ES2346552T3 - Maquina de embolos oscilantes. - Google Patents

Abstract

Máquina de émbolos oscilantes con una carcasa (12; 212; 312) en la que están dispuestos un primer y al menos un segundo émbolo (40, 46; 240, 246; 340, 346), que pueden girar conjuntamente en la carcasa (12; 212; 312) alrededor de un eje (48; 248; 348) de rotación solidario de la carcasa y que durante la rotación alrededor del eje (48; 248; 348) de rotación ejecutan movimientos de basculamiento de vaivén contrarios entre sí alrededor de un eje (50; 251; 350) de basculamiento perpendicular al eje (489; 248; 348) de rotación, que pasa por el centro de la carcasa, poseyendo el primer émbolo (40; 240; 340) una primera superficie (52; 252; 352) final y el al menos segundo émbolo (46; 246; 346) una segunda superficie f(58; 258; 358) final orientada hacia la primera superficie (52; 252; 352) final, limitando las superficies ( 52, 58; 252, 258; 352, 358) finales una cámara (60; 260; 360) de trabajo y estando dispuestos los émbolos (40, 46; 240, 246; 340, 346) de tal modo, que el eje (48; 248; 348) de rotación pase por la cámara (60; 260; 360) de trabajo, caracterizada porque el primer y el al menos segundo émbolo (40, 46; 240, 246; 340, 346) están montados de manera deslizante en una jaula (80; 280; 380) de émbolos dispuesta en la carcasa (12; 212; 312) concéntricamente con el eje (48; 248; 348) de rotación y giratoria alrededor de él, estando unida la jaula (80; 280; 380) de émbolos con el primer y con el al menos segundo émbolo (40, 46; 240, 246; 340, 346) de manera rígida a giro con relación al movimiento de rotación alrededor del eje (48; 248; 348) de rotación y porque la jaula (80; 280; 380) de émbolos posee, aproximadamente perpendicular al eje (48; 248; 348) de rotación un taladro (94; 294) en el que el primer y el al menos segundo émbolo (40, 46; 240,246; 340, 346) se alojan parcialmente y de manera deslizante y limita en el sentido del contorno la cámara (60; 260) de trabajo.

Description

Máquina de émbolos oscilantes.

El invento se refiere a una máquina de émbolos oscilantes con una carcasa en la que están dispuestos un primer y al menos un segundo émbolo, que pueden girar conjuntamente alrededor de un eje de rotación solidario de la carcasa y que durante la rotación alrededor del eje de rotación ejecutan movimientos de basculamientos de vaivén contrarios entre sí alrededor de un eje de basculamiento perpendicular al eje de rotación, que pasa por el centro de la carcasa, poseyendo el primer émbolo una primera superficie final y el al menos segundo émbolo una segunda superficie final orientada hacia la primera superficie final, limitando las superficies finales una cámara de trabajo y estando dispuestos los émbolos de tal modo, que el eje de rotación pase por la cámara de trabajo.

Una máquina de émbolos oscilantes de esta clase es conocida de través del documento FR 2 322 282 A.

Las máquinas de émbolos oscilantes y en especial una máquina de émbolos oscilantes según el presente invento se pueden utilizar como máquinas de combustión (motores de combustión interna), como bombas o como compresores. Una máquina de émbolos oscilantes según el presente invento es utilizada con preferencia como maquina de combustión interna y se describirá como tal en la presente descripción.

En el caso de que una máquina de émbolos oscilantes se utilice como máquina de combustión interna se obtienen los diferentes ciclos de trabajo, admisión, compresión, explosión y expulsión de la mezcla combustible quemada por medio de movimientos oscilantes de vaivén de los diferentes émbolos entre dos posiciones finales.

En una máquina de émbolos oscilantes del mismo solicitante conocida a través del documento WO 03/067033 A1 y en una máquina de émbolos oscilantes conocida a través del documento US 3 075 506 A se disponen en la carcasa cuatro émbolos, que giran conjuntamente alrededor de un eje de rotación situado en el centro de la carcasa y solidario de ella, basculando siempre dos émbolos adyacentes en sentidos contrarios. En estas máquinas de émbolos oscilantes conocidas se une siempre de manera rígida entre sí dos émbolos diametralmente opuestos con relación al centro de la carcasa para formar un émbolo doble y dos pares de émbolos de esta clase están dispuestos en cruz en el centro de la carcasa. Entre cada dos superficies finales mutuamente enfrentadas de los émbolos de los pares de émbolos se forma siempre una cámara de trabajo, de manera, que la "máquina de émbolos oscilantes" conocida posee dos cámaras de trabajo. Las dos cámaras de trabajo dispuestas diametralmente enfrentadas con relación al centro de la carcasa se agrandan y reducen durante el movimiento de rotación de vaivén en el mismo sentido de los émbolos.

Los émbolos de estas máquinas de émbolos oscilantes conocidas se disponen en la carcasa de tal modo, que en su posición OT, en la que los volúmenes de las dos cámaras de trabajo son mínimos, sean perpendiculares al eje de rotación. Las fuerzas centrífugas, que actúan sobre los émbolos durante la rotación de los émbolos alrededor del eje de rotación, son máximas. Esto da lugar a que con números de revoluciones altos, la expansión, respectivamente la separación de los émbolos debe tener lugar contra las fuerzas centrífugas, ya que las fuerzas centrífugas se oponen al movimiento de separación de los émbolos. Las cámaras de trabajo son en esta máquina de émbolos oscilantes siempre exteriores y perpendiculares al eje de rotación.

Los émbolos de las máquinas de émbolos oscilantes conocidas poseen esencialmente la forma de una cuña esférica y la forme geométrica de las cámaras de trabajo se corresponde con ella.

A pesar de que la máquina de émbolos oscilantes conocida a través del documento WO 03/067033 A1 posee propiedades de funcionamiento muy buenas, el presente invento quiere divulgar un concepto nuevo, que se aparta del concepto expuesto más arriba de una máquina de émbolos oscilantes.

La máquina de émbolos oscilantes conocida de través del documento FR 2 322 282 A posee de acuerdo con un ejemplo de ejecución dos émbolos oscilantes dispuestos en una carcasa con forma esférica. Los dos émbolos giran conjuntamente alrededor de un eje de rotación común solidario de la carcasa. Durante el movimiento de rotación de los dos émbolos alrededor del eje de rotación ejecutan movimientos de basculamiento alrededor de un eje de basculamiento, que se extiende perpendicular al eje de rotación. Los dos émbolos están dispuestos en la carcasa de tal modo, que el eje de rotación pase por la cámara de trabajo formada por do superficies finales mutuamente enfrentadas de los dos émbolos. En otro ejemplo de ejecución se dispone en la carcasa un total de cuatro émbolos.

El invento se basa en el problema de divulgar un concepto nuevo para una máquina de émbolos oscilantes de la clase mencionada más arriba.

Este problema se soluciona según el invento desde el punto de vista de la máquina de émbolos oscilantes mencionada más arriba por el hecho de que el primer y el al menos segundo émbolo se disponen de manera deslizante en una jaula de émbolos dispuesta en la carcasa concéntricamente con el eje de rotación y giratoria alrededor de este, estando unida la jaula de émbolos con el primer y con el al menos segundo émbolo de manera rígida a giro desde el punto de vista del movimiento de rotación y por el hecho de que la jaula de émbolos posee, aproximadamente perpendicular al eje de rotación, un taladro en el que se alojan parcialmente y deslizantes en él el primer émbolo y el al menos segundo émbolo y que limita la cámara de trabajo en el sentido del contorno.

