BR0113862B1 - disposição em um motor a pistão e método de controle dos pistões. - Google Patents

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DISPOSIÇÃOEM UM MOTOR A PISTÃO E MÉTODO DE CONTROLE DOS PISTÕES".

A invenção refere-se a uma disposição em um motor a pistão naforma de uma bomba de pistão/ motor do tipo em que dois ou mais cilindrosde pistão cooperando, cujos pistões alternativos têm bielas que em qualquermomento se projetarão mais ou menos para fora dos respectivos cilindros eserão influenciados por um corpo girável para controle de cada pistão, paratransmitir para este um deslocamento predeterminado no respectivo cilindro,deslocamento esse que tem correspondência com o deslocamento corres-pondente dos pistões cooperantes e onde os pistões alternativos controlados- no caso da concretização de bomba do motor a pistão - contribui para im-pulsionar uma corrente de fluido ou - no caso da concretização de motor domotor a pistão - é acionado por uma corrente de fluido, em acordo completocom o que é mencionado no preâmbulo da reivindicação 1.

A invenção também refere-se a um método de controle de pis-tões alternativos controláveis que, em número de dois ou mais, fazem partedo motor a pistão (bomba de pistão/ motor), em que dispositivo girável foiproporcionado para o controle mútuo do movimento de pistão, dispositivoesse que influencia os pistões através de suas hastes de pistão projetante,em acordo completo com o que é mencionado no preâmbulo da reivindica-ção 15.

Como o uso, por exemplo, de motores hidráulicos de pistãocomo bombas e máquina (motores) é bem conhecido, a invenção será expli-cada essencialmente a seguir apenas em relação com a bomba de pistão,em que pistões dispostos para serem alternados em um cilindro comum ouem cilindros separados são projetados para estabelecer e, então, manter ofluxo de um líquido.

Como mencionado, o dispositivo de acordo com a invençãopode ainda ser usado em relação com um motor hidráulico a pistão acionadopor uma corrente de líquido. Para maior simplicidade, o seguinte se referirá,essencialmente, apenas a uma bomba de pistão ou somente a uma bomba,embora o motor em questão também possa, de maneira conhecida, ser usadocomo uma máquina (motor).

Uma desvantagem de bombas de pistão conhecidas é o fato deque elas produzem um fluxo de fluido que flutua no tempo com o curso dopistão. As flutuações são indesejáveis, visto que elas causam variações depressão, vibrações e ruído acústico. Uma solução conhecida para reduzirvariações de pressão consiste no acoplamento do lado de descarga dabomba para um acumulador.

Deixemos dois pistões atuarem alternadamente no mesmo fluxode fluido, haverá sempre um pistão executando o curso de expansão e im-pulsionando o líquido, enquanto o outro pistão executa o curso de retorno.Isso obtém um fluxo de fluido mais uniforme. É comum acionar os pistõescom uma manivela rotativa, onde os pistões, através de suas hastes de pis-tões, são ligados à manivela nos lados diametralmente opostos do eixo rota-cional da manivela. Desse modo, os pistões são dispostos para trabalharfora de fase pelo equivalente de 180 graus de rotação angular da manivela.Um efeito similar pode ser obtido pelo uso de um pistão de dupla ação, ondefluido é impulsionado, alternadamente, por um ou pelo outro lado do pistão.

Mesmo com dois pistões, ou com um pistão de dupla ação, flu-tuações consideráveis (variações) ocorrem no fluxo de fluido. Isso é causadopela velocidade do pistão variando e sendo igual a zero no ponto morto,onde os pistões comutam entre curso de expansão e curso de retorno. Paracada curso do pistão, o fluxo de fluido tende a zero a cada vez que o pistãocomuta de curso de expansão para curso de retorno e aumenta de zero àmedida que o pistão comuta do curso de retorno para o curso de expansão.No caso de dois pistões alternando na maneira explicada, o fluxo de fluidoserá zero, simultaneamente, para ambos os pistões para cada meia rotaçãoda manivela, isto é, para cada 180 graus.

É conhecido usar três pistões operados por uma manivela co-mum e mutuamente fora de fase por 120 graus angulares. Em assim fazen-do, há sempre um pistão executando um curso de expansão. Desse modo, ofluxo de fluido nunca pára completamente. Essas chamadas bombas tríplexsão consideravelmente melhores do que as bombas com um ou dois pistões,com relação às flutuações no fluxo de fluido.

