ES2276952T3 - Mejoras relativas a motores axiales. - Google Patents
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Abstract
Un aparato (300) de transmisión de potencia adaptado para transmitir el empuje desde unos medios de empuje de movimiento alternativo dispuestos axialmente en pares opuestos hasta un cigüeñal en z de un motor axial, estando cada par de medios de empuje opuestos (101a a 105b) conectado mediante una biela (106 a 110) respectiva que se extiende entre los medios de empuje opuestos, incluyendo el aparato: un acoplamiento (117) de cigüeñal en z para conectar el aparato de transmisión a un eje (616) de cigüeñal de un cigüeñal (114) en z, una pluralidad de porciones de soporte de acoplamiento (301 a 305) que son fijas con respecto al acoplamiento del cigüeñal en z, y una pluralidad de elementos (806) de acoplamiento, cada uno unido a una porción respectiva del soporte de acoplamiento y adaptado de forma que las porciones de soporte de acoplamiento y los elementos de acoplamiento se mueven de forma alternativa unos con respecto a otros en una dirección sustancialmente transversal al acoplamiento (117) del cigüeñal en z; caracterizado porque cada elemento de acoplamiento es una corredera (806) de acoplamiento que se extiende hacia fuera desde la porción (301 a 305) de soporte de acoplamiento respectiva en una dirección sustancialmente transversal al acoplamiento (117) de cigüeñal en z, está configurado para conectarlo a una biela respectiva (106 a 110) en su extremo exterior, y puede moverse de forma alternativa con respecto a la porción de soporte de acoplamiento por medio de un acoplamiento telescópico; y porque después de la instalación del aparato en un motor axial, cada corredera (806) de acoplamiento está conectada a una biela respectiva (106 a 110), y durante el funcionamiento del motor, cada corredera (806) de acoplamiento está adaptada para transmitir el empuje desde un par de medios de empuje correspondientes al cigüeñal (114) en z, reduciendo el empuje lateral sobre el par de medios de empuje, mediante un movimiento alternativo relativo a la porción de soporte de acoplamientorespectiva en una dirección sustancialmente transversal al acoplamiento del cigüeñal en z, con cada corredera de acoplamiento moviéndose alternativamente con respecto a la porción de soporte de acoplamiento por medio de un movimiento deslizante de extensión y retracción para compensar el movimiento en el aparato para mantener cada biela (106 a 110) en una posición sustancialmente alineada con un eje que se extiende a través del respectivo par de medios de empuje que conecta.
Description
Mejoras relativas a motores axiales.
La presente invención se refiere a un aparato de
transmisión de potencia para convertir un movimiento alternativo
lineal en un movimiento rotatorio y a un motor axial que usa tal
aparato. El movimiento alternativo lineal puede provenir de unos
pistones, o similares, dispuestos en una configuración circular.
Generalmente, los motores axiales incluyen un
bloque de motor en el que los cilindros y pistones están dispuestos
uniformemente en una configuración circular alrededor de un eje
central del bloque del motor, en lugar de las configuraciones en
línea, en "V" u horizontalmente opuesta de los motores
tradicionales. El movimiento alternativo de los pistones en un
motor de este tipo puede transformarse en un movimiento de rotación
de un eje de salida por medio de una configuración de "placa
oscilante" y cigüeñal en z tal como se describe en los
documentos NZ 221366 y US 2.097.138, o mediante otros medios de
transformación adecuados. En motores axiales más recientes, tales
como los descritos en los documentos WO 96/29506, GB 2.338.746 y NZ
212574, se usan pistones opuestos, que aumentan el empuje sobre los
medios de transmisión.
En tales motores, unas bielas, u otros medios
adecuados, acoplan los pistones a la "placa oscilante" para
transmitir el empuje desde los pistones hasta el cigüeñal en z, u
otros medios, para impulsar el eje de salida. Las bielas no
permanecen en una orientación vertical a lo largo de todo el ciclo
debido al movimiento de la "placa oscilante", y esto puede
crear un empuje lateral sobre diversos componentes del motor,
incluidos los pistones.
En los documentos US 4.736.715 y US 5.027.756 se
describen otros sistemas. En ambas patentes los pistones realizan
un movimiento alternativo lineal y el movimiento se alberga entre
los vástagos de los pistones y la placa oscilante en el sitio del
vástago de pistón en el que se acoplan. Se ha observado que esto
provoca una concentración del desgaste en un único punto.
De acuerdo con la presente invención, se
proporciona un aparato de transmisión de potencia adaptado para
transmitir el empuje desde unos medios de empuje de movimiento
alternativo dispuestos axialmente en pares opuestos hasta un
cigüeñal en z de un motor axial, estando cada par de medios de
empuje opuestos conectado mediante una biela respectiva que se
extiende entre los medios de empuje opuestos, y el aparato
incluye:
un acoplamiento del cigüeñal en z para conectar
el aparato de transmisión a un eje del cigüeñal de un cigüeñal en
z,
una pluralidad de porciones de soporte de
acoplamiento que son fijas con respecto al acoplamiento del cigüeñal
en z, y
una pluralidad de elementos de acoplamiento,
cada uno unido a una porción respectiva del soporte de acoplamiento
y adaptado de forma que las porciones de soporte de acoplamiento y
los elementos de acoplamiento se muevan de forma alternativa los
unos con respecto a los otros en una dirección sustancialmente
transversal al acoplamiento del cigüeñal en z;
caracterizado porque cada elemento de
acoplamiento es una corredera de acoplamiento que se extiende hacia
fuera desde la porción de soporte de acoplamiento respectiva en una
dirección sustancialmente transversal al acoplamiento del cigüeñal
en z, está configurado para conectarlo a una biela respectiva en su
extremo exterior, y puede moverse de forma alternativa con respecto
a la porción de soporte de acoplamiento por medio de un
acoplamiento telescópico; y
porque tras instalar el aparato en un motor
axial, cada corredera de acoplamiento queda conectada a una biela
respectiva, y durante el funcionamiento del motor, cada corredera de
acoplamiento está adaptada para transmitir el empuje desde un par
de medios de empuje correspondientes al cigüeñal en z, al tiempo que
se reduce el empuje lateral sobre el par de medios de empuje,
mediante un movimiento alternativo relativo a la porción de soporte
de acoplamiento en una dirección sustancialmente transversal al
acoplamiento del cigüeñal en z, con cada corredera de acoplamiento
moviéndose alternativamente con respecto a la porción de soporte de
acoplamiento respectiva por medio de un movimiento deslizante de
extensión y retracción para compensar el movimiento en el aparato
para mantener cada biela en una posición sustancialmente alineada
con un eje que se extiende a través del respectivo par de medios de
empuje al que conecta.
El movimiento alternativo puede proporcionarse
mediante varias configuraciones de cilindro/pistón, arietes de
solenoide o hidráulicos, o mediante cualquier otro medio de empuje
de potencia adecuado que funcione con un movimiento alternativo. En
el caso de una aplicación de pistón/cilindro de combustión interna,
el pistón puede montarse por módulos a partir de componentes de
carbono.
