ES2302023T3 - Cubierta de canal de refrigeracion para un piston de una pieza de un motor de combustion interna. - Google Patents
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Abstract
Cubierta (18) de canal de refrigeración para un pistón (1) de una pieza de un motor de combustión interna, presentando el pistón un canal (6) de refrigeración cerrado que discurre alrededor del interior de una corona (9) de pistón, al nivel de una banda de anillo de pistón, y un rebaje (11) en forma de anillo previsto entre la banda (7) de anillo de pistón y un árbol (10) de pistón, en la que el árbol (10) de pistón está conectado con los cubos (3) de pistón suspendidos sobre la corona (9) de pistón, comprendiendo la cubierta (8) de canal de refrigeración un anillo (8) de una pieza con una parte (8.3) inferior de anillo, un vástago (8.1) exterior alrededor de una circunferencia del anillo y que se moldea sobre la parte (8.3) inferior de anillo e inclinado radialmente hacia el exterior, una primera división (M) radial que presenta un ancho de boca y una bisagra (12) de película para la curvatura radial del vástago (8.1) exterior del anillo (8), formándose la bisagra (12) de película mediante una segunda división (D) radial, opuesta a la primera división (M), sobre la circunferencia, donde la segunda división radial no separa el vástago (8.1) exterior que discurre alrededor de la circunferencia, para formar la bisagra de película, la cubierta de canal de refrigeración se caracteriza porque - el anillo (8) de una pieza consiste en un material plástico; - dicho anillo presenta una sección transversal en forma de U, en el que un vástago (8.2) interior alrededor de la circunferencia del anillo se moldea sobre la parte inferior de anillo y está inclinado radialmente hacia el interior del pistón.
Description
Cubierta de canal de refrigeración para un
pistón de una pieza de un motor de combustión interna.
La invención se refiere a una cubierta de canal
de refrigeración para un pistón de una pieza de un motor de
combustión interna, presentando el pistón un canal de refrigeración
cerrado que discurre alrededor del interior de la corona de pistón,
al nivel de la banda de anillo de pistón, y un rebaje en forma de
anillo previsto entre la banda de anillo de pistón y el árbol de
pistón. El árbol de pistón está conectado con la corona de pistón a
través de cubos suspendidos sobre la corona de pistón.
Un pistón refrigerado de múltiples partes que
presenta un canal de refrigeración dispuesto en la región de borde
de la cabeza de pistón se conoce a partir de la publicación alemana
nº DE 40 39 751 A1, canal que está cubierto con un anillo de chapa
metálica estructurado esencialmente como un muelle cónico. Este
anillo de chapa metálica está estructurado en una pieza y puede
ensamblarse fácilmente con el pistón sólo porque el pistón está
estructurado en dos partes. En esta conexión, es necesario ensamblar
en primer lugar el anillo de chapa metálica con la parte del pistón
superior, antes de que se conecte la última con la parte de pistón
inferior.
El documento DE 4039754 A1 da a conocer que
entre la nervadura de anillo y la pared de anillo de un pistón
articulado hay una cámara hueca con forma de anillo, que está
encerrada por un anillo de placa para formar una cámara de aceite
de refrigeración cerrada. El anillo de placa está dividido
radialmente en dos mitades en su periferia, por lo que los bordes
están doblados hacia arriba en direcciones de presión y
contrapresión, ubicándose elásticamente una contra otra.
Además, a partir de la publicación alemana nº DD
252 638 A1 y la publicación alemana nº DE 41 34 530 A1, se conocen
pistones en los que una parte de pared que cubre el canal de
refrigeración que está abierto a la parte inferior, y discurre
alrededor de la circunferencia en forma de anillo, está estructurada
como un anillo de chapa metálica abierto, que descansa en una
ranura contra la circunferencia interior de la zona de anillo de
pistón, y contra la circunferencia exterior de la pared de la cámara
de combustión, respectivamente, aprovechando su deformación
plástica según el principio de anillo Seeger, es decir, desviado en
la dirección radial.
