ITBS20110095A1 - Pistone per una macchina per la pressofusione - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Forma oggetto della presente invenzione un pistone per una macchina per la pressofusione, in particolare del tipo a camera fredda. In particolare, la presente invenzione à ̈ rivolta ad un pistone con un circuito di lubrificazione adatto a favorire lo scorrimento del pistone in un contenitore di metallo fuso di una pressa per tale macchina per la pressofusione.

In accordo con il preambolo della rivendicazione 1, un pistone per una macchina per la pressofusione comprende uno stelo ed una testa di pistone avente che una parete laterale con almeno una zona di tenuta adatta a realizzare una tenuta sulla parete del contenitore della pressa. Pistoni provvisti inoltre di un circuito di lubrificazione sono già noti.

In particolare, à ̈ noto realizzare un pistone con una bussola di lubrificazione posta attorno allo stelo in posizione arretrata rispetto alla testa, in modo da non interferire con l’azione di tenuta svolta dalla testa sulle pareti del contenitore. Nello stelo à ̈ ricavato un condotto di lubrificazione che si dirama in una serie di fori che sfociano nella bussola. Il lubrificante viene sparato verso la testa attraverso una pluralità di ugelli della bussola.

Una tale soluzione realizzativa ha permesso di lubrificare il pistone anche durante il funzionamento, e non solo all’inizio del funzionamento, come avveniva in precedenza, ma presenta ancora alcuni limiti o inconvenienti.

In particolare, l’effetto maggiore della lubrificazione avviene a distanza dalla testa del pistone, e soprattutto a distanza dalla zona di maggior attrito tra la testa e il contenitore, cioà ̈ la zona di tenuta. Infatti, tale zona à ̈ molto vicina all’estremità anteriore del pistone, dove il lubrificante emesso dalla bussola di lubrificazione non può arrivare.

Poiché il lubrificante non raggiunge in modo mirato la zona di maggiore attrito tra il pistone ed il contenitore, si cerca di migliorare la scorrevolezza del pistone iniettando un’elevata quantità di lubrificante, molto maggiore rispetto a quella che sarebbe necessaria potendo lubrificare il pistone nella zona di tenuta.

Un tale largo impiego di lubrificante lontano dalla testa comporta anche una fuoriuscita di lubrificante dal contenitore.

Dato che il lubrificante viene iniettato dagli ugelli di lubrificazione in una zona che, essendo distante dalla testa del pistone, non subisce lo stesso raffreddamento della testa, il lubrificante subisce in cambiamento di fase passando ad uno stato gassoso, perdendo di efficacia e generando fumi che devono essere aspirati.

Nel caso di contenitori provvisti di un condotto di aspirazione per la loro messa in sottovuoto, la presenza nel contenitore di lubrificante allo stato gassoso fa sì che il lubrificante venga aspirato da tale condotto anziché depositato sul pistone.

Il pistone con la bussola di lubrificazione risulta infine complesso da realizzare e richiede una frequente manutenzione, soprattutto per rimediare alla rottura od ostruzione dei tubi e degli ugelli di lubrificazione. Scopo della presente invenzione à ̈ quello di proporre un pistone per una macchina per la pressofusione che permetta di ovviare agli inconvenienti sopra lamentati a proposito dei pistoni secondo la tecnica nota.

Tali scopi sono raggiunti da un pistone secondo la rivendicazione 1.

Le caratteristiche ed i vantaggi del pistone secondo la presente invenzione saranno evidenti dalla descrizione di seguito riportata, data a titolo esemplificativo e non limitativo, di sue forme preferite di realizzazione, in accordo ai disegni allegati. In detti disegni:

- La Figura 1 mostra un pistone secondo l’invenzione, in una prima forma di realizzazione, in vista prospettica;

- La Figura 2 Ã ̈ una vista di fianco del pistone;

- La Figura 3 Ã ̈ una sezione assiale del pistone lungo la linea A-A di figura 2;

- La Figura 4 mostra il pistone inserito in un contenitore di una pressa di una macchina per la pressofusione;

- le figure 5 rappresenta, in vista prospettica, il solo stelo del pistone;

- le figure 6 Ã ̈ una vista di lato dello stelo;

- la figura 7 Ã ̈ una sezione assiale dello stelo lungo la linea A-A in figura 6;

- la figura 8 à ̈ un’altra vista di lato dello stelo; - la figura 9 à ̈ una sezione assiale dello stelo lungo la linea A-A in figura 8;

- la figura 10 Ã ̈ una sezione trasversale dello stelo lungo la linea B-B in figura 8;

- la figura 11 à ̈ una vista laterale ingrandita dell’estremità distale dello stelo;