Ahora se describirá la invención a modo de
ejemplo haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los
cuales:
las figuras 1 y 2 muestran en vistas en planta,
alzado, alzado lateral izquierdo/derecho e isométrica, una forma de
realización preferida de un motor axial con pistones opuestos y un
aparato de transmisión de potencia;
las figuras 3 y 4 muestran unas vistas en
alzado, planta y perspectiva de un soporte de acoplamiento,
acoplamientos y una sujeción de engranaje inferior del aparato de
transmisión;
la figura 5a es una vista en alzado del aparato
de transmisión de potencia (con la sujeción de engranaje inferior
retirada para mayor claridad), cigüeñal en z y eje de salida;
la figura 5b es una vista en alzado del aparato
de transmisión de potencia, cigüeñal en z y eje de salida, que
muestra la sujeción de engranaje superior e inferior;
la figura 6 es una vista en alzado y en sección
del aparato de transmisión de potencia (con ambas sujeciones de
engranaje retiradas para mayor claridad), cigüeñal en z y eje de
salida que se muestran en las figuras 5a y 5b;
la figura 7a muestra un eje de pivote de una
biela instalada en una junta articulada con detalles del aparato de
transmisión de potencia retirados para una mayor claridad;
la figura 7b muestra un eje de pivote de una
biela instalada en una junta articulada;
la figura 8a es una vista en planta y en sección
(tomada a través de C-C, según se muestra en la
figura 3) del aparato de transmisión de potencia que muestra unos
brazos telescópicos (correderas oscilantes) del soporte de
acoplamiento;
la figura 8b es una vista en sección de una
corredera oscilante con mayor detalle;
la figura 8c es una vista en sección de una
corredera oscilante, que muestra unas superficies de apoyo;
las figuras 8d a 8g son vistas en alzado de una
porción recortada del soporte de acoplamiento, que muestra una
corredera oscilante y las superficies de apoyo;
las figuras 8h y 8i son vistas en planta que
muestran las superficies de apoyo;
la figura 9 es una vista en sección (tomada a
través de B-B, según se muestra en la figura 1) del
pistón, la porción superior de una bomba de aceite y la biela
ensamblados;
la figura 10 es una vista en alzado y en sección
(tomada a través de B-B, según se muestra en la
figura 1) del motor axial, que muestra un conjunto de pistones
opuestos y bielas acoplado a una corredera oscilante respectiva;
y
la figura 11 muestra más detalles del punto de
acoplamiento de la figura 10.
Haciendo referencia a los dibujos, se observará
que se pueden llevar a la práctica de diversas formas un motor
axial de acuerdo con la invención y un aparato de transmisión de
potencia de acuerdo con la invención para su uso en un motor axial.
Las siguientes formas de realización se dan únicamente a modo de
ejemplo.
Las figuras 1 y 2 muestran diversas vistas de
una forma de realización preferida de un motor axial de combustión
interna 100, que incluyen una forma de realización preferida de un
aparato 300 de transmisión de potencia para convertir el movimiento
alternativo lineal de los pistones 101a a 105b en un movimiento de
rotación de un eje 115a, 115b de salida. El bloque 124 de
cilindros del motor se ha omitido de algunas vistas para mayor
claridad. La invención se describirá en lo que respecta a la
conversión del movimiento alternativo a partir de una configuración
de cilindro/pistón de combustión interna, no obstante el dispositivo
o aparato 300 de transmisión de potencia (medios de oscilación) no
se limita únicamente a su uso con aplicaciones de motores de
combustión interna. La invención puede adaptarse para convertir
cualquier fuente de potencia o medios de empuje de movimiento
alternativo lineal, siendo otros ejemplos un conjunto circular de
arietes hidráulicos o de solenoide. El aparato 300 de transmisión
de potencia se muestra en solitario en las figuras 3 y 4 para mayor
claridad. El aparato 300 incluye un soporte 306 de acoplamiento y un
acoplamiento principal (también denominado acoplamiento de cigüeñal
en z) 117 para su unión a un cigüeñal 114 en z, que a su vez está
unido entre los extremos 115a y 115b del eje de salida. La
referencia al aparato 300 de transmisión de potencia puede incluir
el soporte 306 de acoplamiento/acoplamiento 117 únicamente, o todo
el soporte 306 de acoplamiento/acoplamiento 117, cigüeñal 114 en z
y/o la configuración del eje 115a, 115b de salida.
Haciendo referencia a las figuras 1 a 4, en las
que los números de referencia similares se refieren al mismo
componente en cada vista, el motor axial 100 incluye una pluralidad
de pistones 101a a 105b con una biela correspondiente 106 a 110 que
se extiende entre la base de cada par de pistones opuestos
respectivo. En una forma de realización preferida existen 10
pistones 101a a 105b dispuestos en cinco pares opuestos en línea
101a, 101b; 102a, 102b; 103a, 103b; 104a, 104b y 105a, 105b
dispuestos en un conjunto circular alrededor de un eje central del
motor 100, cada uno conectado por una biela respectiva 106 a 110.
Cada pistón está alojado en un cilindro correspondiente en el
bloque 124 de cilindros, de los cuales, los cilindros 111b, 112b,
113b correspondientes a los pistones 101b, 102b, 103b son visibles
en la figura 2. Los bloques de cilindros también pueden incluir una
configuración de turbocompresor interno, como la que se describe el
documento WO 00/11330 del
solicitante.
solicitante.
El movimiento de los pistones hacia arriba y
hacia abajo se transmite al eje 115a, 115b de salida mediante el
aparato 300 de transmisión de potencia o medios de oscilación. Este
movimiento se transmite desde las bielas al aparato 300 situando un
eje de pivote, por ejemplo 700, (visible en las figuras 7a, 7b) de
cada biela 106 a 110 en un acoplamiento correspondiente 118 a 122,
tal como una junta articulada, dispuesto en una corredera oscilante
806 correspondiente (no visible en las figuras 7a, 7b) retenido en
un brazo respectivo del soporte 306 de acoplamiento del aparato 300
en una configuración telescópica. Más adelante se describen detalles
de los ejes de pivote, por ejemplo 700, y las juntas articuladas
118 a 122 haciendo referencia a las figuras 7a y 7b. Los detalles
de las correderas oscilantes 806 se describirán haciendo referencia
a las figuras 8a a 8i. Cada eje, por ejemplo 700, puede pivotar en
una junta articulada correspondiente, por ejemplo 118. La biela
correspondiente permanece en una orientación sustancialmente
vertical a lo largo de todo el ciclo de la carrera de movimiento
alternativo del pistón respectivo.