Aperfeiçoamento adicional pode ser obtido através do uso depistões até mais cooperantes. Mais pistões, contudo, levarão a um aumentona complexidade e nos custos.

A combinação de uma bomba tríplex com um acumulador depressão é considerada ser um compromisso aceitável.

É conhecido controlar pistões em diâmetros internos de cilindrosem um rotor semelhante a tambor por meio de uma placa de guia inclinadaque atua sobre as hastes de pistão que são conectadas, cada uma delas, aum pistão. A placa de guia forma um ângulo oblíquo com o eixo do rotor, demodo que cada pistão é acionado por uma extensão de curso determinadapelo ângulo oblíquo da placa de guia quando o rotor gira. Essa solução éusada principalmente para pequenas bombas hidráulicas, onde as taxas debombeamento podem ser mudadas através da mudança do referido ânguloda placa de guia.

Os referidos dispositivos de bomba de pistão conhecidos têmuma desvantagem pelo fato de que o fluxo de fluido que entra também flutuade maneira similar ao fluxo de fluido que sai. As flutuações indicadas podemser bastante consideráveis. Como um exemplo, o fluxo de volume pode - nocaso de um comprimento de haste de pistão cinco vezes maior do que o raioda manivela e com fluido incompressível / baixa pressão e válvulas perfeitas- variar entre 81,5 e 106,8% do fluxo volumétrico médio.

Com bombas grandes, as condições de flutuação indicadas po-dem causar vibrações prejudiciais e ruído desnecessário, mesmo com o usode um acumulador de pressão no lado de descarga da bomba.

É comum representar a velocidade do pistão e, conseqüente-mente, o fluxo de volume para cada pistão, graficamente como uma funçãosenoidal pura do ângulo da manivela e de tal maneira que a velocidade má-xima de pistão ocorra em ângulos de manivela de 90 a 270 graus. Estrita-mente falando, isso só é correto para uma haste de pistão infinitamente lon-ga. Na prática, a velocidade máxima de pistão e, conseqüentemente, o fluxovolumétrico máximo, ocorre quando o braço da manivela e a haste de pistãoformam um ângulo reto e isso acontece em um ângulo de manivela de me-nos do que 90 graus e mais do que 270 graus, respectivamente.

Desse modo, com uma representação gráfica, uma curva senoi-dal distorcida emergirá quando a velocidade de pistão for plotada como umafunção do ângulo de manivela. Isso ainda contribui para um deslocamentode fase teoricamente favorável de 120 graus, na prática, dando uma equali-zação mais pobre de flutuações de pressão e mais ruído do que aquele quepoderia ser esperado, à medida que um terceiro componente harmônico as-simétrico se origina.

Outro fator é que a maior velocidade de pistão que ocorre temdemonstrado ser decisiva em termos das condições de desgaste nas bom-bas de pistão, visto que o desgaste aumenta com a velocidade crescente e apressão operacional crescente. Uma bomba que deve operar em alta pres-são, normalmente, deve estar funcionando em uma velocidade de pistãomais baixa e, conseqüentemente, uma taxa volumétrica menor, do que se amesma bomba tivesse que operar com o mesmo fluido em uma pressãomenor.

É um objetivo da invenção proporcionar uma disposição dosmotores a pistão onde as condições podem ser dispostas de tal maneira quepermita funcionar com um fluxo volumétrico mais constante, isto é, semquaisquer flutuações substanciais, e onde a base seja um motor a pistão emque dois ou mais pistões funcionam mutuamente fora de fase.

Ainda, é um objetivo reduzir a maior velocidade de pistão queocorre em relação às bombas de pistão/ motores conhecidos com dimen-sões similares e em um fluxo volumétrico e pressão similares a fim de obteruma redução no desgaste ou, alternativamente, ser capaz de aumentar ofluxo volumétrico na maior velocidade de pistão e desgaste correspondentescomo para bombas de pistão/ motores conhecidos similarmente dimensio-nados.

O referido objetivo é realizado por um dispositivo do tipo projeta-do de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1, também exibindo as ca-racterísticas mencionadas na parte caracterizante da reivindicação 1.De acordo com a invenção, cada pistão em uma bomba de pis-tão (motor) é acionado em uma velocidade constante através de parte de umcurso de expansão; isso como oposto às bombas conhecidas (motores) domesmo tipo ou de tipo similar em que a velocidade do pistão varia continua-mente como uma função senoidal. Em cada final de um curso, a velocidadedo pistão é mudada gradualmente para ou a partir de zero. À medida que umpistão em trabalho é desacelerado para a velocidade zero, o pistão coope-rante acelera e começa um curso de expansão a partir da velocidade zero,de modo que o fluxo volumétrico global que sai permanece inalterado.

