JP2016518989A - 金属ダイカスト用ピストン - Google Patents

Abstract

非鉄金属をダイカストするためのダイカスト用ピストン（１）は、ピストン本体（１１）と、中間リング（９）と、シールリング（７）等少なくとも１個の外部部品を有する。この外部部品は、概して環状でピストンキャリア（３）を囲み、例えば、周囲温度から作動温度へ温度が変化するとき、接線方向に膨張および収縮ができるように軸方向のスロット（４１、５９、１１７）が設けられている。ピストンの外部部品のこの設計により、冷却は、ピストンの小さな部分、好ましくは、ピストンカバー（５、１５４）の裏側に限定される。その結果は、製造コストに反映された、全長が実質的に縮小した構造のダイカスト用ピストン（１）である。冷却ゾーンの寸法が小さいということは、冷却流体の流量も小さくなる。好ましい実施形態では、わずか２個の部品、即ち、ピストン本体（１１）とピストンカバー（５、１５４）が２個の異なる直径のバヨネットロック（２７、３３）によってピストンキャリア（３）に締め付けられる。特殊な工具もなしに正面から簡単に組立ができる。【選択図】図２２

Description

本発明は、請求項１の前文に記載した金属ダイカスト（鋳造）用ピストンに関する。金属とは、好ましくは非鉄金属であり、より好ましくはアルミニウムである。

金属のダイカストでは、熔融金属が型内でピストンにより圧縮、成形される。ホットチャンバ方式では、熔融および保持用坩堝は機械の一部であり、２００Ｎ／ｃｍ^２の圧力（単位は、１平方センチメートル当たりのニュートン）が使用される。コールドチャンバ式では、熔融金属は機械に注湯し、２，０００〜２５，０００Ｎ／ｃｍ^２の圧力でピストンにより型に押す。高温、高圧の熔融金属が直接ピストンと接触するので、経済性に関する決定的な問題は、ピストン、特にその前面（ｆｒｏｎｔ ｆａｃｅ）がどの程度長時間機械的、熱的応力に耐えられるかということである。この点で重要な要素は、ピストンを周囲のシリンダ壁に対してシールするシールリングあるいはピストンリングの寿命である。更に、ピストンは交換可能であるが、シールリングによるシリンダ壁の摩耗は、高価なオーバーホールあるいはカスティング工具の交換を伴うので、できるだけ避けなければならない。

シールリングの設計で問題になるのは、大きな温度差と温度変動である。温度変動に適応するには、シールリングはピストン本体内で移動する空間が必要である。しかしながら、熔融金属がシールリングとピストン本体との間の隙間からこれら移動空間に入り込み、シールリングが冷却した時に収縮することができなくなる危険がある。その結果、ピストンリングがますます大きくなり、シリンダ壁に対するピストンリングの圧力が増大し、摩耗が増加する。このような移動空間の必要性を減らすためにとる通常の対策は、シールリングが配設されている領域内のピストンを冷却することである。しかしながら、ピストンがピストンロッドに連結される連結部は、冷却区分（ｃｏｏｌｅｄ ｓｅｃｔｉｏｎ）外に位置しなければならず、ピストンの全長が大きくなる。このように大きな寸法のピストンは、製造するための材料の消費量が大きくなり、且つ高価になる。この点で、ピストンの寸法は、製品の寸法に対応するということに留意すべきである。ダイカスト製品の質量は、一例として、１キログラム〜１トンにもなる。しかしながら、数トンという範囲のユニットや小さな部品もあり得る。

大型ダイカスト機械では、大きな冷却区分のピストンに、しばしば供給不可能かあるいは必ずしも入手できない大量の冷却用流体が必要となる。

そのようなピストンが、ＷＯ−Ａ−０３／０７４２１１号公報に記載されており、コールドチャンバ式ダイカスト機として設計されている。シールリングの膨張空間内への熔融金属の侵入防止は、このシールリング前のカバーの周囲を十分に大きくして、その結果比較的狭い、所定の深さの空隙にすることで行っている。この空隙は、ピストンの冷却領域（ｃｏｏｌｅｄ ａｒｅａ）に位置するが、侵入する金属熔融物を強く冷却し、既に補足的なシール効果を発揮している空隙内で凝固させる。しかしながら、このピストンは、カバーから延びるかなりの部分、特に（ｒｅｓｐ．）カバーの前面が冷却され、その結果、全長が大きくなり、ピストンへの材料の使用量が多くなるという不都合がある、

