ES2340661T3 - Herramienta de percusion de movimiento alterno que tiene un sistema de siministro de aceite para un motor de dos tiempos. - Google Patents
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Abstract
Máquina de percusión de movimiento alterno (20) que comprende: (A)un motor de dos tiempos (22) que incluye (1)un cilindro que tiene un orifico de admisión, (2)un árbol de salida rotatorio (92) que está acoplado a dicho cilindro, (3)un sistema de suministro de combustible que incluye un depósito de combustible (60), un dispositivo de suministro de combustible (46) que suministra una mezcla de combustible y aceite a dicho cilindro, y un conducto de suministro de combustible (110) que va desde dicho depósito de combustible (60) hasta dicho dispositivo de suministro de combustible (46), y (4)un sistema de suministro de aceite (100) que suministra aceite a dicho dispositivo de suministro de combustible (46), incluyendo dicho sistema de suministro de aceite (100) (a)una fuente de aceite (58), (b)una bomba de suministro de aceite (102) que tiene una entrada de aceite (132) conectada a dicha fuente de aceite (58) y que tiene una salida de aceite (130), y (c)un conducto de suministro de aceite (106) que conecta dicha salida de aceite (130) de dicha bomba de suministro de aceite (102) a dicho conducto de suministro de combustible (110); y (B)una herramienta de percusión de movimiento alterno (28) que está acoplada a dicho árbol de salida de motor (92) y que se mueve de manera alterna contra el suelo con la rotación del árbol de salida de motor (92), caracterizada porque: dicho conducto de suministro de combustible (110) lleva directamente desde dicho depósito de combustible (60) hasta dicho dispositivo de suministro de combustible (46), pudiendo vibrar dicho conducto de suministro de combustible (110) libremente, pudiendo de este modo mezclar aceite en dicho conducto de suministro de combustible (110) con combustible en dicho conducto de suministro (110) mediante una operación de dicha herramienta de percusión de movimiento alterno (28) que agita al menos una parte sustancial de dicho conducto de suministro de combustible (110).
Description
Herramienta de percusión de movimiento alterno
que tiene un sistema de suministro de aceite para un motor de dos
tiempos.
La invención se refiere a herramientas de
percusión de movimiento alterno tales como apisonadores y rompedores
y, más particularmente, a una herramienta de percusión de
movimiento alterno impulsada por un motor de dos tiempos que tiene
un sistema de suministro de aceite lubricante para transferir aceite
de lubricación a un conducto de suministro de combustible del
motor. La invención se refiere además a un método para operar una
herramienta de percusión de este tipo y a un método para su
ensamblaje.
Las herramientas de percusión de movimiento
alterno se usan en una variedad de aplicaciones de compactación y
rotura. La herramienta de percusión de movimiento alterno típica
incluye un elemento de percusión que se acciona por un motor
dedicado para percutir contra el suelo para realizar la función
deseada. Ejemplos de herramientas de percusión de movimiento
alterno de este tipo son apisonadores y rompedores. En un
apisonador, el elemento de percusión comprende un atenuador o
zapata que se acciona para moverse verticalmente de manera alterna
contra el suelo para compactarlo como preparación para una operación
de pavimentación o similar. En un rompedor, el elemento de
percusión comprende una barra o martillo que se acciona para moverse
verticalmente de manera alterna contra el suelo para romper el
pavimento o similar. El elemento de percusión de cada tipo de
herramienta se acciona normalmente por un cigüeñal excéntrico que, a
su vez, se acciona por un embrague y un tren de engranajes acoplado
al motor de la herramienta.
Muchas herramientas de percusión de movimiento
alterno se impulsan por motores de dos tiempos. Los motores de dos
tiempos tienen la ventaja de presentar una relación potencia a peso
muy elevada, lo que permite el uso de motores relativamente
potentes en herramientas que pueden operarse manualmente y
transportarse manualmente. Sin embargo, tienen la desventaja
potencial de alimentarse por una mezcla de gasolina/aceite de
lubricación en lugar de gasolina pura. La gasolina y el aceite se
mezclan previamente y se almacenan en el depósito de combustible
del motor. Una operación apropiada del motor depende de la capacidad
o voluntad del operador de mezclar previamente la gasolina y el
aceite de lubricación en el depósito de forma apropiada. Si se
mezcla previamente demasiado poco aceite con la gasolina, el motor
se lubrica de forma inadecuada, puede sobrecalentarse y puede
desgastarse rápidamente o incluso fallar. Si se mezcla previamente
demasiado aceite con la gasolina, empeora el rendimiento del motor
y se aumentan las emisiones. Este problema es grave porque la
gasolina y el aceite se mezclan con frecuencia en el campo en
condiciones menos que óptimas. Puede que el operador no tenga el
equipo apropiado para medir las cantidades requeridas de gasolina y
aceite para obtener relaciones de combustible a aceite
apropiadas.
Se han realizado intentos para solucionar este
problema proporcionando un sistema de inyección de aceite que
inyecta una cantidad controlada de aceite de lubricación en el
sistema de suministro de combustible de un motor, evitando de este
modo la necesidad de mezclar previamente combustible y aceite. El
sistema de inyección de aceite incluye una bomba de aceite que
transfiere aceite desde un depósito de aceite hasta el sistema de
suministro de combustible a una velocidad que da como resultado la
inducción de una mezcla de combustible/aceite aceptable al interior
de la(s) cámara(s) de combustión del motor. Sin
embargo, los intentos conocidos para eliminar la necesidad de
mezclar previamente combustible y aceite han logrado sólo un éxito
parcial.