O efeito é facilmente compreendido caso se imagine cada pistãodesacelerando e acelerando linearmente no final e começo, respectivamen-te, de cada curso. Naturalmente, o mesmo efeito pode ser obtido mesmo sea referida variação de velocidade não for linear. O ponto é que a soma dasvelocidades dos dois pistões durante a fase de comutação é constante eigual à velocidade normal de um pistão durante o curso de expansão.

Através da manutenção de uma velocidade de pistão constante,o maior possível, através de parte do curso, um fluxo volumétrico significati-vamente maior é obtido pelo curso de expansão do que é no caso de umabomba conhecida em que a mesma velocidade de pistão ocorra apenascomo a velocidade máxima em um ponto particular no curso e em que a ve-locidade do pistão seja de outro modo menor.

Do ponto de vista do desgaste, é concebível que uma alta velo-cidade continuada fará com que uma parte menor da parede do cilindro setorne gasta, mas o desgaste equivalente em uma área mais limitada aindaresulta na bomba tendo que ser revisada. Uma bomba de acordo com a in-venção pode, porém, estar em funcionamento em uma velocidade de pistãomaior consideravelmente reduzida e ainda proporcionar o mesmo volume defluxo que uma bomba conhecida.

Por intermédio de uma bomba de acordo com a invenção, umfluxo volumétrico que entra constante pode ser obtido por meio de dois pis-tões cooperantes apenas. Deixando cada curso de expansão cobrir um pou-co mais do que uma rotação de 180 graus do eixo de transmissão da bom-ba, uma sobreposição é obtida para a parte que excede a 180 graus, ambosos pistões executando parte de um curso de expansão ao mesmo tempo. Aparte de sobreposição de uma rotação pode como um exemplo ser 30 graus,onde um pistão desacelera constantemente em direção à velocidade zero etermina seu curso de expansão enquanto o outro pistão começa seu cursode expansão e acelera constantemente em direção à velocidade de funcio-namento. O curso de retorno pode ser executado em uma velocidade maiordo que o curso de expansão, visto que o comprimento do curso do pistãodeve ser coberto no curso de um ângulo rotacional de menos do que 180graus. Essa velocidade de retorno maior é desejável por si com relação aodesgaste, mas como a pressão contra o pistão é consideravelmente menordurante o curso de retorno do que durante o curso de expansão, a velocida-de aumentada não resulta em desgaste aumentado. Além disso, a velocida-de de retorno do pistão não é maior do que a velocidade máxima do pistãopara uma bomba de pistão conhecida correspondente.

Uma desvantagem da solução de pistões duplos descrita pode,porém, ser o fato de que o fluxo volumétrico que entra não é constante mesmoque o fluxo volumétrico que sai o seja. As variações no fluxo de fluido que entrasão comparáveis às variações similares em uma bomba tríplex conhecida.

Uma bomba que opera de acordo com a invenção e que incluitrês pistões com um deslocamento de fase mútuo de 120 graus pode, emcontraste a uma bomba tríplex conhecida correspondente, descarregar umfluxo volumétrico constante, onde a magnitude do fluxo volumétrico em qual-quer momento corresponde à velocidade de funcionamento para um pistão.Dois a dois, os pistões, então, se alternam com uma variação de velocidadelinear e dão um fluxo volumétrico global constante. Através do uso de trêspistões, o comportamento da velocidade de pistão pode ser o mesmo para ocurso de expansão e o curso de retorno, como distinto do comportamentoassimétrico explicado acima para uma bomba de dois pistões.

Além disso, uma bomba de três pistões terá um fluxo volumétri-co que entra constante. O mesmo pode ser obtido por mais pistões, porexemplo, cinco pistões trabalhando com um deslocamento de fase mútuo de72 graus.

Uma bomba de pistão favorável pode ser realizada com seispistões funcionando em um deslocamento de fase de 60 graus e com veloci-dade de pistões diferentes para o curso de expansão e o curso de retorno(assimétrico). A velocidade de pistão máxima, e constante, entre as regiõesde mudança em cada final de um curso de expansão será menor do que avelocidade máxima de pistão para uma bomba conhecida similar por um fa-tor de 1,6, em que na bomba conhecida a velocidade do pistão mostra umcomportamento senoidal.