El nuevo concepto con relación a la máquina de émbolos oscilantes conocida a través del documento WO 03/067033 de la máquina de émbolos oscilantes según el invento reside según ello en el hecho de que los al menos dos émbolos se disponen de tal modo, que la al menos una cámara de trabajo no sea perpendicular al eje de rotación, sino que se halle sobre el eje de rotación, respectivamente alrededor del eje de rotación. Las fuerzas centrífugas, que actúan sobre los dos émbolos, que limitan la cámara de trabajo durante la rotación alrededor del eje de rotación, son, debido a la pequeña separación de los émbolos del eje de rotación, menores y actúan, además, en la dirección de separación de los dos émbolos, es decir, que las fuerzas centrífugas favorecen el ciclo de trabajo de la expansión. Las fuerzas centrífugas, que se producen perpendicularmente al eje de rotación durante la rotación de los émbolos alrededor del eje de rotación favorecen con ello la expansión de la al menos primera cámara de trabajo.

El primer y el al menos segundo émbolo está alojados de manera deslizante en una jaula de émbolos dispuesta en la carcasa de manera concéntrica con el eje de rotación y de manera giratoria alrededor del él, estando unidos el primer émbolo y el al menos segundo émbolo de manera rígida a giro con relación al movimiento de rotación alrededor del eje de rotación.

La jaula de émbolos y el primer así como el al menos segundo émbolo forman con ello la "máquina interna" o el "motor interno" de la máquina de émbolos oscilantes. El montaje deslizante de los dos émbolos en la jaula de émbolos sirve para el movimiento de basculamiento de los dos émbolos alrededor del eje de basculamiento, mientras que los émbolos giran, debido a su unión rígida a giro con relación al movimiento de rotación alrededor del eje de rotación, conjuntamente con este alrededor del eje de rotación. La jaula de émbolos puede ser utilizada ahora de manera ventajosa como órgano de accionamiento o de salida.

La jaula de émbolos posee aproximadamente perpendicular al eje de rotación un taladro en el que se alojan en parte y de manera deslizante el primer y el al menos segundo émbolo y que limita la cámara de trabajo en el sentido del contorno.

El taladro define con ello, junto con las dos superficies finales mutuamente enfrentadas del primer y del al menos segundo émbolo la al menos una cámara de trabajo de la máquina de émbolos oscilantes. Según sea la forma geométrica de las superficies finales de los dos émbolos se elige la forma geométrica del taladro de la jaula de émbolos, por ejemplo con forma circular o, como ya se mencionó más arriba, con forma ovalada o con otra forma de acuerdo con la forma de las superficies finales de los émbolos. Con una configuración con forma circular de las superficies finales de los dos émbolos se obtiene, en combinación con el taladro con forma circular de la jaula de émbolos, una cámara de trabajo, que equivale a un cilindro curvado o a un segmento de toro. Los émbolos se hermetizan entonces con relación a la pared del taladro con preferencia por medio de juntas, que, en el caso de un taladro con forma circular y con superficies finales con forma circular, se construyen ventajosamente como segmentos adaptados a la forma de la cámara de trabajo.

En una configuración preferida se prevé, que la primera y la segunda superficie final del primer y del al menos segundo émbolo se configuren con forma circular.

El primer y el al menos segundo émbolo son en esta configuración cilíndricos al menos en la zona adyacente a sus superficies finales y con ello muy parecidos a los émbolos clásicos de los motores con émbolos alternativos. Una ventaja, que se desprende de ello es que como juntas para los dos émbolos se pueden utilizar segmentos, eventualmente con la curvatura correspondiente, de manera, que en este caso se puede recurrir a la experiencia de muchos años en la solución de los problemas de hermetización en los motores con émbolos alternativos. La cámara de trabajo limitada por las dos superficies finales del primer y del al menos segundo émbolo posee en esta configuración la forma geométrica de un cilindro curvado alrededor del eje de basculamiento o de parte de un toro.

Como alternativa de una configuración circular de las superficies finales del primer y del al menos segundo émbolo también se puede elegir una forma geométrica distintas, por ejemplo una forma ovalada, lo que contribuye, cuando la cámara interior de la carcasa posee una simetría esférica, a un agrandamiento de la al menos una cámara de trabajo.

En otra configuración preferida se construyen el primer émbolo y el al menos segundo émbolo esencialmente con forma de arco.

Se comprende, que la configuración con forma de arco del primer y del al menos segundo émbolo puede estar limitada a las zonas adyacentes a sus superficies finales, es decir, que las superficies del émbolo opuestas a las superficies finales se pueden aprovechar, como se describirá todavía, como elementos funcionales para el mando de los émbolos para derivar el movimiento de basculamiento del movimiento oscilante de los émbolos, poseyendo para ello formas distintas.

El primer y/o el al menos segundo émbolo posee en otra configuración preferida al menos un órgano de rodadura, que al girar el primer y/o el al menos segundo émbolo se guía a lo largo de una leva configurada correspondientemente para generar el movimiento de basculamiento del primer y del al menos segundo émbolo, estando dispuesta la leva con una distancia al menos aproximadamente máxima con relación al eje de rotación.

En la máquina de émbolos oscilantes conocida se prevé un mecanismo de mando comparable para los movimientos de basculamiento de los émbolos, pero la leva se halla en ella a una distancia menor del eje de rotación en la proximidad del lado frontal de la carcasa. La ventaja de la mayor separación de la leva con relación al eje de rotación reside en las propiedades de palanca mejoradas para derivar los movimientos de basculamiento de los al menos dos émbolos de su movimiento de rotación alrededor del eje de rotación.

En relación con ello se prefiere, además, que el al menos un órgano de rodadura sea una bola alojada de manera giratoria en una cazoleta en un lado exterior orientado hacia la carcasa del primer y/o del al menos según émbolo y que la leva se configure en la carcasa como ranura con sección transversal con forma de circunferencia parcial en la que penetra en parte la bola.

Un mecanismo de mando de esta clase, que como el al menos un órgano de rodadura utiliza una bola, tiene la ventaja de una reducción óptima de la fricción del mecanismo de mando, ya que la bola puede girar libremente en la cazoleta de al menos un émbolo y también en la ranura de la carcasa, de manera, que la bola de la leva puede seguir, debido a la capacidad de girar en todas las direcciones, la leva con una fricción especialmente pequeña.

La cazoleta puede ser configurada de tal modo, que retenga la bola de manera imperdible o la bola puede ser retenida en la cazoleta con la fuerza de adherencia de una película de lubricante obtenida con una lubricación con aceite.

Con preferencia, tanto el primer, como también el al menos segundo émbolo posee un órgano de rodadura con la forma de una bola, que ruedan distanciadas entre sí en la misma leva con forma de ranura de la carcasa.

De manera alternativa de la configuración del al menos un órgano de rodadura con la forma de una bola puede ser este un rodillo, cuya superficie de rodadura se configura con forma de circunferencia parcial transversalmente al sentido del contorno del rodillo, estando montado el rodillo en un árbol unido en un extremo con el primer o el segundo émbolo. La leva se construye en este caso nuevamente en la carcasa como ranura con sección transversal de circunferencia parcial en la que penetra en parte el rodillo.