国際公開第０３／０７４２１１号

本発明の目的は、金属、特に非鉄金属またはその合金をダイカストするためのピストンであって、長さがかなり短く、材料の使用量が少ないことを特徴とするピストンを提供することである。本発明の他の目的は、熱膨張を吸収するためにピストン本体に対してシールリングの移動を許容するという目的を果たすための中空の空間（空隙）内へ金属熔融物が侵入する危険を減少したピストンを提供することである。

少なくとも上記第１の目的を達成するピストンは、請求項１に定義されている。それに続く請求項は、好ましい実施形態を示す。

従って、本発明に基づくピストンの必須の特徴は、特に、ピストン本体に対するシールリングの熱膨張を吸収するために十分な膨張空間が別途設けられていれば、ピストンの前面だけを十分に冷却すれば十分であるという知見を得たことである。好ましくは、ピストンキャリアの前面に配設された放射状の冷却水路（ｒａｄｉａｌ ｃｏｏｌｉｎｇ ｃｈａｎｎｅｌ）方式が提案される。この方式の一部により、供給ラインの終端場所である前記前面の中心から、環状ラインによって冷却流体を他の放射状の冷却水路に供給する場所である周辺に冷却流体を導く。これら放射状の水路により、加熱された冷却流体を排出するための入口が位置する場所である中心に戻す。従って、ピストンキャリアに対する冷却部分（ｃｏｏｌｅｄ ｐａｒｔ）の割合は、１／４に、好ましくは１／５あるいは１５％以下にまで減少することができる。特に、冷却方式は、ピストンカバーを保持する所謂ピストンキャリアの表面に限定することが好ましい。ということは、ピストンカバーの実質的に裏側だけが冷却されるということである。

第１の変形例によれば、シールリングはスロット状（ｓｌｏｔｔｅｄ）であり、特に、段付スロット(ｓｔｅｐｐｅｄ ｓｌｏｔ)を設けている。この場合、スロットを形成した領域には、この領域に侵入する液状材料を受入れるための余分な空隙が設けられる。これらの空隙は、ピストンの意図する寿命に十分な容量を有する。

これら受入れ空隙は、シールリングとピストン本体との間の円周状空隙にも設けることが好ましい。こうすることにより、侵入する金属をそらす目的で設けられる空隙内に侵入金属をそらすことにより、その悪影響を防ぐことができる。

スロット構造のおかげで、構成部品は、加熱時にピストンの表面に対して接線方向に、すなわち、円周に沿って移動することが許容される。一方、直径の変化は小さくて済み、温度変化に起因して直径が変化する傾向は、外方に向かって作用する小さな力を生じるだけである。その理由は、この力に降伏するための隙間が設けられているからである。

別の好ましい変形例によれば、カスティングの初期段階では、供給圧および背圧は金属ピストンスカート、シールリング、および前面キャップを相互に押圧し合い、これら部品間の空隙をシールするようにピストンが設計される。好ましくは、スリーブ状のピストン本体がピストンキャリアの段部（ｓｔｅｐ）上に載置されることで達成される。ピストン本体には中間リングが続き、中間リングにはピストンカバーの周辺ゾーンが続く。中間リングは、明らかに中心寄りに偏心している領域においてピストンキャリアによって支承されているだけである。熔融金属中に圧入されると、周辺ゾーンは、ピストン本体を介してピストンキャリア上に支承された中間リングに対して押圧されているという意味において、最小限の変形しか起こらない。この力に対しては、ピストン本体に作用し従って段部を介して中間リングの反対側にも作用する背分力（ｔｈｒｕｓｔ ｆｏｒｃｅ）が対抗している。

シールリングを少なくとも部分的に中間リングとピストンキャップとの間に配設すると、シールリングの側面（ｆｌａｎｋ）に対する増大した側圧を招き、従って改善されたシール性をもたらす。

