ES2308933A1

ES2308933A1 - Motor alterantivo.

Info

Publication number: ES2308933A1
Application number: ES200701462A
Authority: ES
Inventors: Albert Richart Benito
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-05-29
Filing date: 2007-05-29
Publication date: 2008-12-01
Anticipated expiration: 2027-05-29
Also published as: ES2308933B1

Abstract

Motor alternativo de los que comprenden un conjunto constituido por al menos dos cilindros coaxiales y contrapuestos, unidos entre sí mediante un doble émbolo provisto de un único vástago rígido dotado de un movimiento rectilíneo alternativo de vaivén y de dos cremalleras solidarias a él, cada una de las cuales está permanentemente engranada a un respectivo piñón montado sobre el eje del motor de modo que el piñón arrastra alternadamente al eje del motor o gira libre sobre el mismo en sentido contrario al de arrastre. Los piñones comprenden un dispositivo de acoplamiento y/o desacoplamiento del eje del motor, formado por un conjunto trinquete-rodamiento integrado constituido básicamente por una rueda interior solidarizada al eje, dotada en su canto externo de múltiples lengüetas, y por un aro intermedio dispuesto coaxialmente entre dicha rueda interior y el piñón, solidarizado a éste último y dotado de múltiples ranuras transversales.

Description

Motor alternativo.

Sector técnico de la invención

La presente invención se refiere a un motor alternativo, que comprende al menos un conjunto constituido por dos cilindros coaxiales y contrapuestos, unidos entre sí mediante un doble émbolo provisto de un único vástago rígido desplazable según un movimiento rectilíneo de vaivén y de dos cremalleras solidarias a él, cada una de las cuales está permanentemente engranada a un respectivo piñón montado sobre el eje del motor de modo que el piñón arrastra alternativamente al eje del motor o gira libremente sobre el mismo en sentido contrario al de arrastre. Cada uno de dichos piñones está dotado de un dispositivo para su acoplamiento y/o desacoplamiento del eje del motor.

Antecedentes de la invención

Desde hace mucho tiempo son ya conocidos motores y máquinas dotados de cilindros contrapuestos que actúan sobre un eje común.

Entre los documentos de patentes que guardan relación con este tipo de motores o máquinas, pueden citarse los siguientes: US3991736, FR1024666, WO8701167 (ES2001507), DE4200684, DE3734913, DE19538798, FR2850149 y FR2852357.

La patente US3991736 describe un motor de cilindros contrapuestos provistos de un vástago común que se desplaza en un movimiento rectilíneo axial de vaivén. El vástago está dotado en su superficie de dos ranuras por las que, a modo de correderas, se desplazan sendas espigas solidarias de unos bloques coaxiales del vástago que, a través de respectivos mecanismos de trinquete, transmiten alternativamente el movimiento de giro a un volante montado giratorio sobre el propio vástago, en un solo sentido de giro.

Los documentos de patente FR1024666, WO87011167 y DE4200684 describen motores de cilindros contrapuestos con respecto a un único vástago principal, que se desplaza en un movimiento alternativo de vaivén y que lleva solidariamente dispuestas dos cremalleras paralelas y coplanarias que actúan sobre un sector dentado de una rueda solidaria del árbol motor.

Finalmente, los documentos de patente DE3734913, DE19538798, FR2850149 y FR2852357 se refieren a motores de cilindros contrapuestos con respecto a un único vástago que se desplaza en un movimiento alternativo de vaivén. El vástago es solidario de dos cremalleras paralelas y dispuestas en distintos planos, las cuales actúan respectivamente sobre sendas ruedas dentadas montadas coaxialmente sobre el árbol motor.