- la figura 12 à ̈ una sezione trasversale dell’estremità dello stelo lungo la linea D-D in figura 11;

- la figura 13 à ̈ un’altra vista laterale ingrandita dell’estremità distale dello stelo;

- la figura 14 à ̈ una sezione assiale dell’estremità dello stelo lungo la linea C-C in figura 13;

- la figura 15 à ̈ una sezione trasversale dell’estremità dello stelo lungo la linea E-E in figura 13;

- le figure 16, 17 e 18 mostrano, in vista prospettica, in vista di lato e in sezione assiale, rispettivamente, una spina assiale di supporto della testa del pistone; e

- la figura 19 Ã ̈ una sezione assiale di un pistone in una variante di realizzazione.

Con riferimento alle figure allegate, con 1; 500 si à ̈ indicato un pistone di una pressa di una macchina per la pressofusione, in particolare del tipo a camera fredda. La pressa comprende un contenitore 400 in cui il pistone 1; 500, o almeno una sua parte terminale di spinta del metallo fuso, à ̈ alloggiato scorrevolmente. Il contenitore 400 presenta, ricavata in una sua parte superiore e ad una sua estremità, una bocca di caricamento del metallo fuso, ad esempio, alluminio. All’estremità opposta rispetto a detta bocca di caricamento, il contenitore 400 presenta spacchi 402 a cui corrispondono punti di partenza di rami di colata che sfociano in uno stampo. Il pistone 1; 500 à ̈ dunque scorrevole assialmente all’interno del contenitore 400 per spingere il metallo alimentato attraverso la bocca di caricamento nei rami di colata e quindi nello stampo.

Il pistone 1; 500 comprende uno stelo 10; 510 che si estende tra un'estremità prossimale 11, o posteriore rispetto alla direzione di avanzamento del pistone nel contenitore, ed un'estremità distale 12; 512, o anteriore, lungo un asse di pistone X.

Il pistone 1; 500 termina con una testa di pistone 50; 550 che si estende dall'estremità distale 12; 512 dello stelo e che ha una parete laterale con almeno una zona di tenuta 52; 552 adatta a realizzare una tenuta sulla parete di detto contenitore 400 della pressa.

Il pistone 1; 500 Ã ̈ provvisto di un circuito di lubrificazione adatto a favorire lo scorrimento del pistone nel contenitore 400.

Detto circuito di lubrificazione comprende primi condotti di lubrificazione 14, 16, 18 ricavati nello stelo 10; 510 e terminanti in corrispondenza all'estremità distale 12; 512 di detto stelo, e secondi condotti 20 ricavati nella testa di pistone 50; 550, comunicanti fluidicamente con detti primi condotti e sfocianti nella parete laterale almeno in corrispondenza a detta zona di tenuta 52; 552.

In una forma preferita di realizzazione, i primi condotti di lubrificazione comprendono un condotto di alimentazione 14 che si estende longitudinalmente da un foro di entrata 15 del lubrificante e che si dirama in almeno due condotti di distribuzione 18 angolarmente equidistanziati rispetto all’asse X del pistone. I secondi condotti di lubrificazione 20 sono in prosecuzione di detti condotti di distribuzione 18. In altre parole, l’estremità terminale di ogni condotto di distribuzione 18 à ̈ in comunicazione diretta con l’estremità iniziale di un corrispondente secondo condotto di lubrificazione 20.

In una forma preferita di realizzazione, il foro di entrata 15 del lubrificante à ̈ ricavato in prossimità dell’estremità prossimale 11 dello stelo 10. Il condotto di alimentazione 14 si estende dunque quasi per tutta la lunghezza dello stelo, parallelamente all’asse di pistone X e lateralmente rispetto ad un condotto assiale di raffreddamento, che verrà descritto in seguito, terminando in prossimità dell’estremità distale 12. Come si nota in particolare dalla figura 3, anche i condotti di distribuzione 18, ricavati nella porzione di estremità distale 12 dello stelo 10, si estendono parallelamente all’asse di pistone X. Il condotto di alimentazione 14 e i condotti di distribuzione 18 sono collegati tra loro da condotti di diramazione 16, che si estendono dall’estremità del condotto di alimentazione 14 in direzione trasversale rispetto all’asse di pistone X.