本発明の更に別の好ましい実施形態では、ピストンキャリアは、連続した二個のバヨネット締結装置（バヨネットロック）を備えており、その内、後ろ側の方は、ピストンスカートを締結するための役割を果たし、前側の方は、キャップを締結する役割を果たす。この構成により、キャップとピストン本体との交換が簡素化される。

更に別の好ましい実施形態では、固定のためおよび緩めるために３０°だけ回転させれば十分なように、また６０°の単位（ｓｔｅｐ）で位置決め固定ができるように少なくとも６個のスタッド（止め金具）を有する。

図２の矢視Ｉ−Ｉのシールリングの断面図である。 図１のシールリングの背面図である。 図１のＩＩＩ部の詳細である。 図２のＩＶ部の詳細である。 ピストンカバー（ピストンキャップ）の背面図である。 図５の矢視ＶＩ−ＶＩの断面図である。 図５のピストンカバーの側面図である。 図６のＶＩＩＩ部詳細である。 図６のＩＸ部詳細である。 図６のＸ部詳細である。 中間リングの側面図である。 中間リングの正面図である。 図１２の矢視ＸＩＩＩ−ＸＩＩＩの断面図である。 ピストン本体の正面図である。 図１４の矢視ＸＶ−ＸＶの断面図である。 ピストン本体の側面図である。 位置決めボルトを示す。 固定ねじを示す。 ピストンキャリアの正面図である。 図１９の矢視ＸＸ−ＸＸの縦断面図である。 ピストンキャリアの側面図である。 図１９の矢視ＸＸ−ＸＸに類似する、ピストン完成体の縦断面図である。 図２２の断面に対して直角方向からピストンを示す縦断面図である。 第２実施形態のピストンキャップの縦断面図である。 図２の矢視Ｉ−Ｉに類似する、第２実施形態のシールリングの断面図である。 図２２に類似する、第２実施形態のピストンの断面図である。

図面を参照しながら実施形態により、本発明を更に詳細に説明する。

図２２と図２３は、縦方向に重畳状態にした、本発明のダイカスト用ピストンの第１実施形態を示す。正面（ｆｒｏｎｔ ｆａｃｅ）から始めて、カバー５、シールリング７、中間リング９およびピストン本体１１という部品がシリンダキャリア３上に配設されている。

ピストンキャリア３、中間リング９およびピストン本体１１は鋼製である。カバー５の好ましい材質は銅であるが、鋼であっても構わない。シールリング７も鋼製である。ピストンキャリア３の内部には、公知の技術（ＷＯ−Ａ−０３／０７４２１１号公報およびその公報内で引用されている先行技術を参照）の１つに基づいて設計されたピストンロッドの付帯設備（図示せず）が位置している。ピストンロッド内には冷却流体の供給および排出ラインが延在している。通常、中央に配設されるのは、ピストンキャリア３の冷却方式用中央接続口１５に接続される供給ラインである。中央接続口１５から第１冷却水路１７がピストンキャリア３の正面に延在する（図１９）。これら第１冷却水路１７は、環状ライン１９経由で第２放射状冷却水路２１に接続されている。従って、冷却方式は、第１の放射状水路１７から第２放射状冷却水路２１に至る領域を含む。

第２冷却水路２１は、中央接続口１５の周囲に配設された軸方向戻りライン２３に通じる。軸方向戻りライン２３は、ピストンロッド内の第２冷却流体ラインに接続される。ピストンキャリアを示す図１９〜図２１から明らかなように、第１冷却溝１７および第２冷却水路２１は、ピストンキャリアの前面３に埋め込まれ、解放型水路として設計されている。公知の実施形態のダイカストピストンとは対照的に、冷却の対象は主にピストンカバー５の裏側である。

ピストン長さの１／３〜半分程度が冷却される従来の構造と比較して、冷却ゾーンがピストンキャリア３とピストンカバー５との間の接触領域に集中されるために、冷却流体に対する需要が実質的に減少する。従来の構造、特に大型のダイカスト装置では、全ての作動条件下で要求される冷却流体の流量を提供することが厄介であることが多い。この問題は、実質的に平面にまで減少した、熱的に制御されたゾーンを小さくすることで緩和される。不十分な冷却流体の流れおよびそれに伴うピストン部品の過熱が、ピストン部品の時期早尚な摩耗を惹起こし、余分な多額の追加費用が発生する。