Alternativamente, uma bomba de pistão trabalhando de acordocom a invenção pode estar funcionando em uma velocidade rotacional maiore fluxo volumétrico correspondente maior do que uma bomba conhecida,similar, sem exceder a velocidade máxima do pistão da bomba conhecida.

A seguir, a invenção será descrita em maiores detalhes por meiode uma primeira concretização simplificada de uma bomba com dois pistões.Além disso, o comportamento da velocidade e das fases de mudança é ex-plicado ainda para bombas com mais pistões e, finalmente, um exemplomais detalhado de uma concretização preferida de uma bomba de lama deperfuração é referido. Referência é feita aos desenhos anexos, em que:

A figura 1 mostra, esquematicamente, uma representação sim-plificada de uma bomba tendo dois pistões acionados por um carne na formade um disco excêntrico rotativo/ rolete;

A figura 2 mostra um diagrama com uma curva ilustrando o perfildo carne e a velocidade do pistão para o came e um dos pistões da figura 1;

A figura 3 mostra um diagrama correspondente à figura 2, masem que a velocidade do pistão para o outro pistão da figura 1 também émostrada;

A figura 4 mostra um diagrama de velocidade de pistão parauma bomba de três cilindros;

A figura 5 mostra um diagrama de velocidade de pistão parauma bomba de cinco cilindros;

A figura 6 mostra um diagrama de velocidade de pistão parauma bomba de seis cilindros;

A figura 7 é uma vista lateral esquemática de um tambor rotativocom um came anular externo; e

A figura 8 mostra uma vista correspondente, parcial (recortadaem relação à figura 7) em que um contra-rolo é montado em uma extensãodo suporte bifurcado de mancai de rolamento, contra-rolo esse que rola naparte posterior do came anular, isto é, no lado oposto em relação à superfí-cie de came real;

A figura 9 mostra uma vista parcial da concretização de contra-rolo correspondendo à figura 8, em que a inclinação do rolete está baseadano uso de uma chamada mola pneumática e onde o rolete no final da hastede pistão é pressionado contra o came quando o cilindro é pressurizado, porexemplo, pneumaticamente;

A figura 10 mostra, em uma escala consideravelmente maior doque a da figura 7 e em detalhes consideravelmente maiores do que na figura8, a concretização de acordo com a figura 8, com um "contra-rolo" e ilustracomo o rolete girável livremente no final da extremidade da haste de pistãode maneira resiliente apóia a superfície de came do came anular no tamborgiratório, em cujo lado oposto o contra-rolete se apóia giravelmente; e

A figura 11 é uma vista em perspectiva de uma bomba de pistãode três cilindros que mostra características comuns com a concretização deacordo com as figuras 7, 8, 9 e 10, mas onde o princípio do contra-rolete émantido em combinação com o uso de uma mola pneumática.

O seguinte explicará a invenção com referência aos desenhos.

Na figura 1, o numerai de referência 10 denota um eixo detransmissão que gira na direção contrária a dos ponteiros do relógio, con-forme indicado por uma seta. O eixo de transmissão 10 está associado comum came 12, cujo raio, quando medido do centro do eixo de transmissão 10para a periferia do came 12, aumenta de um valor mínimo para um valormáximo contado com um ângulo rotacional crescente em direção à direita(sentido dos ponteiros do relógio), a fim de, então, diminuir para o raio míni-mo do came 12 mediante rotação completa. O raio máximo do came 12 éposicionado de modo que o ângulo rotacional (no sentido dos ponteiros dorelógio) entre os raios mínimo e máximo do carne 12 constitui 210 graus,conforme mostrado por linhas de raio interrompidas na figura 1.

Um primeiro cilindro 14 com um primeiro pistão 16, cilindro esseque é orientado na direção radial em relação ao eixo de transmissão 10, édisposto no lado diametralmente oposto do eixo de transmissão 10 de umsegundo cilindro, radialmente orientado, 14a com um segundo pistão 16a.

O primeiro pistão 16 está associado com uma primeira haste depistão 18, a qual, em sua extremidade livre, é dotada de um primeiro rolete20 projetado para seguir a periferia do carne 12. O segundo pistão 16a estáassociado, correspondentemente, com uma segunda haste de pistão 18a, aqual em sua extremidade livre é dotada de um segundo rolete 20, que éigualmente projetado para seguir a circunferência do carne 12.