La ventaja de la configuración del al menos un órgano de rodadura como rodillo, respectivamente rodillo de guía con unión del rodillo con el émbolo por medio de un árbol permite prescindir de la necesaria adherencia a través del aceite, mencionada más arriba, de la bola libremente giratoria en todas las direcciones al émbolo. A pesar de ello se aprovecha todo el ancho de la superficie de guía del émbolo. El apoyo del al menos un cilindro en el árbol se realiza con preferencia por medio de un cojinete de agujas de precisión y el rodillo se une con especial preferencia de manera disoluble con el émbolo.

La jaula de émbolos esta unida con preferencia con al menos un árbol de accionamiento y/o de salida paralelo al eje de rotación.

Esto se puede realizar ventajosamente de tal modo, que el al menos un árbol de accionamiento y/o de salida se dispone concéntrico con el eje de rotación y se une de manera rígida a giro con la jaula de émbolos.

Esta configuración tiene la ventaja de que la máquina de émbolos oscilantes se puede construir en su conjunto de manera compacta, ya que entre el eje de rotación y el árbol de accionamiento y/o de salida no existe un desplazamiento. Tampoco es necesario un engranaje para la transmisión del movimiento de rotación de la jaula de émbolos al árbol de accionamiento y/o de salida, respectivamente en sentido inverso.

Alternativamente se puede prever también de manera preferida, que al menos un árbol de accionamiento y/o de salida se disponga distanciado lateralmente del eje de rotación y se une con la jaula de émbolos a través de al menos una disposición de engranaje, por ejemplo una corona dentada o una disposición de accionamiento con correa.

La ventaja de esta medida reside en el hecho de que el al menos un árbol de accionamiento y/o de salida se dispone con un desplazamiento lateral con relación a la al menos una cámara de trabajo, que se halla sobre el eje de rotación. Esto da nuevamente lugar a que la bujía o la bujía de arranque, que es preciso prever en la al menos una cámara de trabajo en el caso de que la máquina de émbolos oscilantes se utilice como motor de combustión interna no colisione con el árbol de accionamiento y/o de salida. En la medida mencionada más arriba puede ser eventualmente necesario, que la bujía o la bujía de arranque sea desacoplada del movimiento oscilante de la jaula de émbolos y del árbol de accionamiento y/o de salida acoplado con ella o que la propia bujía también gire, lo que exige, sin embargo, el contactado eléctrico de la bujía a través de contactos rozantes.

En la medida mencionada más arriba se pueden disponer, además, la tobera de inyección de carburante y eventualmente el racor de admisión y de escape igualmente en el lado frontal de la carcasa. En este caso se pueden prever disposiciones combinadas de bujía y tobera de inyección.

En otra configuración preferida pasa a través de la jaula de émbolos un canal, que, por un lado, desemboca en el taladro y, por otro, hacia la carcasa para que, según la posición de giro comunique con un orificio de admisión o con un orificio de escape.

La ventaja de esta medida reside en el hecho de que la jaula de émbolos actúa por medio del canal o abertura mencionado más arriba a modo de válvula para los orificios de admisión y de escape en la carcasa. Por ello no es necesario, que los orificios de admisión y de escape de la carcasa se provean de válvulas separadas, ni prever un mando costoso de la válvula para el instante de la apertura o del cierre, como en los motores con émbolos alternativos clásicos. La apertura, respectivamente el cierre del orificio de admisión y de escape para la entrada del aire de combustión y/o de carburante o para la salida de la mezcla de combustión quemada tiene lugar con la cadencia exacta de manera automática con el movimiento de rotación de la jaula de émbolos alrededor del eje de rotación.

La jaula de émbolos posee en otra configuración preferida al menos un canal para un medio, en especial un medio de refrigeración o de lubricación, que se extiende al menos sobre una parte del contorno y a través del interior de la jaula de émbolos.

En este caso es ventajoso, que la jaula de émbolos asuma de manera ventajosa una función adicional, es decir la alimentación de todas las piezas móviles dentro de la carcasa con un medio de refrigeración y/o de lubricación. La aportación de este medio de refrigeración y/o de lubricación puede tener lugar a través de conexiones dispuestas en la carcasa, extendiéndose en este caso el, al menos un canal con forma de canal anular con preferencia en el lado exterior de la jaula de émbolos, de manera, que el al menos un canal comunique siempre con las conexiones de alimentación.

En otra configuración ventajosa pasa a través de la jaula de émbolos a la altura del eje de basculamiento y en la dirección de este un taladro, que se ensancha con preferencia hacia sus extremos.

Este taladro sirve de manera ventajosa como canal de refrigeración y de lubricación adicional, lo que contribuye a una circulación especialmente intensa de un medio de refrigeración y de lubricación de esta clase, ya que este taladro se extiende perpendicularmente al eje de rotación, con lo que el medio de refrigeración y de lubricación, que se halla en él, es sometido durante la rotación de la jaula de émbolos alrededor del eje de rotación a fuerzas centrífugas, que desplazan el medio de refrigeración y de lubricación hacia los extremos ensanchados del taladro. Con ello se produce de manera ventajosa un efecto de ventilación durante la circulación del medio de refrigeración y de lubricación.

En otra configuración preferida se disponen en la carcasa un tercer y un cuarto émbolo, que puedan bascular alrededor del mismo eje de basculamiento o alrededor de un eje de basculamiento distinto de este y que pueden girar con el primer y el segundo émbolo alrededor del eje de rotación y definir una segunda cámara de trabajo.

Con esta configuración se crea también en la máquina de émbolos oscilantes según el invento un sistema ventajosamente simétrico y con masas equilibradas.

En este caso se prefiere, que los cuatro émbolos se dispongan de tal modo, que la primera y la segunda cámara de trabajo se agranden y reduzcan en el mismo sentido durante la rotación de los émbolos alrededor del eje de rotación.

Esta configuración también contribuye a que los cuatro émbolos representen un sistema con masas equilibradas en cualquier posición de rotación y de basculamiento.

En una configuración de la máquina de émbolos oscilantes con un total de cuatro émbolos se prevé en una primera configuración con preferencia, que el primer y el segundo émbolo y el tercer y cuarto émbolo se dispongan con relación al eje de rotación de tal modo, que los movimientos de basculamiento de todos los émbolos tengan lugar en el mismo plano.

En esta configuración se hallan las dos cámaras de trabajo en una sección a lo largo del eje de rotación y siempre son perpendiculares en uno y el mismo plano.

Con mayor preferencia se prevé, que el primer y el segundo émbolo así como el tercer y cuarto émbolo se dispongan con relación al eje de rotación de tal modo, que los movimientos de basculamiento del primer y del segundo émbolo tengan lugar en un primer plano y los movimientos de basculamiento del tercer y del cuarto émbolo tengan lugar en un segundo plano, estando girados el primer y el segundo plano uno con relación al otro un ángulo distinto de 0º con relación al eje de rotación.