ピストン冷却ゾーンの軸方向長さを実質的に減少させることの他の利点は、ピストンロッドの取付具１３が前面近くに配置でき、その結果、ピストンキャリアの長さおよびピストン１の合計長さを大幅に減少することができるということである。これにより、ピストン１を製作するための材料の使用量が減少でき、製造コストも大幅に減少することができる。製造コストの減少は、部品が中実の塊から機械加工されることが多いということを考慮しても、原料使用量の減少による費用削減のせいだけでなく、被加工物そのものがより小さくて、機械工具に関しても労力がより小さくて済むということに起因する。図示するように、本発明では、冷却が必要なピストン３の領域をピストン長さの２０％に減少することができる。ピストン長さとは、カバー５の前面９１（下記参照）とピストン本体１１の後縁２４との間の長さであると定義できる。

［ピストンキャリア］
ピストンキャリア３は、図１９〜図２１に示されている。ピストンキャリア３の前面には、上記した冷却水路１５〜２１が設けられている。周方向溝（ｇｒｏｏｖｅ）２５はＯ−リングを収納する役割を果たす。この位置にＯ−リングを配置することは、特に作動温度が２００℃〜３００℃の場合には通常行われていることである。

スタッド（止め金具）３５付の第１バヨネットロック２７が続く。各スタッド２９は円錐形の固定用凹部３１を有する。第１バヨネットロック２７は、カバー５を締結する役割を果たす（下記を参照）。

第１バヨネットロック２７には、スタッド３５付第２バヨネットロック３３および固定用凹部３７が続く。この第２バヨネットロック３３は、ピストン本体１１を締結する役割を果たす（以下を参照）。

両バヨネットロックの注目すべき特徴は、いずれのバヨネットロックも均等に配置された６個のスタッド(止め金具)２９および３５をそれぞれ備えているということである。この構成（ｍｅａｓｕｒｅ）により締結すべき部品を６０°の単位（ｓｔｅｐｓ）でバヨネットロックに取付け、固定することができる。更に、スタッドのずれ（ｏｆｆｓｅｔ）の半分、この場合３０°、だけ回転すれば固定状態を達成するのに十分である。その結果、取付るべき部品の取り扱いがかなり簡素化されたということである。バヨネットロックを異なる直径で設計することにより、カバー５とピストン本体１１とをピストン１の前面から取り付けることができる。この取付作業は、先行技術のやり方、即ち、ピストン本体を裏側から押し込んでキャリア上に据付けるよりも一般的にかなり簡単である。

ピストンキャリア３の内部には、ピストンロッド用の取付具１３と、軸方向戻りライン２３用の開口と、中央冷却流体用接続口１５とが配設されている。

［ピストン本体］
ピストン本体１１は図１４〜１６に示されている。実質的にスロット４１で切断されたスリーブの形状をしている。このスロット４１の両側の壁にはそれぞれ溝４２が設けられている。これらの溝４２は、このゾーン（ｚｏｎｅ）に達する液体アルミニウムを引き取る（ｔａｋｅ ｕｐ）役割を果たす。段部（ｓｔｅｐ）４４も同じ役割を果たす。ピストン本体１１は、スロット４１がカスティング実施中の工具の底部に位置するように搭載されるのが一般的である。具体的には、本発明の目的のためには、「底部」とは重力の方向を指す。溝４２と段部４４は、当該ゾーンに侵入したアルミニウムが、スロット４１を塞ぐかシリンダ壁とピストン本体１１との間に入り込むことにより、ピストン本体１１の熱膨張または熱収縮が妨害されることを予防する。

溝４２によって生じる実質的に環状の空間内に軟銅製のボルト４６（図１７）が配設される。このボルトは、その当初の状態においてピストン本体１１の環状のこの空間を塞ぐ程度の寸法を有する。軟銅の柔らかさゆえに、ボルトが変形することによって、過度に摩耗を増加する力を生じることなくピストン本体１１が熱による動き（ｔｈｅｒｍａｌ ｍｏｖｅｍｅｎｔ）の結果、スロット１１が狭められる。