In una forma preferita di realizzazione, la testa di pistone 50; 550 ha almeno un anello di tenuta 60 alloggiato in una rispettiva sede di anello 62. Esempi di testa di pistone con anello di tenuta a cui l’insegnamento della presente invenzione può essere applicato sono descritti in WO2007116426A1, a nome della stessa richiedente. Ad esempio, il fondo della sede 62 dell’anello di tenuta può vantaggiosamente essere collegato con la superficie frontale della testa di pistone attraverso canali di collegamento in modo che metallo fuso presente nel contenitore possa affluire sotto l’anello e, solidificandosi, crei un ispessimento progressivo che provoca un allargamento radiale dell’anello compensandone l’usura e garantendo l’effetto di tenuta nel tempo. Da notare che, in una forma di realizzazione, l’anello di tenuta 60 ha un spacco che ne permette l’espansione radiale.

Vantaggiosamente, i secondi condotti di lubrificazione 20 sfociano almeno nella sede di anello 62, al di sotto di questo. In tal modo si ottiene almeno un duplice effetto: il lubrificante, fuoriuscendo dagli interstizi tra l’anello e i bordi della sede, agisce proprio nella zona di maggior contatto tra il pistone e la superficie interna del contenitore, vale a dire la zona dell’anello di tenuta 60; inoltre, sfociando sul fondo della sede di anello 62, il lubrificante contribuisce all’espansione radiale dell’anello quando questo comincia ad usurarsi.

Poiché il lubrificante raggiunge in modo mirato la zona di maggiore attrito tra il pistone ed il contenitore, la quantità di lubrificante necessaria per garantire l’adeguata scorrevolezza del pistone à ̈ sensibilmente inferiore rispetto a quella impiegata nei pistoni della tecnica nota, dove il lubrificante non riesce a raggiungere la zona dell’anello di tenuta.

Da notare inoltre che, essendo l’anello di tenuta 60 posizionato in prossimità dell’estremità anteriore del pistone, l’eventuale presenza di mezzi di aspirazione per mettere in sottovuoto la camera del contenitore, previsti in posizione intermedia o posteriore, non ha un’influenza significativa sull’azione del lubrificante.

In una forma preferita di realizzazione, i secondi condotti 20 presentano un primo tratto 20’ parallelo all’asse di pistone X ed almeno un secondo tratto radiale 20†sfociante almeno nella sede di anello 62. Secondo una forma di realizzazione, la testa di pistone 50; 550 à ̈ amovibilmente collegata allo stelo 10; 510. Tra stelo e testa sono allora previsti mezzi di connessione fluidica a tenuta 60; 560 tra i primi condotti di lubrificazione 14, 16, 18 e i secondi condotti di lubrificazione 20.

In una forma di realizzazione rappresentata nelle figure 1-18, l’estremità distale 12 dello stelo 10 à ̈ flangiata in modo da consentire un accostamento assiale tra stelo 10 e testa di pistone 50. In questo caso, i mezzi di connessione fluidica a tenuta comprendono boccole di connessione 60, ognuna inserita con interferenza calibrata per una metà in un tratto terminale di un condotto di distribuzione 18 e per l’altra metà in un tratto iniziale di un corrispondente secondo condotto di lubrificazione 20. Ognuna di dette metà à ̈ munita di un elemento anulare di tenuta 61.

In una forma di realizzazione, l’estremità distale flangiata 12 dello stelo 10 e l’adiacente estremità della testa di pistone 50 sono collegate tra loro mediante viti (non rappresentate). A tal scopo, nella superficie laterale dell’estremità distale 12 dello stelo 10 à ̈ ricavata una pluralità di recessi radiali 22, ad esempio angolarmente equidistanziati e di forma semicircolare, che permettono di accedere a corrispondenti fori di avvitamento 24 ricavati in detta estremità distale flangiata 12, parallelamente all’asse di pistone X, e affacciati a corrispondenti fori di avvitamento – non visibili nelle viste rappresentate – ricavati nella testa di pistone 50. Grazie a detti recessi radiali 22 à ̈ quindi possibile avvitare/svitare le viti di avvitamento dello stelo alla testa di pistone.

Pertanto, vantaggiosamente, in fasi di assemblaggio del pistone à ̈ sufficiente inserire le boccole di connessione fluidica 60 nelle estremità dei condotti di lubrificazione 18 o 20, porre a contatto le due facce adiacenti dello stelo e della testa di pistone e quindi avvitare le viti di collegamento.

In una forma preferita di realizzazione, il pistone 1; 500 à ̈ adatto all’impiego in una macchina per la pressofusione a camera fredda. A tal scopo, nello stelo e nella testa di pistone à ̈ ricavato un circuito di raffreddamento adatto a far circolare un fluido di raffreddamento all'interno della testa di pistone.

