ES2339054T3 - Piston de varias partes para una maquina de fundicion de camara fria. - Google Patents

Abstract

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).

Description

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.

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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 construcción, pero también puede estar fijado axialmente sólo entre las superficies de tope tomadas en sí. Independientemente de si el cuerpo del pistón y la tapa del pistón forman una unidad de construcción manipulable por sí, en la zona extrema del vástago de pistón puede estar previsto al menos un elemento de tope para la fijación del cuerpo del pistón en dirección axial y/o en dirección circunferencial. El elemento de tope se puede fijar con preferencia de forma desmontable en la zona extrema del vástago de pistón, por ejemplo puede estar atornillado por medio de un tornillo que se extiende radialmente a la zona extrema. Con preferencia, el elemento de tope encaja en una escotadura delimitada a ambos lados en la dirección circunferencial en el extremo axial del lado de baja presión del cuerpo del pistón y de esta manera se ocupa al mismo tiempo de un seguro contra giro del cuerpo del pistón con relación al vástago de pistón. Se entiende que por razones de simetría, con preferencia están previstos varios elementos de tope de este tipo distribuidos en la dirección circunferencial.

En una configuración preferida, está previsto que el elemento de tope presente una superficie de tope inclinada radialmente hacia fuera hacia la pared frontal del pistón, que se apoya en una superficie opuesta inclinada en el mismo sentido del cuerpo del pistón. La posición inclinada de las superficies de tope reduce el peligro del aglutinamiento y facilita el desmontaje de pistones usados.

La posibilidad de división en parte del pistón permite fabricar la tapa del pistón y el cuerpo del pistón de diferentes materiales, para poder adaptar mejor de esta manera los componentes individuales del pistón a su objeto funcional respectivo. Además, la posibilidad de división en partes del pistón permite la construcción de piezas de desgaste que se pueden sustituir más fácilmente que hasta ahora. Así, por ejemplo, la tapa del pistón puede llevar sobre su superficie periférica exterior en una escotadura anular abierta hacia el lado de baja presión, un anillo de desgaste rasurado, radialmente elástico, que está fijado axialmente por medio de un anillo de encaje elástico fijado axialmente sobre su lado de baja presión en la tapa del pistón. El anillo de encaje elástico se puede aprovechar también para la fijación de un anillo de desgaste o bien de un casquillo de este tipo, que rodea el cuerpo del pistón, incluso cuando ambos anillos de desgaste están rasurados y se apoyan de forma radialmente elástica en el cilindro de fundición.

Pero sobre la superficie periférica exterior del tapa del pistón se puede retraer también un anillo de desgaste cerrado en el asiento a presión. También se puede sustituir un anillo de desgaste de este tipo, cortándolo axialmente a tal fin. Se entiende que también se pueden retraer varios anillos de desgaste axialmente adyacentes, de manera que también se pueden emplear anillos de desgaste de diferentes materiales estrechamente adyacentes entre sí.

Se entiende que la superficie periférica exterior de la tapa del pistón y/o del cuerpo del pistón pueden estar adaptador como tales el diámetro interior del cilindro de fundición, de manera que la tapa del pistón o bien el cuerpo del pistón sirven, tomados por si, como piezas de desgaste.

De manera alternativa, la tapa del pistón podría llevar sobre su superficie periférica exterior en una escotadura anular abierta hacia el lado de alta presión un anillo de desgaste rasurado, que presenta en la zona de su extremo axial del lado de baja presión una proyección anular que sobresale radialmente hacia dentro, la cual encaja en una ranura anular en la periferia exterior de la tapa del pistón o en la periferia exterior de un anillo de desgaste que rodea el cuerpo del pistón. Mientras que la primera variante mencionada se puede empelar también en pistones convencionales, como se conocen, por ejemplo, a partir del documento EO 2004/110 679 A, la segunda variante mejora la obturación de la juntura de separación entre la tapa del pistón y el cuerpo del pistón, especialmente cuando el anillo de desgaste, que rodea el cuerpo del pistón, solapa la tapa del pistón axialmente en parte.

