PISTON DE VARIAS PARTES PARA UNA MAQUINA DE FUNDICION DE CAMARA FRIA.

Pistón de varias partes para la fijación en la zona extrema (3) del lado de alta presión de un vástago de pistón (5) desplazable axialmente en un cilindro de fundición (7) de una máquina de fundición de cámara fría,

que comprende:

- una tapa de pistón (9) que forma en el lado de alta presión una pared frontal de pistón (13),

- un cuerpo de pistón (15) que se conecta en el lado de baja presión en la tapa de pistón (9) en forma de un casquillo que rodea la zona extrema (3) del vástago de pistón (5), y

- órganos de fijación para la fijación axial desprendible de la tapa del pistón (9) y del cuerpo del pistón (15) con relación al vástago de pistón (5), caracterizado porque los órganos de fijación comprenden órganos de bloqueo de bayoneta (25, 27), que fijan axialmente la tapa del pistón (9) por si en la zona extrema (3) del vástago de pistón (5)

Pistón de varias partes para una máquina de fundición de cámara fría.

La invención se refiere a un pistón de varias partes para la fijación en la zona extrema del lado de alta presión de un vástago de pistón desplazable axialmente en un cilindro de fundición de una máquina de fundición de cámara fría.

Los pistones refrigerados habitualmente de máquinas de fundición de cámara fría están sometidos en el funcionamiento a un desgaste relativamente alto. La sustitución de los pistones o de las piezas de desgaste del pistón conduce a mermas de la productividad de la máquina de fundición. La sustitución de pistones gastados dura comparativamente mucho tiempo y a veces son necesarias herramientas especiales, especialmente porque componentes del pistón y del vástago de pistón se gripan o se aglomeran en el funcionamiento y a veces solamente se pueden desprender con fuerza.

Para facilitar la sustitución de los pistones, se conoce a partir del documento US 5 233 912 A fijar axialmente el pistón, en general, en forma de caperuza por medio de una conexión de bayoneta ejemplar en el porta-pistón que conduce el líquido de refrigeración para la refrigeración del pistón. La conexión de bayoneta facilita la sustitución de pistón.

Se conoce, además, a partir de los documentos WO 03/0 74 211 A y WO 2004/110 679 A, constituir el pistón de varias partes. A tal fin, una tapa de pistón, que forma una pared frontal de pistón en el lado de alta presión, se puede enroscar con un cuerpo de pistón que se conecta en el lado de baja presión en la tapa de pistón, en forma de un casquillo que rodea el porta-pistón del vástago de pistón. La configuración permite fabricar la tapa de pistón de un material distinto que el cuerpo de pistón, para realizar diferentes condiciones de transmisión de calor, por una parte, en la pared frontal del pistón y, por otra parte, en el cuerpo del pistón. La posibilidad de división del pistón facilita, además, la sustitución de segmentos de desgaste del pistón, si éstos se solapan axialmente con el plano de división del pistón. No obstante, se ha mostrado que la conexión roscada entre la tapa del pistón y el cuerpo del pistón tiende en la operación de fundición al desgaste y no se puede excluir el gripado y el aglutinamiento fijo.

El cometido de la invención es crear un pistón de varias partes para una máquina de fundición de cámara fría, que se puede sustituir fácilmente, en caso de desgaste, en conjunto o al menos en partes.

La invención parte de un pistón de varias partes para la fijación en la zona extrema de alta presión de un vástago de pistón desplazable axialmente en un cilindro de fundición de una máquina de fundición de cámara fría y que comprende:

- una tapa de pistón que forma en el lado de alta presión una pared frontal de pistón,

- un cuerpo de pistón que se conecta en el lado de baja presión en la tapa de pistón en forma de un casquillo que rodea la zona extrema del vástago de pistón, y

- órganos de fijación para la fijación axial desprendible de la tapa del pistón y del cuerpo del pistón con relación al vástago de pistón.