Na figura 2, a curva 22 mostra o raio do carne 12 como uma fun-ção do ângulo rotacional do carne 12. Desse modo, a curva 22 mostra o per-fil do carne 12. A curva 24 mostra a velocidade do primeiro pistão 16 comouma função do ângulo rotacional do came 12 em uma velocidade rotacionalconstante para o eixo de transmissão 10 e o came 12.

A escala horizontal dá o ângulo rotacional para o came 12 de 0 a360 graus. A escala vertical proporciona um raio do came 12, normalizadode modo a dar ao raio máximo, que ocorre em 210 graus, um valor positivode 1,0 e de modo a normalizar a velocidade do pistão 16 durante um cursode expansão em um valor de 1,0.

Como aparece da curva 24, a velocidade máxima do pistão 16durante o curso de retorno é igual a 1,5 ou 50% maior do que durante o cur-so de expansão. A que velocidade do pistão esses valores normalizadoscorrespondem, obviamente, será dependente da velocidade rotacional doeixo de transmissão 10 e do came 12 e a que o raio normalizado igual a 1,0corresponde em dimensões reais.

A curva tracejada 26 na figura 3 mostra como a velocidade dosegundo pistão 16a se comporta quando o came 12 é girado para a esquer-da em relação à posição inicial da figura 1. Em um estágio posterior, maisespecificamente entre 0 e 30 graus, o primeiro pistão 16 está no começo deum curso de expansão e funciona em uma velocidade linearmente crescen-te, enquanto o segundo pistão 16a está no final de um curso de expansão efunciona em uma velocidade linearmente decrescente. A soma das veloci-dades positivas dos dois pistões é constante e igual a 1,0. De 30 a 180graus, o primeiro pistão 16 executa a parte principal do curso de expansãoem uma velocidade constante igual a 1,0, enquanto o segundo pistão 16aexecuta seu curso de retorno e aspira fluido para o segundo cilindro 14a.

A figura 4 mostra curvas de velocidade para uma bomba em quetrês pistões funcionam 120 graus fora de fase. Uma curva de velocidade se-noidal 28 para um pistão normal operado à manivela é mostrada como umareferência. As curvas 30,32 e 34 aplicam-se aos primeiro, segundo e terceiropistões, respectivamente. Como aparece das curvas 30,32 e 34, há sempreum pistão funcionando em uma velocidade constante ou dois pistões emfuncionamento que se alternam de modo a fazer a soma de suas velocida-des igual à velocidade de trabalho de um pistão.

A figura 5 mostra uma curva de velocidade 36 para um pistãoem uma bomba em que cinco pistões funcionam 72 graus fora de fase. Umacurva de velocidade senoidal 28 para um pistão normal operado à manivelaé mostrado como uma referência. As curvas para os quatro pistões restantesnão são mostradas. Como aparece da figura 5, a velocidade de funciona-mento do pistão é constante através de uma parte significativamente maiordos primeiros 180 graus angulares do que para uma curva de referência 28,enquanto, ao mesmo tempo, a velocidade de trabalho do pistão também ésignificativamente menor do que para um pistão operado à manivela repre-sentado pela curva de referência 28.

A figura 6 mostra uma curva de velocidade 38 para um pistãoem uma bomba em que seis pistões funcionam 60 graus fora de fase. Umacurva de velocidade senoidal 28 para um pistão normal operado à manivelaé mostrada como uma referência. As curvas para os quatro pistões restantesnão são mostradas. Como aparece da figura 6, a velocidade de funciona-mento do pistão é constante através de uma parte significativamente maiordos primeiros 180 graus angulares do que para uma curva de referência 28,enquanto, ao mesmo tempo, a velocidade de trabalho do pistão também ésignificativamente menor do que para um pistão operado à manivela represen-tado pela curva de referência 28. A curva de velocidade 38 é assimétrica, demodo que o curso de retorno cobre um ângulo rotacional menor do que o cursode expansão, desse modo, ocorrendo em uma velocidade de pistão maior.

Em um exemplo de uma concretização de uma bomba de pistãomostrada esquematicamente nas figuras 7, 8 e 10, o motor 40, cujo eixo dedescarga é dotado de uma roda dentada 42, é projetado para acionar umtambor girável 44 através da roda dentada se entrelaçando com um aro ex-terno 46 no tambor 44.

