ES2314198T3 - Maquina de embolos rotativos. - Google Patents

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ES2314198T3 ES03722509T ES03722509T ES2314198T3 ES 2314198 T3 ES2314198 T3 ES 2314198T3 ES 03722509 T ES03722509 T ES 03722509T ES 03722509 T ES03722509 T ES 03722509T ES 2314198 T3 ES2314198 T3 ES 2314198T3
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Abstract

Máquina de pistones rotativos, con una carcasa (12), que presenta una pared interior cilíndrica (18), con por lo menos un pistón (22, 26) dispuesto en la carcasa (12), que puede girar alrededor de un eje longitudinal medio (20) de la carcasa (12), y al mismo tiempo realiza un movimiento lineal de vaivén por medio de un mecanismo de gobierno (40, 58), el cual sirve para aumentar y disminuir periódicamente por lo menos una primera cámara (86) en que va dispuesto el pistón (22, 26), de manera que el movimiento lineal del por lo menos un pistón (22, 26) es paralelo al eje longitudinal medio de la carcasa (12), encontrándose el pistón (22, 26) descentrado con respecto al eje longitudinal medio (20) de la carcasa (12) y existiendo en dicha carcasa (12) por lo menos otro pistón (24, 28) que gira alrededor del eje longitudinal medio (20), que forma por lo menos una segunda cámara (98), en oposición a la primera cámara (86), y colocado en el costado opuesto del primer pistón (22) con respecto al eje longitudinal medio (20) de la carcasa (12), de manera que los pistones (22-28) son guiados en su movimiento lineal por un rotor (62) que gira alrededor del eje longitudinal medio (20) conjuntamente con los pistones (22-28), pero no se mueve en sentido axial, y de manera que el rotor (62) presenta un tramo medio (68) colocado sobre el eje longitudinal medio (20) de la carcasa (12), que separa la cámara (86) en que hay el primer pistón (22, 26) de la cámara (98) en que hay el otro pistón (24, 28), y existiendo una tercera y una cuarta cámaras (90, 96, 100, 102) opuestas a las primera y segunda cámaras (86, 98) en que se encuentran las caras frontales del primer pistón (22, 26) y segundo pistón (24, 28), faltando el tramo intermedio (68) del rotor (62) por el lado de las cámaras (90, 96, 100, 102) que sirven como cámara de presión previa, o estando conformado de tal modo, que dos cámaras, la tercera y la cuarta (90, 96, 100, 102) respectivamente, las cuales actúan como cámara de presión, se comunican entre sí.

Description

Máquina de émbolos rotativos.
El invento hace referencia a una máquina de pistones rotativos, con una carcasa, que tiene una pared interior cilíndrica, con por lo menos un pistón dispuesto en la carcasa, que puede girar alrededor de un eje longitudinal central de la carcasa, y además realiza un movimiento lineal de vaivén por medio de un mecanismo de gobierno, el cual sirve para aumentar y disminuir periódicamente por lo menos una cámara en que hay dispuesto el pistón.
Preferiblemente, una de tales máquinas de pistones rotativos se utiliza como motor de combustión interna.
Las máquinas de pistones rotativos pertenecen en general a una clase de máquinas en las cuales hay uno o más pistones girando en una carcasa, de modo que el movimiento rotativo del o de los pistones normalmente tiene superpuesto otro tipo de movimiento, para aumentar o y disminuir periódicamente el volumen de una o más de las cámaras en que van dispuestos los pistones, que normalmente forman las cámaras de trabajo para un ciclo de Carnot.
A través del documento US-A-4.553.506 se conoce una máquina de pistones rotativos, que presenta una carcasa, que tiene una pared interior cilíndrica. En la carcasa hay dos pistones dispuestos centrados con respecto al eje longitudinal medio de la carcasa, que giran alrededor de dicho eje longitudinal medio de la carcasa y al mismo tiempo ejecutan un movimiento de vaivén mediante un mecanismo de gobierno, de manera que los movimientos lineales de ambos pistones están dirigidos en sentidos opuestos. En el costado frontal de cada uno de los pistones va dispuesta una cámara, que aumenta y disminuye periódicamente con el movimiento lineal de vaivén de los pistones.
Se conoce una máquina de pistones rotativos similar a través del documento US-A-5.351.657. También en esta máquina de pistones rotativos hay dos pistones dispuestos longitudinalmente dentro de una carcasa cilíndrica, en el eje longitudinal medio de dicha carcasa, que realizan tanto un movimiento lineal de vaivén paralelo al eje longitudinal medio como también un movimiento giratorio alrededor del eje longitudinal medio de la carcasa, de modo que el movimiento lineal se obtiene del movimiento giratorio por medio de un mecanismo de gobierno apropiado.
A través del documento FR-A-2.546.232 se conoce una máquina de pistones rotativos, que presenta tres pistones dispuestos descentrados con respeto al eje longitudinal medio de la carcasa cilíndrica, los cuales giran conjuntamente alrededor de dicho eje longitudinal medio y asimismo ejecutan un movimiento lineal de vaivén paralelo al eje longitudinal medio de la carcasa generado por un correspondiente mecanismo de gobierno.
A través del documento FR-A-2.079.555 se conoce una máquina de pistones rotativos con cuatro pistones dispuestos descentrados respecto al eje longitudinal medio o árbol de accionamiento, respectivamente, que además del movimiento giratorio alrededor del eje longitudinal medio de la carcasa ejecutan un movimiento lineal de vaivén.
En una máquina de pistones rotativos, conocida a través de la patente DE-10.001.962 A1, hay una serie de pistones distribuidos alrededor del eje longitudinal medio de la carcasa. Los pistones van montados de manera que se mueven radialmente en la carcasa, de modo que el mecanismo de gobierno genera la carrera del movimiento de avance en sentido radial de los pistones a partir del movimiento giratorio de dichos pistones.
Con el uso de la conocida máquina de pistones rotativos como motor de combustión interna cada tiempo de trabajo de admisión, compresión, expansión y escape se desarrolla mediante el movimiento de la carrera radial de vaivén de cada uno de los pistones.
El mecanismo de gobierno de la conocida máquina de pistones rotativos presenta un tramo de curva fijo dispuesto aproximadamente en el centro de la carcasa, de modo que cada uno de los pistones tiene por lo menos un miembro corredizo en su costado vuelto hacia el eje medio de la carcasa, con el cual los pistones son conducidos a lo largo de la curva de gobierno. Además, el mecanismo de gobierno está formado de manera que conjuntamente al movimiento radial de los pistones estos realizan un movimiento de desplazamiento en sentido contrario. Los pistones de las conocidas máquinas de pistones rotativos presentan respectivamente un dentado en sus costados frontales anterior y posterior de los pistones en el sentido de giro, y entre los costados frontales de los respectivos pistones contiguos hay un árbol provisto de un dentado que gira con ellos, el cual está engranado con los dentados de ambos costados frontales de los pistones.