Por ejemplo, un apisonador vibratorio conocido
inyecta aceite de lubricación en un adaptador carburador que acopla
el carburador del motor al bloque de motor. El aceite inyectado en
esta ubicación se dispersa con la mezcla de aire/combustible
atomizada en el carburador justo antes de que la mezcla de
aire/combustible/aceite resultante entre en la cámara de combustión
del motor a través del orificio de admisión. El aceite recién
dispersado no tiene la oportunidad de atomizarse completamente antes
de mezclarse con aire e inducirse al interior de la cámara de
combustión del motor. Como resultado, se reducen las cualidades de
lubricación del aceite, y el aceite no se quema tan completamente
como si el aceite se atomizara de manera adecuada antes de su
combustión. Esta falta de combustión completa reduce la eficacia del
motor, aumenta sus emisiones y lleva a una acumulación de depósitos
de carbón dentro de la cámara de combustión del motor y el orificio
de escape.
Otro problema asociado con el apisonador
anteriormente descrito es que es relativamente invasivo. Su bomba
se acciona directamente por el árbol de accionamiento del motor. El
cárter de cigüeñal de motor existente tal como lo suministra el
fabricante de motores debe modificarse de manera significativa para
alojar la bomba. Esta necesidad de modificar el cárter de cigüeñal
de un motor para permitir montar la bomba tras la fabricación del
motor en el cárter de cigüeñal aumenta sustancialmente los costes
globales y la complejidad del apisonador.
Otros sistemas impulsados se dan a conocer
generalmente en el documento GB 2.027.629 que da a conocer un
martillo de perforación y cincelado que tiene un motor de dos
tiempos. La patente estadounidense 4.821.688 da a conocer un motor
fueraborda que tiene un mezclador de
aceite-combustible automático y el documento DE
10016134A1 se refiere a un motor de combustión interna con una
unidad de encendido acoplada a un cigüeñal para la producción de
una alta tensión para el encendido de una unidad de combustión. La
unidad de encendido produce energía para operar una bomba de aceite
que suministra aceite para la lubricación del motor de combustión
interna.
Incluso a la luz de estos sistemas, existe la
necesidad de proporcionar un sistema de suministro de aceite para
un motor de dos tiempos de una herramienta de percusión de
movimiento alterno, tal como un apisonador o un rompedor, que
inyecte aceite de lubricación en el sistema de suministro de
combustible del motor para garantizar una buena atomización del
aceite antes de la inducción de la mezcla de combustible/aceite al
interior de la(s) cámara(s) de combustión del
motor.
También ha surgido la necesidad de proporcionar
un sistema de inyección de aceite para un motor de dos tiempos de
una herramienta de percusión de movimiento alterno que no requiera
modificaciones del cárter de cigüeñal de motor existente.
Según un primer aspecto de la invención, al
menos algunas de las necesidades anteriormente identificadas se
satisfacen proporcionando una máquina de percusión de movimiento
alterno que comprende un motor de dos tiempos y una herramienta de
percusión de movimiento alterno. El motor incluye un cilindro que
tiene un orificio de admisión, un árbol de salida rotatorio que
está acoplado al cilindro, un sistema de suministro de combustible
y un sistema de suministro de aceite. El sistema de suministro de
combustible incluye un depósito de combustible, un dispositivo de
suministro de combustible que suministra una mezcla de combustible y
aceite al cilindro, y un conducto de suministro de combustible que
va desde el depósito de combustible hasta el dispositivo de
suministro de combustible. El sistema de suministro de aceite
suministra el aceite de lubricación al dispositivo de suministro de
combustible. Incluye una fuente de aceite, una bomba de suministro
de aceite que tiene una entrada de aceite conectada a la fuente de
aceite y que tiene una salida de aceite, y un conducto de suministro
de aceite que conecta la salida de aceite de la bomba de suministro
de aceite al conducto de suministro de combustible. La herramienta
de percusión de movimiento alterno está acoplada al árbol de salida
de motor y se mueve de manera alterna contra el suelo con la
rotación del árbol de salida de motor. La herramienta de percusión,
el sistema de suministro de combustible y el sistema de suministro
de aceite están configurados de modo que la operación de la
herramienta de percusión de movimiento alterno agita el aceite en el
conducto de suministro de combustible de manera suficiente para
mezclar completamente el aceite en el conducto de suministro de
combustible con el combustible en el conducto de suministro de
combustible.
Con el fin de reducir la acumulación de
depósitos de carbón en la(s) cámara(s) de combustión
del motor y el(los) orificio(s) de escape, el aceite
se suministra preferiblemente sólo cuando la herramienta de
percusión está en funcionamiento. Con el fin de conseguir este
efecto, un embrague centrífugo puede acoplar el árbol de salida de
motor a la bomba de suministro de aceite y la herramienta de
percusión de movimiento alterno de modo que la bomba de suministro
de aceite sólo se opera cuando las RPM del motor superan un umbral
designado. En este caso, la bomba puede
accionarse por el mismo engranaje de accionamiento que acciona la herramienta de percusión de movimiento alterno.
accionarse por el mismo engranaje de accionamiento que acciona la herramienta de percusión de movimiento alterno.
Con el fin de maximizar los efectos de agitación
de la operación de la máquina sobre el combustible y el aceite en
el conducto de suministro de combustible, el conducto de suministro
de combustible puede comprender un conducto de suministro flexible,
y el conducto de suministro de aceite puede acoplarse al conducto de
suministro de combustible en una ubicación alejada del dispositivo
de suministro de combustible. Esta separación debería ser al menos
de 6''.