De una manera conocida, la tapa del pistón puede llevar también sobre su superficie periférica exterior un anillo de desgaste en una escotadura anular delimitada axialmente hacia el lado de alta presión por proyecciones que se distancian radialmente, de manera que la tapa del pistón presenta en la dirección circunferencial entre las proyecciones unos pasos que desembocan en la escotadura. Durante el proceso de fundición, la colada puede entrar a través de estos pasos en la escotadura anular y puede elevar la acción de obturación.

Se entiende que la zona extrema del vástago de pistón puede estar configurada como soporte del pistón retenido de forma desmontable en el vástago del pistón, para simplificar la fabricación del vástago de pistón y permitir la colocación de diferentes pistones.

A continuación se explican en detalle ejemplos de realización de la invención con la ayuda de un dibujo. En este caso:

La figura 1 muestra una representación despiezada ordenada de un pistón de varias partes de acuerdo con la invención con soporte del pistón correspondiente, que forma la zona extrema del vástago de pistón.

La figura 2 muestra una sección longitudinal axial a través del pistón.

La figura 3 muestra una vista radial de un casquillo de desgaste del pistón.

La figura 4 muestra una vista radial de un elemento de tope del soporte del pistón.

La figura 5 muestra una semi-sección longitudinal axial a través de una primera variante del pistón.

La figura 6 muestra una vista frontal del pistón, vista en la dirección de la flecha VI en la figura 5.

Las figuras 7 a 10 muestran semi-secciones longitudinales axiales a través de las 2^{a} a 5^{a} variantes del pistón.

La figura 11 muestra una sexta variante del pistón parcialmente en la sección longitudinal axial.

Las figuras 1 y 2 muestran un pistón 1 en forma de caperuza, refrigerado de una manera que se explica todavía en detalle, de una máquina de fundición de cámara fría para metales, por ejemplo aleaciones de aluminio. El pistón 1 rodea un soporte de pistón 3 que, por su parte, forma la zona extrema de un vástago de pistón indicado en 5 y que está enroscado, por ejemplo, sobre éste. Por medio de un accionamiento del vástago de pistón 5 se desplaza el pistón 1 de una manera conocida en sí en un cilindro de fundición indicado en 7 de la máquina de fundición de cámara fría.

El pistón 1 está configurado de varias partes y comprende una tapa de pistón 9, que forman sobre el lado de alta presión del pistón 1 una pared frontal del pistón 13 que se apoya superficialmente en una superficie frontal 11 perpendicular al eje del soporte del pistón 3. Hacia el lado de baja presión se conecta en la tapa del pistón 9 que solapa la superficie frontal 11 un cuerpo de pistón 15 configurado como casquillo, que está centrado radialmente en el lado de alta presión en un saliente anular 17 de la tapa del pistón 9 y en el lado de baja presión en un saliente anular 19 del soporte del pistón 3 y está cerrado herméticamente al líquido. El cuerpo del pistón 15 está atravesado en taladros axiales 21 por varios tornillos 23 desplazados angularmente unos con relación a los otros, los cuales están enroscados desde el lado de baja presión en la tapa del pistón 9 y reúnen el cuerpo del pistón 15 para formar una unidad de construcción con la tapa del pistón 9.