Además, a partir de la patente alemana nº DE 42
08 037 C2 se conoce un pistón de múltiples partes que presenta un
canal de refrigeración, en el que el canal de refrigeración, que
está abierto a la parte inferior, está cubierto por medio de un
muelle cónico desviado, que está dividido en al menos dos partes
sobre su circunferencia, y descansa libremente sobre soportes
contra lados opuestos axialmente, radialmente sobre el interior y el
exterior.
Finalmente, a partir de los documentos EP 0 561
871 B1 y EP 0 799 373 B1 se conocen pistones de canal de
refrigeración de una pieza que presentan un canal de refrigeración
dispuesto en la región de borde de la cabeza de pistón, canal que
también está cerrado con los anillos de cubierta estructurados como
muelles cónicos, o anillos de cubierta estructurados como muelles
cónicos y dotados de un collar.
Una desventaja de las realizaciones mencionadas
anteriormente es que el anillo de cubierta o muelle cónico debe
estructurarse en dos partes, para poder ensamblarse. Además, durante
el ensamblaje, cada una de las dos mitades de anillo semicirculares
debe introducirse individualmente en cojinetes correspondientes
sobre la corona de pistón, en el estado desviado.
Por lo tanto, es un objetivo de la invención
proporcionar una cubierta de canal de refrigeración para un pistón
de una pieza de un motor de combustión interna, cubierta que puede
instalarse fácil y rápidamente, por lo que se reduce el peso del
pistón comparado con el estado de la técnica conocido.
Esta tarea se lleva a cabo mediante un anillo de
plástico de una pieza, en forma de U en su sección transversal, que
presenta una parte inferior de anillo y un vástago exterior
alrededor de la circunferencia que está moldeado sobre la parte
inferior de anillo e inclinado radialmente hacia el exterior, y un
vástago interior alrededor de la circunferencia que está inclinado
radialmente hacia el interior. Una bisagra de película curva
radialmente el vástago de anillo del anillo de plástico formado por
la bisagra, en su plano de colocación. El anillo presenta una
primera división radial que tiene un ancho de boca y una segunda
división radial, aproximadamente opuesta a la primera división,
sobre la circunferencia, que no separa el vástago exterior inclinado
radialmente que discurre alrededor de la circunferencia, para
formar la bisagra de película. El anillo en forma de U se fabrica
preferiblemente de un plástico termoplástico tal como
poli(sulfuro de fenileno) (PPS) o una poliimida (PI). De
esta manera, la cubierta de canal de refrigeración permite un
ensamblaje muy sencillo y rápido sobre el pistón, y una reducción
del peso del pistón por medio de la construcción plástica.
\newpage
La bisagra de película se determina
preferiblemente por un espesor de material del vástago exterior. El
vástago exterior está dispuesto preferiblemente sobre una
circunferencia exterior de la corona de pistón y está inclinado
radialmente hacia el exterior, con referencia a un eje de pistón
transversal, y el vástago interior está dispuesto preferiblemente
sobre la circunferencia interior de la cabeza de pistón y está
inclinado radialmente hacia el interior.
En una realización preferida, se realizan
hendiduras que se extienden a la parte inferior de anillo en los
vástagos exterior e interior. Las hendiduras se distribuyen de
manera no uniforme sobre la circunferencia del anillo, para
producir una pluralidad de vástagos que presentan diferentes
longitudes de cresta. La bisagra de película está dispuesta
preferiblemente en una región entre las hendiduras. Las hendiduras
presentan preferiblemente un ancho de 2 a 3 mm y las longitudes de
cresta entre las hendiduras son de 15 a 20 mm.
Preferiblemente, la primera división radial que
presenta el ancho de boca forma una entrada de aceite de
refrigeración o una salida de aceite de refrigeración para el canal
de refrigeración.
Otros objetivos y características de la presente
invención serán evidentes a partir de la siguiente descripción
detallada considerada en conexión con los dibujos adjuntos. Sin
embargo, ha de entenderse que los dibujos están diseñados sólo como
una ilustración y no como una definición de los límites de la
invención.