El cometido explicado anteriormente se soluciona de acuerdo con la invención porque los órganos de fijación comprenden órganos de bloqueo de bayoneta que fijan axialmente la tapa del pistón por si en la zona extrema del vástago de pistón.

Tal conexión de bayoneta transmite fuerzas que actúan sobre la tapa del pistón durante la retracción del vástago de pistón desde el cilindro de fundición directamente sobre la zona extrema del vástago de pistón. Esto reduce el peligro de que se planteen problemas durante la sustitución de piezas de desgaste. Además, se simplifican la construcción y la fabricación del pistón. En particular, el casquillo que forma el cuerpo del pistón se puede fabricar más fácilmente que en los pistones de varias partes convencionales.

Se obtiene una ventaja esencial también para pistones con diámetro grande del pistón. Puesto que la zona extrema del soporte del pistón está constituida habitualmente de un material tenaz, se pueden plantear problemas de vibración durante el fresado de los órganos de bloqueo de bayoneta en el lado del vástago del pistón, cuando éstos, como es habitual convencionalmente, están dispuestos a distancia comparativamente grande desde el lado frontal. Por lo tanto, los pistones convencionales con diámetro grande deberían dimensionarse axialmente comparativamente cortos con respecto al diámetro, lo que puede conducir a problemas de obturación y problemas de refrigeración. El pistón de acuerdo con la invención se puede fabricar también para diámetros del pistón relativamente grandes con una relación entre longitud axial y diámetro del pistón entre 0,8 y 1, como se ha revelado favorable para pistones con diámetro comparativamente pequeño.

En una configuración preferida, está previsto que los órganos de bloqueo de bayoneta fijen la tapa del pistón con juego axial en la zona extrema del vástago del pistón, de tal manera que la pared frontal del pistón se puede llevar a contacto de apoyo axial con la superficie frontal de la zona extrema del vástago de pistón y se puede levar axialmente fuera de ésta. La pared frontal del pistón se puede apoyar de esta manera en la superficie en el funcionamiento en la zona extrema del vástago de pistón y desviar las fuerzas de presión que se producen durante la fundición superficialmente al vástago de pistón. La pared frontal del pistón se puede dimensionar, por lo tanto, comparativamente final, lo que facilita la refrigeración del pistón. En virtud del juego axial se puede montar el pistón, a pesar de todo, sin problemas.

Los órganos de bloqueo de bayoneta están dispuestos de manera más conveniente cerca de la superficie frontal axial de la zona extrema del vástago de pistón, por ejemplo de tal manera que los órganos de bloqueo de bayoneta presentan varias parejas de proyecciones de bloqueo asociadas entre si en la tapa del pistón y en la zona extrema del vástago de pistón, de manera que al menos las proyecciones de bloqueo previstas en la zona extrema del vástago de pistón están dispuestas axialmente hacia el lado de lata presión delante del cuerpo del pistón. Las proyecciones de bloqueo asociada a la tapa del pistón se pueden solapar axialmente, dado el caso, con el cuerpo del pistón y se pueden aprovechar para el centrado radial del cuerpo del pistón en la tapa del pistón.

El pistón es refrigerado en el funcionamiento de manera más conveniente a través de un liquido de refrigeración, que se conduce y se descarga a través de canales de conexión del vástago de pistón y de su zona extrema. En una configuración preferida, entre la pared frontal del pistón de la tapa del pistón y la superficie frontal de la zona extrema del vástago de pistón así como de la superficie periférica interior del cuerpo del pistón y de la superficie periférica exterior de la zona extrema del vástago de pistón están formados canales de refrigeración, que están conectados entre sí a través de espacios intermedios colocados en la dirección circunferencial entre órganos de bloqueo de bayoneta. De esta manera, los pasos o bien los espacios intermedios presentes de todos modos en el estado bloqueado de la conexión de bayoneta se pueden aprovechar para la conducción del refrigerante. Los canales de conexión desembocan de manera más conveniente en el centro de la superficie frontal de la zona extrema del vástago de pistón y en la zona del extremo del lado de baja presión del cuerpo del pistón. De esta manera, es posible, a diferencia de los pistones convencionales poner esencialmente todo el pistón en contacto con el refrigerante.

