des Vorsprungs 43 des Stirndeckels 33 und der inneren Umfangsfläche des Gießzylinders 3 ein Ringspalt 47 gebildet, dessen radiale Breite in dem an den Dichtring 17 angrenzenden Bereich so gering gewählt ist, dass in den Ringspalt 47 eindringende Metallschmelze aufgrund der Kühlung des Kolbens 1 in dem Ringspalt 47 ganz oder teilweise erstarrt, bevor die Schmelze den Dichtring 17 erreicht. In dem Ringspalt 47
02 12585The ring recess 19 is dimensioned such that the sealing ring 17 has a slight play of less than 0.2 mm, preferably 5/100 mm to 1/10 mm in the axial direction and in the axial direction and in the radial direction relative to the piston 1 has less than 0.7 mm, preferably between 0.2 and 0.4 mm in the radial direction. In order to prevent metal melt under operating pressure from penetrating into the annular gaps formed by the play between the sealing ring 17 and the boundary surfaces of the ring recess 19, there is between the outer peripheral surface of the projection 43 shown at 45 of the end cover 33 and the inner peripheral surface of the casting cylinder 3, an annular gap 47 is formed, the radial width of which is so small in the area adjacent to the sealing ring 17 that metal melt penetrating into the annular gap 47 completely or partially solidifies in the annular gap 47 due to the cooling of the piston 1 before the melt seals the sealing ring 17 reached. In the annular gap 47 02 12585
- 10 - bildet sich auf diese Weise eine ringförmige Vorabdichtung aus ganz oder teilweise erstarrter Schmelze, die verhindert, dass die Schmelze in die Spielspalte des Dichtrings 17 oder zwischen den Dichtring 17 und den Gießzylinder 3 eindringt. Der Dichtring 17 kann sich damit in der Ringaussparung 19 relativ zum Kolbenkörper 7 frei bewegen, was den Verschleiß des Dichtrings 17 beträchtlich mindert. Während des Rückhubs des Kolbenkörpers 7 kann die in dem Ringspalt 47 erstarrte Schmelze abgestreift werden; sie kann aber auch in dem Ringspalt 47 für den nächsten Hub verbleiben.In this way, an annular preliminary seal is formed from completely or partially solidified melt, which prevents the melt from penetrating into the clearance gap of the sealing ring 17 or between the sealing ring 17 and the casting cylinder 3. The sealing ring 17 can thus move freely in the ring recess 19 relative to the piston body 7, which considerably reduces the wear of the sealing ring 17. During the return stroke of the piston body 7, the melt solidified in the annular gap 47 can be stripped off; but it can also remain in the annular gap 47 for the next stroke.
Um in den Ringspalt 47 eindringende Metallschmelze hinreichend abzukühlen, beträgt die radiale Dicke des Ringspalts 47 nächst dem Dichtring 17 zwischen 0,2 bis 3 mm. Als geeignet hat sich insbesondere eine radiale Dicke von 1 bis 1 ,5 mm erwiesen.In order to cool the metal melt penetrating into the annular gap 47 sufficiently, the radial thickness of the annular gap 47 next to the sealing ring 17 is between 0.2 to 3 mm. A radial thickness of 1 to 1.5 mm has proven to be particularly suitable.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 hat die Umfangsfläche 45 des Vorsprungs 43 steilkonische Form, die über eine Rundung in die Stirnfläche 15 übergeht. Diese Umfangsgestaltung sorgt dafür, dass auch bei einem Ringspalt 47 mit vergleichsweise geringer Dicke die erstarrte Schmelze gegebenenfalls abgestreift werden kann.In the exemplary embodiment in FIG. 1, the peripheral surface 45 of the projection 43 has a steeply conical shape which merges into the end face 15 via a rounding. This circumferential design ensures that even in the case of an annular gap 47 with a comparatively small thickness, the solidified melt can optionally be stripped off.