Según otro aspecto de la invención, un método
para alimentar combustible a una máquina de percusión de movimiento
alterno comprende suministrar una mezcla de combustible/aceite a un
dispositivo de suministro de un motor de dos tiempos alimentando
combustible al interior del conducto de suministro de combustible
desde el depósito de combustible, bombear aceite desde la fuente de
aceite hasta el conducto de suministro de combustible y mezclar
completamente aceite con combustible en el conducto de suministro de
combustible para formar la mezcla de combustible/aceite agitando al
menos una parte sustancial del conducto de suministro de combustible
que incluye la mezcla de combustible/aceite. La etapa de agitación
se obtiene al menos en una parte sustancial por la operación de la
herramienta de percusión de movimiento alterno.
Con el fin de evitar una acumulación de carbón
en la cámara de combustión del motor y el orificio de escape
suministrando aceite lubricante cuando no es necesario, la etapa de
bombeo se realiza preferiblemente sólo a velocidades de motor
superiores a una velocidad de motor designada.
Según otro aspecto más de la invención, un
método mejorado para ensamblar una herramienta de percusión de
movimiento alterno comprende proporcionar 1) un cárter de cigüeñal
de motor que soporta un cilindro, un depósito de combustible, un
dispositivo de suministro de combustible acoplado al cilindro, y un
conducto de suministro de combustible que va desde el depósito de
combustible hasta el dispositivo de suministro de combustible y un
elemento de entrada de un embrague centrífugo, y 2) un cárter de
cigüeñal de herramienta que soporta una herramienta de percusión
que puede moverse de manera alterna, una bomba de suministro de
aceite, y un elemento de salida del embrague centrífugo. Etapas
subsiguientes incluyen conectar el cárter de cigüeñal de motor al
cárter de cigüeñal de herramienta y conectar un extremo de un
conducto de suministro de aceite a una salida de la bomba de
suministro de aceite y otro extremo del conducto de suministro de
aceite al conducto de suministro de combustible en una ubicación
alejada del dispositivo de suministro de combustible.
Éstos y otros objetos, ventajas y
características de la invención resultarán evidentes para los
expertos en la técnica a partir de la descripción detallada y los
dibujos adjuntos. Debe entenderse, sin embargo, que la descripción
detallada y los dibujos adjuntos, aunque indican realizaciones
preferidas de la presente invención, se proporcionan a modo de
ilustración y no de limitación. Pueden realizarse muchos cambios y
modificaciones dentro del alcance de la presente invención sin
alejarse del espíritu de la misma, y la invención incluye todas las
modificaciones de este tipo.
Una realización a modo de ejemplo preferida de
la invención se ilustra en los dibujos adjuntos en los que los
mismos números de referencia representan partes iguales a lo largo
de los mismos, y en los que:
la figura 1 es una vista en alzado lateral de un
apisonador que incorpora un sistema de suministro de aceite de
lubricación construido según una realización preferida de la
presente invención;
la figura 2 es una vista en alzado lateral de
una parte superior del apisonador de la figura 1;
la figura 3 corresponde en general a la figura 2
aunque muestra la separación de un motor del apisonador de un
conjunto de apisonador del apisonador;
la figura 4 es una vista en sección en alzado
lateral de una parte del apisonador, tomada a través de un embrague
y un engranaje de accionamiento del apisonador;
la figura 5 ilustra de manera esquemática un
sistema de suministro de aceite del apisonador;
la figura 6 es una vista en sección en alzado
lateral de una parte del apisonador, tomada a través de un árbol de
accionamiento de bomba de suministro de aceite del sistema de
suministro de aceite;
la figura 7 es una vista en alzado desde un
extremo parcialmente esquemática, parcialmente en sección que
muestra la operación conjunta del engranaje de accionamiento de
apisonador, el embrague y el sistema de accionamiento de la bomba
de suministro de aceite;
la figura 8 es una vista en perspectiva de la
bomba de suministro de aceite del sistema de suministro de
aceite;
la figura 9 es una vista en perspectiva en
despiece ordenado de la bomba de suministro de aceite;
la figura 10 es una vista en alzado desde un
extremo en sección de la bomba de suministro de aceite; y
la figura 11 es una vista en alzado lateral en
sección de una parte de un conducto de suministro de combustible
del sistema de suministro de combustible del apisonador, que muestra
la mezcla de aceite en el conducto de suministro de
combustible.
Según la invención, una herramienta de percusión
de movimiento alterno tal como un apisonador o un rompedor está
dotada de un sistema de suministro de aceite de lubricación que
suministra aceite de lubricación a un conducto de suministro de
combustible del motor de dos tiempos de la herramienta, eliminando
de este modo la necesidad de mezclar previamente el combustible y
el aceite. El aceite se suministra a una velocidad que varía con la
velocidad del elemento de movimiento alterno de la herramienta,
garantizando de este modo que el combustible y el aceite se mezclen
en las proporciones adecuadas. La bomba de aceite entrega aceite al
conducto de suministro de combustible muy aguas arriba del
carburador del motor u otro dispositivo de suministro de
combustible, aprovechando de este modo el movimiento y la vibración
del elemento de movimiento alterno para garantizar que el aceite
entregado se mezcle completamente con el combustible en el conducto
de combustible antes de que la mezcla se induzca al interior de la
cámara de combustión del motor, llevando a una atomización completa
del aceite y los beneficios resultantes, incluyendo una lubricación
mejorada y una combustión completa del aceite. La invención no
requiere modificaciones del diseño existente del cárter de cigüeñal
de motor porque la bomba del sistema de suministro de aceite está
acoplada a y se acciona por el tren de accionamiento del elemento
de movimiento alterno de manera opuesta al motor.