O lado externo do tambor 44 é ainda dotado de um came anularcircundante 50, um lado do qual é formado como uma superfície de camecontornada 52.

No lado de fora de e em paralelo com o tambor 44 é proporcio-nado pelo menos um cilindro de pistão 14b, 14c, onde um pistão (não mos-trado) está associado com uma haste de pistão 18a, 18c, cuja extremidadelivre é projetada para seguir a superfície de came 52, quando o tambor 44gira e, desse modo, acionar o referido pistão (não mostrado) no cilindro 14b,14c, conforme explicado previamente.

Em uma concretização preferida, seis cilindros de pistões 14b,14c,... distribuídos eqüidistantes em torno do tambor 44 em uma concretiza-ção prática da invenção serão conectados a um sistema de tubulação co-mum. Cada cilindro de pistão 14b, 14c,... é de maneira conhecida dotadodas válvulas e acoplamentos que são requeridos para o cilindro ser capaz defuncionar como um cilindro de bomba.

Através dessa bomba de pistão de seis cilindros, o tambor éposto em funcionamento por dois motores, um em cada lado do tambor 44.

A figura 10 ilustra como a extremidade externa livre da parte depistão 18, extremidade essa que é realmente constituída por aquele pontoem um rolete de apoio girável 20b que está mais afastado do cilindro 14b, étrazido para manter o apoio resiliente contra a superfície de came 52 do ca-me anular 50. O apoio elástico/resiliente do rolete de apoio 20b contra a su-perfície de carne 52 assegura que a área periférica do rolete segue o cursonão-circular da superfície de carne 52 360 graus em torno do eixo rotacionaldo tambor 44 sempre.

A fim de obter essa possibilidade de movimento resiliente para orolete 20b (e naturalmente também para os roletes de apoio restantes 20a,20c, ...) na direção axial dos respectivos cilindros de pistões/ hastes de pis-tões, uma cabeça bifurcada 18b' para o suporte girável do rolete 20b é, pormeio de um parafuso transversal 54, formada na porção extrema da hastede pistão real no sentido construtivo (a extremidade da haste de pistão realno sentido funcional sendo formada pelo rolete 20b, ou mais especifica-mente o ponto desse que naquele momento é a parte externa da periferia nadireção axial da haste de pistão 18b), uma derivação dessa cabeça bifurca-da 18b1, através de um suporte 55, sustenta o dispositivo de apoio carregadoa mola na forma de um pequeno rolete/ roda girável 56, cujo eixo é paraleloao eixo rotacional do rolete de apoio 20b.

A superfície periférica desse rolete/roda 56 menor suporta resili-entemente e apóia a parte posterior 52a da superfície periférica do came 50,superfície essa que, ao contrário da superfície de came real 52, pode seguiruma superfície de anel circular.

A mola 58 para esse pequeno rolete/roda pode, por exemplo, serconstruída a partir de diversas molas de disco unidas que são mantidas nolugar no interior de uma parte moldada em copo virado para baixo de umaparte de mancai 60 que, entre outras coisas, suporta uma peça de extremi-dade bifurcada 62 para o suporte do rolete/roda 56.

64 denota um parafuso de ajuste para ajustar o pequeno role-te/roda 56 em relação ao came 50 (o lado posterior circular 52a do came) nadireção axial da haste de pistão 18b, enquanto 63 indica um guia deslizanteassociado com a disposição de rolete de came 50 - 20b.

Como mencionado, a referida concretização preferida inclui seiscilindros de pistões espaçados uniformemente (com a mesma distância angu-lar) em torno do tambor e esses cilindros de pistões nesta concretização prefe-rida com vantagem serão acoplados a um sistema de tubulação comum.

A cabeça bifurcada 18b', 18c' pode ser em algumas concretiza-ções do mesmo tamanho que o cilindro 14a - 14c, ... na outra extremidadeda haste de pistão 18a em - 18c....