Die in dem Ringspalt 47 ganz oder teilweise erstarrende Schmelze bildet eine Art Vordichtung, aufgrund der die Anforderungen an die Dichtwirkung des Dichtrings 19 verringert werden können. Der Dichtring 19, bei dem es sich um einen ringförmig geschlossenen Dichtring handelt, hat einenThe melt which solidifies completely or partially in the annular gap 47 forms a type of pre-seal, on the basis of which the requirements for the sealing effect of the sealing ring 19 can be reduced. The sealing ring 19, which is an annular sealing ring, has one
Außendurchmesser, der eng passend mit einem radialen Spiel von weniger als 5/100 mm, beispielsweise etwa 3/100 mm im kalten Zustand in die gleichfalls kalte Bohrung des Gießzylinders 3 eingepasst ist. Im Gießbetrieb weitet sich der Gießzylinder 3 gegenüber dem Dichtring 19 auf, beispiels- weise um mehrere 1 /100 mm bis 1 /10 oder 2/10 mm auf. Dieses Spiel wird durch die erwähnte Vordichtung aus erstarrtem Gießmaterial dennoch hinreichend abgedichtet. Da nur wenig oder keine Schmelze zwischen den
Dichtring 1 9 -und den Gießzylinder 3 eindringt, wird der Verschleiß des Dichtrings 1 9 stark gemindert. Alternativ können aber auch geschlitzte Dichtringe benutzt werden, wie sie beispielsweise in EP 0 423 41 3 A für einen Dichtring mit Stufenschlitz erläutert sind.Outside diameter, which fits tightly with a radial play of less than 5/100 mm, for example about 3/100 mm in the cold state in the likewise cold bore of the casting cylinder 3. In the casting operation, the casting cylinder 3 widens relative to the sealing ring 19, for example by several 1/100 mm to 1/10 or 2/10 mm. This game is sufficiently sealed by the aforementioned pre-seal made of solidified casting material. Since there is little or no melt between the Sealing ring 1 9 - and the casting cylinder 3 penetrates, the wear of the sealing ring 1 9 is greatly reduced. Alternatively, however, slotted sealing rings can also be used, as are described, for example, in EP 0 423 41 3 A for a sealing ring with a stepped slot.
Im Folgenden werden Varianten des anhand von Fig. 1 erläuterten Kolbens beschrieben. Gleichwirkende Komponenten sind mit den Bezugszahlen aus Fig. 1 bezeichnet und zur Unterscheidung mit einem Buchstaben versehen. Für die Erläuterung des Aufbaus und der Wirkungsweise der nachfolgend erläuterten Varianten wird jeweils auf die vorangegangene Beschreibung Bezug genommen.Variants of the piston explained with reference to FIG. 1 are described below. Components having the same effect are designated with the reference numbers from FIG. 1 and provided with a letter to distinguish them. For the explanation of the structure and the mode of operation of the variants explained below, reference is made in each case to the preceding description.
Der in Fig. 2 dargestellte Kolben 1 a unterscheidet sich von dem Kolben aus Fig. 1 im Wesentlichen nur durch die Außenkontur des Stirndeckels 33a, insbesondere im Bereich des Ringspalts 47a. Die Komponenten 9 bis 13, 21 bis 29 und 35 bis 41 sind nicht dargestellt, jedoch vorhanden.The piston 1a shown in FIG. 2 differs from the piston from FIG. 1 essentially only in the outer contour of the end cover 33a, in particular in the area of the annular gap 47a. Components 9 to 13, 21 to 29 and 35 to 41 are not shown, but are present.
Während die den Ringspalt 47 des Kolbens 1 aus Fig. 1 begrenzende Umfangsfläche 45 im Bereich des Ringspalts 47 konisch verläuft, ist die Umfangsfläche 45a des Vorsprungs 43a in einem an den Dichtring 17a angrenzenden Umf angsf lächenbereich 49 als gerader Kreiszylinder ausgebildet, der in einen zur Stirnfläche 15a führenden im Querschnitt kreisbogenförmigen Abschnitt 51 übergeht. Diese Gestaltung hat den Vorteil, dass der in axialer Richtung einige Millimeter, z.B. 2 bis 4 mm lange zylindrische Abschnitt 49 so lang gemacht werden kann, dass die in den Ringspalt 47a aus dem Druckraum 5a eindringende Schmelze mit Sicherheit hinreichend erstarrt, bevor sie den Dichtring 17a erreichen kann. Der den zylindrischen Bereich 49 mit der Stirnfläche 15a verbindende Kreisbogenbereich 51 hat, verglichen mit der konischen Annäherungsform aus Fig. 1 den Vorteil größtmöglicher Oberfläche, was der Kühlung der Schmelze im vorderen Bereich des Ringspalts 47a zugute kommt.