El soporte 306 de acoplamiento, que resulta
visible con mayor claridad en las figuras 3 y 4, se extiende
radialmente hacia fuera desde el acoplamiento 117 del eje principal
del dispositivo de transmisión de potencia para proporcionar unos
medios para mantener las respectivas correderas oscilantes con
juntas articuladas 118 a 122 en una configuración sustancialmente
circular alrededor de un eje longitudinal del acoplamiento 117 del
eje principal. El soporte 306 de acoplamiento comprende
preferentemente cinco brazos 301 a 305 formados integralmente con el
acoplamiento 117 del eje principal y que se extienden radialmente.
No obstante, se observará que el soporte 306 de acoplamiento no
está restringido a brazos que se extienden radialmente, y que podría
comprender, por ejemplo, una placa o anillo anular unido al
acoplamiento 117 del eje principal que recibe las correderas
oscilantes. De este modo, el movimiento alternativo de los pistones
puede transmitirse al acoplamiento 117 del eje principal, que en
combinación con el cigüeñal 114 en z hace girar el eje 115a, 115b de
salida del modo que se describirá más adelante.
El aparato 300 de transmisión incluye también
una sujeción 307 de engranaje inferior que comprende un anillo
anular que sostiene una pluralidad de dientes. La sujeción inferior
307 rodea el acoplamiento 117 del eje principal y está unido por
medio de una pluralidad de brazos de soporte 308 a 312, que están
formados integralmente con el acoplamiento 117 del eje principal y
están unidos con pernos, o unidos de cualquier otro modo a, o
formados integralmente con la sujeción de engranaje anular 307, como
puede verse en la figura 4. Los dientes están adaptados para
engranarse con una sujeción de engranaje superior correspondiente
500 (visible en la figura 5), que se encuentra fijada a una
estructura de soporte, tal como el chasis de un motor, y permanece
fija, independientemente del movimiento del aparato 300 de
transmisión de potencia. El soporte 306 de acoplamiento, las
correderas oscilantes 806, los acoplamientos 118 a 122, y las bielas
106 a 110 no se extienden radialmente más allá de las sujeciones de
engranaje anulares 500, 307, sino que, en cambio, permanecen dentro
del límite anular.
En referencia a las figuras 5a, 5b y 6, el
acoplamiento 117 del eje principal del aparato 300 de transmisión
está adaptado para ser montado o acoplado de forma giratoria en un
eje 616 del cigüeñal del cigüeñal 114 en z. Preferentemente, el
acoplamiento 117 del eje principal incluye o está formado
integralmente como un manguito de acoplamiento para el eje 616 del
cigüeñal. Alternativamente, el acoplamiento del eje principal
incluye otro tipo de acoplamiento adecuado que está adaptado para
la unión al eje 616 del cigüeñal. El cigüeñal 114 en z tiene dos
brazos 116a, 116b de muñón de cigüeñal montados de forma que puedan
girar en cada extremo distal del eje 616 del cigüeñal. Cada brazo
116a, 116b de muñón de cigüeñal está adaptado para conectarlo a un
extremo respectivo del eje 115a, 115b de salida, de forma que pueda
girar, y de tal manera que el aparato 300 de transmisión y el eje
616 del cigüeñal queden inclinados formando un ángulo con respecto
al eje longitudinal del eje 115a, 115b de salida (según se muestra
en la figura 1). El ángulo preferido es de entre 17º y 18º con
respecto a la vertical, con un ángulo particularmente preferido de
sustancialmente 17,5º, aunque un experto en la materia observará
que la inclinación puede quedar dentro de un intervalo de ángulos
mayor.
La figura 5b muestra detalles de la sujeción 307
de engranaje inferior del aparato 300 de transmisión que se engrana
con una correspondiente sujeción 500 de engranaje anular superior
unida a una estructura de soporte tal como el chasis del motor. La
sujeción 500 de engranaje superior se omite en la figura 5a para
mostrar los detalles ocultos. Las respectivas sujeciones 500, 307
de engranaje se engranan en el punto 502 en el que uno de los
pistones superiores se encuentra en la porción superior de su
carrera. Durante el funcionamiento del motor 100, el ciclo para
cada par de pistones opuestos 101a, 101b; 102a, 102b; 103a, 103b;
104a, 104b y 105a, 105b está escalonado de tal forma que los puntos
muertos superiores (PMS) para los pistones superiores 101a a 105a
se alcanzan secuencialmente de manera circular. Por ejemplo, los PMS
pueden darse en el sentido de las agujas del reloj, vistos desde
arriba, tal como se muestra mediante la flecha 130 en las figuras 1,
5a, 5b, aunque podrían darse en sentido contrario a las agujas del
reloj. Este movimiento secuencial del pistón hace que oscilen el
aparato 300 de transmisión de potencia y la sujeción 307 de
engranaje inferior de tal forma que el punto 502 de engranaje de
las sujeciones 500 de engranaje, 307 se mueve en un modo circular
correspondiente (que se muestra mediante la flecha 130 en la figura
1) alrededor del eje central del motor 100. El mecanismo 500, 307
de sujeción de engranaje impide o limita el giro 117 del eje
principal del aparato 300 de transmisión y el cigüeñal en z
alrededor del eje 616 del cigüeñal del cigüeñal 114 en z. A partir
de la vista en alzado de las figuras 5a, 5b, puede observarse que
el plano 503 en el que se sitúa cada uno de los acoplamientos o
extremos grandes, corta la bisectriz de la línea de extensión del
punto 502 de engranaje de las sujeciones 500, 307, de engranaje el
eje de rotación del eje de salida 504 y el eje longitudinal 506 del
eje 616 del cigüeñal en un punto muerto 501 dentro del eje 117 de
acoplamiento. Esta configuración limita el movimiento lateral en
las juntas de la configuración del motor.
Las sujeciones anulares 307, 500 de engranaje
tienen un diámetro lo suficientemente grande como para que las
bielas 106 a 110 funcionen dentro de las sujeciones de engranaje
anulares. Este diámetro más grande permite proporcionar más dientes
en las sujeciones 307, 500 de engranaje que si las bielas
funcionaran fuera del mecanismo de sujeción. El aumento en el
número dientes reduce la carga individual sobre cada diente, debida
al empuje de los pistones. La reducción del empuje por diente
resulta particularmente ventajosa en el caso en el que se usen
pistones opuestos, ya que el empuje es el doble que el de un motor
similar que use pistones no opuestos. Esto permite el uso de un
material compuesto más ligero para las sujeciones 307, 500 de
engranaje, en lugar de una construcción metálica más pesada, que
sería necesaria generalmente para soportar el empuje aumentado
generado en un motor de pistones opuestos. La sujeción 500 de
engranaje superior con un diámetro más grande permite también la
fijación firme de la sujeción a la estructura de soporte.