半径方向のねじ付き孔４８は、スロット４１から９０°ずれている。組立中は、ピストン本体１１をピストンキャリア３の固定凹部３１に係合することにより、ピストン本体１１を固定するために固定ねじ５０(図１８)を半径方向の孔に挿入する。孔４８とピストン本体１１の正面との間に、対応するマーク６８（以下を参照）と共にバヨネットロックの開閉時に芯合わせをするためのマーク５２が設けられている。

ピストン本体１１の正面と内部に、第２バヨネットロック３３にピストン本体１１を締結するスタッド５４が設けられる。それ以外の具体的な特徴は、前部の小径部を後部の大径部から分離する、ピストンキャリア１１内の段部５６である。ピストン本体１１の段部５６は、ピストンキャリア３（図２０、２１参照）の対応する段部５８上に載置される。この段部５６により、ピストンの押込み前進中に作用する軸方向の力がピストンキャリア３に伝達される。

［中間リング］
図１１−１３は、中間リング９を示す。中間リング９は、第１バヨネットロック２７の領域においてカバー５の後部を囲む。熱膨張運動を許容するために、中間リングはスロット式の設計も備えている（スロット５９）。スロット５９の壁は、部分的に円形の断面を有する溝６０を備えている。ここでもまた組立中に実質的にピン４６（図１７）に相当する（軟）銅製のピンが挿入される。このピンの役割は、ピン４６の役割に相当する。その前面の周囲の中間リング９には、段部４４と同じくアルミニウムの残渣を受け入れる役割を果たす段部６２が設けられる。

スロット５９の反対側にはカバー５のための固定ねじ６６（図２３参照）用の孔６４が配設されている。孔６４の両側には、マーク５２と共にバヨネットロックの解除位置を示すマーク６８が付されている。盲孔７０は、シールリング７の回り止めをする（図２参照）位置決めピン７２を受け入れるためのものである。図２２、２３からもわかるように、ピストン本体１１は、正面７６が中間リング９の裏面７８と一致する一方、傾斜面７４を介してカバー５の後端７５に接触するかあるいはその逆になるように、前面（ｆｒｏｎｔ ｆａｃｅ）に内側テーパ部７４を有する。軸方向の力は、中間リング９からピストン本体１１には直接伝達されるものの、ピストンカバー５からピストン本体１１にはこの傾斜面を介して限定的にしか伝達されない。

［カバー］
カバー５は、図５〜図１０に示される。カバーは、好ましくは銅製であって、先に述べたピストン１の外部部品とは対照的に、特にスロットのような熱膨張を促進する構成はない。カバー５の内部には中空空間７７があり、この中空空間の後部には第１バヨネットロック２７を補足するバヨネットロック７９が位置する。前面の中空空間７７の前側８１は、冷却装置（冷却溝１７、１９、２１）を備えたピストンキャリア３の前端を受け入れるためのものである。バヨネットロック７９と中空空間７７の前部８１との間に段部８３が設けられている。カバー５のこの段部はピストンキャリア３の対応する段部８５上に支承される。ピストンキャリア３の正面に形成された冷却溝１７，２１間の壁部と共に上記段部は、ピストン１の前進スラスト時に生じる力をピストンキャリア３に伝達する、カバー５の主支承（ｐｒｉｍａｒｙ ｓｕｐｐｏｒｔ）を形成する。ピストン本体１１（図１６参照）と同じく、バヨネットロック７９のスタッド（止め金具）８７の１個にねじ付の孔８９（図２３参照）が設けられている。固定用凹部３１の１つに係合することによりカバーが回転しないように固定するために、またバヨネットロックから外れないようにするために、固定ねじ５０がこの孔にねじ込まれる。