La unidad de construcción del pistón 1, que está constituida por la tapa del pistón 9 y el cuerpo del pistón 15 se fija axialmente adyacente por medio de parejas asociadas entre sí de órganos de bloqueo de bayoneta 25, 27, que están formados integralmente, desplazados en cada caso en dirección circunferencial, en el soporte del pistón 3 o bien en la tapa del pistón 9. Los órganos de bloqueo de bayoneta 25, 27 dejan libre entre sí unos pasos 29 y 31, respectivamente, a través de los cuales se pueden insertar los órganos de bloqueo de bayoneta 25, 27 axialmente unos por delante de los otros, antes de que se puedan bloquear axialmente entre sí a través de la torsión de la tapa del pistón 9 con relación al soporte del pistón 3. Como se muestra mejor en la figura 2, entre los órganos de bloqueo de bayonetas 25, 27 permanece en el estado bloqueado un juego axial 33, que posibilita, por una parte, que la pared frontal del pistón 13 se apoye en la superficie frontal 11 y, por otra parte, impide un aglutinamiento. Puesto que la tapa del pistón 9 está apoyada directamente en el soporte del pistón 3, las fuerzas que actúan durante la retracción del vástago de pistón 5 en la dirección del lado de baja presión sobre la tapa del pistón 9, son introducidas directamente en el soporte del pistón 3. de la misma manera, también el cuerpo del pistón 15 se apoya durante la retracción directamente en la tapa del pistón 9, sin que deban conducirse fuerzas sobre los tornillos de fijación 23. Durante el movimiento del vástago de pistón 5 hacia el lado de lata presión, las fuerzas que actúan sobre la pared frontal del pistón son absorbidas de nuevo directamente por la superficie frontal 11 del soporte del pistón 3.

Sobre el lado de baja presión del cuerpo del pistón 15 se asientan en avellanados 35 asociados, respectivamente, del soporte del pistón 3 varios elementos de tope 37 distribuidos en la dirección circunferencial, que están retenidos con tornillos 39 desprendibles radialmente en el soporte del pistón 3. Cada uno de los elementos de tope 37 encaja en este caso en una escotadura 41 en el lado frontal 43 del lado de baja presión del cuerpo del pistón y fija en unión positiva el cuerpo del pistón 15 y, por lo tanto, también la tapa del pistón 9 de forma foja contra giro en el soporte del pistón 3.

Para evitar que los elementos de tope 37 se puedan aglutinar en la operación de fundición en el cuerpo del pistón 15 y solamente se pueden aflojar con dificultad, la superficie de tope 45, dirigida axialmente hacia el cuerpo del pistón 15, de cada elemento de tope está inclinada radialmente hacia fuera hacia el lado de alta presión. La superficie de tope 45 inclinada se apoya en una superficie opuesta de tope 47 que se extiende en el mismo sentido y formada por el fondo de la escotadura 41. El elemento de tope 37 tiene de esta manera la forma de una cuña que se estrecha radialmente hacia dentro, que se puede extraer sin problemas desde las escotaduras 35, 41 para el aflojamiento del pistón 1.

El pistón 1 lleva en su periferia exterior unos anillos de desgaste 49, 51 ranurados en su periferia exterior y que se extienden radialmente elásticos. El anillo de desgaste 49 del lado de alta presión se asienta en una escotadura 53 de forma anular abierta hacia el lado de alta presión en la periferia exterior de la tapa del pistón 9 y tiene una ranura circunferencial interior 55, en la que encaja un collar anular 57 de la tapa del pistón 9 que se distancia radialmente hacia fuera. La ranura circunferencial 55 engancha detrás del collar anular 57 con una proyección anular 59 que sobresale radialmente hacia dentro. El anillo de desgaste 51 del lado de baja presión tiene la forma de un casquillo y es recibido por una escotadura 61, abierta hacia el lado de alta presión, del cuerpo del pistón 15. Para la fijación axial, el anillo de desgaste 51 se apoya hacia el lado de alta presión en la tapa del pistón 9.

Los anillos de desgaste 49, 51 están rasurados, de manera que sus bordes ranurados 63, como se muestra en la figura 3, forman varios escalones con superficies de escalón 65 que se apoyan entre sí y que se extienden en la dirección circunferencial. El anillo de desgaste 49 del lado de alta presión tiene igualmente un escalón 65' del tipo explicado, que se puede reconocer en la figura 1.