En los dibujos, en los que caracteres de
referencia similares denotan elementos similares a través de las
distintas vistas:
la figura 1 muestra un pistón de una pieza para
un motor de combustión interna, que presenta un canal de
refrigeración, canal que está cerrado mediante un anillo en forma
de U según la invención, mostrado en un diagrama en sección
transversal que consiste en dos mitades, que muestra dos secciones
transversales longitudinales del pistón, desfasadas 90º;
la figura 2 muestra un pistón según la figura 1,
girado 90º;
la figura 3 muestra un detalle parcial del
pistón según el Detalle X de la figura 2;
la figura 4 muestra una vista desde arriba del
anillo de plástico en forma de U;
la figura 5 muestra una sección transversal a lo
largo de la línea V-V del anillo en forma de U según
la figura 4;
la figura 6 muestra una sección transversal a lo
largo de la línea VI-VI del anillo en forma de U
según la figura 4;
la figura 7 muestra un detalle parcial del
pistón según el Detalle Y de la figura 4;
la figura 8 muestra una vista desde arriba del
anillo en forma de U, en el estado en el que está abierto por medio
de la bisagra de película según la invención; y
la figura 9 muestra una vista desde arriba del
anillo en forma de U, en el estado en el que está cerrado por medio
de la bisagra de película según la invención.
En referencia ahora en detalle a los dibujos, la
figura 1 muestra un pistón 1 de una pieza para un motor de
combustión interna, en un diagrama en sección transversal que
consiste en dos mitades, representando la mitad izquierda una
sección transversal del pistón 1 a lo largo de un eje 2 longitudinal
del pistón, y representando la mitad derecha un eje longitudinal
del pistón 1 que está desfasado del anterior 90º.
El pistón 1 está fabricado de acero y presenta
una corona 9 de pistón que presenta una banda 7 de anillo de pistón
y una cabeza 4 de pistón que presenta una depresión 5 de espacio de
combustión, por lo que el árbol 10 de pistón está conectado con los
cubos 3 de pistón suspendidos sobre la corona de pistón. Al nivel de
la banda 7 de anillo de pistón, un canal 6 de refrigeración cerrado
que discurre alrededor de la circunferencia en forma de anillo está
dispuesto en la corona 9 de pistón, la delimitación exterior radial
y la delimitación interior radial de cuyo canal se determinan
mediante la pared de anillo moldeada sobre la cabeza 4 de pistón y
mediante la región de corona de pistón sobre la que están
suspendidos los cubos 3 de pistón. El interior del canal 6 de
refrigeración presenta un rebaje 14.2 sobre el lado de pared de
anillo y un rebaje 14.1 sobre el lado de corona de pistón, las
regiones de pared del cual dan como resultado una forma estrechada
cónicamente en la dirección axial, hacia la cabeza 4 de pistón. La
inclinación, en cada caso, está caracterizada por el ángulo entre
el eje 2.1 de pistón axial y la pendiente de la pared de rebaje, que
es aproximadamente 30º. Los rebajes 14.1 y 14.2 están delimitados
por un escalón 15.1 y 15.2, en cada caso, que también dan como
resultado una forma estrechada cónicamente en la dirección hacia el
árbol 10 de pistón, y cuyo ángulo definido mencionado anteriormente
presenta un valor de aproximadamente 20 a 30º.
\newpage
Se prevé un rebaje 11 en forma de anillo entre
la banda 7 de anillo de pistón y el árbol 10 de pistón, por medio
del cual tiene lugar el ensamblaje para cerrar el canal 6 de
refrigeración por medio de un anillo 8 de plástico de una pieza, en
forma de U en sección transversal.
Según la invención, para este fin se utiliza
preferiblemente un plástico polímero termoplástico, tal como
poli(sulfuro de fenileno) (PPS), Ryton R4® o poliimida (PI)
de alta temperatura, tal como VESPEL® de DuPont o AURUM® de Mitsui
Chemicals Inc. Las abreviaturas corresponden a la norma
internacional ISO 1043-1 fechada en 1997. Tales
plásticos se caracterizan por su resistencia a altas temperaturas,
es decir, calor, de 200ºC hasta más de 400ºC en funcionamiento a
largo plazo. Además, el plástico también puede reforzarse con
fibra.