La estructura del cigüeñal 114 en z se
describirá detalladamente haciendo referencia a la figura 6, que
muestra una vista en sección a través del eje longitudinal del
aparato 300 de transmisión que se muestra en las figuras 5a, 5b. Un
manguito superior 608 se desliza sobre un saliente cónico 600 en el
brazo 116a del muñón de cigüeñal superior. El saliente 600 incluye
un orificio ciego roscado 609 para su unión al eje 115a de salida
superior (no mostrado) por medio de un perno o similar. El brazo
116a incluye también un cuerpo semicilíndrico 601 con una porción
ahuecada correspondiente a un extremo saliente del eje 616 del
cigüeñal. La porción ahuecada se instala en el eje del cigüeñal y
después se fija en su posición mediante dos pestañas 602 (una de las
cuales resulta visible) que se unen con pernos entre sí. Se
introduce otro perno a través de los orificios alineados 607 en el
brazo 116a y el eje 616 del cigüeñal para impedir que el brazo 116a
dé vueltas alrededor del eje del cigüeñal 114. El cuerpo
semicilíndrico 601 incluye una porción rebajada 610 que permite que
el brazo 116a gire con el eje del cigüeñal alrededor del exterior
del acoplamiento o del manguito 117 de acoplamiento. El eje 616 del
cigüeñal se extiende a través del manguito de acoplamiento y
sobresale desde ambos extremos. Gira en unos cojinetes 604
dispuestos en el interior de una superficie interna del manguito 117
de acoplamiento.
El eje 616 del cigüeñal incluye un orificio 605
de mayor diámetro que forma una conicidad hasta un orificio 606 de
menor diámetro. El brazo 116b del muñón de cigüeñal inferior incluye
un cuerpo semicilíndrico 615 y un saliente 612 con un manguito 613.
El saliente 612 incluye un orificio ciego roscado 614 para su unión
a la porción inferior del eje 115b de salida (que no se muestra en
la figura 6) por medio de un perno o similar. El brazo 116b incluye
una porción hueca 620 que está montada en el eje 616 del cigüeñal.
En la figura 6 también resulta visible una estructura interna de
uno de los brazos oscilantes telescópicos 806 que se describirán
detalladamente haciendo referencia a las figuras 8a y 8b.
La figuras 7a y 7b muestran el modo en que el
eje de pivote, por ejemplo 700, de cada biela 106 a 110 se acopla
con una junta articulada respectiva 118 a 122. La configuración de
eje de pivote/junta articulada se describirá haciendo referencia a
la biela 106 correspondiente a los pistones 101a, 101b a modo de
ejemplo. Esta descripción también se refiere a las otras
configuraciones de pistón/eje/biela. El eje 700 de pivote está
situado en el punto medio de la biela 106 y comprende dos salientes
cilíndricos dispuestos de forma opuesta 705, 706. Cada saliente
705, 706 está formado integralmente con la biela 106 y se extiende
de forma sustancialmente horizontal con respecto a la misma. La
junta articulada 118 correspondiente comprende un encastre de
cojinete sustancialmente en forma de U que comprende una base 701,
una cara interna curva 709 (visible en la figura 5) y dos pares de
salientes 702a, 702b y 703a (la 703b no resulta visible). Los
salientes 705, 706 del eje 700 se encuentran situados en el
encastre de cojinete. Un par de abrazaderas 704 de encastre
correspondientes (omitiéndose una abrazadera de las figuras 7a, 7b
para mayor claridad) con una cara interna semicircular 708 de apoyo
están unidas con pernos entre sí a cada par de salientes del
encastre respectivos (por ejemplo, 703a, 703b en las figuras 7a,
7b) para mantener el eje 700 de pivote en su posición. El eje 700 se
encuentra entonces libre para pivotar dentro de la junta ensamblada
118 sobre las caras internas de apoyo 704, 708 de los encastres de
cojinete y las abrazaderas respectivamente. Cada junta articulada
118 está conectada a un brazo telescópico 806 respectivo (también
denominado corredera oscilante) que, como se observa claramente, se
extiende hacia dentro de la biela y se mueve alternativamente
dentro de un brazo 301 respectivo del soporte 306 de acoplamiento.
Las correderas oscilantes permiten el acoplamiento deslizante de las
bielas 106 a 110 al cigüeñal en z.
Como se señala anteriormente, la figura 8a es
una vista en planta y en sección transversal que muestra los brazos
telescópicos del soporte de acoplamiento, y, más particularmente,
muestra detalles de las porciones internas de los brazos radiales
301 a 305 que forman el soporte 306 de acoplamiento. Cada brazo 301
a 305 comprende una porción de base que recibe una porción de brazo
de extensión telescópica 806, o corredera oscilante, que se desliza
en el interior de la porción de base. Las correderas oscilantes
forman acoplamientos de movimiento alternativo para la conexión a
las bielas 106 a 110, es decir, como se observa claramente en los
dibujos, las correderas oscilantes y los brazos del soporte de
acoplamiento forman acoplamientos telescópicos entre las bielas y
el soporte de acoplamiento. Las figuras 8b y 8c muestran uno de los
brazos más detalladamente, en el que las superficies 820 y 821 de
apoyo se han omitido de la figura 8b para mayor claridad. El
mecanismo de corredera se describirá en relación con el brazo 301,
no obstante se observará que esta descripción se refiere a cada uno
de los brazos restantes 302 a 305. La porción 800 de base incluye un
cilindro externo 801 que está formado preferentemente de forma
integral con el acoplamiento 117 del eje principal del aparato 300
de transmisión. A través del interior del cilindro externo 801 se
extiende un pistón 802 de bomba con un cilindro interno 803 para
proporcionar un interior anular dentro de la porción 800 de base. En
la base de la bomba está empotrada una junta tórica 816. En la
superficie interior del cilindro externo 801, en la que se desliza
el brazo telescópico cilíndrico 806, se encuentran dispuestos un
cojinete 805 y un manguito 804. El brazo de extensión telescópica
806, o corredera oscilante, incluye una junta articulada 119 y un
cuerpo alargado 808 con una superficie externa cilíndrica
integrados.
El diámetro del cuerpo 808 está dimensionado
para que encaje dentro del cilindro externo 801 y el manguito 804 y
el cojinete 805. El cuerpo tiene un manguito interno 809 que incluye
un orificio cilíndrico 810 dimensionado para recibir el pistón 802
de la bomba. la corredera oscilante 806 está alojada en la porción
800 de base de tal forma que la superficie externa del cuerpo 808
entra en contacto con el cojinete 805 y toda la longitud del
manguito 804 a todo lo largo del mismo, como se muestra, y el pistón
802 reside en el orificio cilíndrico 810. De este modo, la
corredera oscilante 806 es capaz de deslizarse con respecto a la
porción 800 de base y está adaptada para oscilar dentro del brazo
301 a 305 de soporte respectivo. Durante el funcionamiento del
motor, los medios 300 de oscilación oscilan de tal modo que la
distancia radial entre el centro de los medios 300 de oscilación y
la posición del eje 700 de pivote en la biela varía entre un
desplazamiento mínimo y uno máximo. La corredera oscilante 806 se
extiende desde la porción 800 de base y se retrae dentro de la misma
para compensar el desplazamiento radial para permitir que la biela
permanezca en una orientación sustancialmente vertical (cuando el
motor está sostenido en una orientación vertical). Por lo tanto, se
observará que, en el caso general, la corredera oscilante 806
permite que la biela permanezca en una relación sustancialmente
alineada o coincidente con un eje 131 (visible en la figura 1) que
se extiende entre los pistones opuestos 101a, 101b del par.