In una forma vantaggiosa di realizzazione la testa di pistone 50 comprende un corpo esterno cavo 64 calzato, ad esempio a guisa di cappuccio, su una spina assiale di supporto 66. Detta spina assiale di supporto 66 ha un'estremità prossimale 67, o posteriore, che si inserisce in un corrispondente recesso assiale 68 ricavato nell'estremità distale 12 dello stelo 10.

Vantaggiosamente, tra corpo esterno cavo 64 e spina 66 non vi à ̈ gioco, almeno tra le rispettive pareti laterali. In altre parole, il corpo esterno cavo 64 non può avere movimenti radiali rispetto alla spina 66. Analogamente, anche l’estremità prossimale 67 della spina 66 à ̈ inserita con interferenza calibrata, ovvero senza gioco, nel corrispondente recesso assiale 68.

Una tale soluzione realizzativa permette, insieme all’avvitamento della testa allo stelo mediante viti distribuite lungo una corona circolare, di ottenere e mantenere nel tempo una perfetta coassialità tra la testa di pistone e lo stelo. In altri termini, la spina di supporto 66, penetrando parzialmente all’interno dello stelo, funge da mezzo di guida e supporto assiale per la testa di pistone 50.

In una forma di realizzazione, lo stelo 10 e la spina 66 presentano rispettivi e allineati fori assiali di raffreddamento 70, 72 in cui à ̈ inserito un tubo di mandata 74 di un fluido di raffreddamento. Detto tubo di mandata 74 comunica con l’esterno attraverso un foro di entrata 80 del fluido di raffreddamento, ad esempio ricavato radialmente nello stelo in prossimità dell’estremità distale 12, e sfocia sulla superficie frontale 76 della spina assiale 66. Detta superficie frontale 76 à ̈ in comunicazione fluidica, ad esempio attraverso una pluralità di condotti elicoidali 77, con un canale di raffreddamento a spirale 78 ricavato nella superficie laterale esterna della spina assiale 66. Detto canale di raffreddamento a spirale 78 fa quindi circolare il fluido di raffreddamento attorno e per tutta la superficie esterna della spina assiale 66 a contatto con il corpo esterno cavo 76, raffreddandolo. Il canale di raffreddamento 78 sfocia in un condotto di ritorno 82 che comunica con un foro di uscita 84 del fluido di raffreddamento ricavato nello stelo.

In una forma di realizzazione, detto condotto di ritorno 82 à ̈ formato da un'intercapedine anulare tra il foro assiale di raffreddamento 70, 72 ed il tubo di mandata 74 del fluido di raffreddamento. Ad esempio, il condotto di ritorno 82 comunica con il canale di raffreddamento a spirale 78 attraverso uno o più fori radiali 83 ricavati nella spina assiale 66.

Da notare che, in una forma preferita di realizzazione, i fori longitudinali di lubrificazione 14 e di raffreddamento 70 ricavati nello stelo 10 sono ottenuti con una lavorazione effettuata dal lato posteriore dello stelo 10. Pertanto, al fine di chiudere tali fori su detto lato, l’estremità prossimale 11 dello stelo 10 comprende un tappo 90.

In una variante di realizzazione di pistone 500 illustrata nella figura 19, l’estremità distale 512 dello stelo 510 e la testa di pistone 550 hanno rispettive superfici di accoppiamento sferiche 514, 554 in modo da realizzare un giunto snodato tra stelo e testa di pistone. In questa forma di realizzazione, i mezzi di connessione fluidica a tenuta comprendono giunti a sfere 560, ognuno avente una prima estremità sferica 561 inserita in un tratto terminale di un rispettivo primo condotto di lubrificazione 14 e una seconda estremità sferica 562 inserita in un tratto iniziale di un rispettivo secondo condotto di lubrificazione 20, ognuna di dette estremità sferiche essendo munita di un elemento anulare di tenuta.

In una forma di realizzazione, la testa di pistone 550 Ã ̈ trattenuta a contatto dello stelo 510 per il tramite di una calotta di collegamento 570 fissata allo stelo. Ad esempio, detta calotta di collegamento 570 presenta anteriormente una porzione terminale di aggancio 572 che forma un sottosquadro in cui impegna una porzione posteriore a gradino 574 della testa di pistone 550.