Según la figura 4, el anillo 8 de plástico en
forma de U presenta un vástago 8.1 exterior radial inclinado
separándose de su parte 8.3 inferior de anillo, y un vástago 8.2
interior radial inclinado separándose de la parte 8.3 inferior de
anillo, dividiéndose los vástagos mediante hendiduras 13
distribuidas de manera no uniforme sobre la circunferencia, para
simplificar el llevar a cabo el ensamblaje, de tal modo que se
forman segmentos L de vástago de diferentes longitudes. Las
hendiduras se realizan hacia abajo hacia la parte 8.3 inferior del
anillo 8 de plástico y presentan una forma ligeramente en forma de V
o en forma de U y un ancho de hendidura de 2 a 3 mm. La realización
de hendiduras radial mencionada anteriormente tiene lugar
distribuida sobre la circunferencia del anillo, preferiblemente en
un intervalo de ángulos entre 15 y 25º.
Tal como se muestra en el diagrama en sección
transversal según la figura 6, el vástago 8.1 exterior está
dispuesto sobre la circunferencia exterior de la parte 8.3 inferior
de anillo, e inclinado radialmente hacia el exterior con referencia
al eje 2.2 transversal del pistón, desde la parte 8.3 inferior de
anillo, por lo que el vástago 8.2 interior está inclinado
radialmente hacia el interior, y está dispuesto sobre la
circunferencia interior de la parte 8.3 inferior de pistón.
Tal como es evidente a partir de la figura 4, el
anillo 8 de plástico en forma de U está dividido radialmente de tal
manera que se forma la abertura 17 con un ancho M de boca. En 180º
opuestos a ésta hay una abertura 16 en forma de U que presenta
aproximadamente el mismo ancho, que se extiende sobre el centro
radial de la parte 8.3 inferior de anillo. Ambas aberturas 16 y 17
sirven como la entrada de aceite y salida de aceite,
respectivamente, en el estado ensamblado del anillo 8, para
suministrar aceite al canal 6 de refrigeración.
Según la figura 4 y la vista de detalle ampliada
según la figura 7, una denominada bisagra 12 de película está
dispuesta sobre el extremo central y exterior radialmente de la
abertura 16, bisagra que está formada esencialmente por un segundo
corte D radial en la cabeza de pistón hasta el vástago 8.1 exterior,
de tal modo que se hace posible la curvatura 8.4 y 8.5 radial de
los vástagos de anillo dando como resultado la bisagra de película,
en el plano E de colocación del anillo de plástico, tal como se
muestra mediante flechas en la figura 8, por medio del espesor de
material del vástago 8.1 exterior. Con respecto a esto, el tamaño de
la curvatura de los vástagos de anillo se determina mediante la
resistencia mecánica del plástico utilizado para el anillo 8, y por
supuesto puede tener lugar de todas las maneras hasta el contacto de
los radios exteriores del anillo.
Según otra realización a modo de ejemplo de la
invención, no mostrada, una bisagra 12 de película de este tipo
también puede disponerse sobre el vástago 8.1 interior radialmente
del anillo 8 en forma de U, por lo que en esta realización, la
abertura 16 no se dirige radialmente hacia dentro, tal como se
muestra en las figuras 8 y 9, sino en su lugar radialmente hacia
fuera. Sin embargo, esto limita enormemente la curvatura 8.4 y 8.5
de los dos vástagos de anillo, puesto que ésta se determina por el
ancho de la abertura 16.
El ensamblaje del anillo 8 puede tener lugar de
una manera sencilla, porque se dobla, utilizando la bisagra 12 de
película, de tal manera que se introduce en el rebaje 11, y se
empuja sobre la región de cubo suspendida sobre la corona de
pistón. En este estado preensamblado, el anillo está orientado hacia
la cabeza de pistón con su parte 8.3 inferior de anillo. Para
cerrar el canal 6 de refrigeración, se presiona posteriormente el
anillo 8 sobre los escalones 15.1 y 15.2, de tal modo que sus
vástagos 8.1 y 8.2 externo e interno van a descansar sobre los
rebajes 14.1 y 14.2, por lo que las caras de los vástagos se
soportan sobre los escalones. La curvatura radial de los vástagos
8.1 y 8.2 se garantiza por la elasticidad del anillo de plástico.