Se consigue otra mejora cuando la zona extrema del vástago de pistón presenta en la zona de la cubierta axial a través del cuerpo del pistón unas zonas ranuradas separadas unas de las otras por medio de nervaduras de apoyo, que forman los canales de refrigerante. El cuerpo del pistón se puede apoyar radialmente en las nervaduras de apoyo. De manera más conveniente, las zonas ranuradas se extienden esencialmente en la dirección circunferencial de la zona extrema del vástago de pistón. Las zonas ranuradas se pueden extender en planos perpendiculares al eje o, en cambio, pueden estar configurados como ranuras de un paso o de varios pasos, de forma helicoidal.

El casquillo que forma el cuerpo del pistón puede estar conectado con la tapa del pistón a través de órganos de fijación para formar una unidad de...

1. Pistón de varias partes para la fijación en la zona extrema (3) del lado de alta presión de un vástago de pistón (5) desplazable axialmente en un cilindro de fundición (7) de una máquina de fundición de cámara fría, que comprende:

- una tapa de pistón (9) que forma en el lado de alta presión una pared frontal de pistón (13),

- un cuerpo de pistón (15) que se conecta en el lado de baja presión en la tapa de pistón (9) en forma de un casquillo que rodea la zona extrema (3) del vástago de pistón (5), y

- órganos de fijación para la fijación axial desprendible de la tapa del pistón (9) y del cuerpo del pistón (15) con relación al vástago de pistón (5), caracterizado porque los órganos de fijación comprenden órganos de bloqueo de bayoneta (25, 27), que fijan axialmente la tapa del pistón (9) por si en la zona extrema (3) del vástago de pistón (5).

2. Pistón de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los órganos de bloqueo de bayoneta (25, 27) fijan la tapa del pistón (9) con juego axial en la zona extrema (3) del vástago de pistón (5), de tal manera que la pared frontal del pistón (139 se puede llevar a contacto de apoyo axial con la superficie frontal axial (11) de la zona extrema (3) del vástago de pistón (5) y se puede elevar axialmente desde aquélla.

3. Pistón de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque los órganos de bloqueo de bayoneta presentan varias parejas de proyecciones de bloqueo (25, 27) asociadas entre si en la tapa del pistón (9) y en la zona extrema (3) del vástago de pistón (5), en el que al menos las proyecciones de bloqueo (25) previstas en la zona extrema (3) del vástago de pistón (5) están dispuestas hacia el lado de alta presión axialmente delante del cuerpo de pistón (15).

4. Pistón de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque entre la pared frontal del pistón (3) de la tapa del pistón (9) y la superficie frontal (11) de la zona extrema (3) de vástago de pistón (5) así como de la superficie periférica interior del cuerpo del pistón (15) y la superficie periférica exterior de la zona extrema (3) están formados canales de refrigerante (69, 75), que están conectados entre sí a través de espacios intermedios (29, 31) colocados en la dirección circunferencial entre órganos de bloqueo de bayoneta (25, 27), y porque los canales de refrigerante (69, 75) están conectados en la zona del centro de la superficie frontal (11) de la zona extrema (3) y en la zona del extremo del lado de baja presión del cuerpo del pistón (15) con canales de conexión (67, 71).

5. Pistón de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque la zona extrema (3) del vástago de pistón (5) presenta zonas ranuradas (75) separadas unas de las otras por medio de nervaduras de apoyo (77) y que se extienden en la zona de la cobertura axial a través del cuerpo de pistón (15) esencialmente en la dirección circunferencial, especialmente zonas ranuradas que se extienden esencialmente en la dirección circunferencial de la zona extrema (3) del vástago de pistón (5), las cuales forman canales de refrigerante.

6. Pistón de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque la zona extrema (3) del vástago de pistón (5) presenta al menos una ranura (75) de forma helicoidal que rodea la zona extrema (3).