En el tipo de motor descrito en las mencionadas patentes DE3734913, DE19538798, FR2850149 y FR2852357, las distintas realizaciones de los dispositivos para permitir que las cremalleras actúen alternadamente entre sí arrastrando a su respectiva rueda dentada siempre en el mismo sentido de giro y las ruedas queden liberadas de su acoplamiento con el árbol motor cuando las cremalleras las obligan a girar en sentido contrario, son realizaciones que, o bien están descritas de forma vaga y superficial, o bien son poco prácticas además de difícilmente industrializables y no son fiables en tanto que son susceptibles de tener problemas de sincronía y en general no ofrecen un funcionamiento que permita obtener una velocidad y un rendimiento apropiados del motor.

Explicación de la invención

El motor alternativo objeto de la presente invención elimina todos los inconvenientes mencionados del estado de la técnica y es de los que comprenden un conjunto constituido por al menos dos cilindros coaxiales y contrapuestos, unidos entre sí mediante un doble émbolo provisto de un único vástago rígido dotado de un movimiento rectilíneo alternativo de vaivén y de dos cremalleras solidarias a él, cada una de las cuales está permanentemente engranada a un respectivo piñón montado sobre el eje del motor de modo que el piñón arrastra alternadamente al eje del motor o gira libre sobre el mismo en sentido contrario al de arrastre, comprendiendo cada uno de dichos piñones un dispositivo de acoplamiento y/o desacoplamiento del eje del motor.

En esencia, el motor alternativo se caracteriza porque dicho dispositivo de acoplamiento y/o desacoplamiento entre piñón y eje del motor está formado por un conjunto trinquete-rodamiento integrado constituido básicamente por una rueda interior solidarizada al eje, cuyo diámetro externo es sensiblemente inferior al interno del piñón, y por un aro intermedio dispuesto coaxialmente entre dicha rueda interior y el piñón y solidarizado a este último, estando dotada la rueda interior en su canto externo de múltiples lengüetas iguales y rígidas, separadas entre sí de manera preferentemente equidistante, cada una de las cuales está articulada alrededor de un eje transversalmente dispuesto sobre dicho canto externo y está sometida a la acción de un muelle que tiende a mantener un extremo libre de la lengüeta en una posición sensiblemente separada del canto de la rueda interior, adoptando entonces la lengüeta una posición protuberante en forma de diente en plano inclinado, pudiendo abatirse la lengüeta sobre el canto de la rueda interior al ejercer sobre ella una presión superior a la resistencia del muelle, y estando provisto el aro intermedio en su canto interno de múltiples ranuras transversales, de configuración hueca complementaria a la de una lengüeta en su posición protuberante y apropiada para recibir en su interior una de dichas lengüetas, estando las ranuras separadas entre sí una distancia igual o múltiplo de la distancia que separa dos lengüetas consecutivas de la rueda interior, todo ello de modo que en las carreras en las que el piñón asociado gira en el mismo sentido que el eje del motor, todas o gran parte de las lengüetas quedan enclavadas en el interior de respectivas ranuras del canto interno del aro intermedio y el eje del motor es entonces arrastrado por el giro del piñón en la carrera del vástago del motor, en tanto que en las carreras de en las que el piñón gira en sentido contrario que el eje del motor, el plano inclinado de cada lengüeta se enfrenta sucesivamente a las ranuras transversales del aro intermedio y pasa con facilidad deslizándose sobre ellas, cuando la lengüeta es replegada por la presión ejercida sobre el plano inclinado por el fondo de las ranuras transversales y por las zonas del canto interno del aro intermedio que separan dos ranuras contiguas.

Según otra característica de la invención, entre la rueda interior y el aro intermedio está dispuesto, a ambos lados del conjunto constituido por las lengüetas y las ranuras transversales del canto interno del aro intermedio, un sistema de rodamiento a bolas.

De acuerdo con otra característica de la invención, cada rueda interior está solidarizada al eje del motor por medio de una chaveta.

Según otra característica de la invención, cada aro intermedio está solidarizado al respectivo piñón mediante una pluralidad de ranuras y nervaduras dispuestas correspondientemente enfrentadas en el canto interno del piñón y en el canto externo del aro intermedio.