El sistema de suministro de aceite inventivo
puede usarse con una variedad de herramientas de percusión de
movimiento alterno impulsadas por un motor de dos tiempos. Las
herramientas de este tipo incluyen, aunque no están limitadas a,
apisonadores y rompedores. Por tanto, aunque ahora se describirá una
realización preferida en conjunción con un apisonador, debe
entenderse que puede usarse con una variedad de otras herramientas
de percusión de movimiento alterno que agitan de manera suficiente
un conducto de suministro de combustible para mezclar completamente
aceite y combustible en ese conducto y para facilitar la atomización
del aceite en el carburador del motor u otro dispositivo de
suministro de combustible.
Con referencia ahora a los dibujos e
inicialmente a las figuras 1 a 3, se ilustra un apisonador (a veces
conocido como pisón) 20 que incluye un motor 22 y un subconjunto de
apisonador 24 unidos con pernos entre sí para formar una unidad
integral. El subconjunto de apisonador 24 incluye un cárter de
cigüeñal de apisonador 26 y un elemento de apisonador de movimiento
alterno 28 que se extiende hacia abajo desde el cárter de cigüeñal
de apisonador 26. El elemento de apisonador 28 comprende una zapata
de apisonamiento conectada al cárter de cigüeñal de apisonador 26
mediante un pistón de movimiento alterno (no mostrado) para oscilar
o moverse verticalmente de manera alterna con la operación del
apisonador. El pistón está protegido en su extremo inferior mediante
un dispositivo de protección fijo 30 y en su extremo superior
mediante una funda flexible 32 que absorbe el movimiento de la
zapata 28 con respecto al cárter de cigüeñal de apisonador 26.
Aún con referencia a las figuras 1 a 3, el motor
22 comprende un motor de combustión interna de dos tiempos,
encendido por chispa, de un único cilindro. El cilindro (no
mostrado) está encerrado en un cárter de cigüeñal 34 que tiene una
superficie frontal 36, una superficie posterior 38 y una superficie
lateral cilíndrica generalmente circular 40. La superficie frontal
36 incluye una parte de montaje que está unida a una parte de
montaje correspondiente en una superficie posterior del cárter de
cigüeñal de apisonador 26 tal como se describe en detalle a
continuación. El motor 22 se arranca a través de una cuerda de
tracción 42 montada en la superficie posterior 38 del cárter de
cigüeñal 34. Al motor 22 se le suministra una chispa de encendido a
través de una bujía de encendido 44 y combustible a través de un
dispositivo de suministro de combustible 46, que están montados en
la superficie lateral 40 del cárter de cigüeñal de motor 34. El
dispositivo de suministro de combustible 46 puede comprender un
inyector de combustible aunque, en la realización ilustrada,
comprende un carburador convencional. El flujo de aire al
carburador 46 se controla mediante una válvula de estrangulación 50,
que se acciona mediante una palanca de control de válvula de
estrangulación 52 conectada a la válvula de estrangulación 50 a
través de un cable de válvula de estrangulación 48. De manera
convencional, el carburador 46 mezcla el aire y combustible
entrante entre sí y suministra la mezcla de aire/combustible a la
cámara de combustión (no mostrada) del cilindro del motor.
Un bastidor de soporte 54 está montado en el
extremo superior del cárter de cigüeñal de apisonador 26 y se
extiende hacia atrás por encima del motor 22. Un agarre 56 para el
operador está formado en las partes de extremo lateral y posterior
del bastidor de soporte 54. Depósitos de aceite y combustible 58 y
60 también están montados en el bastidor 54 para suministrar aceite
de lubricación y combustible al motor 22. Finalmente, la palanca de
control de válvula de estrangulación 52 está montada cerca del
extremo posterior del bastidor 54.
Con referencia ahora a las figuras 2 a 4 y
particularmente a la figura 4, el cárter de cigüeñal de apisonador
26 comprende una carcasa de metal colado generalmente rectangular
que tiene superficies frontal, posterior, superior e inferior 62,
64, 66 y 68. Se proporciona acceso al interior del cárter de
cigüeñal de apisonador 26 por una abertura de acceso 70 en la
superficie frontal 62 del cárter de cigüeñal 26. La abertura de
acceso 70 se cierra normalmente por una tapa 72 que se dobla como
una superficie de soporte de cojinete para el árbol de salida de
embrague 78 y un engranaje de accionamiento de apisonador 80 tal
como se describe en detalle a continuación. La superficie posterior
64 está unida a la superficie frontal 36 del cárter de cigüeñal de
motor 34 mediante pernos 74. En la superficie frontal 36 del cárter
de cigüeñal de motor 34 y la superficie posterior 64 del cárter de
cigüeñal de apisonador 26 están formadas aberturas de acoplamiento
para formar una cámara que aloja un embrague centrífugo 76. El
embrague 76 tiene un árbol de salida 78 que acciona el engranaje de
accionamiento de apisonador 80 a través de un piñón 81. Un cigüeñal
excéntrico 89, montado en el engranaje de accionamiento 80, se
mueve de manera alterna con la rotación del engranaje accionado para
accionar el pistón y la zapata de apisonamiento 28 para su
movimiento alterno y lineal.
Tal como se ve mejor en la figura 4, el embrague
centrífugo 76 incluye (1) un cubo de accionamiento 90 montado en un
árbol de salida de motor 92 y (2) un cubo accionado 94 que acciona
el árbol accionado 78 del embrague 76. Esta disposición proporciona
un conjunto modular por lo que el mismo motor 22 y embrague 76
pueden usarse con una variedad de diferentes disposiciones de
cárter de cigüeñal de apisonador. (Este beneficio de la herramienta
se resalta mediante la figura 3, que muestra que el motor 22 puede
retirarse del subconjunto de apisonador 24 permaneciendo el cubo de
accionamiento 90 del embrague 76 con el motor 22 y permaneciendo la
parte restante del embrague 76 con el conjunto de apisonador 24).