O meio de assegurar que os roletes 2u mantêm seu contato coma superfície de carne oposta 52 sempre, toma várias formas. Em geral, eledeve ser capaz de assegurar que a pressão no lado de sucção é sempre altao bastante para equilibrar as forças friccionais, gravitacionais e inerciais queprocuram levantar o rolete para fora do carne e, desse modo, encerram acooperação de guia entre eles. As figuras de 8 a 10 propõem o uso de umcontra-rolete posicionado para funcionar na parte posterior do came 50. Al-ternativamente, a força de mola pode ser usada, por exemplo, a pneumática,conforme indicado na figura 9, em que um pistão anular 16A acunhado emuma parte intermediária na haste de pistão 18b, assim seguindo seus movi-mentos 18b, força o rolete 20b contra o came 50 quando o cilindro 14B épressurizado mediante suprimento de ar comprimido. Em lugar dessa con-cretização de impulsão a mola pneumática, a impulsão poderia ter sido pro-porcionada através de um meio mecânico.

De a acordo com a concretização da figura 11, molas pneumáti-cas podem ser usadas e o suporte normalmente bifurcado 18b', 18c' na ex-tremidade das hastes de pistões 18a - 18c dos respectivos cilindros pneu-máticos 14a - 14c pode ser formado de um modo a permitir que o apoio e ocontra-rolete 20b, 20c, em pares 56, respectivamente, sejam sustentadosem cada suporte. Além disso, a concretização da figura 11 tem o mesmomecanismo de acionamento e transmissão 40, 42, 46 que o da figura 7, osconjuntos de engrenagens 42, 46, o tambor 44 com uma parte de anel decame circundante 50 de 360 graus e os três cilindros de pistões eqüidistan-temente posicionados (com um espaçamento angular de 120 graus) 14a -14c sendo suportados em duas paredes laterais paralelas, espaçadas, 82,84, de uma estrutura de chassi, onde uma placa de montagem 80 conectaas duas paredes laterais 82, 84. O número de referência 44a denota um dosmunhões de eixo do tambor 44.

Claims (17)

1. Disposição em um motor a pistão na forma de uma bomba depistão/motor do tipo em que dois ou mais cilindros de pistões cooperantes(14, 14a, 14b, 14c), cujos pistões alternativos (16, 16a,...) dos quais têmhastes (18, 18a, 18b, 18c,...) seguindo um came girável (12, 50), direta ouindiretamente caracterizada pelo fato do came (12, 50) ter um conjunto desetores de inclinações variáveis contínuas e complementares, de modo que,se o came for girado em uma velocidade angular constante, a soma da velo-cidade linear de todos os pistões seguindo os setores de inclinações positi-vas é constante e igual à soma de velocidade linear de todos os pistões queseguem os setores de inclinações negativas.

2. Disposição de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato do referido came (12) ser simétrico e o número de pistões ser ummúltiplo de números ímpares igual ou maior do que três.

3. Disposição de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato do referido came (12) ser assimétrico e o número de pistões ser ummúltiplo de números pares igual ou maior do que quatro.

4. Disposição, de acordo com a reivindicação 1, 2 ou 3, caracte-rizada pelo fato da extremidade externa livre de cada haste de pistão (18, 18a, 18b, 18c,...) ser constituída por aquela porção da superfície de apoio dasuperfície periférica de um rolete girável (20, 20a, 20b, 20c,...), que em qual-quer momento está mais distante na direção axial, superfície periférica queem qualquer momento se apoiará na superfície (52) de came (12; 50).

5. Disposição, de acordo com a reivindicação 1 e/ou 4, caracteri-zada pelo fato do came ser constituído por um anel de came circundante(50) disposto em um tambor girável (44), corpo de cilindro ou dispositivo,meio ou estrutura similar.

6. Disposição de acordo com a reivindicação 4, caracterizadapelo fato dos referidos roletes giráveis (20, 20a, 20b, 20c,...) serem projeta-dos para serem mantidos em apoio elástico/resiliente contra a referida su-perfície de came (12; 52).

7. Disposição de acordo com a reivindicação 6, caracterizadapelo fato das extremidades das hastes de pistões para suporte de seus res-pectivos roletes de apoio (20, 20a, 20b, 20c,...) serem formados com umacabeça bifurcada (18b1) destinada a aceitar o rolete de apoio giravelmenteentre as derivações em U com o auxílio de um parafuso transversal (54).

8. Disposição, de acordo com a reivindicação 4, 6 ou 7, caracte-rizada pelo fato de que o mecanismo ( por exemplo, 56) destinado a assegu-rar o estabelecimento e a manutenção de uma pressão suficientemente altano lado de sucção para compensar as forças friccionais, gravitacionais einerciais que procuram levantar o rolete de apoio (20, 20a, 20b, 20c,...) parafora da superfície de guia (52) do came (50).