El liquido de refrigeración para la refrigeración del pistón 1 es conducido sobre el vástago de pistón 5 y un canal central 67 del soporte del pistón 3 hasta la superficie frontal 11. En la superficie frontal 11 están mecanizados canales radiales 69, en los que el liquido de refrigeración está en contacto con la pared frontal del pistón 13. A través de los pasos 29, 31 de la conexión de bayoneta, que están alineados entre si en el funcionamiento, el liquido de refrigeración circula por la periferia exterior del soporte del pistón 3 hasta la zona del extremo del lado de baja presión del cuerpo del pistón 15, donde unos canales radiales 71 del soporte del pistón 3 conduce el liquido de refrigeración hacia un canal anular central 73 del soporte del pistón 3 o bien del vástago de pistón 5. Entre los pasos 29, 31 y los canales 71, el soporte del pistón 3 está provisto en su periferia exterior con una ranura 75 de forma helicoidal de uno o varios pasos, cuyas espiras están separadas unas de las otras por medio de nervaduras de apoyo 77. El cuerpo del pistón 15 se apoya en las nervaduras de apoyo 77 radialmente. Las ranuras 75 forman canales de refrigerante, a través de los cuales el liquido de refrigeración puede entrar en contacto de intercambio de calor con el cuerpo del pistón 15. En lugar de la ranura 75 de forma helicoidal también se pueden prever una pluralidad de ranuras circunferenciales paralelas entre sí, que están conectadas entre sí por medio de canales axiales. Se entiende que en lugar de las ranuras 75 que se extienden esencialmente en la dirección circunferencial, se pueden prever también solamente ranuras que se extienden axialmente.

A continuación se describen variantes de la construcción del pistón explicadas con la ayuda de las figuras 1 a 4. Los componentes que realizan la misma acción están designados los números de referencia de las figuras 1 a 4 y se proveen con una letra para distinción. Para la explicación de la estructura y del modo de actuación como también para la explicación de eventuales variantes se hace referencia en cada caso a toda la descripción anterior.

Las figuras 5 y 6 muestran una primera variante de un pistón 1a, en el que se aplican de la misma manera los componentes y características 3 a 51 y 61 a 67 del pistón de las figuras 1 a 4. A diferencia del pistón 1, el anillo de desgaste 49a de nuevo rasurado del lado de alta presión se asienta en una escotadura 79 abierta hacia el lado de baja presión en la periferia de la tapa del pistón 9a y está fijado axialmente hacia el lado de alta presión por medio de proyecciones radiales 81. Hacia el lado de baja presión, un anillo de resorte 83, encajado elásticamente en una escotadura anular de la tapa del pistón 9a, proporciona una fijación axial. El anillo de resorte 83 asume también la fijación axial del anillo de desgaste 51a configurado como casquillo rasurado y que se asienta en la escotadura 61a en la periferia exterior del cuerpo del pistón 15a.

En la dirección circunferencial entre las proyecciones radiales 81 están previstos pasos 85, a través de los cuales puede entrar en el funcionamiento la colada hasta la escotadura 79, donde apoya la distensión elástica del anillo de desgaste 49a. A este respecto se hace referencia también al documento WO 2004/110 679 A1.

El pistón 1a de las figuras 5 y 6 comprende, aunque esto no se explique en detalle, los componentes 3 a 51 y 61 a 67 del pistón 1 de las figuras 1 a 4.

La figura 7 muestra un pistón 1b, que se diferencia del pistón 1a de las figuras 5 y 6 porque el anillo de desgaste 49b del lado de alta presión está configurado como anillo cerrado y en el asiento prensado está retraído sobre la escotadura abierta hacia el lado de baja presión en la periferia exterior de la tapa del pistón 9b. El anillo de desgaste 51b del lado de baja presión está fijado axialmente entre el anillo de desgaste 49b del lado de alta presión y un saliente del lado de baja presión de la escotadura 61b del cuerpo del pistón 15b. El anillo de desgaste 51b está configurado como casquillo rasurado similar al anillo de desgaste de la figura 3. A diferencia del pistón 1a de las figuras 5 y 6, la proyección 81b radial prevista en el lado frontal del pistón está cerrada en dirección circunferencial. Su diámetro exterior es, sin embargo, menor que el diámetro exterior del anillo de desgaste 49b. Además de los componentes explicados, el pistón 1b comprende los componentes 3 a 51 y 61 a 67 del pistón 1 de las figuras 1 a 4.