Wie Fig. 2 zeigt, schließt sich auf der druckkammerfernen Seite des Dichtrings 17a eine in den Kolbenkörper 7a eingearbeitete Ringnut 53 an, die die Abdichtung des Kolbens verbessert, da sie vom Dichtring 17a abgestreifte Schmelzreste aufnehmen kann. Eine derartige Nut kann auch bei der Va- riante der Fig. 1 vorgesehen sein.While the circumferential surface 45 delimiting the annular gap 47 of the piston 1 from FIG. 1 is conical in the region of the annular gap 47, the circumferential surface 45a of the projection 43a is designed as a straight circular cylinder in a circumferential surface area 49 adjoining the sealing ring 17a End surface 15a passes section 51, which is circular in cross section. This design has the advantage that the cylindrical section 49, which is a few millimeters in the axial direction, for example 2 to 4 mm long, can be made so long that the melt penetrating into the annular gap 47a from the pressure chamber 5a will certainly solidify sufficiently before it seals the sealing ring 17a can achieve. The circular arc region 51 connecting the cylindrical region 49 to the end face 15a has the advantage of the largest possible surface compared to the conical approximation form from FIG. 1, which benefits the cooling of the melt in the front region of the annular gap 47a. As shown in FIG. 2, on the side of the sealing ring 17a remote from the pressure chamber, there is an annular groove 53 machined into the piston body 7a, which improves the sealing of the piston, since it can absorb melt residues stripped from the sealing ring 17a. Such a groove can also be provided in the variant of FIG. 1.
Fig. 3 zeigt einen Kolben 1 b, dessen Kolbenkörper 7b einteilig als Kappe ausgebildet ist. Bei diesem Kolben ist der die Stirnfläche 15b bildende Stirndeckel 33b einteilig und nicht lösbar mit dem abnehmbar an dem nicht näher dargestellten Kolbenträger befestigten Hülsenteil 31 b des Kolbenkörpers 7b verbunden. Für die Befestigung kann wieder eine Bajonettverbindung vorgesehen sein, wie sie bei dem Kolben der Fig. 1 mit den Komponenten 9 bis 13 realisiert ist. Die Kühleinrichtung mit den Komponenten 21 bis 29 aus Fig. 1 ist gleichfalls nicht dargestellt, jedoch vorhanden.Fig. 3 shows a piston 1 b, the piston body 7b is integrally formed as a cap. In the case of this piston, the end cover 33b forming the end face 15b is integrally and non-detachably connected to the sleeve part 31b of the piston body 7b which is detachably fastened to the piston carrier (not shown). A bayonet connection can again be provided for the fastening, as is realized in the piston of FIG. 1 with the components 9 to 13. The cooling device with the components 21 to 29 from FIG. 1 is likewise not shown, but is present.
Der zusammen mit dem Gießzylinder 3b den Ringspalt 47b begrenzende, den Dichtring 17b radial übergreifende Vorsprung 43b ist an einer Ringmutter 55 vorgesehen, die auf einen zur Druckkammer 5b vorspringenden Gewindeansatz 57 des Kolbenkörpers 7b aufgeschraubt ist. Auch bei dieser Variante begrenzt die Ringmutter 55 die den Dichtring 17b aufnehmende Ringaussparung 19b druckkammerseitig und zwar so, dass der Dichtring 17b mit radialem und axialem Spiel in der Ringaussparung 19b geführt ist. Die Umfangsfläche 45b des Vorsprungs 43b verläuft druckkammerseitig an die Ringaussparung 19b anschließend in Form eines geraden Kreiszylinders 49b, wie dies anhand von Fig. 2 bereits erläutert wurde, über eine axiale Länge von einigen Millimetern. Der Bereich 49b geht druckkammerseitig in einen steilkonusförmigen Bereich 59 über, und ist zu einem den Gewindeansatz 57 radial nach innen übergreifenden Anschlagflansch 61 der Ringmutter 55 bei 63 gerundet. Die Ringmutter 55 bildet zur Stirn- fläche 15b hin eine in den Kolben axial eingesenkte Aussparung 65, deren Umfangsfläche Polygonkontur, beispielsweise Sechseckkontur hat und