Por lo tanto, las cámaras de trabajo formadas por los cuatro émbolos no se hallan, como en la configuración mencionada más arriba, en un plano común, sino están desplazadas entre sí un ángulo distinto de 0º con relación al eje de rotación. Esto tiene la ventaja frente a la configuración mencionada anteriormente de que la leva mencionada más arriba, respectivamente las dos levas en el caso de cuatro émbolos, y los órganos de rodadura dispuestos en ellas, configurados con preferencia como bolas, no precisan tener su punto final en o delante de la ortogonal al eje de rotación, sino que se pueden extender más allá de la ortogonal, ya que debido al desplazamiento de los dos pares de émbolos entre sí los órganos de rodadura no pueden colisionar entre sí en la posición UT, es decir con las cámaras de trabajo abiertas al máximo, ya que los pares de émbolos están dispuestos girados entre sí un ángulo distinto de 0º. De esta manera se puede agrandar frente a la configuración mencionada anteriormente el volumen máximo de las dos cámaras de trabajo (posición UT de los émbolos) por medio de un ángulo de apertura mayor de los dos pares de émbolos. Igual que en una de las configuraciones mencionadas más arriba se prefiere, que las dos cámaras de trabajo se agranden y reduzcan en esta variante en el mismo sentido, lo que se obtiene con una configuración correspondiente de las
levas.

Con especial preferencia se prevé, que en el marco de la configuración mencionada anteriormente el ángulo sea al menos aproximadamente de 90º.

Con esta configuración se obtiene nuevamente una simetría lo más grande posible de la distribución de las masas de los émbolos en la carcasa.

La jaula de émbolos se extiende en otra configuración ventajosa a ambos lados del eje de basculamiento o de los ejes de basculamiento y aloja también el tercer y el cuarto émbolo.

En conjunto se crea con ello una construcción especialmente sencilla y que requiere pocas piezas, n la que la jaula de émbolos aloja cuatro émbolos. La jaula de émbolos posee para el tercer y el cuarto émbolo, si ello se prevé como se describió arriba para el primer y el segundo émbolo, igualmente un taladro para el tercer y el cuarto émbolo en el que se alojan de manera deslizante el tercer y el cuarto émbolo y están unidos de manera rígida giro con la jaula de émbolos con relación al eje de rotación, limitando este taladro, junto con las superficies finales del tercer y del cuarto émbolo, la segunda cámara de trabajo.

En otra configuración preferida, una pared interior de la carcasa posee esencialmente forma esférica.

Con esta configura se crea de manera ventajosa una máquina de émbolos oscilantes con simetría esférica, que ya dio buenos resultados en las máquinas de émbolos oscilantes conocidas.

De manera alternativa de ello se puede prever, sin embargo, también que una pared interior de la carcasa sea oblonga en la dirección del eje de rotación, vista en una sección a lo largo de un plano, que contenga el eje de rotación.

"Oblonga" significa aquí, que la carcasa de la máquina de émbolos oscilantes se compone de dos semiesferas entre las que se intercala una sección alargada en el sentido del eje de rotación. La forma oblonga de la pared interior de la carcasa brinda ventajosamente la posibilidad de prever las siguientes configuraciones ventajosas.

Así por ejemplo, se prevé con preferencia, que en la carcasa se disponga un muñón hueco giratorio alrededor del eje de rotación, que posea en su pared un orificio, que, en función de la posición de rotación del muñón hueco, comunique con la primera cámara de trabajo o eventualmente con la segunda cámara de trabajo.

Este muñón hueco puede ser aprovechado entonces de manera ventajosa par aportar aire fresco, en especial aire fresco sometido a una presión, a través del orificio previsto de manera limitada en el muñón hueco a la cámara de trabajo en el caso de que se prevean dos cámaras de trabajo, alternativamente a las dos cámaras de trabajo. Con ello se puede inyectar el aire de combustión con una presión previa en las cámaras de trabajo, con lo que es posible obtener una mayor compresión de la mezcla de carburante y aire en las cámaras de trabajo. La máquina de émbolos oscilantes se presta de esta manera en especial como motor Diesel.

En este caso se prevé con preferencia, que el, muñón hueco esté acoplado con un engranaje, que, al girar los émbolos alrededor del eje de rotación desplace el muñón hueco girándolo alrededor del eje de basculamiento.

De esta manera se deriva el movimiento de rotación del muñón hueco para que su orificio comunique con una o con la otra cámara de trabajo, de manera ventajosa directamente del movimiento de rotación de los émbolos alrededor del eje de rotación, sin necesidad de un mecanismo de mando externo. Eligiendo correspondientemente la relación de multiplicación del engrane se obtiene de una manera sencilla la sincronización de la velocidad de rotación del muñón hueco con el número de revoluciones de la máquina de émbolos oscilantes.

En este caso se prevé, además, con preferencia, que el engranaje posea un dentado helicoidal, que engrane con al menos un dentado dispuesto en la carcasa y que se extienda alrededor del eje de rotación.

Un engranaje de esta clase es especialmente sencillo desde el punto de vista de la construcción, se puede alojar sin una necesidad grande de espacio en la carcasa y, con una configuración correspondiente del dentado helicoidal se puede ajustar entonces la velocidad de rotación del muñón hueco en función del número de revoluciones de los émbolos alrededor del eje de rotación.

Otras ventajas y características se desprenden de la descripción que sigue y del dibujo adjunto.

Se comprende, que las características expuestas en lo que antecede y las que se expondrán todavía en lo que sigue no sólo pueden ser utilizadas en la combinación indicada en cada caso, sino también en otras combinaciones, sin abandonar el marco del presente invento.

En el dibujo se representan ejemplos de ejecución del invento, que se describirán haciendo referencia a él. En él muestran:

La figura 1, una vista de conjunto en perspectiva de una máquina de émbolos oscilantes según un primer ejemplo de ejecución.

La figura 2, una vista de la máquina de émbolos oscilantes de la figura 1 en la dirección de la flecha 2 de la figura 1.

La figura 3, una sección longitudinal de la máquina de émbolos oscilantes a lo largo de un plano paralelo al eje de rotación y perpendicular al eje de basculamiento en la que los émbolos de la máquina de émbolos oscilantes se representan en una primera posición de funcionamiento.

La figura 4, una representación de la máquina de émbolos oscilantes en la misma posición de funcionamiento de los émbolos que en la figura 3, vista en una perspectiva ligera y con los émbolos no seccionados.

La figura 5, una representación de la máquina de émbolos oscilantes comparable con la de la figura 4 en la que los émbolos se representan en una segunda posición de funcionamiento.

La figura 7, una representación de la máquina de émbolos oscilantes en la misma posición de funcionamiento de los émbolos que en la figura 6, en una perspectiva ligera y con los émbolos no seccionados.

La figura 8, una sección de la máquina de émbolos oscilantes a lo largo de la línea VIII-VIII de la figura 3.

La figura 9, una sección de la máquina de émbolos oscilantes a lo largo de la línea IX-IX de la figura 3.

La figura 10, una sección longitudinal a lo largo de la línea X-X de la figura 3 de una máquina de émbolos oscilantes según las figuras 1 a 9.

La figura 10A, una representación comparable con la de la figura máquina 10 de un ejemplo de ejecución modificado de la máquina de émbolos oscilantes.

La figura 11, una sección longitudinal de la máquina de émbolos oscilantes comparable con la figura 3 ó 4, en la que, sin embargo, no se representan en sección la jaula de émbolos y los émbolos.

La figura 12, una vista de la máquina de émbolos oscilantes en la que se retiró una mitad de la carcasa.

La figura 13, una representación en perspectiva de la disposición de jaula de émbolos y émbolos en una vista individual y en perspectiva.

La figura 14, una vista en perspectiva del lado interior de una mitad de la carcasa en una representación individual.

Las figuras 15a a d, diferentes vistas en perspectiva, respectivamente secciones de un émbolo de la máquina de émbolos oscilantes incluido el órgano de rodadura en una posición determinada.