El anillo de desgaste 49b puede estar compuesto, como se indica en 49' y 49'', también por varios elementos de anillo de desgaste dispuestos axialmente directamente adyacentes y retraídos en la escotadura 79b sobre la tapa del pistón 9b. La posibilidad de división en partes del anillo de desgaste facilita el montaje y desmontaje. Además, los elementos anulares 49' y 49'' pueden estar constituidos por diferentes materiales. Por ejemplo, el elemento anular 49' del lado de alta presión puede estar fabricado de un material más resistente al desgaste que el elemento anular 49'' y/o el elemento anular 49'' puede tener propiedades más favorables que el elemento anular 49b'.

El pistón 1c representado en la figura 8 es una variante del pistón 1 de las figuras 1 a 4 y solamente se diferencia de este pistón esencialmente porque el anillo de desgaste 49c del lado de alta presión solapa axialmente el anillo de desgaste 51c del lado de baja presión, de manera que en la ranura anular interior 55v del anillo de desgaste 49c no sólo encaja la proyección anular 57c de la tapa del pistón 9c, sino también una proyección anular 87 prevista en el extremo del lado de alta presión del anillo de desgaste 51c. Ambos anillos de desgaste 49c y 51c están configurados de nuevo como anillos rasurados, de manera que el anillo de desgaste 51c en forma de casquillo se solapa axialmente con la tapa del pistón 9c y se fija axialmente por la proyección 57c. El solape de los anillos de desgaste 49c, 51c eleva la acción de obturación del pistón 1c. Además de los componentes del pistón 1 explicados anteriormente, también están presentes los componentes 3 a 77 del pistón 1 de las figuras 1 a 4.

El pistón 1d representado en la figura 9es otra variante del pistón 1 de las figuras 1 a 4 y solamente se diferencia de este pistón esencialmente porque el cuerpo del pistón 15d no lleva ningún anillo de desgaste adicional, sino que él mismo está configurado como pieza de desgaste. El diámetro exterior del cuerpo del pistón 15d está estrechamente adaptado al diámetro interior del cilindro de fundición. Aunque no se explican aparte, están presentes los componentes 3 a 49 y 76 a 77 del pistón 1 de las figuras 1 a 4. La tapa del pistón 9d se extiende hacia el lado de baja presión axialmente más allá del anillo de desgaste 49d y está provisto sobre el lado de baja presión del anillo de desgaste 49d con una escotadura anular 89 que se conecta directamente en aquél, en la que se puede acumular y solidificar colada metálica que pasa por delante del anillo de desgaste 49d hacia el lado de baja presión. Los restos de metal se pueden retirar de esta manera fuera del cilindro de fundición, cuando el pistón 1d se encuentras en su posición final trasera y de esta manera se encuentra esencialmente fuera del cilindro de fundición.

La figura 10 muestra otra variante del pistón 10 de las figuras 1 a 4. El pistón 1e mostrado en la figura 10 solamente se diferencia del pistón 1 esencialmente porque la tapa del pistón 9e está configurada, prescindiendo de un anillo de desgaste del lado de alta presión, retenido en su periferia, ella misma como pieza de desgaste. El diámetro exterior de la tapa del pistón 9e está estrechamente adaptado al diámetro interior del cilindro de fundición. Los componentes 3 a 47, 51 y 61 a 77 del pistón 1 están realizados también en el pistón 1e. Se entiende que la tapa del pistón configurada como pieza de desgaste se puede emplear también en el pistón 1d de la figura 9. Por lo demás, el cuerpo 15d del pistón 1d de la figura 9 configurado como pieza de desgaste puede estar previsto también en las variantes de las figuras 5 a 8, de manera que en el pistón 1c de la figura 8, en este caso, el anillo de desgaste 49c del lado de alta presión se solapa axialmente con el cuerpo del pistón.