zugleich eine" Werkzeugaufnahmeöffnung zum Auf- und Abschrauben der Ringmutter 55 bildet. Die Aussparung 65 bringt darüber hinaus die Schmelze näher an das im Inneren des Kolbens angeordnete Kühlmittelsystem heran. Die Umfangsfläche 45b bildet zusammen mit dem Gießzylinder 3b wiederum einen Ringspalt 47b, in welchem die Schmelze frühzeitig erstarren kann, bevor sie den Dichtring 1 7b und dessen Spielspalte erreichen kann.The projection 43b, which together with the casting cylinder 3b delimits the annular gap 47b and radially overlaps the sealing ring 17b, is provided on an annular nut 55 which is screwed onto a threaded shoulder 57 of the piston body 7b projecting towards the pressure chamber 5b. In this variant too, the ring nut 55 delimits the ring recess 19b receiving the sealing ring 17b on the pressure chamber side in such a way that the sealing ring 17b is guided in the ring recess 19b with radial and axial play. The peripheral surface 45b of the projection 43b extends on the pressure chamber side to the annular recess 19b in the form of a straight circular cylinder 49b, as has already been explained with reference to FIG. 2, over an axial length of a few millimeters. The region 49b merges into a steeply conical region 59 on the pressure chamber side, and is rounded at 63 to form a stop flange 61 of the ring nut 55 which radially inwardly extends over the threaded shoulder 57. The ring nut 55 forms a recess 65 axially countersunk in the piston toward the end face 15b, the peripheral surface of which has a polygonal contour, for example a hexagonal contour, and at the same time forms a " tool receiving opening for screwing the ring nut 55 on and off. The recess 65 also brings the melt closer to the coolant system arranged in the interior of the piston. The circumferential surface 45b together with the casting cylinder 3b in turn forms an annular gap 47b in which the Melt can solidify early, before it can reach the sealing ring 1 7b and its gap.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 steht der Stirndeckel 33 an der Stirn- fläche 39 seines Schraubansatzes 35 in Wärmeübergangskontakt mit dem Kühlmittel. Zu dem Wärmeübertragungsweg in dem Ringvorsprung 43 und zu der Stirnseite 1 5 hin addiert sich der Wärmeübertragungsweg in dem Schraubansatz 35. Dies kann unter Umständen bei besonders massiven Stirndeckeln die Kühleigenschaften des Kolbens 1 im Bereich des Ringspalts 47 und im Bereich der Stirnseite 15 ungünstig beeinflussen. Die Fig. 4 und 5 zeigen eine Variante eines Kolbens 1 c, dessen Kolbenkörper 7c wiederum aus einem Hülsenteil 31 c und einem stirnseitig mittels eines Schraubansatzes 35c in den Hülsenteil 31 c geschraubten Stirndeckel 33c gebildet ist. Der Stirndeckel 33c begrenzt wiederum zur Druckkammer 5c hin mit einem Vorsprung 43c eine Ringaussparung 1 7c, in welcher der als geschlossener Ring ausgebildete Dichtring 1 9c sowohl mit axialem als auch radialem Spiel fixiert ist. Die Außenkontur des Vorsprungs 43c hat eine Kontur entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 und bildet zwischen sich und dem Innenmantel des Gießzylinders 3c einen Ringspalt 47c, in dem zur Vorabdichtung des Dichtrings 1 9c Schmelze ganz oder teilweise erstarren kann. Der Dichtring 19c und die Spielspalte sind entsprechend den Erläuterungen zu Fig. 1 bemessen.In the exemplary embodiment in FIG. 1, the end cover 33 is in heat transfer contact with the coolant on the end face 39 of its screw attachment 35. In addition to the heat transfer path in the ring projection 43 and to the end face 15, the heat transfer path in the screw attachment 35 adds. Under certain massive end covers, this can adversely affect the cooling properties of the piston 1 in the area of the annular gap 47 and in the area of the end face 15. 4 and 5 show a variant of a piston 1c, the piston body 7c of which is in turn formed from a sleeve part 31c and an end cover 33c screwed into the sleeve part 31c by means of a screw attachment 35c. The end cover 33c in turn delimits an annular recess 17c in the pressure chamber 5c with a projection 43c, in which the sealing ring 19c formed as a closed ring is fixed with both axial and radial play. The outer contour of the projection 43c has a contour corresponding to the exemplary embodiment in FIG. 2 and forms an annular gap 47c between it and the inner jacket of the casting cylinder 3c, in which, for the preliminary sealing of the sealing ring 1 9c, the melt can solidify in whole or in part. The sealing ring 19c and the game column are dimensioned in accordance with the explanations for Fig. 1.