La figura 16, una sección longitudinal de una máquina de émbolos oscilantes según otro ejemplo de ejecución.

La figura 17, una sección longitudinal de la máquina de émbolos oscilantes de la figura 16 en una sección a lo largo del plano girado 90º con relación al plano de la sección de la figura 16.

La figura 18, una vista de conjunto en perspectiva de una máquina de émbolos oscilantes según otro ejemplo de ejecución.

La figura 19, una sección longitudinal de la máquina de émbolos oscilantes de la figura 18 a lo largo de un plano paralelo al eje de rotación y perpendicular al eje de basculamiento.

La figura 20, una representación en perspectiva de una mitad de la máquina de émbolos oscilantes de la figura 18.

La figura 21, una representación en perspectiva de la disposición de jaula de émbolos y de émbolos de la máquina de émbolos oscilantes de la figura 18 en una posición determinada y en perspectiva.

La figura 22, un diagrama, que representa los diferentes ciclos de trabajo de la máquina de émbolos oscilantes de la figura 19.

La figura 23, una vista de conjunto en perspectiva de una máquina de émbolos oscilantes según otro ejemplo de ejecución.

La figura 24, una sección de la máquina de émbolos oscilantes de la figura 23 a lo largo de la línea XXIV-XXIV de la figura 23.

La figura 25, una sección de la máquina de émbolos oscilantes de la figura 23 en la que el plano de la sección de la figura 25 es perpendicular al plano de la sección de la figura 24.

La figura 26, una representación en sección comparable con la de la figura 25 de la carcasa según un ejemplo de ejecución modificado con relación al de la figura 25.

La figura 27, una representación equivalente a la de la figura 26 de la máquina de émbolos oscilantes según la figura 26, estando representada, además, en una sección longitudinal en la figura 27 la jaula de émbolos con los émbolos alojados en ella.

La figura 28, una representación análoga a la de la figura 23, pero en la que la jaula de émbolos se representa en una sección longitudinal en una posición girada 90º con relación a la figura 24.

Las figuras 1 a 10 así como las figuras 11 y 12 muestran una máquina de émbolos oscilantes provista del símbolo 10 de referencia en diferentes representaciones. Otros detalles de la máquina 10 de émbolos oscilantes se representan en las figuras 13 a 15.

La máquina 10 de émbolos oscilantes se construye en el presente ejemplo de ejecución como motor de combustión interna.

La máquina 10 de émbolos oscilantes posee una carcasa 12 compuesta por dos mitades 14 y 16 de carcasa. La mitades 14 y 16 de carcasa poseen cada una una brida 18a, respectivamente 18b a través de las que se unen los mitades 14 y 16 de la carcasa de manera disoluble entre sí.

En la carcasa se disponen, diametralmente opuestos con relación al punto central de la carcasa, racores 20 y 24 de entrada para aire fresco/carburante, cuyos orificios pasan a través de la carcasa (véase la figura 9). Igualmente se prevén racores 22 y 26 de salida. Los racores 20 y 24 de entrada sirven para aportar aire fresco, respectivamente aire de combustión, mientras que los racores 22 y 26 sirven para la expulsión de la mezcla de carburante y aire quemada. A cada uno de los racores 20 y 24 de entrada se asigna una conexión para una tobera de inyección de carburante, como se representa para el racor 24 de entrada con la conexión 25 (véase también la figura 9). En la figura 2 se representa una conexión 21 correspondiente para el racor 20 de entrada.

En la carcasa se dispone, además, una cantidad de racores 28 a 38 para la aportación y la evacuación, respectivamente circulación de un medio de refrigeración y de lubricación a través del interior de la máquina 10 de émbolos oscilantes.

En el ejemplo de ejecución de la máquina 10 de émbolos oscilantes se configura una pared 39 de la carcasa esencialmente con forma de esfera, respectivamente posee una simetría esférica, como se desprende por ejemplo de la figura 3.

En el interior de la carcasa 12 están dispuestos cuatro émbolos 40 a 46, que pueden girar en la carcasa 12 conjuntamente alrededor de un eje 48 de rotación según la flecha 49 (figura 3). Durante este movimiento de rotación ejecutan los émbolos 40 a 46 un movimiento de basculamiento alrededor de un eje 50 de basculamiento común, superpuesto al movimiento de rotación, entre dos posiciones finales, estando representada una de las posiciones finales (posición UT) en la figura 3 y la otra posición final (posición OT) en la figura 6.

Tanto el eje 48 de rotación, como también el eje 50 de basculamiento, que se deben entender como ejes geométricos, pasan por el punto central de la carcasa 12 con forma de esfera. Además, el eje 50 de basculamiento es siempre perpendicular al eje 48 de rotación, pero gira alrededor de este de acuerdo con el movimiento de rotación de los émbolos 40 a 46 alrededor del eje 48 de rotación.

De los émbolos 40 a 46 se hallan siempre dos émbolos diametralmente opuestos con relación al eje 50 de basculamiento y ello en todas las posiciones basculadas de los émbolos 40 a 46, siendo estos los émbolos 40 y 44, por un lado, y los émbolos 42 y 46, por otro. Los émbolos 40 a 46 están dispuestos, sin embargo, individualmente en la carcasa 12, es decir, que no están unidos rígidamente entre sí por pares.

Cada uno de los émbolos 40 a 46 posee una superficie final, es decir, que el émbolo posee una superficie 52 final, el émbolo 42 una superficie 54 final, el émbolos 44 una superficie 56 final y el émbolo 46 una superficie 58 final.

Las superficies finales mutuamente enfrentadas, en el presente caso las superficies 54 y 56 finales de los émbolos 42 y 44, así como las superficies 52 y 58 finales de los émbolos 40 y 46 limitan siempre una cámara 60 y 62 de trabajo, que sirven como cámaras de combustión. El eje de rotación 48 pasa por las dos cámaras 60, 62 de trabajo, con preferencia centralmente, en cada posición de los émbolos.

Dado que los émbolos 40 a 46 adyacentes ejecutan durante la rotación alrededor del eje 48 de rotación movimientos de basculamientos contrarios entre sí, las cámaras de trabajo se agrandan y reducen siempre en el mismo sentido.

Partiendo por ejemplo del estado de volumen máximo de las cámaras 60 y 62 de trabajo representado en la figura 3, los émbolos 40 y 46 basculan uno contra el otro (figura 5), igual que los émbolos 42 y 44. Con ello se reducen los volúmenes de las cámaras 60 y 62 de trabajo hasta el estado final representado en la figura 6 en el que las cámaras 60 y 62 de trabajo adoptan su volumen mínimo.

Se comprende, que los émbolos 40 y 46 permanecen siempre, al girar alrededor del eje 50 de basculamiento, a la izquierda de la línea VIII-VIII de la figura 3 y los émbolos 42 y 44 siempre a la derecha de ella.

Para derivar el movimiento de basculamiento de los émbolos 40 a 46 alrededor del eje 50 de basculamiento del movimiento de rotación de los émbolos 40 a 46 alrededor del eje 48 de rotación posee, sin embargo, cada émbolo 40 a 46 un órgano 64 de rodadura (émbolo 40), 66 (émbolo 42), 68 (émbolo 44) y 70 (émbolo 46). Los órganos 64 a 70 son bolas alojadas cada una en una cazoleta 72, como se representa en la figura 15 para el émbolo 40, estando dispuestas las cazoletas en un lado exterior de los émbolos 40 a 46 orientado hacia la pared 39 interior de la carcasa.