Breve descripción de los dibujos

En los dibujos adjuntos se ilustra, a título de ejemplo no limitativo, una forma de realización preferida de la invención. En dichos dibujos:

la Fig. 1 es una vista en perspectiva de un motor alternativo según la invención, con partes seccionadas para mayor claridad explicativa;

la Fig. 2 muestra una vista, también en perspectiva y a escala ligeramente ampliada, de los componentes de uno de los piñones montados sobre el eje del motor separados y en posición correlativa de encaje;

la Fig. 3 ilustra una vista en perspectiva de un piñón montado;

la Fig. 4 es una vista de perfil de un piñón;

la Fig. 5 muestra una vista en sección según V-V de la Fig. 4; y

la Fig. 6 ilustra una vista en detalle según VI de la Fig. 5.

Descripción detallada de los dibujos

En dichos dibujos puede apreciarse que el motor alternativo objeto de la presente invención comprende un conjunto constituido por dos cilindros 1 coaxiales y contrapuestos, por cada uno de los cuales discurre un émbolo 2. Ambos émbolos 2 constituyen en realidad un émbolo doble, provisto de un único vástago rígido 3 dotado de dos cremalleras 4 solidarias a él y paralelas entre sí.

Durante el funcionamiento del motor, dicho único vástago rígido 3 se desplaza longitudinalmente sobre su propio eje, siguiendo un movimiento rectilíneo alternativo de vaivén.

El vástago 3 está provisto de dos cremalleras 4, respectiva y permanentemente engranadas a sendos piñones 5, cada uno de los cuales está dotado de un dispositivo de acoplamiento y/o desacoplamiento al eje 6 del motor, de modo que cada piñón 5 arrastra alternadamente al eje 6 del motor o gira libre sobre el mismo en sentido contrario al de arrastre.

Opcionalmente, dichas cremalleras 4 están compuestas por partes fabricadas con diferentes materiales, siendo la parte dentada de un material duro, que resista los impactos del engrane con respectivos piñones 5, y el resto de las cremalleras de un material menos duro pero más tenaz.

Aun cuando tal realización representada es un motor propiamente dicho, otras realizaciones posibles podrían comprender dos o más conjuntos como el representado, siempre constituidos por dos cilindros contrapuestos cuyos piñones 5 actuaran sobre el mismo eje 6 del motor.

El citado dispositivo de acoplamiento y/o desacoplamiento entre piñón 5 y eje del motor 6 está constituido por una rueda interior 7 solidarizada al eje 6, cuyo diámetro externo es sensiblemente inferior al diámetro interno del piñón 5, y por un aro intermedio 8 que queda dispuesto coaxialmente entre la rueda interior 7 y el piñón 5, solidarizado a este último.

La rueda interior 7 está dotada en su canto externo de múltiples lengüetas 9, iguales y rígidas, separadas entre sí de manera preferentemente equidistante. Cada lengüeta 9 está articulada, preferentemente por uno de sus extremos, alrededor de un eje 10 transversalmente dispuesto sobre dicho canto externo de la rueda 7 y está sometida a la acción de un muelle 11, que en la realización representada está constituido por un pequeño resorte de flexión curvo. La acción del muelle 11 tiende a mantener un extremo libre 12 de la lengüeta 9 en una posición sensiblemente separada del canto de la rueda 7, adoptando entonces la lengüeta 9 una posición protuberante en forma de diente provisto de un canto externo en plano inclinado 13.

A su vez, el aro intermedio 8 está dotado de múltiples ranuras transversales 14, cada una de las cuales tiene una configuración hueca complementaria a la de una lengüeta 9 en su posición protuberante y adaptada para recibir en su interior una de dichas lengüetas 9, estando las ranuras 14 separadas entre sí una distancia igual o múltiplo de la distancia que separa dos lengüetas 9 consecutivas.