En referencia a la figura 8c, el movimiento
alternativo de la corredera oscilante 806 tiene lugar en dos
superficies de apoyo anulares, la primera 821 en la base de la
corredera oscilante 806, y la segunda 820 en la base interna del
cilindro externo 801. Las superficies de apoyo se describirán más
detalladamente con respecto a las figuras 8d a 8i. Las figuras 8d y
8f muestran una porción recortada de un brazo del soporte de
acoplamiento que revela detalles de la corredera oscilante y las
superficies de apoyo. Las figuras 8e y 8g son ampliaciones que
muestran más detalles, mientras que las figuras 8h y 8i muestran
vistas en planta de las dos superficies 820, 827 de apoyo. Es
preciso señalar que las superficies de apoyo que se muestran en
estas figuras no están a escala, sino que se muestran más bien
sobredimensionadas respecto al original para ilustrar los detalles.
Los picos de las rampas a los que se hace referencia tienen una
altura de aproximadamente 3 mm (1/8 de pulgada) en la forma de
realización preferida.
En referencia a las figuras 8d, 8e, 8f, 8g y 8i,
la segunda superficie 820 de apoyo comprende dos rampas anulares
823, 824con forma de onda dispuestas de forma diametralmente opuesta
en la base interna del cilindro externo 801, e intercaladas entre
unas superficies anulares planas 825, 826. En referencia a las
figuras 8d, 8e, 8f, 8g y 8i, la primera superficie 810 de apoyo
comprende dos rampas anulares con forma de onda 827, 828 dispuestas
de forma diametralmente opuesta en la base de la corredera oscilante
806. Las rampas 827, 828 están intercaladas entre unas porciones
829, 830 de meseta anulares planas y unas depresiones anulares 831,
832, 833, 834.
Haciendo referencia ahora a las figuras 8f y 8g,
durante la porción del ciclo en la que la corredera oscilante 806
está en posición horizontal (correspondiente a un punto en el que
los pistones opuestos 101a, 101b acoplados a la biela 106 han
recorrido la mitad del camino a través de sus respectivos
cilindros), la corredera oscilante se retrae completamente dentro
del cilindro externo 801. Las rampas 827, 828 de la primera
superficie 821 de apoyo se asientan sobre el codo en la base de las
rampas 823, 824 de la segunda superficie 820 de apoyo. Igualmente,
las rampas 823, 824 residen en el interior de las depresiones
complementarias 832, 834. Las mesetas anulares 829, 830 también se
apoyan contra las superficies anulares planas 825, 826 de la segunda
superficie 821 de apoyo con un ajuste deslizante. A medida que los
pistones continúan su recorrido, empujando la biela 106 hacia
arriba tal como se muestra mediante la flecha 835a (visible en la
figura 8f), la corredera oscilante 806 gira ligeramente tal como se
muestra mediante la flecha 836 (visible en la figura 8g).
Durante la rotación, las rampas 827, 828 se
deslizan ascendiendo por las caras opuestas 836, 837 de las segundas
rampas 823, 824 de apoyo, hasta que alcanzan la cima de las rampas
823, 824, tal como se muestra en las figuras 8d, 8e. Esto
corresponde al máximo recorrido ascendente de la biela. Durante este
movimiento, la corredera oscilante 806 se extiende fuera del
cilindro exterior 801 manteniendo la biela 106 en una orientación
sustancialmente vertical. A medida que la biela 106 invierte su
movimiento hacia abajo 835b, la corredera oscilante 806 continúa
girando de forma que las rampas 827, 828 se deslizan descendiendo
por las caras inversas correspondientes 838, 839 de las rampas 824,
825 hasta que la biela 106 vuelve a alcanzar el punto central de su
recorrido. Durante este movimiento, la corredera oscilante 806 se
retrae dentro del cilindro externo 801 para mantener la biela 106
en una orientación sustancialmente vertical. Cuando se alcanza la
máxima retracción (que corresponde al punto central del recorrido
de la biela), las superficies 820, 821 de apoyo se encuentran en un
estado similar al que se muestra en las figuras 8f, 8g, a excepción
de que las rampas 827, 828 residen en el codo opuesto en la base de
las rampas 823, 824. Además, las mesetas 829, 830 se apoyan sobre
las superficies 825, 826 y las rampas 823, 824 residen en las otras
depresiones 831, 833. Esta explicación constituye la mitad del
movimiento de la corredera oscilante correspondiente a medio ciclo
del movimiento de la biela. La biela continuará su movimiento
descendente, y después lo invertirá para volver a la posición
central. El movimiento de las superficies 820 de apoyo, 821 es el
mismo que el de la primera mitad del ciclo descrito, a excepción de
que tiene lugar en la dirección de giro opuesta, tal como se muestra
mediante la flecha 840.
Durante el movimiento alternativo de la
corredera oscilante 806, la configuración del pistón está
amortiguada mediante un fluido hidráulico, por ejemplo aceite de
amortiguación. Haciendo referencia nuevamente a las figuras 8a, 8b,
el cilindro interno 803 del pistón 802 está en comunicación
hidráulica con un fluido hidráulico en el cigüeñal 114 en z a
través de abertura 851. A medida que la corredera oscilante se
retrae dentro de la porción 800 de base, el fluido hidráulico que
reside en el cilindro 803 se comprime en la porción superior del
orificio cilíndrico 810 para proporcionar una función de
amortiguación. Además, durante la compresión se expulsa el fluido
hidráulico, tal como se muestra mediante las flechas, a través de
los canales 811, 812 formados en el manguito interno 809. El fluido
abandona los canales a través de las aberturas 813, 814 y se dirige
hacia el interior de la porción 800 de base para lubricar el
manguito 804 y el cojinete 805. Durante la compresión, el fluido
también se expulsa a través de otro canal 815 dentro de la junta
articulada para proporcionar lubricación. Toda la lubricación
residual situada entre el manguito 804 que entre en la cavidad 817
en la base de la corredera oscilante 806 se expulsa dentro del
cigüeñal 114 en z a través de los orificios 818, 819 de salida
durante la retracción de la corredera 806.
El fluido de amortiguación procedente del
cigüeñal 114 en z entra en los respectivas correderas oscilantes en
los brazos del soporte 301 a 305 de acoplamiento, a través de las
aberturas 851 a 855 (todas visibles en la figura 8a). Cuando tiene
lugar la acción de oscilación del soporte 306 de acoplamiento, cada
una de las aberturas 851 a 855 se alinea y desalinea con un
orificio correspondiente. Por ejemplo, como se muestra en la figura
8b, la abertura 851 del cigüeñal en z se alinea con el cilindro
interno 803 para permitir que el fluido de amortiguación fluya
dentro de la corredera oscilante 806. La abertura 851 se alinea con
el cilindro 803 cuando la corredera oscilante alcanza su máxima
extensión. A medida que se retrae la corredera 806, el cigüeñal 114
en z se mueve lateralmente debido a la acción general del aparato.