Puede observarse un inconveniente de esta conocida máquina de pistones rotativos por el hecho de que el movimiento lineal en sentido radial de los pistones va variando de dirección, contra el efecto de la fuerza centrífuga y a favor del efecto de la fuerza centrífuga. Por tanto, debido al movimiento de desplazamiento radial de cada uno de los pistones, varía constantemente la distribución de las masas con respecto al eje longitudinal medio de la carcasa y con ello también el movimiento de inercia de los pistones. Además, la pieza curvada fijada en el medio de la carcasa, que sirve para guiar los pistones, sufre las fuerzas de los pistones contiguos que se mueven radialmente en sentido contrario debido a las fuerzas centrifugas y el acoplamiento mecánico.
Se conoce otra clase de máquina de pistones rotativos a través de la patente WO-98/13583, en la cual cada uno de los pistones que giran en la carcasa está conformado como pistón oscilante, que con su movimiento de giro en la carcasa ejecuta movimientos oscilantes de vaivén. El mecanismo de gobierno para ejecutar los movimientos oscilantes de vaivén de cada uno de los pistones es casi idéntico al mecanismo de gobierno de las antes citadas máquinas de pistones rotativos con pistones que se mueven linealmente en sentido radial.
En esta máquina de pistones rotativos también puede verse un inconveniente dado que el eje longitudinal medio de la carcasa no presenta una óptima distribución de masas o bien existe una insuficiente elevación de las fuerzas centrífugas resultantes de los pistones individuales.
El invento tiene por objeto proporcionar una máquina de pistones rotativos que permita que las cámaras de trabajo puedan impulsarse con una presión previa para el ciclo de Carnot, de manera que dicha presión previa debe ser generada por los mismos pistones en su movimiento linear de vaivén.
De acuerdo con el invento, este objeto se consigue mediante una máquina de pistones rotativos, con una carcasa, que presenta una pared interior cilíndrica, con por lo menos un pistón dispuesto en la carcasa, que puede girar alrededor de un eje longitudinal medio de la carcasa, y al mismo tiempo realiza un movimiento de vaivén con ayuda de un mecanismo de gobierno, el cual sirve para aumentar y disminuir periódicamente por lo menos una primera cámara en que va dispuesto el pistón, de manera que el movimiento lineal del por lo menos un pistón es paralelo al eje longitudinal medio de la carcasa, encontrándose el pistón descentrado con respecto al eje longitudinal medio de la carcasa y existiendo en dicha carcasa por lo menos otro pistón que gira alrededor del eje longitudinal medio, que forma por lo menos una segunda cámara, en oposición a la primera cámara, y está colocado en el costado opuesto del primer pistón con respecto al eje longitudinal medio de la carcasa, de manera que los pistones son guiados en su movimiento lineal por un rotor que gira alrededor del eje longitudinal medio conjuntamente con los pistones, pero no se mueve en sentido axial, y de manera que el rotor presenta un tramo medio colocado sobre el eje longitudinal medio de la carcasa, que separa la cámara en que hay el primer pistón de la cámara en que hay el segundo pistón, y de modo que existe una tercera y una cuarta cámaras opuestas a las primera y segunda cámaras en que se encuentran las caras frontales del primer pistón y segundo pistón, faltando el tramo intermedio del rotor por el lado de las cámaras, que sirven como cámara de presión previa, o estando conformado de tal modo, que dos cámaras, la tercera y la cuarta respectivamente, las cuales actúan como cámara de presión, se comunican entre sí.
En la máquina de pistones rotativos según el invento el por lo menos un pistón, al girar alrededor del eje longitudinal medio de la carcasa, realiza un movimiento lineal dirigido en sentido paralelo al eje longitudinal medio de la carcasa. De este modo, el por lo menos un pistón no posee ningún componente de movimiento en sentido radial. Así se obtiene la ventaja de que no varía la distancia del centro de gravedad de la masa del por lo menos un pistón con respecto al eje longitudinal medio de la carcasa, que forma el eje de giro del pistón. Así se consigue la ventaja de una mejor estabilidad de marcha de la máquina de pistones rotativos.
Otra ventaja con respecto a la conocida máquina de pistones rotativos de la patente DE-10.001.962 A1 reside en el hecho de que la máquina de pistones rotativos del invento puede construirse radialmente más pequeña, puesto que el por lo menos un pistón no deja ejecutar ningún movimiento radial o un movimiento con componente de movimiento radial. La máquina de pistones rotativos del invento es especialmente adecuada como motor de combustión interna, en cuyo caso la por lo menos una cámara sirve entonces como cámara de trabajo para un ciclo Carnot, en la cual tienen lugar los ciclos de trabajo de admisión, compresión, expansión y expulsión.
Los varios pistones realizan conjuntamente movimientos lineales en sentido paralelo al eje longitudinal medio de la carcasa al girar en la carcasa, tal como se describirá a continuación con respecto a formas de realización prefe-
ridas.
El pistón va dispuesto desplazado con respecto al eje longitudinal medio de la carcasa, y en la carcasa hay por lo menos otro pistón que gira alrededor del eje longitudinal medio, dispuesto en el costado opuesto al primer pistón con respecto al eje longitudinal medio de la carcasa.
La máquina de pistones rotativos según el invento está pues realizada por lo menos como un motor de combustión interna de dos cilindros, de modo que puede conseguirse una distribución de masas simétrica al eje con una idéntica configuración de los pistones, gracias a la disposición respecto al eje longitudinal medio de los por los menos dos cilindros opuestos, que no es necesario que se hallen axialmente a la misma altura. Los fuerzas centrifugas que actúan sobre ambos pistones aumentan al girar, preferiblemente en sentidos opuestos, en la carcasa. Para ello, ambos pistones pueden estar dispuestos de manera que el movimiento lineal se produzca en sentidos contrarios por medio del mecanismo de gobierno, o bien el movimiento lineal de ambos pistones puede tener el mismo sentido.
Asimismo, el por lo menos un pistón es guiado en su movimiento lineal por un rotor, que no se mueve axialmente, el cual gira conjuntamente con el pistón que gira alrededor del eje longitudinal medio.
La provisión de un rotor tiene la ventaja de que el por lo menos un pistón en la carcasa puede ser arrastrado por el rotor en su movimiento de giro a través de un árbol de accionamiento unido al rotor, por ejemplo cuando la máquina de pistones rotativos según el invento se utiliza como un motor de combustión interna para vehículo. De este modo, el movimiento de rotación es accionado en el centro del eje longitudinal medio de la carcasa de la máquina de pistones rotativos, sin necesidad de costosos árboles de transmisión o engranajes. De esta manera la máquina de pistones rotativos de acuerdo con el invento puede conformarse como un motor de pistones alternativos convencional, pero respecto al cual la máquina de pistones rotativos según el invento tiene la notable ventaja de que, gracias a su movimiento rotativo del por lo menos un pistón a través del rotor, que no se mueve axialmente, puede desviarse la energía de rotación.
Para ello, el rotor tiene un tramo central colocado sobre el eje longitudinal medio de la carcasa, el cual separa la cámara en que va dispuesto el primer pistón de la cámara en que se encuentra el otro pistón.
De este modo, el rotor adopta, sin necesidad de costosas medidas constructivas adicionales, la función de separar por lo menos dos cámaras, que por ejemplo, en caso de utilizar la máquina de pistones rotativos como motor de combustión interna, forman un ciclo Carnot.
No existe el tramo intermedio del rotor por el lado de las cámaras, que sirven como cámara de presión previa, o está conformado de tal modo, que dos cámaras, la tercera y la cuarta respectivamente, las cuales actúan como cámara de presión, se comunican entre sí.