Um den Wärmeübertragungsweg vom Kühlsystem des Kolbens 1 c zur Stirnseite 1 5c und zum Bereich des Vorsprungs 43c zu verkürzen, endet das die Kühlflüssigkeit bzw. das Kühlmittel zuführende Rohr 23c in einem zentrischen Sackloch 67 in der zur Druckkammer 5c fernen Stirnseite 39c
des Stirndeckels 33c. Von dem Sackloch 67 gehen, wie am besten Fig. 5 zeigt, in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilte, radiale Kanäle 69 aus, die an ihren radial äußeren Enden durch Schraubstöpsel 71 verschlossen sind und im übrigen durch Querkanäle 73 mit dem das abströmende Kühlmittel sammelnden Ringraum 25c verbunden sind. Aus dem Ringraum 25c wird das Kühlmittel in der anhand von Fig. 1 erläuterten Weise abgeführt. Da die Kanäle 69 in dem Stirndeckel verlaufen, wird der Wärmeübertragungsweg zwischen 'der Stirnseite 15c sowie dem Vorsprung 43c zum Kühlsystem verkürzt.In order to shorten the heat transfer path from the cooling system of the piston 1 c to the end face 1 5c and to the region of the projection 43c, the tube 23c supplying the coolant or coolant ends in a central blind hole 67 in the end face 39c remote from the pressure chamber 5c of the front cover 33c. From the blind hole 67, as best shown in FIG. 5, radial channels 69 extend evenly distributed in the circumferential direction, which are closed at their radially outer ends by screw plugs 71 and otherwise connected by transverse channels 73 to the annular space 25c collecting the outflowing coolant are. The coolant is removed from the annular space 25c in the manner explained with reference to FIG. 1. Since the channels run in the end cover 69, the heat transfer path between 'is shortened the end face 15c and the projection 43c to the cooling system.
In der Stirnseite 15c des Stirndeckels 33c ist eine zentrische Aussparung 75 axial eingesenkt, die die Stirnseite 15c den Kühlkanälen 69 annähert, wodurch die Kühlung der Stirnseite 15c verbessert wird. Die Umfangsfläche der Aussparung 75 hat Polygonkontur, beispielsweise die Form eines Sechsecks und bildet die Werkzeugeingriffsöffnung 41 c zum Ein- und Ausschrauben des Stirndeckels 33c. Die Abdichtung des Stirnd'eckels 33c relativ zum Hülsenteil 31 c erfolgt durch einander zugeordnete Konusflächen im Bereich der radial inneren Stirnkante des Hülsenteils 31 c, wie dies bei 77 angedeutet ist. Der Konuswinkel des Stirndeckels 33c ist hierbei etwas kleiner bemessen als der Konuswinkel des Hülsenteils 31 c.A central recess 75 is axially recessed in the end face 15c of the end cover 33c, which brings the end face 15c closer to the cooling channels 69, thereby improving the cooling of the end face 15c. The peripheral surface of the recess 75 has a polygonal contour, for example the shape of a hexagon, and forms the tool engagement opening 41c for screwing the front cover 33c in and out. The sealing of the end cover 33c relative to the sleeve part 31c takes place by means of cone surfaces which are assigned to one another in the region of the radially inner end edge of the sleeve part 31c, as is indicated at 77. The cone angle of the end cover 33c is dimensioned somewhat smaller than the cone angle of the sleeve part 31c.
Da der zusammen mit dem Gießkolben den abdichtenden Ringspalt bildende stirnseitige Vorsprung an einem abnehmbaren Teil vorgesehen ist, können in Umfangsrichtung geschlossene Dichtringe benutzt werden. In sämtlichen vorstehend erläuterten Varianten des Kolbens kann der Dichtring auch als geschlitzter Ring, insbesondere stufenförmig geschlitzter Ring, ausgebildet sein.Since the frontal projection forming the sealing annular gap together with the casting piston is provided on a removable part, closed sealing rings can be used in the circumferential direction. In all of the variants of the piston explained above, the sealing ring can also be designed as a slotted ring, in particular a step-shaped slotted ring.