カバー５の外面には、ダイカスト作業中に金属熔融物に接触する前面部が含まれる。このカバーは、実質的に前面９１と、円筒状表面９５に続く傾斜側面９３とから成る。円筒状表面９５の後端には、周方向溝９７が配設されている（図１０参照）。周方向溝にはその後端に段部９９と小径の第２円筒状表面１０１が続く。段部９９と円筒状表面１０１との接続点には、周方向の丸溝１０３が配設されている。少なくとも１ヶ所において軸方向に延長する凹部１０５がこの溝で終了する。ダイカストピストン１を搭載した状態で、カバー５は凹部１０５が最も低い位置、すなわちできるだけ低い位置、に位置するように取り付けられる。カバーの後外側縁１０９は、テーパになっており、周方向溝１１１が設けられている。上記凹部、空隙、および溝は、状況次第で一時的あるいは恒久的に、その位置まで侵入してくる熔融金属を受け入れる役割を果たし、ダイカストピストンの不具合防止または、特に、シールリングだけでなくシリンダの摩耗増大を防止する目的を有する（シールリング７に関する説明を参照）。

［シールリング］
シールリング７は、図１〜７に示されている。好ましくは鋼製で、即ち、中間リング９およびピストンスカート１１と同じ材質である。別な側面では、カバー５よりも固い材質でできている。

シールリングは、一般的なリングの形状を有し、中間リング９やピストン本体１１と同じくスロット構造になっている。このスロット１１５は、液体金属の通過を防止するために段部付の設計になっている（図３参照）。特に、図３の書き方は、二つのスロット側面での段部１１７、１１９の重なりが最小限しか残っておらず、シールリング７の寿命の終わりの状態に相当する。新しい、未使用のシールリングでは、このスロットはほとんど閉じられている。スロット１１５の拡がりが３／１０ｍｍ〜１ｍｍになると一般的に摩耗限度であると考えられる。最新の関連技術によれば、３ｍｍが上限であると考えられる。これは、シールリングの直径の変動で０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ、最大１ｍｍに相当する。

段部１１７、１１９の後方に位置するスロット１１５の壁部１２１、１２３は、断面が実質的に断面半円形の互いに向き合う半径方向の溝１２５が設けられている。これらは、軸方向後方にそして更に壁１２１、１２３の内方に延長する溝１２７と流通状態である。スロット１１５を通過して更に軸方向溝１２７に侵入する金属（アルミニウム）を溝１２５が取り込むが、シールリング７の機能を損なったり、熱膨張のための移動空間に影響を与えることはない。

内側には、半径方向の溝１２５を延長して周方向溝１２９が配設されている。周方向溝の前面に位置するシールリング７の内側断面は、カバー５の円筒状表面１０１に対して密着載置できる設計になっている。図２２、２３から明らかなように、ピストンカバー５とシールリング７との隙間１３５内にアルミニウムが入り込む。溝９７と１２９は、熔融金属を受け入れる余分な容量を形成する。溝１２９に続く段部１３７は、カバー５の段部９９（図８参照）上に載置されるようになり、金属熔融物がそれ以上侵入できなくなるように隙間１３５をシールする。圧力が上がれば、カバー５の材料の弾性が大きいため、カバー５の材料は周方向にわずかに圧力に降伏するが、ピストン１の鋼製部品の方がより大きな抵抗力を有するので、シール効果が改善される。従って、ピストンに対してより大きな圧力を加えると、段部９９の段部１３７に対する接触圧力がより高くなり、シール効果が改善される。無負荷状態でカバー５がピストンキャリア３の前面に接触しないように設計すれば、この効果はもっと大きくなる。この点で重要なのは、ピストン１の前面によってピストンキャリア３の段部５８（図２０）に付加される圧力に対してピストン本体１１が実質的に支承されているということである。

膨張スロット１１５の反対側およびシールリング７の裏側には位置決め凹部１４１が設けられている。位置決め凹部１４１は位置決めピン７２の頭を支承するが、位置決めピンの軸は中間リング９（図２２参照）に設けた盲孔７０によって支承される。このようにシールリング７は、ピストンに対して所定の回転位置に固定される。シールリング７の最良の効果は、膨張スロット１１５が底部、即ちシリンダの最も低い位置に存在する時に得られる。

