ITMI952608A1

ITMI952608A1 - Macchina alternativa

Info

Publication number: ITMI952608A1
Application number: IT95MI002608A
Authority: IT
Inventors: Giuseppe Raoul Piccinini
Original assignee: Giuseppe Raoul Piccinini
Priority date: 1995-12-13
Filing date: 1995-12-13
Publication date: 1997-06-13
Also published as: US5778834A; EP0779422A1; ITMI952608A0; CA2192718A1; EP1207287A1; IT1278531B1

Abstract

Al fine di ridurre gli ingombri ed il peso del cinematismo pistone biella albero a gomiti, l'albero a gomiti (11) e la unica biella (22) sono disposti all'interno dei due pistoni (14, 15) contrapposti che costituiscono un unico elemento monolitico (14-15) che scorre alternativamente in due canne (12, 13) contrapposte. La macchina (1) può funzionare o da motore endotermico ad alimentazione atmosferica, oppure motore endotermico sovralimentato da sé stesso, oppure da motore idraulico, oppure compressore azionato da sé stesso oppure compressore azionabile da un motore applicato esternamente.

Description

DESCRIZIONE del brevetto per invenzione industriale

La presente invenzione ha per oggetto una macchina alternativa secondo la parte classificante della prima rivendicazione.

Tali macchine alternative comunemente definite "boxer" sono utilizzate come motori per autotrazione principalmente per il fatto che (grazie alla disposizione contrapposta dei pistoni rispetto all'albero motore) durante il funzionamento risultano molto meno soggette alle vibrazioni rispetto a qualsiasi altra macchina alternativa avente diversa disposizione dei cilindri e dunque dei pistoni. L'inconveniente principale dei boxer è tuttavia quello di presentare un ingombro (che si definisce trasversale) elevato. Ulteriori inconvenienti (anche in questo caso principalmente di natura vibratoria) derivano dal fatto che i cilindri e dunque i pistoni contrapposti sono leggermente disassati per permettere il vincolo delle relative bielle all'albero a gomiti. Dalla domanda di brevetto EP-A-0 503.842 è noto un motore del tipo boxer che elimina detti ulteriori inconvenienti in quanto i cilindri contrapposti e dunque i relativi pistoni sono disposti sullo stesso asse. La contropartita è tuttavia quella di aumentare le masse in moto alterno in quanto sono previste tre bielle per ogni coppia di pistoni contrapposti. L'ingombro trasversale purtroppo resta sostanzialmente quello dei motori boxer più tradizionali e dunque tendenzialmente elevato.

Dalla domanda di brevetto EP-A-0 628 709 è noto un motore boxer avente i cilindri coassiali che presenta un ingombro trasversale ridotto poiché la coppia di pistoni contrapposti costituiscono un unico elemento monolitico che scorre alternativamente in due canne contrapposte. L'elemento monolitico è incernierato ad un primo albero a gomiti disposto tra detti pistoni. Detto primo albero a gomiti attraversa trasversalmente detto elemento monolitico ed è poi supportato girevolmente ed eccentricamente rispetto ad un secondo albero a gomiti, collegabile alle restanti parti del motore, e sul quale è inizialmente calettato il volano. Gli inconvenienti connessi al disassamento dei cilindri ed all'ingombro trasversale sono dunque entrambi evitati ma, come nell'anteriorità precedente la contropartita è il sensibile aumento delle masse in moto alterno {due alberi a gomiti anziché uno solo).

Lo scopo della presente invenzione è quello di provvedere una macchina alternativa del tipo boxer che offra i vantaggi offerti dalle macchine descritte nei documenti precedentemente considerati senza tuttavia averne gli svantaggi. In altre parole lo scopo della presente invenzione è quello di realizzare una macchina alternativa del tipo comprendente almeno una coppia di pistoni contrapposti (boxer) che contemporaneamente abbia:

• i cilindri coassiali,

• ingombro trasversale limitato,

• masse in moto alterno di entità limitata ovvero inferiori a quelle dei boxer più tradizionali di pari potenzialità.

Tali scopi sono raggiunti da una macchina secondo la prima rivendicazione a cui si rimanda per brevità.