En el punto de retracción completa, la abertura 851 se encuentra
totalmente desalineada con respecto al cilindro 803, de forma que
todo el fluido de amortiguación vuelve a fluir hacia la abertura
851.
Ahora se describirá el funcionamiento del
aparato de transmisión de potencia con respecto a una configuración
de motor axial de combustión interna haciendo referencia a las
figuras 1 a 8i. Se observará que los detalles de la función general
de un cigüeñal 114 en z serán conocidos por los expertos en la
técnica y por lo tanto no se proporcionará ninguna descripción de
esta función. También es preciso observar que el funcionamiento
descrito en términos generales también se podría aplicar a cualquier
fuente de potencia de movimiento alternativo distinta de las
configuraciones de fuentes de potencia de pistón/cilindro. Las
fuentes de potencia de cinco pares pistón/cilindro dispuestos
axialmente están configuradas para encender una carga de combustible
secuencialmente bien en el sentido de las agujas del reloj o en
sentido opuesto al de las agujas del reloj. En el funcionamiento de
dos tiempos y de cuatro tiempos, el punto muerto superior de cada
configuración de pistón/cilindro superior de un par de pistones
opuestos coincidirá con el punto muerto inferior de la configuración
de pistón/cilindro inferior correspondiente. Cuando cada par de
pistones opuestos ejerce un empuje hacia arriba o hacia abajo, éste
se transmite al cigüeñal 114 en z a través del soporte 306 de
acoplamiento de la junta articulada, la corredera oscilante y el
brazo radial.
Debido al encendido secuencial de los cilindros,
las fuerzas de cada par de pistones se ejercen de forma secuencial
y circular. Esto provoca que el cigüeñal 114 en z oscile alrededor
del punto muerto 501 de intersección de forma circular e inclinada,
con cada extremo distal del manguito 117 de acoplamiento girando en
un movimiento circular. El movimiento circular trazado por cada
extremo del manguito 117 se transmite a las porciones 115a y 115b
del eje de salida respectivamente a través de los brazos de muñón de
cigüeñal 116a y 116b. Este movimiento produce también una acción de
oscilación en el soporte 306 de acoplamiento y la sujeción 307 de
engranaje inferior. La corredera oscilante 806 recibida en cada
brazo del soporte 306 de acoplamiento se extiende y se retrae a
medida que el soporte de acoplamiento oscila de forma
sustancialmente vertical en el punto de acoplamiento con cada biela
respectiva. Esto mantiene las bielas alineadas con los pistones. La
sujeción 307 de engranaje inferior se engrana con la sujeción 500
de engranaje superior, moviéndose el punto 502 de engranaje de
manera anular alrededor de las sujeciones de engranaje de acuerdo
con las carreras de cada pistón. De este modo, el mecanismo de
sujeción de engranaje permite que el cigüeñal 114 en z gire del modo
deseado, al tiempo que se impide sustancialmente que el aparato de
transmisión dé vueltas alrededor del eje longitudinal del cigüeñal
114 en z y el manguito 117. Se observará que el aparato de
transmisión de potencia podría adaptarse para su uso con cualquier
otro número adecuado de pistones dispuestos axialmente.
En las figuras 9 a 13b del documento WO
03/
010417 se ilustra un pistón adecuado que puede usarse en un motor axial, estando fabricado cada uno de los componentes, incluido un revestimiento, a partir de un material compuesto de carbono.
010417 se ilustra un pistón adecuado que puede usarse en un motor axial, estando fabricado cada uno de los componentes, incluido un revestimiento, a partir de un material compuesto de carbono.
La figura 9 muestra el conjunto de pistón,
cilindro y biela, con la figura 10 mostrando detalles de la
configuración completa incluidos los medios de oscilación, mientras
que la figura 11 muestra detalles del acoplamiento biela/junta
articulada. En referencia a la figura 9, el pistón ensamblado reside
en el revestimiento del cilindro que comprende un cuerpo externo
1400 y un manguito interno de revestimiento de carbono que está
adaptado para un ajuste deslizante con el pistón. En el receptáculo
1006 de cojinete está instalado un cojinete 1402 con una porción
inferior del cojinete 1402 sobresaliendo a través de la abertura en
el receptáculo 902 del cojinete inferior. La porción que sobresale
incluye un orificio ciego 1403 para recibir el extremo pequeño 1404
de una biela 106. El diámetro del extremo pequeño 1404 es más
pequeño que el de la propia biela 106 y está dimensionado para
encajar en el orificio ciego 1403. Durante el funcionamiento, la
configuración de la corredera oscilante minimiza o elimina
cualquier circulación de la biela. Esto, a su vez, puede reducir el
movimiento del cojinete 1402, lo que da lugar a una fricción
reducida. Esto puede reducir la necesidad de lubricación del
cojinete 1402 en el receptáculo 902, especialmente si se usan
componentes de carbono.
La biela 106 se extiende a través de un orificio
central 1416 de un soporte de cojinete y un cilindro 1406 de bomba
que aloja una porción superior de la biela 106. El cilindro de bomba
tiene un cuerpo exterior cilíndrico alargado con un primer diámetro
1407 que se extiende a través de una porción de cabezal cilíndrico
1408 con un segundo diámetro más grande. La porción 1408 de cabezal
está adaptada para encajar de forma estanca con la porción inferior
del cuerpo externo cilíndrico 1400 y el manguito interno para formar
el receptáculo del cilindro. Más particularmente, la porción 1408
de cabezal incluye un reborde anular exterior 1409 con una pared
anular 1410 que encaja con un perfil anular correspondiente 1411 en
el manguito interno. Un extremo superior 1412 de la pared 1410
tiene una anchura que se extiende más allá de la anchura del
manguito interno para proporcionar un reborde que proporciona un
límite inferior para el movimiento del pistón. Entre la pared 1410
y el extremo superior del cuerpo alargado 1407 del cilindro 1406 de
bomba está formado un interior anular 1413. El interior 1413 en
combinación con la cavidad de pistón inferior 917 forma una cavidad
cerrada.