En tales circunstancias, en el supuesto de un motor alternativo de combustión interna de cuatro tiempos, en las carreras de expansión y aspiración de cada cilindro 1, en las que el piñón 5 asociado gira en el mismo sentido que el eje 6 del motor, las lengüetas 9 quedan enclavadas e introducidas en el interior de respectivas ranuras 14 del canto interno del aro intermedio 8. Entonces, el eje 6 del motor es arrastrado por el giro del piñón 5 durante la carrera de expansión del émbolo 2 del correspondiente cilindro asociado 1.

Por el contrario, en las carreras de compresión y expulsión de los cilindros 1, en las que el correspondiente piñón 5 gira en sentido contrario que el eje 6 del motor, el plano inclinado 13 de cada lengüeta se enfrenta sucesiva y consecutivamente a las ranuras transversales 14 del aro intermedio 8 y se apoya sobre el fondo también en plano inclinado de cada ranura 14, deslizándose ambos planos inclinados uno contra el otro de modo que la lengüeta 9 es empujada hacia su posición replegada, venciendo la acción del muelle 11, gira sobre su eje 10 de articulación, sale del interior de la ranura 14 y se desliza luego en su posición replegada sobre la zona del canto interior del aro intermedio 8 que separa la ranura 14 de la ranura siguiente, y así sucesivamente, con lo que puede realizarse fácilmente el giro independiente en sentido contrario del eje 6 del motor y del piñón 5.

Para facilitar el giro del aro intermedio 8 sobre la rueda interior 7, está dispuesto entre el aro 8 y la rueda 7 un sistema 16 de rodamiento a bolas, a ambos lados del conjunto constituido por las lengüetas 9 y las ranuras transversales 14 del canto interno del aro intermedio 8.

La rueda interior 8 está solidarizada al eje 6 del motor por medio de una chaveta, no representada, introducida en un chavetero 17 practicado en el canto interno de la rueda interior 7.

A su vez, cada aro intermedio 8 está solidarizado al respectivo piñón 5 mediante una pluralidad de ranuras 18, practicadas en el canto externo del aro intermedio 8, y una pluralidad de nervaduras 19, dispuestas en el canto interno del piñón 5 y enfrentadas a las ranuras 18 en correspondencia con ellas.

Ventajosamente, el bloque 20 del motor está provisto de sendos amortiguadores de funcionamiento hidráulico o neumático 21 de fin de carrera, adaptados para recibir el impacto de respectivos topes 22 solidarios del vástago 3, cuando éste llega al fin de cada carrera. La disposición de dichos amortiguadores 21, en las paredes laterales del bloque 20 del motor permite que estos sean montados y ajustados correctamente y de una manera cómoda desde el exterior del bloque.

Para favorecer un correcto guiado del movimiento rectilíneo alternativo de vaivén del vástago rígido 3 y de las cremalleras 4 manteniendo cada una de las mismas permanentemente engranadas a respectivos piñones 5, el bloque 20 del motor comprende unas guías 23 dotadas de un elemento deslizante, como un patín de agujas, sobre el cual se deslizan longitudinalmente correspondientes cremalleras 4 manteniéndose alineadas con respectivos piñones 5.

Naturalmente, el ejemplo del motor alternativo de combustión interna de cuatro tiempos explicado, aún y considerarse una realización preferida, no excluye de la citada descripción el uso de otros tipos de motores alternativos de combustión interna, como los de dos tiempos, ni de motores alternativos cuyo fluido de impulsión no realice combustión alguna, como es el caso de los de aire comprimido neumáticos o hidráulicos, ya que el motor alternativo funcionaria de un modo equivalente.

Evidentemente, el conjunto que constituye el motor puede funcionar a la inversa, es decir, el eje motor puede ser el receptor de la fuerza motriz de modo que el dispositivo de acoplamiento y/o desacoplamiento transmita el movimiento giratorio del eje 6 del motor en un movimiento rectilíneo alternativo de los pistones 2. Por lo tanto, el motor alternativo descrito puede ser tener otras aplicaciones distintas, entre ellas como compresor de fluidos, cuando el eje del dispositivo es accionado por un motor externo, o como descompresor de aire, cuando de lo que se trata es de obtener energía mecánica o eléctrica de un fluido a mayor presión que la atmosférica.