La figura 11 muestra otra variante de un pistón 1f, que solamente se diferencia del pistón 1d de la figura 9 porque también en el extremo del lado de baja presión del cuerpo del pistón 15d está dispuesto un anillo de desgaste rasurado 91. El anillo de desgaste 91 es idéntico, en el ejemplo de realización representado, al anillo de desgaste 49f del lado de alta presión, pero está montado axialmente opuesto. Su ranura escalonada se puede reconocer en 93. El anillo de desgaste 91 del lado de baja presión está dispuesto radialmente elástico y, por lo tanto, se puede ensanchar en una escotadura 95 abierta hacia el lado de baja presión del pistón y, por lo tanto, hacia el vástago del pistón 5f y tiene a distancia de su superficie frontal axial 97, que estás esencialmente libre sobre toda la altura, una ranura anular 99, en la que encaja una proyección anular 101 que se distancia radialmente del cuerpo del pistón 15f. La proyección anular 101 fija el anillo de desgaste 91 radialmente móvil en el cuerpo del pistón 15f. La figura 11 muestra el pistón 1f en su posición extrema trasera, esencialmente extraída desde el cilindro de fundición, en la que el anillo de desgaste 49f del lado de alta presión se mantiene comprimido, sin embargo, todavía en la zona de pared cilíndrica circular del cilindro de fundición 7f. El anillo de desgaste 49f se solapa en este caso, por lo demás, con un cono de entrada 103 en el extremo del cilindro de fundición 7f, que facilita la introducción del anillo de desgaste 49f que se extiende fuera del cilindro de fundición 7f.

En la zona del cono de entrada 103 terminan uno o varios canales de alimentación 105, a través de los cuales se puede humedecer el anillo de desgaste 49f con una cantidad reducida de lubricante. El lubricante reduce la fricción del pistón en la pared cilíndrica durante la carrera de trabajo. Se entiende que el lubricante se puede alimentar también de otra manera al anillo de desgaste 49f que se solapa con el cono de entrada 103. En el lubricante se puede tratar de un lubricante seco, pero también de un lubricante líquido.

Si se inserta el pistón 1f durante la carrera de trabajo en el cilindro de fundición 7f, entonces una parte del lubricante permanece suspendido en el cono de entrada 103 y es arrastrado a continuación por el anillo de desgaste 91 del lado de baja presión al interior del cilindro de fundición 7f, después de que el anillo de desgaste 91 ha sido comprimido durante su entrada al cilindro de fundición 7f por medio del cono de entrada 103. Para facilitar esto, el anillo de desgaste 91 tiene un chaflán 107 de forma cónica en su canto anular radialmente exterior del lado de alta presión.

Durante la carrera de retorno de nuevo a la posición extrema representada en la figura 11, el anillo de desgaste 91 arrastra los restos de fundición que permanecen eventualmente en la pared interior del cilindro de fundición 7f y de esta manera limpia con cada carrera el cilindro de fundición 7f. Puesto que la pared frontal 97 del anillo de desgaste 91 está libre y no se solapa a través de superficies para la fijación axial del anillo de desgaste 91, la tendencia a la sujeción del anillo de desgaste 91 es reducida.

Se entiende que el anillo de desgaste 91 puede estar previsto también en las variantes del pistón de varias partes explicadas anteriormente y, en concreto, también cuando la tapa del pistón está conectada en una sola pieza con el cuerpo del pistón y/o el pistón no tiene ningún anillo de desgaste del lado de alta presión.

Además, se entiende que los casquillos de desgaste 51, 51a-51c y 51e explicados con la ayuda de las figuras 1 a 8 pueden estar formado, dado el caso, también por dos o más anillos de desgaste dispuestos adyacentes entre si, pero separados unos de los otros, estos anillos de desgaste, por su parte, pueden estar rasurados, especialmente rasurados de forma escalonada o, en cambio, pueden estar cerrados en forma de anillo. Si los anillos de desgaste están rasurados, su fuerza de presión radial se puede elevar por medio de muelles radiales, que se asientan en taladros ciegos del cuerpo del pistón, como por ejemplo muelles de compresión helicoidales.

Claims (21)

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).

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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).