El extremo superior de la biela incluye un
manguito externo con un extremo biselado anular que forma un pistón
1414 de bomba de biela. Sobre el extremo biselado se asienta un
casquillo 1415. En el orificio central 1416 está formado un canal
anular 1418 para el paso de aceite u otro fluido lubricante adecuado
en la superficie de contacto entre la biela y el orificio hacia la
cavidad del pistón, si fuera necesario. A medida que la biela se
mueve linealmente hacia arriba y hacia abajo dentro del orificio
central 1416 el extremo biselado 1404 del pistón de bomba y el
casquillo 1415 fuerza el líquido hidráulico a través del canal 1418
y hacia la cavidad y de nuevo hacia atrás. Esta acción proporciona
fluido lubricante tanto a la superficie de contacto entre la biela
y el orificio como a la superficie de contacto entre el pistón y el
cilindro. Se observará que esta lubricación puede no ser necesaria,
o deseada, por ejemplo cuando se usa un pistón de carbono. En este
caso, unas juntas estancas 1417 impiden que la lubricación situada
en la biela y procedente del cárter entre en la cavidad del
cilindro. Además, estas juntas estancas expulsan gases desde el
cárter. La biela también incluye un orificio central 1419 que
proporciona un canal para la transmisión de fluido hidráulico entre
la junta articulada y la superficie de contacto entre el cojinete
1402 del extremo pequeño/receptáculo del cojinete 1006, si fuera
necesario. A medida que la acción de la corredera oscilante
proporciona fluido lubricante dentro de la junta articulada, éste
se transmite también al orificio de la biela 1419. El fluido
lubricante fluye a través del orificio hacia el cojinete del
extremo pequeño y hacia la superficie de contacto del
cojinete/receptáculo del cojinete a través de unas aberturas 1420
en el cojinete 1402. Se observará que esta lubricación no es
necesaria si se usan pistones de carbono. El extremo inferior
alargado 1402 del cilindro de bomba tiene una cavidad hemisférica
1421 en su cara inferior. Una cubierta 1422 de pistón de bomba con
una cavidad hemisférica correspondiente 1423 está unida al pistón
de bomba mediante acoplamientos 1424, 1425 para formar un
receptáculo de cojinete esférico para un cojinete 1426 de biela. El
cojinete o casquillo 1426 de bronce de biela recoge todos los
empujes laterales residuales, y también ayuda a aislar el
pistón/cilindro del cárter. Esto ayuda a impedir que el fluido de
lubricación vaya al pistón/cilindro si no se desea, y también ayuda
a impedir que los gases de combustión entren en el cárter. También
impide que el pistón entre en el cárter.
Al mantener las bielas sustancialmente
verticales (suponiendo que el motor está sostenido verticalmente)
durante el funcionamiento por medio del mecanismo de corredera
oscilante, se reduce la carga lateral sobre los pistones. Esto
permite usar un pistón de carbono y un cilindro de revestimiento de
carbono (u otro material compuesto no metálico) en el motor axial
en lugar de los tradicionales pistones y cilindros metálicos.
Generalmente, los componentes de materiales compuestos no son lo
suficientemente resistentes como para usarlos en motores existentes
en los que el empuje lateral es mucho más grande. Aunque no resulta
imprescindible el uso de componentes de pistón/cilindro de
materiales compuestos en la invención, su uso proporciona varias
ventajas. En primer lugar, los materiales compuestos son más
ligeros, con lo cual se obtiene un motor más ligero en su conjunto.
En segundo lugar, los componentes de materiales compuestos no se
expanden y contraen tanto debido al calor. Esto, unido al empuje
lateral reducido, permite fabricar los componentes de
cilindro/pistón de material compuesto con una tolerancia de trabajo
más pequeña que si se usaran componentes metálicos. Por
consiguiente, no son necesarios segmentos de pistón, y esto, unido
a la naturaleza de los materiales compuestos, da lugar a que no sea
necesario lubricante en el cilindro/pistón. Se prevé que esto
reducirá las emisiones del motor. En el caso de que se usen
pistones/cilindros, cada junta estanca y cojinete de la biela, por
ejemplo 1426, 1417, aísla el pistón/cilindro respectivo del cárter
en z para impedir que entre lubricante en el pistón/cilindro, y
para impedir que los gases de escape entren en el cárter. Sin las
juntas estancas (siendo 1417 la junta estanca principal, con el
cojinete 1426 proporcionando cierta ayuda en el aislamiento), el
lubricante que se encuentra en las bielas podría entrar en los
respectivos cilindros. Las juntas estancas son posibles debido al
mantenimiento de las bielas en una orientación sustancialmente
vertical durante el funcionamiento (o en el caso general, en línea
con el eje a través de los pistones). Los motores existentes tienen
bielas circulantes que resultan mucho más difíciles de aislar en
condiciones de funcionamiento. Además, la junta estanca/cojinete
1426 soporta todo el empuje lateral residual procedente de la biela
respectiva, reduciendo aún más cualquier empuje lateral residual
experimentado por la disposición de pistón/cilindro. De nuevo,
soportar la carga de las bielas de este modo resultaría difícil si
no se mantienen sustancialmente en línea con los pistones durante
el funcionamiento.
Claims (24)
1. Un aparato (300) de transmisión de potencia
adaptado para transmitir el empuje desde unos medios de empuje de
movimiento alternativo dispuestos axialmente en pares opuestos hasta
un cigüeñal en z de un motor axial, estando cada par de medios de
empuje opuestos (101a a 105b) conectado mediante una biela (106 a
110) respectiva que se extiende entre los medios de empuje
opuestos, incluyendo el aparato:
un acoplamiento (117) de cigüeñal en z para
conectar el aparato de transmisión a un eje (616) de cigüeñal de un
cigüeñal (114) en z,
una pluralidad de porciones de soporte de
acoplamiento (301 a 305) que son fijas con respecto al acoplamiento
del cigüeñal en z, y
una pluralidad de elementos (806) de
acoplamiento, cada uno unido a una porción respectiva del soporte de
acoplamiento y adaptado de forma que las porciones de soporte de
acoplamiento y los elementos de acoplamiento se mueven de forma
alternativa unos con respecto a otros en una dirección
sustancialmente transversal al acoplamiento (117) del cigüeñal en
z;
caracterizado porque cada elemento de
acoplamiento es una corredera (806) de acoplamiento que se extiende
hacia fuera desde la porción (301 a 305) de soporte de acoplamiento
respectiva en una dirección sustancialmente transversal al
acoplamiento (117) de cigüeñal en z, está configurado para
conectarlo a una biela respectiva (106 a 110) en su extremo
exterior, y puede moverse de forma alternativa con respecto a la
porción de soporte de acoplamiento por medio de un acoplamiento
telescópico; y
porque después de la instalación del aparato en
un motor axial, cada corredera (806) de acoplamiento está conectada
a una biela respectiva (106 a 110), y durante el funcionamiento del
motor, cada corredera (806) de acoplamiento está adaptada para
transmitir el empuje desde un par de medios de empuje
correspondientes al cigüeñal (114) en z, reduciendo el empuje
lateral sobre el par de medios de empuje, mediante un movimiento
alternativo relativo a la porción de soporte de acoplamiento
respectiva en una dirección sustancialmente transversal al
acoplamiento del cigüeñal en z, con cada corredera de acoplamiento
moviéndose alternativamente con respecto a la porción de soporte de
acoplamiento por medio de un movimiento deslizante de extensión y
retracción para compensar el movimiento en el aparato para mantener
cada biela (106 a 110) en una posición sustancialmente alineada con
un eje que se extiende a través del respectivo par de medios de
empuje que conecta.