En este caso es favorable que las cámaras que sirven como cámaras de presión previa, conforman una cámara de presión previa con un volumen total, que es mayor, preferentemente cuatro vece mayor que el volumen de al menos una cámara de trabajo, pudiéndose de este modo conducir aire precomprimido en las cámaras de presión previa, hacia al menos una cámara de trabajo, con una presión previa aún mayor.
Ambas caras frontales del por lo menos un pistón están dispuestas respectivamente con una cámara, que disminuyen y aumentan en oposición, de modo que una cámara puede servir como cámara de trabajo para un ciclo Carnot y la otra cámara como cámara de presión previa destinada a generar una compresión previa que sirve para impulsar la cámara de trabajo.
En tal caso es ventajoso que, en caso de utilizar la máquina de pistones rotativos como motor de combustión interna se consiga una autocarga de la cámara de trabajo sin dispositivos externos tales como un compresor o un turboalimentador y sin aumentar el volumen constructivo de la máquina de pistones rotativos. Mientras la cámara de trabajo, por ejemplo reduce su volumen, aumenta de modo correspondiente la cámara de presión previa, en la que puede aspirarse aire fresco. Al expandirse la cámara de trabajo una vez inflamada la mezcla de combustible y aire, se comprime el respectivo aire fresco previamente aspirado en la cámara de presión previa y puede comprimirse una vez expulsada la mezcla quemada de aire y combustible de la cámara de trabajo, con lo cual en el siguiente ciclo la mezcla de aire y combustible puede comprimirse más. De modo especial con la forma de realización ventajosa de la máquina de pistones rotativos con cuatro pistones es posible conseguir un efecto autoaspirante especialmente eficaz. En esta forma de realización, la máquina de pistones rotativos según el invento es particularmente adecuada como motor de combustión interna para el funcionamiento con combustibles de gasóleo o incluso biodiesel.
El otro pistón puede estar dispuesto axialmente en oposición y a la misma altura, respecto al primer pistón.
También en esta forma de realización se consigue la ventaja de que la fuerza centrífuga de ambos pistones puede levantarlos un respeto al otro, debido a su disposición simétrica el eje, con respecto al eje longitudinal medio. Tal como en la antes citada forma de realización, con esta disposición pueden formarse dos cámaras, dispuestas desplazadas 180º entre sí alrededor del eje longitudinal medio, de manera que con un giro completo de la disposición de pistones se obtiene dos ciclos de trabajo completos.
En el ámbito de la antes citada forma de realización también es preferible que el otro pistón esté unido fijamente con el primer pistón.
Para ello es ventajoso que ambos pistones en oposición se apoyen contra las fuerzas centrífugas que actúan al girar y, de este modo, desaparezca una fricción plana de los pistones en la carcasa.
En otra forma de realización preferida hay en la carcasa por lo menos otro pistón que gira alrededor del eje longitudinal medio, dispuesto en la prolongación recta del primer pistón.
La ventaja de esta medida reside en el hecho de que pueden realizarse más cámaras en el sentido longitudinal de la carcasa, de modo que de este modo también puede realizarse una máquina de pistones rotativos de varios cilindros.
A este respecto es ventajoso si por lo menos una cámara está formada por el espacio existente entre las caras frontales vueltas una a la otra del primer pistón y del otro pistón.
Para ello es ventajoso que, con el movimiento en sentidos opuestos de ambos pistones, se sumen las carreras individuales de ambos pistones para formar una carrera conjunta, de manera que en caso de utilizar la máquina de pistones rotativos como motor de combustión interna pueda aplicarse una más alta presión a la mezcla de combustible y aire en la cámara común entre ambos pistones.
En otra forma de realización ventajosa, el movimiento lineal del primer pistón está dirigido en oposición al movimiento lineal del segundo pistón, y el espacio existente entre las caras frontales del primer pistón y del segundo pistón forma una cámara común.
Esta medida tiene la ventaja de que, de este modo, la máquina de pistones rotativos según el invento también tiene las masas compensadas en lo que respecta el movimiento lineal de los por lo menos dos pistones, con lo que se evitan vibraciones de la máquina de pistones rotativos en el sentido longitudinal.
En una combinación de las formas de realización antes citadas es especialmente ventajoso si hay por lo menos cuatro pistones en la carcasa, dos de los cuales van dispuestos en oposición y axialmente a la misma altura con respecto al eje longitudinal medio, mientras los otros dos se hallan dispuestos en prolongación recta entre sí.
En esta forma de realización de la máquina de pistones rotativos de cuatro pistones, ambos pistones, dispuestos en oposición a la misma altura con respecto al eje longitudinal medio de la carcasa, forman preferiblemente un doble pistón rígido, de manera que ambos dobles pistones están entonces dispuestos como una prolongación recta axial uno con respecto al otro y giran juntos alrededor del eje longitudinal medio de la carcasa, ejecutando movimientos lineales dirigidos en sentidos opuestos. En esta forma de realización, preferiblemente uno de los dobles pistones y el otro de los dobles pistones disponen su propio mecanismo de gobierno para conseguir el movimiento lineal de vaivén al girar en la carcasa.
En una forma de realización preferida, el mecanismo de gobierno comprende por lo menos un miembro de guía dispuesto en el por lo menos un primer pistón, y por lo menos una curva de gobierno conformada en la pared interna de la carcasa, a lo largo del cual corre el miembro de guía.
Un tal mecanismo de gobierno tiene la ventaja respecto al mecanismo de gobierno de las conocidas máquinas de pistones rotativos, de que está expuesto a menos desgaste, puesto que, a diferencia del mecanismo de gobierno de las conocidas máquinas de pistones rotativos, comprende una pieza curva dispuesta en el cetro de la carcasa y un miembro de guía en el pistón, que no está sometido a las fuerzas centrífugas producidas por el movimiento rotativo de los pistones. Como miembro de guía, preferiblemente existe en el por lo menos un primer pistón un eje distante del costado del mismo vuelto hacia la pared interior de la carcasa, en que van dispuestas una o dos roldanas, mientras que la curva de gobierno está formada ventajosamente como ranura de guía comprendida en la pared interior de la carcasa, en la cual se acoplan las roldanas y ruedan en la carcasa cuando gira el pistón.
En relación con una o más de las formas de realización antes citadas, en que el primer pistón va dispuesto a la misma altura axial que otro pistón, respecto al eje longitudinal medio y ambos pistones están unidos fijamente uno al otro, también es ventajoso si en el primer pistón y el otro pistón existe una miembro de guía, de modo que ambos miembros de guía corran a lo largo de la misma curva de gobierno.
En tal caso es ventajoso que el centro de gravedad de las masas de ambos pistones dispuestos en oposición a la misma altura se encuentren en el eje longitudinal medio, es decir en el eje de giro, lo cual no sería el caso si únicamente uno de ambos pistones tuviera un miembro de guía. Sin embargo, la última forma de realización también puede considerarse puesto que entonces aquel pistón que no tuviera ningún miembro de guía, podría tener una correspondiente masa adicional con respecto al eje longitudinal medio para compensar las masas.
En otra ventajosa forma de realización, el costado del por lo menos un pistón vuelto hacia la pared interior de la carcasa tiene una sección transversal de forma semicircular.