Las bolas 64 a 70 se pueden alojar, como se representa en la figura 3, sueltas en las cazoletas 72 y ser retenidas en ellas por adherencia de una película de lubricante, en cuyo caso, las cazoletas no se extienden por encima del diámetro de las bolas 64 a 70 o las cazoletas pueden retener las bolas 64 a 70 con unión cinemática de forma y por lo tanto de manera imperdible por medio de una prolongación 74, que se extienda más allá del diámetro de las bolas, como se representa en las figuras 15a) y b).

En cualquier caso, las bolas 64 a 70 pueden girar libremente en todas las direcciones alrededor del correspondiente centro de la bola.

A los órganos de rodadura, respectivamente las bolas 64 a 70 se asignan dos levas en las que ruedan las bolas 64 a 70. Mejor dicho, a las bolas 64 y 70 de los émbolos 40 y 46 se asigna una primera leva 76 configurada como ranura con sección transversal de circunferencia parcial en la pared 39 interior de la carcasa. Una leva 78 correspondiente está asignada a los órganos de rodadura, respectivamente las bolas 66 y 68 de los émbolos 42 y 44.

Las bolas 64 y 70 ruedan con ello en la misma leva 76 y las bolas 66 y 68 en la misma leva 78. Las bolas 64 y 70, por un lado, y las bolas 66 y 68, por otro, están desplazadas entre sí 180º con relación al eje 48 de rotación.

Las levas 76 y 78 están dispuestas con relación al eje 48 de rotación al menos de manera aproximada con la separación máxima, como se desprende de la figura 3, es decir, que se encuentran casi a la altura del eje 50 de basculamiento. Las levas 76 y 78 se extienden en conjunto esencialmente ortogonalmente del eje 48 de rotación.

En la figura 14, que representa de manera individual la mitad 14 de la carcasa, se pueden ver individualmente en perspectiva las levas 76 y 78.

Los émbolos 40 a 46 están alojados en la carcasa 12 en una jaula 80 de émbolos, que gira junto con la émbolos 40 a 46 alrededor del eje 48 de rotación y que se describirá en lo que sigue con otros detalles de los émbolos 40 a 46. En las figuras 11 a 13 se representa la jaula 80 de émbolos en vistas no seccionadas.

La jaula 80 de émbolos es en el ejemplo de ejecución representado y de manera preferida un elemento de construcción en una pieza, pudiendo imaginar también en lugar de una construcción en una pieza una construcción en varias piezas.

La jaula 80 de émbolos se extiende a lo largo del eje 48 de rotación sobre toda la longitud de la carcasa 12, emergiendo los muñones 86 y 88 del árbol de la carcasa.

La jaula 80 de émbolos posee una zona 82, respectivamente 84 principal de apoyo, que se halla a continuación de los muñones 86 y 88 del árbol, con las que la jaula 80 de émbolos está montada en la carcasa 12 alrededor del eje 48 de rotación. Las zonas 82 y 84 de apoyo están unidas en el centro de la carcasa por medio de una zona 90 central, que posee una zona 92 a modo de muñón, que se extiende a lo largo del eje 50 de basculamiento y en la que están montados los émbolos 40 a 46 hacia el centro de la carcasa, respectivamente el eje 50 de basculamiento.

La jaula 80 de émbolos posee, de acuerdo con la figura 10, dos taladros 94 y 96 en los que se alojan de manera deslizante los émbolos 40 a 46. Mejor dicho, en el taladro 94 están alojados de manera deslizante los émbolos 40 y 46 y en el taladro 96 los émbolos 42 y 44. Los taladros 94 y 96 poseen forma circular y las superficies 52 a 58 finales de los émbolos 40 a 46 se configuran igualmente con forma circular. Los émbolos 40 a 46 están alojados en los taladros 94, respectivamente 96 por medio de segmentos para la hermetización de las cámaras 60 y 62 de trabajo, como se representa en la figura 3 para el émbolo 40 con juntas 98 (exterior) y 100 (interior). Los émbolos 42 a 46 poseen según la figura 3 juntas correspondientes sobre su lado exterior radial y su lado interior radial.

Los taladros 94 y 96 limitan conjuntamente con las superficies 52 a 58 finales las cámaras 60 y 62 de trabajo.

En los taladros 94 y 96 de la jaula 80 de émbolos se unen los émbolos 40 a 46 de manera rígida a giro con la jaula 80 de émbolos, de manera, que los émbolos 40 a 46 giran junto con la jaula 80 de émbolos alrededor del eje 48 de rotación, mientras que los émbolos 40 a 46 se pueden mover de manera deslizante y de acuerdo con sus movimientos de basculamiento alrededor del eje 50 de basculamiento en los taladros 94 y 96 para ejecutar los diferentes ciclos de trabajo admisión, compresión, expansión y escape.

Los émbolos 40 a 46 se configuran esencialmente, como se representa en la figura 15, con forma de arco y las cámaras 60 y 62 de trabajo también poseen la forma aproximada de un cilindro curvado o doblado, siendo la curvatura concéntrica con el eje 50 de basculamiento.

La disposición formada por la jaula 80 de émbolos, el émbolo 40 a 46 y los órganos 64 a 70 de rodadura forma el "motor interno" de la máquina 10 de émbolos oscilantes, es decir, que esta disposición comprende todas las piezas móviles de la máquina 10 de émbolos oscilantes.

En las zonas 82 y 84 de apoyo de la jaula 80 de émbolos se prevén como se representa a título de ejemplo en las figuras 4 y 9 una cantidad de canales 102, respectivamente 104, que se extienden sobre el contorno y a través del interior de las zonas 82 y 84 de apoyo de la jaula 80 de émbolos y que comunican con las conexiones 28, 30, respectivamente 36, 38 ya mencionadas más arriba, de manera, que por los canales 102, 104 se puede hacer circular un medio de refrigeración y de lubricación para el enfriamiento y la lubricación de la jaula 80 de émbolos. Los canales máquina 102 y 104 sirven, sobre todo, para el enfriamiento del motor interno en la proximidad de las cámaras 60, 62 de trabajo.

De acuerdo con la figura 4, en la carcasa 12 se configuran igualmente canales 106 y 108 de refrigeración y de lubricación, pasando en la jaula 80 de émbolos un taladro 110 a través de su zona 90 central en la dirección del eje 50 de basculamiento, que sirve igualmente como canal de enfriamiento y de lubricación. Durante la rotación de la jaula 80 de émbolos alrededor del eje 48 de rotación se lanza el medio de enfriamiento y de lubricación alojado en el taladro 110 por medio de las fuerzas centrífugas en la dirección hacia la pared 39 interior de la carcasa. De esta manera se obtiene un enfriamiento, respectivamente una lubricación de los émbolos 40 a 46 y de los órganos 64 a 70 de rodadura en el centro del motor interno. La película de lubricante, que se forma en los órganos 64 a 70 de rodadura sirve también para retener los órganos 64 a 70 de rodadura por adherencia en las cazoletas 72 de los émbolos 40 a 46, siempre que no se obtenga esto con una unión cinemática de forma, como se representa en la figura 15.

El taladro 110 se ensancha a modo de trompeta en sus dos extremos para mejorar adicionalmente la distribución del medio de enfriamiento y de lubricación en el centro de la carcasa 12.