In den dargestellten Ausführungsbeispielen hat der Dichtring jeweils Recht- eckkontur und sitzt in einer im Wesentlichen rechtwinklig begrenztenIn the exemplary embodiments shown, the sealing ring has a rectangular contour and is seated in a substantially rectangular shape
Ringaussparung am Außenumfang des Kolbens. Es versteht sich, dass auch Dichtringe mit anderer Kontur verwendet werden können, soweit sie
mit axialem und radialem Spiel an dem Kolben geführt sind. Beispielsweise kann der Dichtring nur über einen Teil seiner axialen Länge in einer Ringaussparung geführt sein und über einen anderen Teil kann er auf einer Ringschulter des Kolbens fixiert sein, wie dies beispielsweise in EP 0 423 413 A oder EP 0 525 229 A beschrieben ist.Ring recess on the outer circumference of the piston. It goes without saying that sealing rings with a different contour can also be used, provided that they are guided on the piston with axial and radial play. For example, the sealing ring can only be guided in a ring recess over part of its axial length, and over another part it can be fixed on an annular shoulder of the piston, as is described, for example, in EP 0 423 413 A or EP 0 525 229 A.
In den vorangegangen erläuterten Varianten der Dichtringe haben die Dichtringe eine Außenkontur in Form eines geraden Zylinders. Auch diese Kontur kann abweichend gestaltet sein. Beispielsweise kann sich die Außenkbntur des Dichtrings zur druckkammerfernen Seite konisch oder stufenförmig verjüngen, so dass der Dichtring nur in einem der Druckkammer benachbarten Bereich an dem Gießzylinder anliegt.
In the variants of the sealing rings explained above, the sealing rings have an outer contour in the form of a straight cylinder. This contour can also be designed differently. For example, the outer contour of the sealing ring can taper conically or step-wise towards the side remote from the pressure chamber, so that the sealing ring only rests on the casting cylinder in an area adjacent to the pressure chamber.
Claims
AnsprücheExpectations
Kolben für eine Kaltkammer-Druckgießmaschine, in deren Gießzylinder (3) der Kolben (1 ) axial verschiebbar eine Druckkammer (5) begrenzt, mit einem Kolbenkörper (7) und einem im Bereich der druckkammerseitigen Kolbenstirn (15) in einer äußeren Ringaussparung (19) des Kolbenkörpers (7) fixierten Dichtring (17), wobei der Kolbenkörper (7) druckkammerseitig über den Dichtring (17) axial vorsteht und den Dichtring (17) über einen Teil seiner radialen Dicke druckkammerseitig radial übergreift und wobei der Kolbenkörper (7) zumindest im Bereich seiner Kolbenstirn (15) kühlbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (17) mit Spiel beweglich in der Ringaussparung (19) angeordnet ist und der Kolbenkörper (7) den Dichtring (17) druckkammerseitig mit einem Vorsprung (43) radial übergreift, dessen äußere Umfangsfläche (45) zwischen sich und dem Gießzylinder (3) dem Dichtring (17) druckkammerseitig benachbart einen im Gießbetrieb auf Erstarrungstemperatur kühlbaren Ringspalt (47) begrenzt.Piston for a cold chamber die casting machine, in the casting cylinder (3) of which the piston (1) axially displaceably delimits a pressure chamber (5), with a piston body (7) and one in the area of the piston chamber-side piston end (15) in an outer ring recess (19) of the piston body (7) fixed sealing ring (17), the piston body (7) projecting axially on the pressure chamber side over the sealing ring (17) and radially overlapping the sealing ring (17) over part of its radial thickness on the pressure chamber side and wherein the piston body (7) at least in The area of its piston face (15) can be cooled, characterized in that the sealing ring (17) is movably arranged in the ring recess (19) with play and the piston body (7) radially overlaps the sealing ring (17) on the pressure chamber side with a projection (43). the outer peripheral surface (45) between itself and the casting cylinder (3) adjacent to the sealing ring (17) on the pressure chamber side is a ring which can be cooled to solidification temperature in the casting operation gap (47) limited.
Kaltkammer-Druckgießmaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (43) druckkammerseitig an die Ringaussparung (19) anschließend einen zur Druckkammer (5) hin sich konisch verjüngenden Umfangsflächenabschnitt (45) oder einen geraden, kreiszylindrischen Umfangsflächenabschnitt (49a, b) hat.Cold chamber die casting machine according to claim 1, characterized in that the projection (43) on the pressure chamber side to the ring recess (19) has a circumferential surface section (45) which tapers conically towards the pressure chamber (5) or a straight, circular cylindrical peripheral surface section (49a, b) ,
Kaltkammer-Druckgießmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der konische (45) oder der gerade, kreiszylindrische (49a, b) Umfangsflächenabschnitt in einem ballig, im Axiallängsschnitt insbesondere kreisabschnittförmig gerundetenCold chamber die casting machine according to claim 2, characterized in that the conical (45) or the straight, circular cylindrical (49a, b) circumferential surface section in a crowned, in the axial longitudinal section in particular circular section rounded
Abschnitt (51 ; 63) in die Stirnseite des Kolbenkörpers (7) übergeht.