Esta medida presenta la ventaja de que el costado de por lo menos un cilindro vuelto hacia la pared interior de la carcasa está adaptado al contorno circular de la pared interior de la carcasa, de modo que puede conseguirse, de manera ventajosamente sencilla, un cierre hermético del pistón mediante juntas de sección circular. Preferiblemente, el costado del por lo menos un pistón vuelto hacia la pared interior de la carcasa se extiende aproximadamente 90º.
En una primera variante preferida de forma de realización, la cámara de presión previa está unida con la cámara de trabajo a través de un conducto exterior a la carcasa, en el cual hay ventajosamente una válvula, en especial una válvula ajustable.
La válvula ajustable puede ser, por ejemplo una válvula electromagnética, que se abre cuando se alcanza una presión máxima dentro de la capara de presión previa.
Como alternativa a la forma de realización antes citada, también puede unirse directamente la cámara de presión previa con la cámara de trabajo a través de los pistones, en cuyo caso existe por lo menos una válvula en los pistones, preferiblemente una válvula automática.
La ventaja de esta medida reside en el hecho de que puede prescindirse de un conducto de unión por el exterior de la carcasa entre la cámara de presión previa y la cámara de trabajo, de manera que la máquina de pistones rotativos ocupa menos espacio. La antes citada válvula automática puede ser, por ejemplo una válvula oscilante plana.
La máquina de pistones rotativos de acuerdo con el invento pueden utilizarse como motor de combustión interior o también como compresor.
Otras ventajas y particularidades se describen en la siguiente descripción y en el dibujo adjunto.
Se entiende que, las particularidades antes citadas y las que se expondrán a continuación pueden utilizarse no solo en la mencionada combinación sino también en otras combinaciones o en solitario, sin apartarse del ámbito del presente invento.
En el dibujo se han representado ejemplos de formas de realización del invento, los cuales serán descritos haciendo referencia al mismo. En el dibujo:
La figura 1 es una representación en perspectiva, parcialmente en sección, de una máquina de pistones rotativos según un primer ejemplo de forma de realización en una primera posición de funcionamiento;
La figura 2 es la máquina de pistones rotativos de la figura 1 en una segunda posición de funcionamiento;
La figura 3 es la máquina de pistones rotativos de las figuras 1 y 2 en una tercera posición de funcionamiento;
La figura 4 es la máquina de pistones rotativos en la segunda posición de funcionamiento representada en la figura 3, mostrada parcialmente en sección;
La figura 5 es una representación en perspectiva de un componente de la máquina de pistones rotativos de las figuras 1 a 4;
Las figuras 6a) a d) muestran una sección longitudinal a través de la máquina de pistones rotativos de las figuras 1 a 4, en cuatro posiciones de funcionamiento distintas;
Las figuras 7a) a d) muestran respectivamente una sección a lo largo de la línea VII-VII de las figuras 6a) a d);
Las figuras 8a) a d) son secciones a lo largo de las líneas VIII-VIII de las figuras 6a a d);
Las figuras 9a) y b) son secciones longitudinales, correspondientes a las figuras 6a) y 6d), de una máquina de pistones rotativos según otro ejemplo de forma de realización, en dos posiciones de funcionamiento;
Las figuras 10a) y b) muestran respectivamente una sección a lo largo de la línea X-X de las figuras 9a) y b); y
Las figuras 11a) y b) muestran respectivamente una sección a lo largo de la línea XI-XI de las figuras 9a) y b).
En las figuras 1 a 8 se ha representado una máquina de pistones rotativos, de acuerdo con un primer ejemplo de forma de realización, indicada globalmente con la referencia 10.
La máquina de pistones rotativos 10 se utiliza principalmente como motor de combustión interna.
La máquina de pistones rotativos 10 tiene una carcasa 12, que presenta una forma básica simétrica fundamentalmente cilíndrica. La carcasa 12 tiene sus extremos longitudinales cerrados por una tapa de carcasa 14 y por una tapa de carcasa 16, no obstante lo cual puede considerarse otra división de la carcasa 12, tal como se desprende por ejemplo de la figura 6a).
La carcasa 12 tiene una pared interior cilíndrica 18, que también tiene una sección transversal de forma circular.
Un eje longitudinal medio 20' forma el eje del cilindro de la pared interior de la carcasa 18.
En la carcasa 12 hay por lo menos un primer pistón 22, y en el ejemplo de forma de realización mostrada existe otro segundo pistón 24, que tan solo puede verse en la representación en perspectiva de la figura 4, un tercer pistón 26 y un cuarto pistón 28, que únicamente pueden verse en la representación en perspectiva de la figura 4.
De los cuatro pistones 22 a 26, dos de los pistones están unidos entre sí para formar un doble pistón, y de tal modo que el primer pistón 22 y el tercer pistón 24 forman un primer doble pistón, y el segundo pistón 26 y el cuarto pistón 28 formar un segundo doble pistón. El primer pistón 22 está unido sólidamente con el tercer pistón 24 a través de una pieza de unión 30, mientras que el segundo pistón 26 también se halla sólidamente unido con el cuarto pistón 28 a través de una segunda pieza de unión 32. Las piezas de unión 30 y 32, respectivamente, forman una unión rígida entre los pistones 22 y 24 y entre los pistones 26 y 28, respectivamente,
El primer pistón 22 y los otros pistones 24 a 28 giran conjuntamente en la carcasa 12 alrededor del eje longitudinal medio 20, de manera que dicha eje longitudinal medio 20 también puede denominarse eje de giro.
El primer pistón 22 y los otros pistones 24 a 28 realizan, al girar alrededor del eje longitudinal medio 34 de la carcasa 12, movimientos lineales de vaivén con ayuda de un mecanismo de gobierno, que se describirá más adelante, de modo que dichos movimientos lineales son paralelos al eje longitudinal medio 34, tal como se indica con la doble flecha 36.
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Cada uno de los cuatro pistones 22 a 28 se halla desplazado respecto al eje longitudinal medio de la carcasa 12, tal como se desprende de las representaciones en sección transversal de las figuras 7a) a 7b).
El otro segundo pistón 24 y el otro cuarto pistón 28 van dispuestos en oposición al primer pistón 22 con respecto al eje longitudinal medio 20, es decir, en el costado del eje longitudinal medio 20 opuesto al primer pistón 22. En tal caso, el otro segundo pistón 24 se halla dispuesto en la misma altura axial con respecto al primer pistón 22, mientras que el otro cuarto pistón 28 se encuentra desplazado axialmente con relación al primer pistón 22. El otro tercer pistón 26 va dispuesto en la carcasa en la prolongación recta del primer pistón 22, es decir, se encuentra en la misma posición periférica, respecto al eje longitudinal medio 22, que el primer pistón 22. Por contra, el segundo pistón 24 y el cuarto pistón 28 quedan desplazados unos 180º en sentido periférico con respecto al primer pistón 22 y el tercer pistón 26.
Dado que el primer pistón 22 está fijamente unido con el otro segundo pistón 24, al girar en la carcasa 12 dichos primer pistón y segundo pistón 24 realizan movimientos lineales en el mismo sentido que son paralelos al eje longitudinal medio 20. Asimismo, cuando giran en la carcasa 12, el otro tercer pistón 26 y el otro cuarto pistón 28, al estar fijamente unidos entre sí por medio de la pieza de unión 32, realizan movimientos lineales en el mismo sentido.