Uno o dos salientes 13.1 que se disponen sobre la circunferencia,
que sobresalen de la circunferencia, opuestos al vástago 8.1
exterior, y que se enganchan en uno o dos rebajes en el canal de
refrigeración, no mostrado, sirven para impedir que el anillo en
forma de U gire fuera de su sitio.
- 1
- pistón
- 2.1
- eje de pistón longitudinal
- 2.2
- eje de pistón transversal
- 3
- cubos de pistón
- 4
- cabeza de pistón
- 5
- depresión de espacio de combustión
- 6
- canal de refrigeración
- 7
- banda de anillo de pistón
- 8
- anillo en forma de U
- 8.1
- vástago exterior radialmente
- 8.2
- vástago interior radialmente
- 8.3
- parte inferior de anillo
- 9
- corona de pistón
- 10
- árbol
- 11
- rebaje en forma de anillo
- 12
- bisagra de película
- 13
- hendiduras
- 13.1
- salientes
- 14.1/14.2
- rebajes circunferenciales
- 15.1/15.2
- escalones
- 16
- entrada de aceite de refrigeración
- 17
- salida de aceite de refrigeración
- D
- segunda división radial
- E
- plano de colocación
- L
- longitud de cresta
- M
- ancho de boca.
Claims (15)
1. Cubierta (18) de canal de refrigeración para
un pistón (1) de una pieza de un motor de combustión interna,
presentando el pistón un canal (6) de refrigeración cerrado que
discurre alrededor del interior de una corona (9) de pistón, al
nivel de una banda de anillo de pistón, y un rebaje (11) en forma de
anillo previsto entre la banda (7) de anillo de pistón y un árbol
(10) de pistón, en la que el árbol (10) de pistón está conectado
con los cubos (3) de pistón suspendidos sobre la corona (9) de
pistón, comprendiendo la cubierta (8) de canal de refrigeración un
anillo (8) de una pieza con una parte (8.3) inferior de anillo, un
vástago (8.1) exterior alrededor de una circunferencia del anillo y
que se moldea sobre la parte (8.3) inferior de anillo e inclinado
radialmente hacia el exterior, una primera división (M) radial que
presenta un ancho de boca y una bisagra (12) de película para la
curvatura radial del vástago (8.1) exterior del anillo (8),
formándose la bisagra (12) de película mediante una segunda
división (D) radial, opuesta a la primera división (M), sobre la
circunferencia, donde la segunda división radial no separa el
vástago (8.1) exterior que discurre alrededor de la circunferencia,
para formar la bisagra de película, la cubierta de canal de
refrigeración se caracteriza porque
- el anillo (8) de una pieza consiste en un
material plástico;
- dicho anillo presenta una sección transversal
en forma de U, en el que un vástago (8.2) interior alrededor de la
circunferencia del anillo se moldea sobre la parte inferior de
anillo y está inclinado radialmente hacia el interior del
pistón.
2. Cubierta de canal de refrigeración según la
reivindicación 1, en la que la bisagra (12) de película se
determina por un espesor de material del vástago (8.1) exterior.
3. Cubierta de canal de refrigeración según la
reivindicación 1, en la que las hendiduras (13) que se extienden a
la parte (8.3) inferior de anillo se realizan en los vástagos (8.1 y
8.2) exterior e interior, distribuyéndose dichas hendiduras (13) de
manera no uniforme sobre la circunferencia del anillo (8), para
producir una pluralidad de vástagos que presentan diferentes
longitudes (L) de cresta.
4. Cubierta de canal de refrigeración según la
reivindicación 3, en la que la bisagra (12) de película está
dispuesta en una región entre las hendiduras (13).
5. Cubierta de canal de refrigeración según la
reivindicación 3, en la que las hendiduras (13) presentan un ancho
de 2 a 3 mm y las longitudes (L) de cresta entre las hendiduras son
de 15 a 20 mm.
6. Cubierta de canal de refrigeración según la
reivindicación 1, en la que la primera división (M) radial que
presenta el ancho de boca forma una entrada (16) de aceite de
refrigeración o una salida (17) de aceite de refrigeración para el
canal (6) de refrigeración.