［組立／保守］
上記したダイカスト用ピストン１の組立は、ピストン本体３とカバー５とが前端からピストンキャリア３上に押圧して搭載されるという特徴を有する。これは、実質的に２個のバヨネットロック２７、３３によって可能になり、２台の内、前面のバヨネットロック２７は、後ろ側のバヨネットロック３３よりも小さな直径を有する。シールリング７と中間リング９とは、中間リングがピストンキャリア３に締結される前にカバー５上に押圧、搭載される。
また、バヨネットロックを使用することにより、特殊な工具なしに組立ができる。

特にカバーをピストンキャリア３から正面に向かって取り外すことができるために、保守のためにカバー５が簡単に分解できる。そのためには、固定ネジ５０に近づくまでダイカストモールドチャンバ内にダイカストピストン１を前進させる。固定ネジを緩め次第、バヨネットロック２７を取り外すことにより、シールリング７および中間リング９と共にカバー５をピストンキャリア３から取り除くことができる。オーバーホールの後、シールリング７と中間リング９とを有するカバー５を再度ピストンキャリアに締結し、ピストンキャリアがシリンダ内に引き戻される。テーパ付の後縁と円錐状をした、円筒の出口端により、引き戻す時、シールリングは自動的にシリンダ開口に調節される。

第２実施形態
図２４〜図２６は、本発明のダイカストピストン１５０の第２実施形態を示す。ピストンキャリア３、ピストン本体１１、中間リング９、並びに特に記述しないダイカストピストン１５０用部品全般は、第１実施形態に相当する。第２実施形態では、シールリング１５２がピストンカバー１５４と同じ材料でできている。これら二つの部品の熱膨張は同じであるから、シールリング１５２は閉止してもよく、膨張スロットは設けられていない。ピストンカバー１５４とシールリング１５２の好ましい材質は銅である。

ピストンカバー１５４からのシールリング１５２の取り外しを楽にするために、接触面１５６，１５８は、傾斜させてある。従って、これらは、それぞれの円錐がカバー１５４の後端に向かってテーパになる円錐面を表す。

この実施形態は、例えば、溝１３５（図２２、２３）およびシールリング７が実質的に閉止され、金属熔融物がシールリング１５２を通過してピストン１５０の後部に侵入する危険は減る。それにもかかわらず侵入した金属の残渣は、第１の実施形態で述べたものと同じ溜め（ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ）に引き取られる。

以上の説明から、請求項に定義する本発明の権利範囲から逸脱することなく多くの変形例と補完が当業者には理解できる。特に、以下の変形例が考えられる。

ダイカストピストンのある特定の部品に他の材質を用いる。しかしながら、ピストンカバーの材料は、ピストンの他のいかなる材料よりも圧力に降伏しやすい。従って、カバーは金属熔融物の圧力を受けてピストンカバーに押圧され、ピストンに対する圧力が増加するにつれ、侵入する金属熔融物に対するより良いシール効果が得られる。

冷却流体の供給および戻り用の軸方向溝の配設は異なるものでもよい。特に、供給と戻りを交換してもよい。

シールリングは異なる材質、特にその時の（ｅｘｉｓｔｉｎｇ）作動条件下（高圧および高温）で弾性を維持するもの、たとえば耐熱鋼であるＤｉｅｖａｒ(登録商標）から成る。

第２実施形態の進展として、カバー、シールリングおよび中間リングは、好ましくは銅製の一体部品として設計する。

第２実施形態において、シールリングはカバーとは異なる材質でできている。熱膨張の違いは、相当な許容度で適応させることにより考慮する。

Claims (12)