El árbol de salida 78 está soportado en el cárter de cigüeñal de
apisonador 26 mediante cojinetes primero y segundo 82 y 84. De
manera similar, el engranaje de accionamiento 80 está soportado en
el cárter de cigüeñal de apisonador 26 mediante los cojinetes 86, 87
y 88. El engranaje de accionamiento 80 está acoplado al pistón de
accionamiento para la zapata de apisonamiento 28 a través de un
cigüeñal excéntrico 89 montado en la superficie axial exterior del
engranaje de accionamiento.
Tal como se analizó de forma breve
anteriormente, el apisonador 20 incorpora un sistema de suministro
de aceite que suministra una cantidad medida de aceite de
lubricación al sistema de suministro de combustible del motor. Con
referencia ahora a la figura 5, el sistema de suministro de aceite
100 de la realización ilustrada comprende el depósito de aceite 58,
una bomba de suministro de aceite 102 y conductos de aceite primero
y segundo 104 y 106. El primer conducto de aceite 104 lleva desde
el depósito de aceite 58 hasta una entrada 132 de la bomba 102. El
segundo conducto de aceite 106 lleva desde una salida 130 de la
bomba 102 hasta un conector en T 108 acoplado a un conducto de
suministro 110 que va desde el depósito de combustible 60 hasta el
carburador 46. Una válvula de retención 112 está dispuesta en el
conducto de suministro de aceite 106 justo aguas arriba del
conector en T 108 para evitar un flujo inverso de aceite y/o
combustible a la bomba 102 desde el conector en T 108. Al
permanecer cerrada en ausencia de presión de aceite del orden de
1-2 psi en el conducto de suministro de aceite, la
válvula de retención 112 también evita que el aceite en el conducto
de suministro 106 drene al interior del conducto de suministro de
combustible mientras que el apisonador no esté en funcionamiento.
La bomba 102 extrae aceite del depósito de suministro de aceite 58,
a través del primer conducto de suministro 104, y lo hace pasar a
través del segundo conducto de suministro de aceite 106, al interior
del conector en T 108, y al interior del conducto de suministro de
combustible 110 a una velocidad controlada para formar una mezcla
de combustible/aceite. El conducto de suministro de combustible 110
entrega entonces la mezcla de combustible/aceite al carburador
46.
La bomba 102 se acciona preferiblemente por el
tren de engranajes del subconjunto de apisonador, reteniendo de
este modo el suministro de aceite de lubricación cuando el motor 22
funciona en vacío y evitando la acumulación de carbón dentro de la
cámara de combustión del cilindro y el orificio de escape. Puede
comprender cualquiera de una variedad de dispositivos de bombeo
accionados de manera directa o indirecta por el tren de
accionamiento del subconjunto de apisonador. En la realización
ilustrada, la bomba 102 es una bomba de desplazamiento positivo
accionada por el engranaje de accionamiento 80 del tren de
accionamiento del subconjunto de apisonador. Con referencia ahora a
las figuras 6 a 10, la bomba 102 está alojada en una carcasa montada
en una abertura formada en la pared posterior 64 del cárter de
cigüeñal de apisonador 26. La carcasa incluye (1) una parte tubular
120 y una parte de tapa 122. La parte tubular 120 se extiende al
interior de la abertura en el cárter de cigüeñal 26. La parte de
tapa 122 está montada en la superficie externa de la pared posterior
64 del cárter de cigüeñal 26. La carcasa está unida al cárter de
cigüeñal de apisonador 26 mediante una pluralidad de pernos 124 tal
como se ve mejor en las figuras 8 a 10. Los pernos 124 se extienden
a través de una brida periférica 126 en la parte de tapa 122, a
través de una brida 128 en la superficie exterior de la parte
tubular 120 y al interior de perforaciones roscadas en la
superficie posterior 64 del cárter de cigüeñal de apisonador 26. Los
orificios de salida y entrada 130 y 132 están formados en la
superficie superior de la parte de tapa 122. Tal como se analizó
anteriormente, el orificio de entrada 132 está conectado al primer
conducto de aceite 104 que lleva al depósito de aceite 58, y el
orificio de salida 130 está conectado al segundo conducto de aceite
106 que lleva al conector en T 108. Ambos conductos de aceite 104 y
106 se protegen preferiblemente para no sufrir daños al mantenerlos
juntos usando una envoltura en espiral 134 (figura 2).
Aún con referencia a las figuras 6 a 10, los
componentes operativos de la bomba 102 incluyen una disposición de
bombeo que realiza la función de bombeo real y una disposición de
transferencia de par que transfiere el par desde el tren de
accionamiento del subconjunto de apisonador a la disposición de
bombeo. La disposición de transferencia de par incluye un árbol de
accionamiento 140, un piñón de accionamiento 142 y un engranaje
helicoidal 144. El árbol de accionamiento 140 está montado en la
parte interior de la carcasa de bomba 120 a través de cojinetes
primero y segundo 146 y 148. El piñón 142 está montado en un primer
extremo del árbol de accionamiento 140 y se engrana directamente
con el engranaje de accionamiento de apisonador 80. El engranaje
helicoidal 144 está montado en un segundo extremo del árbol de
accionamiento 140 y acciona un tornillo sin fin 150 de la
disposición de bombeo.
La disposición de bombeo incluye el tornillo sin
fin 150 y un árbol de bomba 158, ambos montados en la parte de tapa
122 de la carcasa de bomba. El árbol de bomba 158 se extiende en
ángulo recto desde el árbol de accionamiento 140 y rota con el
tornillo sin fin 150. Como es convencional en las bombas de
desplazamiento positivo de este tipo, la rotación del árbol de
bomba 158 introduce fluido en la parte de tapa 122 desde el orificio
de entrada 132 y extrae el aceite de la parte de tapa 122 a través
del orificio de salida 130 y a una velocidad que varía con la
velocidad de rotación del árbol de bomba 158.