L'invenzione oltre ad essere nuova è inventiva poiché vincolando elemento monolitico all'albero motore tramite una unica tradizionale biella disposta all'interno di detto elemento monolitico si raggiunge anche la leggerezza desiderata che in pratica consiste nel vincolare due pistoni con una sola biella. Si noti inoltre che la macchina è robusta ed anche economica in quanto (escluso i pistoni) i rimanenti elementi hanno la stessa struttura che avrebbero gli stessi elementi di un corrispondente boxer più tradizionale.

L'inventività si deduce anche dal fatto che il dimensionamento del motore, lo studio del ciclo di costruzione, del ciclo di montaggio e la realizzazione della catena di montaggio per la macchina secondo l'invenzione non pongono particolari problemi poiché possono essere effettuati utilizzando mezzi e tecnologie ampiamente collaudati.

Dalle rivendicazioni dipendenti si deduce che la macchina secondo l'invenzione può funzionare e dunque essere utilizzata come motore endotermico ad alimentazione atmosferica, oppure motore endotermico sovralimentato da sé stesso, oppure da motore idraulico, oppure compressore azionato da sé stesso oppure compressore azionabile da un motore applicato esternamente.

L'invenzione è illustrata a solo titolo esemplificativo, ma non limitativo, nella sola forma di un motore endotermico tramite le seguenti figure.

La figura 1 è una vista schematica in elevazione di un motore secondo l'invenzione del tipo a due camere da scoppio e sovralimentato da sé stesso e cioè mediante compressore incorporato a due camere di compressione.

La figura 2 è una vista in sezione schematica secondo la linea II-II di figura 1.

Le figure 3-7 rappresentano schematicamente le fasi di montaggio del cinematismo pistoni-biella-albero a gomiti.

Con riferimento alle summenzionate figure la macchina di cui all'invenzione, genericamente indicata con 1, è un motore endotermico. Esso essenzialmente comprende un primo 2 ed un secondo 3 guscio, una testa motrice 4, una testa pompante 5, un primo condotto di aspirazione 6 dell'aria atmosferica, un secondo condotto 7 dell'aria compressa, un accumulatore di pressione 8, ed un terzo condotto 9 dell'aria compressa. Il primo ed il secondo guscio sono sostanzialmente identici specularmente e sono collegati in corrispondenza di un piano 10 nel quale è compreso l'albero a gomiti 11. Il primo guscio 2 reca le canne motrici 12 in cui scorrono i pistoni motori 14, mentre il secondo guscio 3 reca le canne pompanti 13 in cui scorrono i pistoni pompanti 15. Ogni pistone motore 14 è unito al contrapposto e coassiale (asse 16) pistone pompante 15 a formare un elemento monolitico 14-15. L'elemento monolitico comprende due colonne contrapposte 17 che definiscono tra di loro luci 18 attraversate dall'albero a gomiti 11. I pistoni 14 e 15 sono provvisti di almeno una fascia elastica di tenuta 19 e di un anello raschiaolio 20, ma sono sostanzialmente privi di mantello in quanto ogni pistone funge da guida per il rimanente a cui è collegato. In corrispondenza del cielo di uno dei due pistoni contrapposti, nel caso esemplificato quello motore, sono previsti degli occhielli 21 per il fissaggio di una biella 22 all'elemento monolitico 14-15 a cui appartiene il pistone 14 dotato degli occhielli 22. La biella 22 è fissata all'elemento monolitico 14-15 tramite uno spinotto 24 che attraversa il suo piede 23. La biella 22 è fissata all'albero a gomiti 11 in corrispondenza della sua testa 25 che comprende un primo 26 ed un secondo 27 semiguscio. Il primo semiguscio 26 è monolitico con lo stelo 28 della biella 22. L'albero motore comprende una prima estremità scanalata 29 a cui è collegabile il gruppo frizione-cambio (non illustrato) ed una seconda estremità 30 a cui sono collegabili gli organi ausiliari del motore (pompe, alternatore ecc. non illustrati) .