En la jaula 80 de émbolos se prevén, de acuerdo con las figuras 9 y 10, taladros o canales 114 y 116 adicionales, que, por un lado, desembocan en los taladros 94, respectivamente 96 y, por otro, desembocan hacia la pared 39 interior de la carcasa a la altura de los racores 20 y 22, respectivamente 24 y 26 de admisión y de escape. Los canales 114 y 116 sirven para dejar pasar en una posición de rotación de la jaula 8i0 de émbolos alrededor del eje 48 de rotación una mezcla de carburante y aire de través de los racores 20, respectivamente 24 de admisión en las cámaras 60 y 62 de trabajo y para expulsar en una posición de rotación distinta la mezcla de carburante y aire quemada a través de los racores 22 y 26 de escape. La jaula 80 de émbolos cierra estos racores en las demás posiciones de rotación. La jaula 80 de émbolos asume con ello al mismo tiempo la función de una válvula para liberar y cerrar los racores 20 a 26 de conexión.

Como se desprende, además, de la figura 10, en la jaula 80 de émbolos se prevé para cada cámara 60 y 62 de trabajo una bujía 118 y 120, que están dispuestas sobre el eje 48 de rotación y giran conjuntamente con la jaula 80 de émbolos alrededor de aquel. Los cables eléctricos (no representados) están unidos correspondientemente, por ejemplo a través de anillos rozantes, con las bujías 118 y 120. En el caso de la utilización de la máquina 10 de émbolos oscilantes como motor Diesel se trata en el caso de las bujías 118 y 120 de las correspondientes bujías de calefacción.

La disposición de los racores 20 y 22 desplazada 180º con relación al eje 48 de rotación frente a los racores 24 y 26 de conexión sirve para que al menos en una de las cámaras 60 y 62 tenga lugar siempre durante la rotación de los émbolos 40 a 46 alrededor del eje 48 de rotación un proceso de expansión. Por lo tanto, cuando en la cámara 60 tenga lugar un ciclo de trabajo de expansión, se produce en la cámara 62 de trabajo un ciclo de trabajo de expulsión de la mezcla de carburante y aire quemada e inversamente.

En lo que sigue se describirá el funcionamiento de la máquina 10 de émbolos oscilantes.

Partiendo de la posición de funcionamiento de los émbolos 40 a 46 según las figuras 3 y 4, los émbolos 40 a 46 se hallan aquí en su posición UT (punto muerto inferior). Después de un giro de 45º alrededor del eje 48 de rotación se han desplazados los émbolos 40 y 46., respectivamente 42 y 44 uno contra el otro hasta la mitad, como se representa en la figura 5. Las cámaras 60 y 62 de trabajo se han reducido con ello aproximadamente en la mitad de su volumen. El movimiento de basculamiento de los émbolos 40 a 46 se produjo por medio de la conducción de los órganos 64 a 70 de rodadura en las levas 76 y 78.

Después de un giro adicional de 45º alrededor del eje 48 de rotación adoptan los émbolos 40 a 46 la posición OT (punto muerto superior) representada en las figuras 6 y 7, en la que los volúmenes de las cámaras 60 y 62 de trabajo son mínimos. Después de otro giro de 45º alrededor del eje 48 de rotación en la misma dirección adoptan los émbolos 40 a 46 nuevamente la posición de la figura 5 y después de un giro adicional de 45º, adoptan la posición según la figura 3. Después de una rotación de 180º alrededor del eje 48 de rotación vuelven a ser máximas las cámara 60 y 62 de trabajo.

Después de una revolución completa de 360º cada una de las cámaras 60 y 62 de trabajo han ejecutado una vez los cuatro ciclos de trabajo admisión, compresión, expansión y escape.

En la figura 10A se representa una configuración ligeramente modificada de una máquina 10' de émbolos oscilantes, que sólo se diferencia de la máquina 10 de émbolos oscilantes porque los taladros 94' y 96' de la jaula 80' de émbolos y, correspondientemente las superficies 52' y 54' finales (lo mismo es válido para las superficies 56' y 58' no representadas) no poseen forma circular, sino, como muestra la figura 10A a título de ejemplo, son ovaladas o poseen forma de elipse. Con ello es posible, que las cámaras 60' y 62' de trabajo se agranden con relación a la configuración circular.

En las figuras 16 y 17 se representa otro ejemplo de ejecución una máquina 10'' de émbolos oscilantes, que se diferencia como sigue de la máquina 10 de émbolos oscilantes, respectivamente de la máquina 10' de émbolos oscilantes.

Mientras que la carcasa 12 de la máquina 10 de émbolos oscilantes y de la máquina 10' de émbolos oscilantes posee una simetría esférica, la carcasa 12'' de la máquina 10'' de émbolos oscilantes se configura con forma oblonga. Mejor dicho, la carcasa 12'' se compone de dos semiesferas 13'' y 15'' entre las que se intercala un tramo 17'' alargado, que se extiende en la dirección del eje 48'' de rotación. De esta manera se alarga la carcasa 12'' en la dirección del eje 48'' de rotación con relación a la construcción de la carcasa 12, lo que hace posible las siguientes medidas.

En la zona 90'' central de la jaula 80'' de émbolos, que según la figura 17 se configura igualmente con forma oblonga en su sección transversal, se dispone en el lado interior un muñón 122 hueco, que posee un orificio 124 en su pared. La zona 90'' central posee sobre el eje 48'' de rotación dos orificios 126 y 128 con los que comunica el orificio 124 del muñón 122 hueco según la posición de giro de este, pudiendo comunicar el orificio 124 únicamente con uno de los orificios 126 y 128. El muñón 124 hueco está montado de manera giratoria alrededor del eje 50'' de basculamiento en la zona 90'' central. El movimiento de basculamiento del muñón 122 hueco alrededor del eje 50'' de basculamiento se deriva del movimiento de rotación de la jaula 80'' de émbolos alrededor del eje 48'' de rotación. La zona 90'' central posee para ello en un extremo un engranaje 130, que posee un dentado 132 helicoidal unido rígidamente con el muñón 122 hueco. El dentado helicoidal o la rueda 132 helicoidal engrana con un dentado 134 dispuesto concéntricamente alrededor del eje 48 de rotación, de manera, que al girar la zona 90'' central, incluido el muñón 122 hueco, alrededor del eje 48 de rotación el dentado 132 helicoidal y con ello el muñón 122 hueco giran alrededor del eje 50'' de basculamiento.

En la carcasa se prevé, además, una entrada 136 para aire fresco, que puede ser abierta y cerrada por ejemplo con un dispositivo 138 de válvula usual. A través de la entrada 136 se puede inyectar ahora aire fresco, en especial aire fresco previamente comprimido, en el interior del muñón 122 hueco y según la posición de giro del muñón 122 hueco con relación a los orificios 126, 128 se inyecta el aire fresco en la cámara 60'' de trabajo o en la cámara 62'' de trabajo y ello además de la aportación de la mezcla de carburante y aire a través de los racores 20'' y 24'' de conexión. La máquina 10'' de émbolos oscilantes es de esta manera un motor con compresión.

El dentado 132 helicoidal y el dentado 134 se diseñarán correspondientemente de tal modo, que el movimiento de rotación del muñón 122 hueco alrededor del eje 50'' de basculamiento se sincronice de manera adecuada con las posiciones de los émbolos 40'' a 46''. Esto significa, que la aportación de aire fresco a través del muñón 122 hueco a la cámara 60'' de trabajo, respectivamente a la cámara 62'' de trabajo debería tener con preferencia lugar, respectivamente el orificio 124 debería comunicar con el correspondiente orificio 126 y 128, cuando el encendido de la mezcla de carburante y aire admitida a través del racor 20'' y 24'' de entrada se halle justo delante de su encendido. Una revolución de 360º del muñón hueco alrededor del eje 48'' de rotación deberían dar lugar a una revolución de 360º de él alrededor del eje 50 de basculamiento.