Section (51; 63) merges into the end face of the piston body (7).
4. Kaltkammer-Druckgießmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der gerade, kreiszylindrische Abschnitt (49a, b) eine axiale Länge von einigen Millimetern, insbesondere 2 bis 6 mm, hat.4. Cold chamber die casting machine according to claim 2 or 3, characterized in that the straight, circular cylindrical section (49a, b) has an axial length of a few millimeters, in particular 2 to 6 mm.
5. Kaltkammer-Druckgießmaschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der gerundete Abschnitt (51 ; 63) einen mittleren Krümmungsradius von mehreren Millimetern hat.5. Cold chamber die casting machine according to claim 3 or 4, characterized in that the rounded section (51; 63) has an average radius of curvature of several millimeters.
6. Kaltkammer-Druckgießmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringspalt (47) angrenzend an die Ringaussparung (1 9) eine radiale Breite von 0,2 bis 3 mm, insbesondere 1 bis 1 ,5 mm, hat.6. Cold chamber die casting machine according to one of claims 2 to 5, characterized in that the annular gap (47) adjacent to the ring recess (1 9) has a radial width of 0.2 to 3 mm, in particular 1 to 1, 5 mm ,
7. Kaltkammer-Druckgießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (1 7) in der Ringaussparung (1 9) ein axiales Spiel von weniger als 2/10 mm, insbesondere von 5/100 mm bis 1 /10 mm, hat.7. Cold chamber die casting machine according to one of claims 1 to 6, characterized in that the sealing ring (1 7) in the ring recess (1 9) has an axial play of less than 2/10 mm, in particular from 5/100 mm to 1 / 10 mm.
8. Kaltkammer-Druckgießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (1 7) relativ zum Kolbenkörper (7) ein radiales Spiel von 1 /10 bis 7/10 mm, insbesondere 2/10 bis 4/10 mm, hat.8. Cold chamber die casting machine according to one of claims 1 to 7, characterized in that the sealing ring (1 7) relative to the piston body (7) has a radial play of 1/10 to 7/10 mm, in particular 2/10 to 4/10 mm, has.
9. Kaltkammer-Druckgießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (1 9) als geschlossener Dichtring ausgebildet ist, dessen Außendurchmesser im kalten Zustand dem Innendurchmesser des Gießzylinders (3) in kaltem Zustand eng angepasst ist.
Kaltkammer-Druckgießmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (19) in dem Gießzylinder (3) im kalten Zustand ein radiales Spiel von weniger als 5/100 mm vorzugsweise etwa 3/100 mm hat.9. Cold chamber die casting machine according to one of claims 1 to 8, characterized in that the sealing ring (1 9) is designed as a closed sealing ring whose outer diameter in the cold state is closely matched to the inner diameter of the casting cylinder (3) in the cold state. Cold chamber die casting machine according to claim 9, characterized in that the sealing ring (19) in the casting cylinder (3) in the cold state has a radial play of less than 5/100 mm, preferably about 3/100 mm.
Kaltkammer-Druckgießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10 oder dem Oberbegriff von Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (43) des Kolbenkörpers (7) mit seiner druckkammerfernen Stirnseite die Ringaussparung (19) druckkammerseitig begrenzt und betriebsmäßig abnehmbar am Kolbenkörper (7) befestigt ist.Cold chamber die casting machine according to one of claims 1 to 10 or the preamble of claim 1, characterized in that the projection (43) of the piston body (7), with its end face remote from the pressure chamber, delimits the ring recess (19) on the pressure chamber side and is operationally removable on the piston body (7). is attached.
Kaltkammer-Druckgießmaschine nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (17) als geschlossener Ring oder als geschlitzter Ring ausgebildet ist.Cold chamber die casting machine according to claim 1 1, characterized in that the sealing ring (17) is designed as a closed ring or as a slotted ring.
/ / Kaltkammer-Druckgießmaschine nach Anspruch 1 1 oder 1 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (43) durch einen betriebsmäßig abnehmbaren Stirndeckel (33) des Kolbenkörpers (7) gebildet ist./ / Cold chamber die casting machine according to claim 1 1 or 1 2, characterized in that the projection (43) is formed by an operationally removable end cover (33) of the piston body (7).