7. Cubierta de canal de refrigeración según la
reivindicación 1, en la que el anillo (8) en forma de U se fabrica
de poli(sulfuro de fenileno) (PPS) o una poliimida (PI).
8. Pistón (1) de una pieza de un motor de
combustión interna que presenta:
- una corona (9) de pistón;
- un canal (6) de refrigeración cerrado que
discurre alrededor del interior de la corona de pistón, al nivel de
una banda (7) de anillo de pistón;
- un árbol (10) de pistón conectado a la corona
(9) de pistón a través de cubos (3) de pistón suspendidos sobre la
corona de pistón;
- un rebaje (11) en forma de anillo previsto
entre la banda de anillo de pistón y el árbol (10) de pistón, y
una cubierta de canal de refrigeración que
comprende un anillo (8) de una pieza con una parte (8.3) inferior
de anillo, un vástago (8.1) exterior alrededor de una circunferencia
del anillo y que se moldea sobre la parte (8.3) inferior de anillo
e inclinado radialmente hacia el exterior, una primera división (M)
radial que presenta un ancho de boca y una bisagra (12) de película
para la curvatura radial del vástago (8.1) exterior del anillo (8),
formándose la bisagra (12) de película mediante una segunda división
(D) radial, opuesta a la primera división (M), sobre la
circunferencia, donde la segunda división radial no separa el
vástago (8.1) exterior que discurre alrededor de la circunferencia,
para formar la bisagra de película, la cubierta de canal de
refrigeración se caracteriza porque
- el anillo (8) de una pieza consiste en un
material plástico;
- dicho anillo presenta una sección transversal
en forma de U, en el que un vástago (8.2) interior alrededor de la
circunferencia del anillo se moldea sobre la parte inferior de
anillo y está inclinado radialmente hacia el interior del
pistón.
9. Pistón de una pieza según la reivindicación
8, en el que la bisagra (12) de película de la cubierta de canal de
refrigeración se determina por un espesor de material del vástago
(8.1) exterior.
10. Pistón de una pieza según la reivindicación
8, en el que el vástago (8.1) exterior de la cubierta de canal de
refrigeración está dispuesto sobre una circunferencia exterior de la
corona (9) de pistón y está inclinado radialmente hacia el
exterior, con referencia a un eje de pistón transversal, y en el que
el vástago (8.2) interior está dispuesto sobre una circunferencia
interior de la cabeza (4) de pistón y está inclinado radialmente
hacia el interior.
11. Pistón de una pieza según la reivindicación
10, en el que las hendiduras (13) que se extienden a la parte (8.3)
inferior de anillo se realizan en los vástagos (8.1 y 8.2) exterior
e interior, distribuyéndose dichas hendiduras (13) de manera no
uniforme sobre la circunferencia del anillo (8), para producir una
pluralidad de vástagos que presentan diferentes longitudes (L) de
cresta.
12. Pistón de una pieza según la reivindicación
11, en el que la bisagra (12) de película está dispuesta en una
región entre las hendiduras (13).
13. Pistón de una pieza según la reivindicación
11, en el que las hendiduras (13) presentan un ancho de 2 a 3 mm y
las longitudes de cresta entre las hendiduras son de 15 a 20 mm.
14. Pistón de una pieza según la reivindicación
8, en el que la primera división radial del canal de refrigeración
que presenta el ancho de boca forma una entrada (16) de aceite de
refrigeración o una salida (17) de aceite de refrigeración para el
canal (16) de refrigeración.
15. Pistón de una pieza según la reivindicación
8, en el que el anillo (8) en forma de U se fabrica de
poli(sulfuro de fenileno) (PPS) o una poliimida (PI).
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US10/679,588 US6920860B2 (en) | 2003-10-06 | 2003-10-06 | Cooling channel cover for a one-piece piston of an internal combustion engine |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2302023T3 true ES2302023T3 (es) | 2008-07-01 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES04765810T Active ES2302023T3 (es) | 2003-10-06 | 2004-10-05 | Cubierta de canal de refrigeracion para un piston de una pieza de un motor de combustion interna. |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6920860B2 (es) |
| EP (1) | EP1685320B1 (es) |
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