1. 金属ダイカスト用ピストン（１）であって、
   カバー要素（５）を前面に取り付けたピストンキャリア（３）と、
   前記ピストンキャリアの周囲をその軸方向長さにわたって取り囲むピストン本体部品（９、１１）と、
   少なくとも１個のシールリング（７）と、を有するピストン（１）において、
   前記ピストン本体部品の少なくとも一つに軸方向のスロット（ｓｌｏｔ、４１；５０；１１５）が設けられ、前記ピストン本体部品が非作動温度（ｉｄｌｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）から作動温度への移行時に熱膨張し、スロット幅の変化を伴う接線方向への移動を可能にすることを特徴とするピストン（１）。
2. 熱膨張を吸収して前記シールリングが接線方向に移動することを可能にするために、前記少なくとも１個のシールリング（７）にスロット（１１５）を設けたことを特徴とする請求項１記載のピストン（１）。
3. 前記カバー要素（１５４）の周囲を取り囲むようにシールリング（１５６）が配設され、前記シールリングが前記カバー要素と同一材料から成り、前記シールリングに囲まれた部分において前記ピストンキャリア（３）が冷却装置を有し、前記カバー要素と前記シールリングとが好ましくは少なくとも２００Ｗ／（Ｋ ｍ）の高い熱伝導度を有する材料、特に銅でできており、前記カバー要素と前記シールリングとの間の熱膨張差を避け、前記カバー要素と前記シールリングとの熱膨張を減少するために前記カバー要素と前記シールリングとの作動温度を下げたことを特徴とする請求項１記載のピストン（１）。
4. 冷却装置（１７〜２１）が設けられ、前記冷却装置は、前記カバー要素（５）の前面（９１）と前記ピストン本体（１１）の後縁との間の距離の１/５以下、好ましくは１/１０以下の寸法しか延長しないことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のピストン（１）。
5. 前記冷却装置（１５、１７、１９、２１、２３）は、前記前面から前記ピストンキャリア（３）の長さの１/５以下、好ましくは１５％以下の寸法しか延長しないことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載のピストン（１）。
6. 前記冷却装置（１５、１７、１９、２１、２３）は、前記カバー要素（５）内であって且つ、前記カバー要素とカバー要素に続くピストンキャリアの一部との間、あるいは前記カバー要素に続く前記ピストンキャリア（３）との間のカバー要素（５）に配設された冷却水路（１５、１７、１９、２１、２３）を含み、少なくとも前記カバー要素を冷却することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載のピストン（１）。
7. 前記冷却装置は、実質的に単一の面に配設された放射状に延長する冷却溝（１７，１９）を含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載のピストン（１）。
8. 前記少なくとも１個のピストン本体(１１)と前記カバー要素（５）はそれぞれ少なくとも１個のバヨネット締結装置（５４；７９）を備え、それぞれに対応するバヨネット締結装置（３３；２７）は、前記ピストンキャリア（３）上に配設され、前記ピストンキャリアの前面から離隔した位置に配設されたバヨネット締結装置は、前面に近い位置に配設されたバヨネット締結装置よりもはるかに大きな直径を有し、前記ピストン本体（１１）と前記カバー要素（５）とが正面から前記ピストンキャリア（３）上に順番に押圧され、回転運動によって固定されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載のピストン（１）。
9. 前記バヨネット締結装置(２７;３３)の少なくとも１つ、好ましくは両方、が少なくとも６個のスタッド(止め金具)（２９；３５）を有し、６０゜の区切り（ｓｔｅｐｓ）で回転方向における調節が可能であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項記載のピストン（１）。
10. 前記シールリング（７）の外側表面が、ピストンを受け入れるシリンダの壁に接触するように設計され、シールリングの外面および内面並びにピストン側部接触面（ｓｉｄｅ ｃｏｎｔａｃｔ ｓｕｒｆａｃｅ）のうちの少なくとも１方、好ましくは両方が、少なくとも１個の周方向（１２９）あるいは半径方向（１２５）の凹部の形の溜め（ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ、１２５；１２９）を有し、接触面に侵入するダイカスト材料を前記溜めで受け入れることができることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項記載のピストン（１）。
11. 前記正面から見た前記シールリングの内面は内方に突出する段部（１３７）を有し、前記カバー要素（５）は相補的な段部（８３）を有し、カバー要素が鋼製のリングの段部上に載置されるように配設され、前記ピストンキャリア（３）が、正面よりも離隔した位置に外方に突出する段部（５８）を有し、ピストン本体（１１）が相補的な段部（４４）を有し、ダイカスト中にダイカスト材料からカバー要素にかかる圧力がシールリングのカバー要素間の隙間に作用する圧力とシールリングの反対圧力とを生じることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項記載のピストン（１）。
12. 前記ピストン（１）が、好ましくはマグネシウムまたはアルミニウム、特に好ましくはアルミニウムである非鉄金属のダイカスト用であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項記載のピストン（１）。
    

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