Kaltkammer-Druckgießmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenkörper (7) im Bereich seiner Kolbenstirn ( 1 5) einen mit Kühlmittel beschickbaren Raum (21 ) enthält, und dass der Stirndeckel (33) einen an das Kühlmittel direkt angrenzenden Wandabschnitt (39) dieses Raums (21 ) bildet.Cold chamber die casting machine according to claim 13, characterized in that the piston body (7) in the region of its piston end (1 5) contains a space (21) which can be charged with coolant, and that the end cover (33) has a wall section (39) directly adjacent to the coolant ) of this space (21).
Kaltkammer-Druckgießmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Stirndeckel (33c) einen oder mehrere mit Kühlmittelzirkulationskanälen des Kolbenkörpers (7c) verbundene Kühlmittelkanäle (69) enthält.
Cold chamber die casting machine according to claim 13, characterized in that the end cover (33c) contains one or more coolant channels (69) connected to coolant circulation channels of the piston body (7c).
16. Kaltkammer-Druckgießmaschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Stirndeckel (33c) mehrere in Umfangsrichtung verteilt angeordnete radial verlaufende Kühlkanäle (69) enthält.16. Cold chamber die casting machine according to claim 15, characterized in that the end cover (33c) contains a plurality of radially extending cooling channels (69) arranged distributed in the circumferential direction.
17. Kaltkammer-Druckgießmaschine nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Stirndeckel (33) einen zentrischen Schraubansatz (35) hat, mit dem er in eine zentrische Gewindeöff- nüng (37) des Kolbenkörpers (7) eingreift.17. Cold chamber die casting machine according to one of claims 13 to 16, characterized in that the end cover (33) has a central screw attachment (35) with which it engages in a central threaded opening (37) of the piston body (7).
18. Kaltkammer-Druckgießmaschine nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenkörper (7) einen an einer Kolbenträger (1 1 ) befestigbaren, rohrförmigen Hülsenteil (31 ) um- fasst, dessen druckkammerseitige Stirnöffnung durch den Stirndeckel (33) verschlossen ist.18. Cold chamber die-casting machine according to one of claims 13 to 17, characterized in that the piston body (7) comprises a tubular sleeve part (31) which can be fastened to a piston carrier (1 1) and whose end opening on the pressure chamber side is through the end cover (33). is closed.
1 9. Kaltkammer-Druckgießmaschine nach Anspruch 1 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Stirndeckel (33; 33c) durch einen1 9. Cold chamber die casting machine according to claim 1 8, characterized in that the end cover (33; 33c) by a
Dichtring (42) oder an ihm oder/und dem Hülsenteil (31 c) angeformten Dichtungskonus (77) gegenüber dem Hülsenteil (31 ; 31 c) abgedichtet ist.Sealing ring (42) or on it and / or the sleeve part (31 c) molded sealing cone (77) with respect to the sleeve part (31; 31 c) is sealed.
20. Kaltkammer-Druckgießmaschine nach Anspruch 1 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (43b) durch einen betriebsmäßig abnehmbaren Stirnring (55) des Kolbenkörpers (7b) gebildet ist.
Kaltkammer-Druckgießmaschine nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Stirnring (55) als Ringmutter ausgebildet ist, die auf einen zentrischen Gewindeansatz (57) des Kolbenkörpers (7b) geschraubt ist.20. Cold chamber die casting machine according to claim 1 1 or 12, characterized in that the projection (43b) is formed by an operationally removable end ring (55) of the piston body (7b). Cold chamber die casting machine according to claim 20, characterized in that the end ring (55) is designed as a ring nut which is screwed onto a central threaded shoulder (57) of the piston body (7b).
Kaltkammer-Druckgießmaschine nach einem der Ansprüche 1 1 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass das den Vorsprung (43b, c) bildende Bauteil (33b, c) an seiner zur Druckkammer (5b, c) benachbarten Stirnseite (15b, c) eine zentrische Werkzeugeingriffsaussparung (65;Cold chamber die casting machine according to one of Claims 1 1 to 21, characterized in that the component (33b, c) forming the projection (43b, c) has a central tool engagement recess on its end face (15b, c) adjacent to the pressure chamber (5b, c) (65;
75) hat.
75) has.
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