7. Máquina de fundición de cámara fría de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque el cuerpo de pistón (15) está centrado radialmente por medio de un saliente anular (17) en la tapa de pistón (9).

8. Pistón de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el cuerpo de pistón (15) está fijado por medio de órganos de fijación (23) en la tapa de pistón (9), en particular está fijado fijo contra giro y forma con éste una unidad de construcción.

9. Pistón de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque en la zona extrema (3) del vástago de pistón (5) está previsto al menos un elemento de tope (37) para la fijación del cuerpo de pistón (15) en dirección axial y/o en dirección circunferencial.

10. Pistón de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque el elemento de tope (37) está fijado de forma desmontable en la zona extrema (3) del vástago de pistón (5).

11. Pistón de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque el elemento de tope (37) presenta una superficie de tope (45) inclinada radialmente hacia fuera hacia la pared frontal del pistón (13), que se apoya en una superficie opuesta (47) inclinada en el mismo sentido del cuerpo de pistón (1).

12. Pistón de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 a 11, caracterizado porque el elemento de tope (37) encaja en una escotadura (41), delimitada a ambos lados en la dirección circunferencial en el extremo axial del lado de baja presión del cuerpo de pistón (15).

13. Pistón de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 a 12, caracterizado porque varios elementos de tope (37) distribuidos en dirección circunferencial están enroscados con tornillos (39), que se extienden radialmente a la zona extrema (3) del vástago de pistón (5), respectivamente, por si en la zona extrema (3).

14. Pistón de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque la tapa del pistón (9a) lleva sobre su superficie circunferencial externa, en una escotadura anular (79) abierta hacia el lado de baja presión, un anillo de desgaste (49a) rasurado, radialmente elástico, que está fijado axialmente por un anillo de encaje elástico (83) fijado axialmente sobre su lado de baja presión en la tapa del pistón (9a).

15. Pistón de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque sobre la superficie circunferencial exterior de la tapa del pistón (9b) está retraído en asiento a presión al menos un anillo de desgaste cerrado (49b), especialmente están retraídos estrechamente adyacentes entre si varios anillos de desgaste cerrados en asiento a presión.

16. Pistón de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque la superficie periférica exterior de la tapa de pistón (9e) y/o del cuerpo de pistón (15d) está adaptada como tal al diámetro interior del cilindro de fundición.

17. Pistón de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque la tapa del pistón (9; 9c) lleva sobre su superficie periférica exterior en una escotadura anular (53; 53c) abierta hacia el lado de alta presión un anillo de desgaste rasurado (49; 49c), que presenta en la zona de su extremo axial del lado de baja presión una proyección anular (59; 59c) que se distancia radialmente hacia dentro, la cual encaja en una ranura anular en la periferia exterior de la tapa del pistón (9) o en la periferia exterior de un anillo de desgaste (51c) que rodea el cuerpo del pistón (15c).

18. Pistón de acuerdo con la reivindicación 17, caracterizado porque el anillo de desgaste (51c) que rodea el cuerpo del pistón (15c) solapa axialmente en parte la tapa del pistón (9c).

19. Pistón de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 18, caracterizado porque la tapa del pistón (9) y/o el cuerpo del pistón (15) llevan en la periferia exterior un anillo de desgaste rasurado (49, 51), cuyos bordes rasurados (63) forman al menos un escalón con superficies de escalón (65) que se apoyan entre si y que se extienden en la dirección circunferencial.

20. Pistón de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 19, caracterizado porque la tapa del pistón (9a) lleva sobre su superficie periférica exterior, en una escotadura anular (79) delimitada axialmente por proyecciones (81) que se distancian axialmente hacia el lado de alta presión, un anillo de desgaste (49a), de manera que la tapa del pistón (9a) presenta pasos (85) que desembocan en la dirección circunferencial entre las proyecciones (81) en la escotadura (79).

21. Pistón de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 20, caracterizado porque la zona extrema del vástago de pistón (5) está configurada como porta-pistón (3) retenido de forma desmontable en el vástago de pistón (5).