La testa motrice 4 è di per sé tradizionale e pertanto non è stata illustrata nei dettagli. Essa può essere ad esempio del tipo a più valvole per ogni cilindro (ad esempio due valvole di scarico e due valvole di aspirazione), e provvista di due alberi a cammes. La testa pompante 5 comprende delle valvole di aspirazione 31 ed una unica valvola di non ritorno 32. Al fine di ridurre gli ingombri ed aumentare l'affidabilità nel caso esemplificato le valvole 31 e 32 sono del tipo a lamelle e pertanto funzionanti per effetto della differenza di pressione sulle loro superfici di otturazione.

Durante il funzionamento i pistoni pompanti 15 forniscono aria in pressione all'accumulatore 8 da utilizzarsi per la combustione nei pistoni motori 14 nei quali il combustibile viene iniettato tramite un impianto di iniezione non illustrato. Il motore illustrato è sovralimentato da sé stesso.

Da quanto sopra descritto l'esperto del ramo ha un insegnamento a non limitare l'uso della macchina secondo l'invenzione al settore dei motori endotermici poiché quanto detto in merito al problema tecnico, alla sua soluzione ed ai vantaggi che ne derivano è applicabile essenzialmente anche alle seguenti ulteriori macchine qui non descritte per brevità: motore endotermico ad alimentazione atmosferica, motore endotermico sovralimentato da sé stesso (caso descritto) o da un impianto esterno, motore idraulico, compressore azionato da sé stesso, compressore azionabile da un motore applicato esternamente.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Macchina alternativa (1) del tipo comprendente almeno una coppia di pistoni (14, 15) contrapposti che costituiscono un unico elemento monolitico (14, 15) che scorre alternativamente in due canne (12, 13) contrapposte e che è incernierato ad un albero a gomiti (11) disposto tra detti pistoni (14, 15) ed attraver-sante trasversalmente detto elemento monolitico (14, 15), caratterizzato dal fatto che detto elemento monolitico (14, 15) è collegato all'albero a gomiti (11) tramite una sola biella (22) disposta al suo interno con la testa (25) incernierata a detto albero a gomiti (11) ed il piede (23) incernierato in corrispondenza del cielo di uno (14) di detti due pistoni (14, 15).
2. Macchina alternativa di cui alla rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto di essere un motore a combustione interna.
3. Macchina di cui alla rivendicazione 2 caratterizzata dal fatto di essere un motore a combustione interna alimentato a pressione atmosferica.
4. Macchina di cui alla rivendicazione 2 caratterizzata dal fatto di essere un motore a combustione interna alimentato ad una pressione superiore a quella atmosferica.
5. Macchina di cui alla rivendicazione 4 caratterizzata dal fatto che uno di detti pistoni è motore ed il secondo è compressore per sovralimentare il primo.
6. Macchina di cui alla rivendicazioni 3 oppure 4 oppure 5 caratterizzata dal fatto ci essere un motore a combustione interna a ciclo Otto.
7. Macchina di cui alla rivendicazioni 3 oppure 4 oppure 5 caratterizzata dal fatto di essere un motore a ciclo Diesel.
8. Macchina di cui alla rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto di essere un compressore.
9. Macchina di cui alla rivendicazione 8 caratterizzata dal fatto di essere un compressore azionato da un motore applicato esternamente.
10. Macchina di cui alla rivendicazione 9 caratterizzata dal fatto che i pistoni operano in parallelo rispetto al fluido da elaborare.
11. Macchina di cui alla rivendicazione 9 , caratterizzata dal fatto che i pistoni operano in serie rispetto al fluido da elaborare.
12. Macchina di cui alla rivendicazione 11 caratterizzata dal fatto che tra i pistoni è operativamente interposto un refrigeratore del fluido compresso.
13. Macchina di cui alla rivendicazione 8 caratterizzata dal fatto che un primo pistone opera come compressore del fluido ed un secondo pistone opera come motore fornendo l'energia meccanica necessaria alla compressione.
14. Macchina di cui alla rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto di essere un motore idraulico.
15. Macchina di cui ad una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzata dal fatto che la testa di biella (25) è .smontabile in due semigusci (26, 27) mentre il piede (23) è monolitico e vincolato al pistone (14) tramite uno spinotto (24).
16. Macchina sostanzialmente come descritta ed illustrata e per gli scopi specificati.