Con referencia ahora a las figuras 1 a 3 y 11,
el conector en T 108 está ubicado preferiblemente a una distancia
sustancial respecto al carburador 46. Además, el conducto de
suministro de combustible 110 que va desde el conector en T 108
hasta el carburador 46 tiene preferiblemente una holgura sustancial
en el mismo y, a diferencia de los conductos de aceite 104 y 106,
no está fijado en su sitio. El conducto de suministro de combustible
110 también es flexible, preferiblemente está formado a partir de
caucho o similar. Como resultado, las vibraciones y el movimiento
alterno del apisonador 20 agitan el conducto de suministro de
combustible 110 de manera suficiente para mezclar completamente el
aceite con el combustible en ese conducto y para facilitar una
atomización completa del aceite antes de su inducción al interior
de la cámara de combustión. Con el fin de maximizar el tiempo de
permanencia del aceite en el conducto de suministro y maximizar los
esfuerzos de agitación de la operación del apisonador sobre ese
aceite, el aceite se inyecta en el conducto de suministro de
combustible 110 al menos seis pulgadas, e incluso más
preferiblemente al menos diez pulgadas, desde el carburador 46. En
la práctica, la parte del conducto de suministro que va desde el
carburador hasta el conector en T 108 tiene una longitud de
aproximadamente un pie.
En funcionamiento, el motor 22 se arranca
tirando de la cuerda 42 y a continuación funciona con gasolina pura
mientras que el motor 22 funcione en vacío y la zapata de
apisonamiento de apisonador 28 no se acciona para moverse de manera
alterna. Este funcionamiento con gasolina pura con el motor
funcionando en vacío no sólo no es perjudicial, sino que realmente
se ha encontrado que es beneficioso porque la mezcla de
combustible/aceite típica se ajusta de modo que proporciona una
lubricación adecuada a una carga elevada o rpm elevadas. Esta
mezcla proporcionaría una lubricación excesiva a una carga baja y
rpm bajas, dando como resultado una acumulación de carbón dentro de
la cámara de combustión del motor y el orificio de escape. Al
desactivar el suministro de aceite lubricante al motor a estas rpm
bajas (del orden de menos de 2600-2800 rpm), esta
acumulación de carbón se elimina o al menos se reduce
sustancialmente.
Cuando el motor 22 se acelera para iniciar una
operación de compactación, el cubo de salida 94 del embrague
centrífugo 76 se acciona para que rote. El cubo de salida 94 acciona
entonces el engranaje de accionamiento 80 para que rote, lo que a
su vez hace que el cigüeñal 89 se mueva verticalmente de manera
alterna para iniciar una acción de apisonamiento. La rotación del
engranaje de accionamiento acciona también el árbol de accionamiento
de bomba 140 de modo que rota a una velocidad que es proporcional a
la velocidad de rotación del engranaje de accionamiento 80. Como
resultado, se bombea aceite desde el depósito de aceite 58, a través
de la bomba 102, y al segundo conducto de suministro de aceite 106
a una velocidad que es proporcional a la velocidad del engranaje de
accionamiento y, por consiguiente, la carga del motor. El aceite
fluye a través del conducto de suministro de aceite 106, a través
de la válvula de retención 112, a través del conector en T 108, y se
inyecta en el conducto de suministro de combustible 110, en el que
se une con la gasolina que fluye a través del conducto 110 desde el
depósito de combustible 60 para formar una mezcla de
combustible/aceite. Debido a que se hace que las velocidades del
flujo de combustible y aceite al interior del conducto 110
coincidan, la mezcla de combustible/aceite es en general constante
en todo el rango de funcionamiento del apisonador 20. Esa relación
variará de una aplicación a otra, dependiendo del tipo de motor
usado. La relación será normalmente al menos de 50:1, y con
frecuencia puede ser de 100:1. De hecho, la bomba 102 es
particularmente muy adecuada para motores que tienen relaciones de
combustible a aceite muy elevadas del orden de 100:1 porque la
mezcla de las proporciones adecuadas de combustible y aceite es
particularmente crítico en esas aplicaciones.
Con referencia ahora a la figura 11, el
movimiento de la zapata de apisonamiento 28 y las vibraciones del
apisonador 20 agitan la mezcla de combustible/aceite en el conducto
de suministro de combustible 110 de modo que el aceite se mezcla de
forma progresiva con el combustible a medida que el combustible y el
aceite se mueven a través del conducto de suministro de combustible
110. Como resultado, el aceite en las partes aguas abajo del
conducto 110 se mezcla completamente con el combustible. Sin esta
agitación, el aceite y el combustible tenderían a fluir al interior
del carburador 46 en flujos separados, adoptando el aceite la forma
de gotas relativamente grandes. El mezclado completo que resulta de
esta agitación garantiza que el aceite en la mezcla se atomice y
mezcle completamente con el aire entrante en el carburador 46 antes
de entrar en la cámara de combustión del cilindro. Esta atomización
y mezclado con el aire garantiza una combustión completa de casi
todo el aceite en la mezcla de combustible/aceite, dando como
resultado una mejor lubricación del motor 22 y disminuyendo el
riesgo de una carbonización excesiva dentro de la cámara de
combustión y/o el orificio de escape del cilindro del motor.