2. Un aparato según la reivindicación 1, en el
que las porciones del soporte de acoplamiento comprenden una
pluralidad de brazos (301 a 305) de soporte de acoplamiento que se
extienden radialmente desde el acoplamiento (117) de cigüeñal en z
y en el que las correderas (806) de acoplamiento pueden oscilar.
3. Un aparato según la reivindicación 2, en el
que las correderas (806) de acoplamiento bombean un fluido
lubricante y de amortiguación.
4. Un aparato según la reivindicación 2 ó 3, en
el que las correderas (806) de acoplamiento están configuradas para
girar en un grado limitado dentro de los respectivos brazos (301 a
305) de soporte alrededor de unos ejes respectivos alineados con
las direcciones del movimiento alternativo en respuesta al
movimiento de los medios de empuje (101a a 105b).
5. Un aparato según la reivindicación 4, en el
que cada corredera de acoplamiento y cada brazo de soporte de
acoplamiento comprenden unas superficies de soporte anulares en
forma de onda configuradas para admitir el movimiento alternativo y
la rotación de los acoplamientos en los brazos de soporte.
6. Un aparato según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, en el que unos medios de amortiguación de
fluido están asociados con cada corredera de acoplamiento para
amortiguar el movimiento alternativo de las correderas de
acoplamiento con respecto a las porciones de soporte de acoplamiento
respectivas.
7. Un aparato según la reivindicación 6, en el
que cada uno de los medios de amortiguación de fluido comprende una
cavidad configurada para recibir un fluido de amortiguación.
8. Un aparato según la reivindicación 7, en el
que cada una de dichas cavidades configuradas para recibir un
fluido de amortiguación está en comunicación hidráulica con el
acoplamiento del cigüeñal en z, de tal forma que el fluido de
amortiguación procedente del cigüeñal en z acoplado puede amortiguar
y lubricar el movimiento alternativo de los acoplamientos que se
mueven alternativamente.
9. Un aparato según cualquiera de la
reivindicación 7 u 8, en el que cada corredera de acoplamiento y una
porción de soporte de acoplamiento respectiva forman una
configuración de pistón y cilindro, con cada cavidad formada en el
interior de una configuración respectiva de pistón y cilindro.
10. Un aparato según la reivindicación 9, en el
que las correderas de acoplamiento están dispuestas para moverse
alternativamente dentro de las superficies de apoyo, y en el que el
movimiento alternativo de las correderas de acoplamiento bombea
fluido desde dichas cavidades configuradas para recibir un fluido
para lubricar las superficies de apoyo.
11. Un aparato según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 10, que incluye un elemento que rodea el
acoplamiento del cigüeñal en z, en el que las porciones de soporte
de acoplamiento comprenden porción del elemento.
12. Un aparato según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 11, en el que cada corredera (806) de
acoplamiento tiene una junta articulada (118 a 122) para conectarla
a una biela respectiva (106 a 110).
13. Un aparato según la reivindicación 12, en el
que cada junta articulada (118 a 122) está configurada para recibir
un eje (7000) de pivote desde una biela respectiva (106 a 110) de
tal forma que el eje de pivote quede sustancialmente en posición
transversal a la dirección del movimiento alternativo de la
corredera (806) de acoplamiento respectiva.
14. Un motor axial que incluye:
una pluralidad de medios (101a a 105b) de empuje
de movimiento alternativo dispuestos como pares opuestos en un
conjuntos sustancialmente circular alrededor de un eje central;
una biela (106 a 110) para cada par de medios de
empuje que conecta los medios de empuje en ese par, coincidiendo
cada biela con un eje que se extiende a través del par de medios de
empuje respectivo al que conecta;
un cigüeñal (114) en z acoplado entre los
extremos (115a, 115b) de un eje de salida que se extiende
coincidiendo sustancialmente con el eje central, e incluyendo un
eje (616) de cigüeñal; y
un aparato (300) de transmisión de potencia
según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, con el acoplamiento
(117) de cigüeñal en z acoplado al eje (616) de cigüeñal del
cigüeñal en z, y las correderas (806) de acoplamiento conectadas a
las respectivas bielas.
15. Un motor axial según la reivindicación 14,
en el que cada medio de empuje es un pistón adaptado para moverse
alternativamente en un cilindro respectivo en un bloque de
motor.
16. Un motor axial según la reivindicación 15,
en el que los pistones están dispuestos como pares opuestos en
línea.
17. Un motor axial según la reivindicación 15 ó
16, en el que los pistones están construidos a partir de un
material compuesto no metálico, y cada uno se mueve alternativamente
en un cilindro correspondiente construido a partir de un material
compuesto no metálico.
18. Un motor axial según la reivindicación 17,
en el que el material compuesto no metálico es un material
compuesto de carbono, y los cilindros incluyen un revestimiento de
material compuesto de carbono dispuesto en un bloque (124) de motor
del motor axial.
19. Un motor axial según la reivindicación 17,
en el que juntas estancas (1417) y cojinetes (1402) están dispuestos
junto a las bielas (106 a 110) para aislar los respectivos pistones
y cilindros del fluido de lubricación, y soportar al menos
parcialmente el empuje lateral residual sobre las bielas (106 a 110)
para reducir el empuje lateral sobre los pistones.
20. Un motor axial según cualquiera de las
reivindicaciones 14 a 19, que incluye además un mecanismo de
sujeción para impedir que el aparato de transmisión dé vueltas
alrededor del eje del cigüeñal
en z.
en z.
21. Un motor axial según la reivindicación 20,
en el que el mecanismo de sujeción incluye una sujeción (500) de
engranaje anular superior fijada a una estructura de soporte, y una
sujeción (307) de engranaje anular inferior acoplada al aparato
(300) de transmisión, y en el que las bielas (106 a 110) funcionan
dentro de las sujeciones de engranaje anulares superior e
inferior.
22. Un motor axial según la reivindicación 21,
en el que las sujeciones de engranaje superior e inferior están
construidas de un material compuesto no metálico.
23. Un motor axial según la reivindicación 21 ó
22, en el que cada biela (106 a 110) está conectada a una corredera
(806) de acoplamiento respectiva mediante una junta articulada (118
a 122) y en el que las sujeciones de engranaje anulares superior
(500) e inferior (307) se engranan en un punto de engranaje y el
plano en el que residen las juntas articuladas (118 a 122), cortan
en un punto una línea de extensión del punto de engranaje de las
sujeciones de engranaje, el eje de rotación del eje de salida y el
eje longitudinal del cigüeñal (114) en z.
24. Un motor axial según una cualquiera de las
reivindicaciones 14 a 23, en el que los acoplamientos (806) de
movimiento alternativo mantienen las bielas en una orientación
sustancialmente vertical cuando el motor está sostenido en una
orientación sustancialmente vertical.
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