Claims (16)

1. RIVENDICAZIONI 1. Pistone per una macchina per la pressofusione, in particolare a camera fredda, dove detta macchina comprende una pressa con un contenitore nel quale il pistone à ̈ alloggiato scorrevolmente, il pistone comprendendo: - uno stelo che si estende tra un'estremità prossimale ed un'estremità distale lungo un asse di pistone; - una testa di pistone che si estende dall'estremità distale dello stelo e che ha una parete laterale con almeno una zona di tenuta adatta a realizzare una tenuta sulla parete di detto contenitore della pressa; e - un circuito di lubrificazione adatto a favorire lo scorrimento del pistone in detto contenitore, caratterizzato dal fatto che detto circuito di lubrificazione comprende: - primi condotti di lubrificazione ricavati nello stelo e terminanti in corrispondenza all'estremità distale di detto stelo, e - secondi condotti ricavati nella testa di pistone, comunicanti fluidicamente con detti primi condotti e sfocianti nella parete laterale almeno in corrispondenza a detta zona di tenuta.
2. 2. Pistone secondo la rivendicazione 1, in cui i primi condotti di lubrificazione comprendono un condotto di alimentazione che si estende longitudinalmente da un foro di entrata del lubrificante e che si dirama in almeno due condotti di distribuzione angolarmente equidistanziati rispetto all’asse di pistone, i secondi condotti di lubrificazione essendo in prosecuzione di detti condotti di distribuzione.
3. 3. Pistone secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui la testa di pistone ha almeno un anello di tenuta alloggiato in una rispettiva sede di anello, i secondi condotti di lubrificazione sfociando almeno in detta sede sotto detto anello.
4. 4. Pistone secondo la rivendicazione precedente, in cui detti secondi condotti presentano un primo tratto parallelo all’asse di pistone ed almeno un secondo tratto radiale sfociante nella sede di anello.
5. 5. Pistone secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la testa di pistone à ̈ amovibilmente collegata allo stelo, e in cui tra stelo e testa sono previsti mezzi di connessione fluidica a tenuta tra i primi condotti di lubrificazione e i secondi condotti di lubrificazione.
6. 6. Pistone secondo la rivendicazione 5, in cui l’estremità distale dello stelo à ̈ flangiata in modo da consentire un accostamento assiale tra stelo e testa di pistone.
7. 7. Pistone secondo le rivendicazioni 5 e 6, in cui detti mezzi di connessione fluidica a tenuta comprendono boccole di connessione, ognuna inserita con interferenza calibrata per una metà in un tratto terminale di un condotto di distribuzione e per l’altra metà nel tratto iniziale di un secondo condotto di lubrificazione, ognuna di dette metà essendo munita di un elemento anulare di tenuta.
8. 8. Pistone secondo la rivendicazione 6 o 7, in cui detta estremità flangiata dello stelo e l’adiacente estremità della testa di pistone sono collegate tra loro mediante viti.
9. 9. Pistone secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui nello stelo e nella testa di pistone à ̈ ricavato un circuito di raffreddamento adatto a far circolare un fluido di raffreddamento all'interno della testa del pistone.
10. 10. Pistone secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 5-9, in cui la testa di pistone comprende un corpo esterno cavo calzato con assenza di gioco su una spina assiale di supporto avente un'estremità prossimale che si inserisce in un corrispondente recesso ricavato nell'estremità distale dello stelo.
11. 11. Pistone secondo la rivendicazione precedente, in cui lo stelo e la spina presentano un foro assiale di raffreddamento in cui à ̈ inserito un tubo di mandata di un fluido di raffreddamento sfociante sulla superficie frontale della spina assiale della testa, detta superficie frontale essendo in comunicazione fluidica con un canale di raffreddamento a spirale ricavato nella superficie laterale esterna della spina assiale.
12. 12. Pistone secondo la rivendicazione precedente, in cui detto canale di raffreddamento à ̈ in comunicazione fluidica con un condotto di ritorno sfociante in un foro di uscita del fluido di raffreddamento ricavato nello stelo.
13. 13. Pistone secondo la rivendicazione precedente, in cui detto condotto di ritorno à ̈ formato da un'intercapedine anulare tra il foro assiale di raffreddamento ed il tubo di mandata del fluido di raffreddamento.
14. 14. Pistone secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-5, in cui l’estremità distale dello stelo e la testa di pistone hanno rispettive superfici di accoppiamento sferiche in modo da realizzare un giunto snodato tra stelo e testa di pistone.
15. 15. Pistone secondo la rivendicazione precedente, in cui i mezzi di connessione fluidica a tenuta comprendono giunti a sfere, ognuno avente una prima estremità sferica inserita in un tratto terminale di un condotto di distribuzione e una seconda estremità sferica inserita in un tratto iniziale di un secondo condotto di lubrificazione, ognuna di dette estremità sferiche essendo munita di un elemento anulare di tenuta.
16. 16. Pistone secondo la rivendicazione 14 o 15, in cui la testa di pistone à ̈ trattenuta a contatto dello stelo per il tramite di una calotta di collegamento fissata allo stelo.