Claims (22)
1. Máquina de percusión de movimiento alterno
(20) que comprende:
- (A)
- un motor de dos tiempos (22) que incluye
- (1)
- un cilindro que tiene un orifico de admisión,
- (2)
- un árbol de salida rotatorio (92) que está acoplado a dicho cilindro,
- (3)
- un sistema de suministro de combustible que incluye un depósito de combustible (60), un dispositivo de suministro de combustible (46) que suministra una mezcla de combustible y aceite a dicho cilindro, y un conducto de suministro de combustible (110) que va desde dicho depósito de combustible (60) hasta dicho dispositivo de suministro de combustible (46), y
- (4)
- un sistema de suministro de aceite (100) que suministra aceite a dicho dispositivo de suministro de combustible (46), incluyendo dicho sistema de suministro de aceite (100)
- (a)
- una fuente de aceite (58),
- (b)
- una bomba de suministro de aceite (102) que tiene una entrada de aceite (132) conectada a dicha fuente de aceite (58) y que tiene una salida de aceite (130), y
- (c)
- un conducto de suministro de aceite (106) que conecta dicha salida de aceite (130) de dicha bomba de suministro de aceite (102) a dicho conducto de suministro de combustible (110); y
- (B)
- una herramienta de percusión de movimiento alterno (28) que está acoplada a dicho árbol de salida de motor (92) y que se mueve de manera alterna contra el suelo con la rotación del árbol de salida de motor (92), caracterizada porque:
- \quad
- dicho conducto de suministro de combustible (110) lleva directamente desde dicho depósito de combustible (60) hasta dicho dispositivo de suministro de combustible (46), pudiendo vibrar dicho conducto de suministro de combustible (110) libremente, pudiendo de este modo mezclar aceite en dicho conducto de suministro de combustible (110) con combustible en dicho conducto de suministro (110) mediante una operación de dicha herramienta de percusión de movimiento alterno (28) que agita al menos una parte sustancial de dicho conducto de suministro de combustible (110).
\vskip1.000000\baselineskip
2. Máquina de percusión (20) según la
reivindicación 1, que comprende además un embrague centrífugo (76)
que tiene una entrada que está acoplada a dicho árbol de salida de
motor (92) y una salida que está acoplada a dicha bomba de
suministro de aceite (102) y dicha herramienta de percusión de
movimiento alterno (28).
3. Máquina de percusión (20) según la
reivindicación 2, que comprende además un engranaje de accionamiento
(80) que se acciona por dicho embrague centrífugo (76) y que
acciona dicha herramienta de percusión de movimiento alterno (28) y
dicha bomba de suministro de aceite (102).
4. Máquina de percusión (20) según la
reivindicación 3, que comprende además
un cárter de cigüeñal de motor (34) en el que
están montados dicho motor (22) y un cubo de entrada (90) de dicho
embrague (76), y
un cárter de cigüeñal de herramienta (26) en el
que están montados dicho engranaje de accionamiento (80), dicha
bomba de suministro de aceite (102) y un cubo de salida (94) de
dicho embrague (76).
5. Máquina de percusión (20) según la
reivindicación 3, en la que dicha bomba de suministro de aceite
(102) es una bomba de desplazamiento positivo que comprende
una carcasa de bomba (120) que tiene orificios
de entrada y salida que forman la entrada y salida (130, 132) de
dicha bomba (102), respectivamente,
un engranaje accionado (142) que se acciona por
dicho engranaje de accionamiento (80),
un engranaje helicoidal (144) que se acciona por
dicho engranaje accionado (142), y
un árbol (140) que está ubicado en dicha carcasa
de bomba (120), que rota con dicho engranaje helicoidal (144), y
que bombea aceite desde dicho orificio de entrada (132) hasta dicho
orificio de salida (134).
6. Máquina de percusión (20) según la
reivindicación 1, en la que dicho conducto de suministro de
combustible (110) comprende un conducto de suministro flexible, y
en la que dicho conducto de suministro de aceite (104, 106) está
acoplado a dicho conducto de suministro de combustible (110) en una
ubicación alejada de dicho dispositivo de suministro de combustible
(46).
7. Máquina de percusión (20) según la
reivindicación 6, en la que dicha ubicación está separada de dicho
dispositivo de suministro de combustible (46) al menos 15,24
centímetros (6 pulgadas).
8. Máquina de percusión (20) según la
reivindicación 6, en la que dicha ubicación está separada de dicho
dispositivo de suministro de combustible (46) al menos 25,4
centímetros (10 pulgadas).
9. Máquina de percusión (20) según la
reivindicación 6, que comprende además una válvula de retención
(112) que está ubicada en dicho conducto de suministro de aceite
(106).
10. Máquina de percusión (20) según la
reivindicación 1, en la que dicho dispositivo de suministro de
combustible (46) comprende un carburador.
11. Máquina de percusión (20) según la
reivindicación 1, en la que dicha herramienta de movimiento alterno
(28) comprende uno de un apisonador y un rompedor.
12. Máquina de percusión de movimiento alterno
(20) según la reivindicación 1, que comprende además
- (C)
- un embrague centrífugo (76) que acopla dicho árbol de salida (92) a dicha herramienta de percusión de movimiento alterno (28) y a dicha bomba de suministro de aceite (102), incluyendo dicho embrague centrífugo (76) un cubo de entrada (90) montado en un cárter de cigüeñal de motor (34) y un cubo de salida (94) montado en un cárter de cigüeñal de herramienta (26), en la que dicha herramienta de percusión de movimiento alterno (28), dicho sistema de suministro de combustible y dicho sistema de suministro de aceite (100) están configurados de modo que la operación de dicha herramienta de percusión de movimiento alterno (28) agita de manera suficiente el aceite en dicho conducto de suministro de combustible (110) para mezclar completamente el aceite en dicho conducto de suministro de combustible (110) con el combustible en dicho conducto de suministro de combustible (110).