Por contra, los movimientos lineales relativos entre el primer pistón 22 y el segundo pistón 24 por un lado, y el tercer pistón 26 y el cuarto pistón 28 por otro lado, se hacen en sentidos opuestos. Dicho con otras palabras, los pistones 22, 24 por un lado, y los pistones 26 y 28 por otro lado, se acercan o se separan unos hacia otros. Sin embargo, todos los cuatro pistones 22 a 28 no cambian su posición periférica relativa al girar alrededor del eje longitudinal media 20.
En lo que respecta a su geometría y dimensiones, los cuatro pistones 22 a 28 presentan una construcción idéntica. Con motivo de la disposición simétrica de los cuatro pistones 22 a 28 respecto al eje longitudinal medio 20, quedan completamente compensadas las fuerzas centrífugas generadas al girar los pistones 22 a 28 alrededor del eje longitudinal medio 20. Asimismo, en la máquina de pistones rotativos 10 también se compensan los esfuerzos surgidos por el movimiento lineal de los pistones 22 a 28, puesto que el primer doble pistón formado por los pistones 22 y 24 se mueven linealmente en doble sentido en la carcasa 12 que el segundo doble pistón formado por los pistones 26
y 28.
Tal como se ha citado antes, para generar el movimiento lineal de los pistones individuales 22 a 28 de su movimiento giratorio alrededor del eje longitudinal medio 20 se ha previsto un mecanismo de gobierno, indicado globalmente con la referencia 40 en las figuras 1 a 4 y 6, que a continuación será descrito únicamente con respeto al pistón 22.
El mecanismo de gobierno 40 comprende un miembro de guía 42 dispuesto en el primer pistón y una curva de gobierno conformada en la pared interior de la carcasa 18, a lo largo de la cual se desplaza el miembro de guía 42.
El miembro de guía 42 está sólidamente fijado al primer pistón 22 y presenta un gorrón 46, con una primera roldana 48 y una segunda roldana 50 fijadas a dicho gorrón 46. La roldana 48 tiene un diámetro exterior más pequeño que la roldana 50.
La curva de gobierno 44 tiene la forma de una ranura de guía 52 formada en la pared interior de la carcasa 18. A tal objeto, la ranura de guía 52 presenta un tramo 54 de menor diámetro y un tramo 56 con un mayor diámetro interior, que corresponden al diámetro exterior de la roldana 48 y el diámetro exterior de la roldana 50. Mediante la provisión de dos roldadas 48 y 50 de diferentes diámetros, que corren por los correspondientes tramos 54 y 56 de la ranura de guía 52, se garantiza que cada roldana 48 y 50 tan solo tenga un sentido de giro alrededor del gorrón 46 al correr por la ranura de guía 52, es decir, que la roldana 48 y la roldana 50, que únicamente se apoyen por un costado en el respectivo tramo 54 y 56, mientras que el giro en la ranura de guía 52 no experimenta ningún cambio del sentido de giro.
La curva de gobierno 44, en forma de la ranura de guía 52, se extiende en toda la periferia alrededor del eje longitudinal medio 20 y representa una curva de gobierno cerrada que, para generar el movimiento lineal de los pistones 22 a 28 a partir del propio movimiento de giro alrededor del eje longitudinal medio 20, presenta una correspondiente forma que es similar a la forma de un circulo curvado alrededor de un diámetro. La altura ascensional de la curva de gobierno 44 a lo largo del eje longitudinal medio 20 determina la carrera del pistón 22.
Tal como se desprende de la figura 6a), el segundo pistón 24 lleva un miembro de guía 42 de construcción idéntica al miembro de guía, en el cual hay montados dos roldanas, de manera que el miembro de guía 42 se desplaza a lo largo de la propia curva de gobierno 44, es decir en la misma ranura de guía 52. Así, el mecanismo de gobierno 40 constituye al mismo tiempo un mecanismo de gobierno común para el doble pistón formado por los pistones 22 y 24.
Tal como se desprende asimismo de la figura 6a), las roldanas 48 y 50, así como la correspondiente ranura de guía 52, también pueden tener forma cónica.
Se ha previsto un correspondiente mecanismo de gobierno 58 para el otro doble pistón formado por los pistones 26 y 28, que únicamente se diferencia del mecanismo de gobierno 40, por estar conformado mediante una curva de gobierno 60 hecha simétrica a espejo, con respecto a la curva de gobierno 44 del mecanismo de gobierno 40, según el plano transversal medio de la carcasa 12.
Los pistones 22 a 28 son conducidos por un rotor 62 en su movimiento lineal, el cual ha sido representado en solitario en la figura 5.
El rotor 62 tiene una forma general cilíndrica, que se adapta a la pared interior 18 de la carcasa 12 de la máquina de pistones rotativos 10.
Para alojar los pistones 22 a 28, el rotor 62 presenta dos escotaduras 64 y 66 a modo de pared, desplazadas 180º con respecto al eje longitudinal medio 20, (según puede verse por ejemplo en la figura 8a)), de las cuales únicamente puede verse la escotadura 64 en la figura 5. Las paredes en oposición de las escotaduras a modo de cubeta 64 y 66 tienen una sección transversal de forma semicircular. Entre las escotaduras 64 y 66 el rotor 62 presenta un fondo o una sección media 68, que separa las escotaduras 64 y 66 entre sí. n la sección media 68 existen además dos orificios longitudinales 70 y 72, a través de los cuales pasan las piezas de unión 30 y 32 (véase la figura 4). En lugar de los orificios longitudinales 70 y 72, el tramo intermedio 68 puede presentar allí también otras perforaciones conformadas de manera distinta o también se puede prescindir totalmente del tramo intermedio 68 en esa zona, es decir, extenderse respecto al sentido longitudinal del rotor 62, sólo sobre un tramo parcial central del mismo.
Visto en sección transversal, el rotor 62 tiene forma circular, de modo que ambas escotaduras 64 y 66 se extienden unos 90º en sentido periférico con respecto el eje longitudinal medio 20. Asimismo, la sección media 68 del rotor 62 también se extiende por sus extremos anchos aproximadamente 90º o una cuarta parte de toda la periferia.
La sección media 68 del rotor 62, que no puede moverse en sentido axial, con la que giran conjuntamente los pistones 22 a 28, queda centrada en el eje longitudinal medio 20 de la carcasa 12. En el extremo del rotor se han previsto apéndices de árbol 74 y 76, mediante los cuales el rotor 62 queda montado giratorio en la carcasa 12, o dicho más exactamente en las tapas de la carcasa 14 y 16. En el ejemplo de forma de realización mostrado, el apéndice del árbol 74 sobresale de la carcasa 12 con el extremo dentado 78, y también sobresale el apéndice de árbol 76 con un extremo dentado 80 de la carcasa. Sin embargo, también puede preverse prescindir del extremo 80 y conformar cerrada la tapa de carcasa 16 sobre el apéndice de árbol 76. A través del extremo 78 y/o del extremo 80 puede engranarse para usar como energía rotativa el movimiento giratorio del rotor 62, es decir el extremo 78 y/o el extremo 80 puede servir como árbol de accionamiento.