Claims

1. Motor alternativo, comprendiendo un conjunto constituido por al menos dos cilindros (1) coaxiales y contrapuestos, unidos entre sí mediante un doble émbolo (2) provisto de un único vástago (3) rígido dotado de un movimiento rectilíneo alternativo de vaivén y de dos cremalleras (4) solidarias a él, cada una de las cuales está permanentemente engranada a un respectivo piñón (5) montado sobre el eje (6) del motor de modo que el piñón arrastra alternadamente al eje del motor o gira libre sobre el mismo en sentido contrario al de arrastre, comprendiendo cada uno de dichos piñones un dispositivo de acoplamiento y/o desacoplamiento del eje del motor, caracterizado porque dicho dispositivo de acoplamiento y/o desacoplamiento entre piñón y eje del motor está formado por un conjunto trinquete-rodamiento integrado constituido básicamente por una rueda interior (7) solidarizada al eje, cuyo diámetro externo es sensiblemente inferior al interno del piñón, y por un aro intermedio (8) dispuesto coaxialmente entre dicha rueda interior y el piñón y solidarizado a este último, estando dotada la rueda interior en su canto externo de múltiples lengüetas (9) iguales y rígidas, separadas entre sí de manera preferentemente equidistante, cada una de las cuales está articulada alrededor de un eje (10) transversalmente dispuesto sobre dicho canto externo y está sometida a la acción de un muelle (11) que tiende a mantener un extremo libre (12) de la lengüeta en una posición sensiblemente separada del canto de la rueda interior, adoptando entonces la lengüeta una posición protuberante en forma de diente en plano inclinado (13), pudiendo abatirse la lengüeta sobre el canto de la rueda interior al ejercer sobre ella una presión superior a la resistencia del muelle, y estando provisto el aro intermedio en su canto interno de múltiples ranuras transversales (14), de configuración hueca complementaria a la de una lengüeta en su posición protuberante y apropiada para recibir en su interior una de dichas lengüetas, estando las ranuras separadas entre sí una distancia igual o múltiplo de la distancia que separa dos lengüetas consecutivas de la rueda interior, todo ello de modo que en las carreras en las que el piñón asociado gira en el mismo sentido que el eje del motor, todas o gran parte de las lengüetas quedan enclavadas en el interior de respectivas ranuras del canto interno del aro intermedio y el eje del motor es entonces arrastrado por el giro del piñón en la carrera del vástago del motor, en tanto que en las carreras en las que el piñón gira en sentido contrario que el eje del motor, el plano inclinado de cada lengüeta se enfrenta sucesivamente a las ranuras transversales del aro intermedio y pasa con facilidad deslizándose sobre ellas, cuando la lengüeta es replegada por la presión ejercida sobre el plano inclinado por el fondo de las ranuras transversales y por las zonas (15) del canto interno del aro intermedio que separan dos ranuras contiguas.

2. Motor alternativo según la reivindicación 1, caracterizado porque entre la rueda interior (7) y el aro intermedio (8) está dispuesto, a ambos lados del conjunto constituido por las lengüetas (9) y las ranuras transversales (14) del canto interno del aro intermedio, un sistema de rodamiento a bolas (16).

3. Motor alternativo según la reivindicación 1, caracterizado porque cada rueda interior (7) está solidarizada al eje (6) del motor por medio de una chaveta.

4. Motor alternativo según la reivindicación 1, caracterizado porque cada aro intermedio (8) está solidarizado al respectivo piñón (5) mediante una pluralidad de ranuras (18) y nervaduras (19) dispuestas correspondientemente enfrentadas en el canto interno del piñón y en el canto externo del aro intermedio (8).