\vskip1.000000\baselineskip
13. Máquina de percusión (20) según la
reivindicación 12, en la que dicha bomba de suministro de aceite
(102) es una bomba de desplazamiento positivo que comprende
una carcasa de bomba (120) que está montada en
dicho cárter de cigüeñal de herramienta (26) y que tiene orificios
de entrada y salida (130, 132) que forman la entrada y salida de
dicha bomba (102), respectivamente,
un engranaje accionado (142) que se acciona por
dicho engranaje de accionamiento (80),
un engranaje helicoidal (144) que se acciona por
dicho engranaje accionado (142), y
un árbol (140) que está ubicado en dicha carcasa
de bomba (120), que rota con dicho engranaje helicoidal (144), y
que bombea aceite desde dicho orificio de entrada (132) hasta dicho
orificio de salida (130).
14. Máquina de percusión (20) según la
reivindicación 12, que comprende además una válvula de retención
(112) que está ubicada en dicho conducto de suministro de aceite
(104, 106).
15. Método para lubricar un motor que
comprende:
- (A)
- proporcionar un motor de dos tiempos (22) que incluye
- (1)
- un cilindro que tiene un orificio de admisión,
- (2)
- un sistema de suministro de combustible que incluye un depósito de combustible (60), un dispositivo de suministro de combustible (46), y un conducto de suministro de combustible (110) que va desde dicho depósito de combustible (60) hasta dicho dispositivo de suministro de combustible (46), y
- (3)
- una fuente de aceite (58),
- (B)
- proporcionar una herramienta de percusión de movimiento alterno (28) que está acoplada a dicho motor (22),
- (C)
- operar dicho motor (22) para accionar dicha herramienta de percusión de movimiento alterno (28) para percutir contra el suelo,
\global\parskip0.950000\baselineskip
- (D)
- suministrar una mezcla de combustible/aceite a dicho dispositivo de suministro de combustible (46) durante la operación de dicho motor (22),
caracterizado por:
- (1)
- alimentar combustible al interior de dicho conducto de suministro de combustible (110) desde dicho depósito de combustible (60), pudiendo vibrar el conducto de suministro de combustible (110) libremente,
- (2)
- bombear aceite desde dicha fuente de aceite (58) hasta dicho conducto de suministro de combustible (110),
- (3)
- mezclar aceite con combustible en dicho conducto de suministro de combustible (110) para formar una mezcla de combustible/aceite agitando al menos una parte sustancial de dicho conducto de suministro de combustible (110) que incluye dicha mezcla de combustible/aceite, obteniéndose la etapa de agitación al menos en una parte sustancial por la operación de dicha herramienta de percusión de movimiento alterno (28).
\vskip1.000000\baselineskip
16. Método según la reivindicación 15, en el que
la etapa de bombeo se realiza únicamente a velocidades de motor
superiores a una velocidad de motor designada.
17. Método según la reivindicación 16, en el que
la etapa de bombeo comprende suministrar un par de accionamiento a
una bomba de suministro de aceite (102) a través de la operación de
un embrague centrífugo (76) cuya salida se acciona para rotar
únicamente a velocidades de motor que superan una velocidad de motor
de funcionamiento en vacío.
18. Método según la reivindicación 16, en el que
la herramienta de percusión de movimiento alterno (28) está
acoplada al motor a través de un embrague centrífugo (76) que tiene
una salida que acciona la herramienta de percusión de movimiento
alterno (28).
19. Método según la reivindicación 15, en el que
la etapa de bombeo comprende bombear aceite a dicho conducto de
suministro de combustible (110) para formar una mezcla de
combustible/aceite que tiene una relación combustible a aceite
superior a 50:1.
20. Método según la reivindicación 15, en el que
la etapa de bombeo comprende bombear aceite a dicho conducto de
suministro de combustible (110) para formar una mezcla de
combustible/aceite que tiene una relación combustible a aceite de
aproximadamente 100:1.
21. Método según la reivindicación 15, que
comprende además dirigir la mezcla de aceite/combustible al interior
de un carburador (46), atomizar completamente la mezcla de
aceite/combustible en dicho carburador (46) y mezclar el aceite y
el combustible atomizados con aire, dirigir la mezcla al interior de
un cilindro de combustión de dicho motor (22) y quemar el
combustible y el aceite dentro de dicha mezcla.
22. Método para ensamblar una herramienta de
percusión de movimiento alterno (20), que comprende:
- (A)
- proporcionar un cárter de cigüeñal de motor (34) que soporta un cilindro, un depósito de combustible (60), un dispositivo de suministro de combustible (46) acoplado a dicho cilindro, un conducto de suministro de combustible (110) que va desde dicho depósito de combustible (60) hasta dicho dispositivo de suministro de combustible (46), y un elemento de entrada de un embrague centrífugo (76);
- (B)
- proporcionar un cárter de cigüeñal de herramienta (26) que soporta una herramienta de percusión de movimiento alterno (28), una bomba de suministro de aceite (102) y un elemento de salida de dicho embrague centrífugo (76);
- (C)
- conectar dicho cárter de cigüeñal de herramienta (26) a dicho cárter de cigüeñal de motor (34); y
caracterizado por:
- (D)
- conectar un extremo de un conducto de suministro de aceite (106) a una salida (130) de dicha bomba de suministro de aceite (102) y otro extremo de dicho conducto de suministro de aceite (106) a dicho conducto de suministro de combustible (110) en una ubicación alejada de dicho dispositivo de suministro de combustible (46),
- (E)
- proporcionar el conducto de suministro de combustible (110) que lleva directamente desde el depósito de combustible hasta el dispositivo de suministro de combustible (46), pudiendo vibrar el conducto de suministro de combustible (110) libremente y pudiendo mezclar aceite con combustible en el mismo durante una operación de dicha herramienta de percusión de movimiento alterno (28) que agita al menos una parte sustancial de dicho conducto de suministro de combustible (110).
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