Por lo demás, pueden preverse medios o rodillos de apoyo, respectivamente, en el rotor 62, para servir de soporte a la gran longitud constructiva del rotor 62 contra las fuerzas transversales en la carcasa 12.
Tal como se describirá para el pistón 22, cada uno de los pistones 22 a 28 presenta un costado 28 vuelto hacia la pared interna de la carcasa 18, cuya sección transversal tiene la forma de un semicírculo, de manera que cada pistón 22 a 28 se adapta exteriormente a la pared interna de la carcasa. El costado 82 se extiende un ángulo circular de unos 90º.
Uno de los costados 85 de cada pistón 22 a 28 opuesto al costado 82, dirigido hacia el eje longitudinal medio 20, también está conformado con una sección transversal en forma de semicírculo, cuyo centro de circulo está separado del centro de circulo del semicírculo, que forma respectivamente el costado 82 de los pistones 22 a 28. Por tanto, cada pistón 22 tiene una sección transversal aproximadamente en forma de almendra o lente.
En cada pistón 22 existe por lo menos una cámara que, con el movimiento lineal en vaivén de los pistones 22 a 28, disminuye y aumenta periódicamente de volumen.
En una cara frontal 84 del primer pistón 22 va dispuesta una primera cámara 86. En una cara frontal 88 opuesta a la cara frontal 84 del pistón 22 existe una segunda cámara 90. En una cara frontal 92 vuelta hacia la cara frontal 84 del primer pistón 22 hay de nuevo la cámara 86, de modo la cámara 86 de ambos pistones 22 y 26 es común. En una cara frontal 94 opuesta a la cada frontal 92 existe otra cámara 96 para el pistón 26. Gracias al movimiento lineal dirigido en sentidos opuestos de los pistones 22 y 26 entre sí, se reducen os volúmenes de las cámaras 90 y 96, cuando aumenta le volumen de la cámara 86, y viceversa.
De manera respectiva, en las cámaras 98, 100 y 102 se hallan los pistones 24 y 28, que están desplazados 180º con relación a las cámaras 86, 90 y 96 con respecto al eje longitudinal medio 20.
Las cámaras 86 y 98 están completamente separadas por la sección media 68 del rotor 62. La cámara 86 queda totalmente separada de las cámaras 90 y 96 por medio de una junta 104, que cierra herméticamente el pistón 22 respecto la pared interna de la carcasa 18 y también contra la sección media 68 del rotor 62, y una junta 106 que cierra herméticamente el pistón 26 contra la pared interna de la carcasa 18 y la sección media 68 del rotor 62.
De manera correspondiente, la cámara 98 está completamente separada de las cámaras 100 y 102 por medio de juntas 108 y 110 en los pistones 24 y 28, respectivamente.
Por contra, las cámaras 90 y 100 se comunican entre sí a través del orificio longitudinal 70, y también se comunican las cámaras 96 y 102 por medio del orificio longitudinal 72. Como ya se ha mencionado anteriormente, los orificios longitudinales 70 y 72 también pueden estar normados de manera diferente o se puede prescindir totalmente del tramo intermedio 68 en esa zona, comunicándose entre sí de este modo también las cámaras 90 y 100, así como 96 y 102, conformando respectivamente un volumen total doble.
En el ejemplo de forma de realización representado en las figuras 1 a 6, las cámaras 86 y 98 sirven de cámaras de trabajo para un ciclo de Carnot, y las cámaras 90, 100 y 96, 102, respectivamente, sirven como cámaras de presión previa a fin de conseguir una compresión previa, con el que poder impulsar las cámaras de trabajo 86 y 98.
A tal objeto, las cámaras 90 y 100 están unidas a través de una abertura 104 en la carcasa 12 y un conducto de conexión 106 con las cámaras 86 y 98, respectivamente, según lo cual la cámara 86 ó 98 se halla justo frente a una abertura de admisión 108 durante el movimiento giratorio de los pistones 22 a 28 alrededor del eje longitudinal medio 108, formado como válvula ajustable, y especialmente como válvula electromagnética 112. Las cámaras 96 y 102 están conectadas respectivamente a través de una abertura 114 y un conducto de conexión 116 con la abertura de admisión 108 con ayuda de la conmutación intermedia de la válvula 110.
Todas las cámaras 86 y 98 que sirven como cámaras de trabajo tienen una bujía 118 para producir la chispa y un inyector 120 para inyectar un combustible, por ejemplo, gasolina, gasóleo o biodiesel.
De acuerdo con las figuras 7a) a d) en la carcasa de los cámaras 86 y 98 todavía existe una abertura de escape 122 para expulsar la mezcla quemada de combustible y aire.
Según las figuras 8a) a d), las cámaras 96 y 102 que sirven como cámaras de presión previa presentan una abertura de escape común 124, de manera que las cámaras 90 y 100 que sirven como cámaras de presión previa llevan una abertura de escape correspondiente, no representada, en la carcasa 12.
A continuación se describe con detalle el funcionamiento de la máquina de pistones rotativos 10 con ayuda de las figuras 6 y 8.
En las figuras 6a), 7a) y 8a) se ha representado la máquina de pistones rotativos en una primera posición de trabajo, que corresponde a la posición de trabajo de la figura 3 y figura 4, respectivamente. En la cámara 86 se enciende con la bujía 118 la mezcla de combustible y aire comprimida al máximo. De la cámara 98 ya ha sido completamente expulsada la mezcla quemada de combustible y aire. En las cámaras 96, 102 que sirven como cámaras de presión previa, que puede disponer de la correspondiente válvula, preferiblemente una válvula autoajustable, o una válvula oscilante plana, se llena completamente con aire a través de la abertura de aspiración 124. Asimismo, las cámaras 90 y 100 que sirven como cámaras de presión previa son llenadas completamente con aire fresco a través de la correspondiente abertura de aspiración.
Partiendo de las figuras 6a), 7a) y 8a), los pistones 22 a 28 se mueven en el sentido de las agujas del reloj alrededor del eje longitudinal medio 20 junto con el rotor 62, y han girado unos 45º con respecto a la posición de funcionamiento en las figuras 6b), 7b) y 8b) (según la figura 1). La mezcla de combustible y aire previamente encendida en la cámara 86, ahora se expande aumentando el volumen de la cámara 86, mientras que en la cámara 98 se introduce aire fresco de las cámaras de presión previa 90, 100 y 96, 102, respectivamente, que reducen su volumen y por ello comprimen el aire fresco previamente introducido. Tal como se ha representado en la figura 6b), la válvula 110 se abre, para introducir en la cámara 98 el aire fresco previamente comprimido en las cámaras 90, 100 y 96, 102, respectivamente, que sirven como cámaras de presión previa. Dado que el volumen máximo de las cámaras 90, 96, 100, 102 es globalmente mayor que el volumen máximo de la cámara 98, se produce una compresión previa del aire introducido en la cámara 98.
En el transcurso de ello, los pistones 22 y 24 se mueven una flecha 126 paralela al eje longitudinal medio 22, y los pistones 26 y 28 se mueven en sentido opuesto según una flecha 128 paralela al eje longitudinal medio 20. El movimiento longitudinal de los pistones 22, 24 y 26, 28 se imprime mediante los mecanismos de gobierno 40 y 58, respectivamente.