9. Disposição de acordo com a reivindicação 8, caracterizadapelo fato do referido mecanismo ser constituído por um dispositivo de impul-são à mola, por exemplo, dispositivos pneumáticos (16A, 14B), dispositivomecânico, tais como molas, etc.

10. Disposição de acordo com a reivindicação 7, caracterizadapelo fato da cabeça bifurcada (18b1) na extremidade de cada haste de pistão(18, 18a, 18b, 18c) sustentar um suporte que se projeta axialmente (60) des-tinado a assegurar que o rolete de apoio (20b) é mantido em contato carre-gado a mola com a superfície de came (52) do came.

11. Disposição de acordo com a reivindicação 8, caracterizadapelo fato do referido suporte (60) ter uma forma em U, uma primeira ramifi-cação em U sendo dirigida axialmente para longe da cabeça bifurcada dehastes de pistões livres externas (18b'), enquanto a outra ramificação em U,que é conectada à primeira ramificação em U, através da alma em U, queforma uma peça de ligação transversal, é dirigida axialmente para a cabeçade haste de pistão (18b1) e sustenta uma roda de contato (56), cuja superfí-cie periférica apóia a superfície de anel posterior (52a) do anel de came (50)e de maneira carregada a mola, oposto à superfície de came (52) do came,com a finalidade de manter o rolete de apoio (20b) em apoio resiliente,constante, contra a superfície de came (52).

12. Disposição de acordo com as reivindicações 7, 8 e 11, ca-racterizada pelo fato da referida cabeça bifurcada (18a1 - 18c') ser projetadapara sustentar o rolete de apoio (20a - 20c) e a roda de contato/contra-rolete(56) no lado oposto do anel de carne (50) em relação à superfície de carnereal (52).

13. Método de controle de pistões alternativos controláveis (16, 16a,...) nos cilindros de pistões (14, 14a, 14b, 14c,...) que, em número dedois ou mais, fazem parte de um motor a pistão ou bomba de pistão, em queo dispositivo girável é proporcionado para o controle mútuo dos cursos depistões, dispositivo esse que influencia os pistões através de suas hastes depistões projetantes (18, 18a, 18b, 18c,...), caracterizado pelo fato de cadapistão (16, 16a,...) ser acionado a uma velocidade constante através departe de seu curso de expansão e que pelo menos um pistão é guiado de talmaneira que sua velocidade perfil/curva é assimétrica, isto é, constante mascom diferentes velocidades para o curso de explosão e para o curso de re-torno.

14. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizadopelo fato dos pistões (16, 16a,...) serem acionados de tal maneira que a ve-locidade do pistão é alterada gradualmente para ou a partir de zero no finalde um curso de expansão e de tal maneira que quando um pistão em funci-onamento desacelera para a velocidade zero, o (ou um dos) pistão coope-rante, que ao mesmo tempo começa um curso de expansão, é acelerado apartir da velocidade zero.

15. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizadopelo fato de cada pistão (16, 16a,...) desacelerar e acelerar linearmente nofinal e no começo, respectivamente, de um curso de expansão, de modo quea soma da velocidade dos pistões durante a fase de mudança é constante eigual à velocidade em que o pistão normalmente trabalha durante o curso deexpansão.

16. Método de acordo com uma ou mais das reivindicações pre-cedentes 13 - 15, caracterizado pelo fato de uma velocidade de pistão má-xima, constante, ser estabelecida e mantida através de parte do curso deexpansão.

17. Método de acordo com uma ou mais das reivindicações pre-cedentes 13-6), onde o motor a pistão é constituído por uma bomba e otrabalho é realizado com dois cilindros de pistões diametralmente opostos(14, 14a) e um carne intermediário (12), caracterizado pelo fato de cada cur-so de expansão ser trazido para cobrir um pouco mais (por exemplo, 30graus) de 180 graus de rotação do eixo de transmissão (10), de modo queambos os pistões (16, 16A) executem simultaneamente parte de um cursode expansão durante a parte de sobreposição de uma votação, onde um dospistões é desacelerado constantemente em direção a zero e encerra seucurso de expansão, enquanto o outro pistão começa seu curso de expansãoe é acelerado constantemente em direção ao curso de expansão total eonde o curso de retorno é executado em uma velocidade maior do que ocurso de expansão real.