Después de otro giro de 45º de los pistones 22 a 28 alrededor del eje longitudinal medio 20, se alcanza la posición de trabajo representada en las figuras 6c), 7c) y 8c) (según la figura 2), en que la cámara 98 ha alcanzado su máximo volumen y está llena con aire fresco previamente comprimido, mientras que la cámara opuesta 86, no visible en el dibujo, una vez la completa expansión de la antes encendida mezcla de aire y combustible también adquiere su mayor volumen. Por consiguiente, las cámaras 90, 100 y 96, 102, respectivamente, poseen ahora su mínimo volumen.
Mediante un nuevo giro de 45º de los pistones 22 a 28, se alcanza la posición de trabajo representada en las figuras 6d), 7d) y 8d), en que ahora el aire fresco previamente introducido en la cámara 98 se comprime más y comprime los pistones 24, 28 moviéndolos nuevamente en sentidos opuestos, uno hacia al otro, según las flechas 130 y 132. En la cámara 86, no visible en las figuras 6d), 7d) y 8d), que ahora ha vuelto a reducir su volumen, dado que los pistones 22 y 26 se han movido uno hacia al otro según las flechas 130, 132, se expulsa ahora la mezcla de combustible y aire completamente expandida al reducirse el volumen de la cámara 86, saliendo por la abertura de escape 122. En las cámaras 90, 100 y 96, 102, respectivamente, que ahora vuelven a aumentar su volumen, se produce la admisión del correspondiente aire fresco exterior.
Después de otro giro de 45º de los pistones 22 a 28, partiendo de las figuras 6d), 7d) y 8d), se alcanza nuevamente la posición representada en las figuras 6a), 7a) y 8a), pero no obstante ahora los pistones 24 y 28 quedan "arriba" y los pistones 22 y 26 "abajo". Dicho de otro modo, los pistones 22 a 28 han girado conjuntamente 180º alrededor del eje longitudinal medio 20, y con ello se producirán una vez los cuatro ciclos de trabajo de la admisión, compresión, expansión y expulsión. De modo correspondiente, con un giro completo de 360º de los pistones 22 a 28 alrededor del eje longitudinal se realizan dos ciclos de trabajo completos.
En las figuras 9a) y b), 10a) y b) y 11a) y b) se ha representado un ejemplo de forma de realización de una máquina de pistones rotativos 10' ligeramente distinto al antes descrito ejemplo de forma de realización, diferenciándose la máquina de pistones rotativos 10 por las siguientes particularidades.
Las cámaras 90' y 100' correspondientes a los pistones 22' y 24', que sirven de nuevo como cámaras de presión previa para impulsar las cámaras 86' y 98', respectivamente, con una compresión inicial generada en las cámaras 90' y 100', y para lo cual comunican nuevamente las cámaras 90' y 100' entre sí, no están unidas a través de conductos externos a la carcasa con las cámaras 86' y 98', respectivamente, sino directamente a través de los pistones 22' y 24'. Para ello, los pistones 22' y 24' están conformados huecos, y en los pistones 22' y 24' existe respectivamente una válvula 138, conformada como válvula de autoajuste, preferiblemente como válvula oscilante plana.
De modo correspondiente, las cámaras 96' y 102' dispuestas en los pistones 26' y 28', que también se comunican entre sí, están unidas directamente con las cámaras 86' y 98' a través de las válvulas 140 existentes en los pistones 26' y 28'.
Mientras las válvulas 138, 140 se han mostrado en su posición cerrada en la figura 9a), de modo que los pistones 22' a 28' se mueven en su posición de máximo desplazamiento hacia al centro de la carcasa 12', las válvulas 138 y 140 han sido representadas en su posición abierta, en la figura 9b), cuando los pistones 22' a 28' se mueven en oposición uno respecto al otro y las cámaras 90', 100' así como 96' y 102' han reducido su volumen. De este modo, la cámara 98' entre los pistones 24' y 28', preparada para la aspiración, es impulsada por aire previamente comprimido procedente de las cámaras 90', 100' así como 96' y 102'.
Se comprenderá que, en el ámbito del presente invento, son posibles otras modificaciones en la máquina de pistones rotativos 10, 10'.
Por ejemplo, puede preverse la máquina de pistones rotativos 10 únicamente con los pistones 22 y 24 como doble pistón, mientras que se prescinde de los pistones 26 y 28. No obstante, en este caso el movimiento lineal de los pistones 22 y 24 no compensarían las masas. Por otro lado, tan solo pueden preverse el pistón 22 y el pistón 28, mientras se prescinde de los pistones 24 y 26, con las correspondientes paredes transversales en el rotor 62 para limitar las cámaras 86 y 98. Una tal disposición nos llevaría de nuevo a una configuración compensatoria de las masas, también desde el punto de vista del movimiento lineal de los pistones 22 y 28.

Claims (13)

1. Máquina de pistones rotativos, con una carcasa (12), que presenta una pared interior cilíndrica (18), con por lo menos un pistón (22, 26) dispuesto en la carcasa (12), que puede girar alrededor de un eje longitudinal medio (20) de la carcasa (12), y al mismo tiempo realiza un movimiento lineal de vaivén por medio de un mecanismo de gobierno (40, 58), el cual sirve para aumentar y disminuir periódicamente por lo menos una primera cámara (86) en que va dispuesto el pistón (22, 26), de manera que el movimiento lineal del por lo menos un pistón (22, 26) es paralelo al eje longitudinal medio de la carcasa (12), encontrándose el pistón (22, 26) descentrado con respecto al eje longitudinal medio (20) de la carcasa (12) y existiendo en dicha carcasa (12) por lo menos otro pistón (24, 28) que gira alrededor del eje longitudinal medio (20), que forma por lo menos una segunda cámara (98), en oposición a la primera cámara (86), y colocado en el costado opuesto del primer pistón (22) con respecto al eje longitudinal medio (20) de la carcasa (12), de manera que los pistones (22-28) son guiados en su movimiento lineal por un rotor (62) que gira alrededor del eje longitudinal medio (20) conjuntamente con los pistones (22-28), pero no se mueve en sentido axial, y de manera que el rotor (62) presenta un tramo medio (68) colocado sobre el eje longitudinal medio (20) de la carcasa (12), que separa la cámara (86) en que hay el primer pistón (22, 26) de la cámara (98) en que hay el otro pistón (24, 28), y existiendo una tercera y una cuarta cámaras (90, 96, 100, 102) opuestas a las primera y segunda cámaras (86, 98) en que se encuentran las caras frontales del primer pistón (22, 26) y segundo pistón (24, 28), faltando el tramo intermedio (68) del rotor (62) por el lado de las cámaras (90, 96, 100, 102) que sirven como cámara de presión previa, o estando conformado de tal modo, que dos cámaras, la tercera y la cuarta (90, 96, 100, 102) respectivamente, las cuales actúan como cámara de presión, se comunican entre sí.
2. Máquina de pistones rotativos de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que el otro pistón (24) puede estar dispuesto axialmente en oposición y a la misma altura, respecto al primer pistón (22).
3. Máquina de pistones rotativos de acuerdo con la reivindicación 2, en que el otro pistón (24) está unido fijamente con el primer pistón (22).
4. Máquina de pistones rotativos de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en que en la carcasa (12) hay por lo menos otro pistón (26) que gira alrededor del eje longitudinal medio (20), dispuesto en la prolongación recta del primer pistón (22).
5. Máquina de pistones rotativos de acuerdo con la reivindicación 4, en que se forma por lo menos una primera cámara (86) por el espacio existente entre las caras frontales vueltas una a la otra del primer pistón (22) y del otro pistón (26).
6. Máquina de pistones rotativos de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, en que el movimiento lineal del otro pistón (26) es en sentido opuesto al movimiento lineal del primer pistón (22).
7. Máquina de pistones rotativos de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, en que hay por lo menos cuatro pistones (22-28) en la carcasa, dos de cuyos pistones (22, 24; 26, 28) van dispuestos en oposición y axialmente a la misma altura con respecto al eje longitudinal medio (20) de la carcasa (12), mientras los otros dos pistones (22, 26; 24, 28) se hallan dispuestos en prolongación recta entre sí.
8. Máquina de pistones rotativos de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en que el mecanismo de gobierno (40, 58) comprende por lo menos un miembro de guía (42) dispuesto en el por lo menos un pistón (22-28), y por lo menos una curva de gobierno (44, 60) conformada en la pared interna de la carcasa (18), a lo largo de la cual corre el miembro de guía (42).
9. Máquina de pistones rotativos de acuerdo con una de las reivindicaciones 2 a 8, en que el primer pistón (22) y el otro pistón (24), dispuestos a la misma altura axial con respecto al eje longitudinal medio, llevan un correspondiente miembro de guía (42), de modo que ambos miembros de guía (42) corren a lo largo de la misma curva de gobierno (44).
10. Máquina de pistones rotativos de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, de manera que un costado de por lo menos un pistón (22-28), vuelto hacia la pared interior de la carcasa, tiene una sección transversal de forma semicircular, que se extiende en un ángulo circular de aproximadamente 90º.
11. Máquina de pistones rotativos de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, sirviendo la primera y la segunda cámara (86, 98) como cámara de trabajo para un ciclo de Carnot respectivamente.
12. Máquina de pistones rotativos de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 11, en que la cámara de presión previa está unida con la cámara de trabajo a través de un conducto exterior a la carcasa (106, 116), en el cual hay ventajosamente una válvula (110), de modo especial una válvula ajustable (112).
13. Máquina de pistones rotativos de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12, en que la cámara de presión previa está unida directamente con la cámara de trabajo a través de los pistones (22-28), de manea que existe por lo menos una válvula (138, 140) en los pistones (22-28), preferiblemente una válvula automática.
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050211418A1 (en) * 2002-11-01 2005-09-29 Cooligy, Inc. Method and apparatus for efficient vertical fluid delivery for cooling a heat producing device
ITSA20030001A1 (it) * 2003-01-07 2003-04-07 Capossela Davide Innovazione nel motore a pistoni contrapposti in un unico cilindro rotante.
DE102005026661A1 (de) * 2005-05-31 2006-12-07 Hüttlin, Herbert, Dr. h.c. Rotationskolbenmaschine
US7240645B2 (en) * 2005-10-28 2007-07-10 Reisser Heinz-Gustav A Internal combustion engine
DE102006046011B4 (de) * 2006-09-28 2008-07-10 Alois Tradler Druckkraftmaschine, insbesondere Brennkraftmaschine, mit einer Ringstruktur
EP2088283A1 (en) * 2008-02-08 2009-08-12 Lorenzo Merayo Gonzalez Reciprocating rotary internal combustion engine
EP2138687B1 (en) * 2008-06-25 2012-03-21 Griend Holding B.V. Drive system with a rotary energy-transmission element
US9032917B1 (en) * 2011-04-21 2015-05-19 Mark McNitt Barrel cam rotating cylinder engine
NL2007987C2 (en) * 2011-12-16 2013-06-18 Griend Holding B V Rotary drive system having a cam follower with detachable wheel support.
NL2007988C2 (en) * 2011-12-16 2013-06-18 Griend Holding B V Cam follower with an angled axis of rotation.
US10458324B2 (en) * 2016-05-26 2019-10-29 Daniel J Edwards Rotary piston engine
JP2019214943A (ja) * 2018-06-11 2019-12-19 トヨタ自動車株式会社 内燃機関
JP2019214236A (ja) * 2018-06-11 2019-12-19 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1255664A (en) * 1916-12-15 1918-02-05 Alexander P Syger Internal-combustion engine.
US1613136A (en) * 1925-06-11 1927-01-04 Schuyler Schieffelin Internal-combustion motor.
US1736822A (en) * 1927-06-23 1929-11-26 Charles A Dreisbach Piston mechanism for engines and pumps
US2472647A (en) * 1945-05-09 1949-06-07 Covins Meyer Double-acting reciprocating pump
FR2079555A5 (es) * 1970-02-05 1971-11-12 Henry Max
GB1502171A (en) * 1975-01-03 1978-02-22 Direct Power Ltd Opposed piston internal combustion engines
JPS56173781U (es) * 1980-05-26 1981-12-22
JPS5725181U (es) * 1981-06-22 1982-02-09
DE3224482C2 (de) * 1981-09-23 1991-11-21 Prodromos Bekiaroglou Kolbenmaschine
US4543919A (en) * 1981-12-28 1985-10-01 Carson Douglas T Engine
JPS5929765U (ja) * 1982-08-18 1984-02-24 住友重機械工業株式会社 斜板式液圧ポンプ・モ−タの回転検出装置
FR2546232A1 (fr) * 1983-05-19 1984-11-23 Cannebotin Robert Moteur a explosions ou combustion interne, a quatre temps, a bloc-cylindres tournant
JPS6282236A (ja) * 1985-10-05 1987-04-15 Shigeyoshi Karasawa 対向ピストン式同軸エンジン
KR100256888B1 (ko) * 1991-10-15 2000-06-01 맨소르 알마씨 로터리 피스톤식 내연소엔진
US5351657A (en) * 1992-09-28 1994-10-04 Buck Erik S Modular power unit
US5517952A (en) * 1995-03-16 1996-05-21 Wielenga; Thomas J. Rotating shuttle engines with integral valving
US5623894A (en) * 1995-11-14 1997-04-29 Caterpillar Inc. Dual compression and dual expansion engine
DE19639503C1 (de) 1996-09-26 1998-01-15 Herbert Huettlin Schwenkkolbenmaschine
US6662775B2 (en) * 1999-03-23 2003-12-16 Thomas Engine Company, Llc Integral air compressor for boost air in barrel engine
DE10001962B4 (de) 2000-01-18 2004-07-22 Hüttlin, Herbert, Dr.h.c. Rotationskolbenmaschine

Also Published As

Publication number Publication date
DE50200261D1 (de) 2004-04-01
US6986328B2 (en) 2006-01-17
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US20050066917A1 (en) 2005-03-31
DK1355053T3 (da) 2004-03-29
ES2213721T3 (es) 2004-09-01
ATE412113T1 (de) 2008-11-15
JP4237068B2 (ja) 2009-03-11
JP2005523400A (ja) 2005-08-04
EP1355053A1 (de) 2003-10-22

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