La máquina 10'' de émbolos oscilantes equivale por lo demás a las configuraciones de la máquina 10 de émbolos oscilantes o de la máquina 10' de émbolos oscilantes, de manera, que se puede remitir a la descripción de ellas.

En las figuras 18 a 21 se representan otro ejemplo de ejecución de una máquina 210 de émbolos oscilantes así como de sus detalles. En las figuras 18 a 21 se utilizan para las piezas iguales o comparables con las piezas de la máquina de émbolos oscilantes máquina 10, 10' de émbolos oscilantes y/o máquina 10'' de émbolos oscilantes los mismos símbolos de referencia, pero incrementados en 200. Así por ejemplo, la máquina 210 de émbolos oscilantes posee una carcasa 212. En lo que sigue sólo se describirán los aspectos de la máquina 210 de émbolos oscilantes, que se diferencian de los de los ejemplos de ejecución descritos anteriormente.

La máquina 210 de émbolos oscilantes posee en la carcasa 212 cuatro émbolos 240 a 246, estando dispuestos los émbolos 240 y 246 como primer par de émbolos y los émbolos 242 y 244 como segundo par de émbolos con relación al eje 248 de rotación de tal modo, que los movimientos de basculamiento de los émbolos 240 y 246 tengan lugar en un primer plano y los movimientos de basculamiento de los émbolos 242 y 244 en un segundo plano, estando girados el primer y el segundo plano uno con relación al otro y con relación al eje 248 de rotación un ángulo distinto de 0º, en el presente ejemplo de ejecución un ángulo de 90º.

Esto significa, que el eje de basculamiento de los émbolos 240 y 246 es perpendicular al eje de basculamiento de los émbolos 242 y 244. En la figura 19 se representa un eje 250 de basculamiento de los émbolos 242 y 244, que es perpendicular al plano del dibujo de la figura 19, mientras que un eje 251 de basculamiento de los émbolos 240 y 246 es perpendicular al eje 250 de basculamiento y se halla, por lo tanto en el plano del dibujo de la figura 19.

La disposición de los pares 240, 246 y 242, 244 de émbolos desplazada 90º con relación al eje 248 de rotación también se puede ver con claridad en la figura 21 en la que una jaula 280 de émbolos de la máquina 210 de émbolos oscilantes se representa de manera singular con los émbolos 240 a 246 y con los órganos de rodadura 264, 266, 268, 270 con forma de bola. Las piezas de la máquina 210 de émbolos oscilantes representadas en la figura 21 de forman nuevamente el motor interno de la máquina 210 de émbolos oscilantes.

La jaula 280 de émbolos se diferencia correspondientemente de la jaula 80 de émbolos de la máquina 10 de émbolos oscilantes por el hecho de que los taladros 294 y 296, que definen las cámaras 260 y 262 de trabajo, se extienden ortogonales entre sí.

Con la disposición ortogonal mutua a de las cámaras 260 y 262 de trabajo, debida a la correspondiente disposición mutuamente ortogonal de los pares de los émbolos 240, 246, por un lado, y 242, 246, por otro, se agranda el ángulo de apertura máximo de los correspondientes pares de los émbolos 240, 246, respectivamente 242, 244 y con ello el volumen máximo de las cámaras 260, 262 de trabajo con relación a la máquina 10 de émbolos oscilantes de la figura 1.

Esto se desprende por ejemplo de la comparación de las figuras 19 y 3. La figura 3 muestra los émbolos 40 a 46, como ya se expuso más arriba, con su ángulo de apertura máximo, respectivamente en su posición UT en la que las cámaras 60 y 62 de trabajo adoptan su volumen máximo.

La figura 19 muestra correspondientemente los émbolos 240 a 246 con su ángulo de apertura máximo con relación a los ejes 250 y 251 de basculamiento, es decir igualmente en su posición UT.

Mientras que en la máquina 10 de émbolos oscilantes los cuatro émbolos 40 a 46 pueden bascular alrededor del eje 50 de basculamiento común o, con otras palabras, los movimientos de basculamiento de los émbolos 40 a 46 tienen lugar en el mismo plano y estando dispuestas con ello las cámaras 60 y 62 en un mismo plano, significa esto, que los órganos 64 y 66 de rodadura, por un lado, y 68 y 70, por otro se aproximan en esta disposición mucho aproximadamente en la ortogonal al eje 48 de rotación, con lo que las correspondientes levas 76 y 78 tienen que ser configuradas de tal modo, que en la posición UT los órganos 64 y 66 de rodadura, por un lado, y los 68 y 70, por otro, no colisionen mutuamente.

Con la disposición desplazada 90º de los pares 240, 246 de émbolos, por un lado, y 242, 246, por otro de acuerdo con la máquina 210 de émbolos oscilantes no surge este problema, ya que los órganos 264, 266 y 268, 270 de rodadura también se mueven desplazados 90º uno con relación al otro en sus levas 276, respectivamente 278. Con ello se pueden configurar las levas 276, 278 todavía más cerca de la ortogonal (línea A en la figura 19), respectivamente pueden sobresalir de esta, con lo que se puede agrandar el ángulo de apertura máximo de los pares 240, 246, respectivamente 242, 244 de émbolos con relación a la máquina 10 de émbolos oscilantes, en el ejemplo de ejecución representado en aproximadamente máquina 10º. Sin embargo, con ello también se agranda el volumen máximo de las cámaras 260, 262 de la máquina 210 de émbolos oscilantes, con lo que se puede obtener en la máquina 210 de émbolos oscilantes una relación de compresión todavía mayor que en la máquina 10 de émbolos oscilantes.

Igual que en la máquina 10 de émbolos oscilantes, las cámaras 260 y 262 de trabajo de la máquina 210 de émbolos oscilantes se agrandan y reducen en el mismo sentido. Así por ejemplo, cuando la cámara 260 de trabajo se expansiona en el transcurso de un ciclo de trabajo, se expansiona la cámara 262 de trabajo para aspirar aire fresco nuevo. Los dos procesos tienen lugar con ello al mismo tiempo, pero desplazados en el espacio 90º entre sí. Con ello se produce siempre al mismo tiempo y de manera deseada la apertura y el cierre de las cámaras 260, 262 de trabajo.

De a cuerdo con la figura 18, en la máquina 210 de émbolos oscilantes los racores 220 y 224 de entrada no están dispuestos, como en la máquina 10 de émbolos oscilantes, diametralmente opuestos con relación al eje 248 de rotación, sino que están desplazados 90º entre sí. Lo mismo es válido para los racores 222 de salida de los que en la figura 18 sólo se puede ver el racor 222 de salida asignado a la cámara 260 de trabajo.

En la figura 22 se representa un diagrama, que explica el funcionamiento de la máquina 210 de émbolos oscilantes desde el punto de vista de los ciclos de trabajo expansión, escape, admisión y compresión en las dos cámaras 260 y 262 de trabajo.

En los diagramas se representan las levas 276 y 278 de manera desarrollada, desprendiéndose de esta representación, que las dos levas 276 y 278 se extienden ahora paralelas entre sí con forma serpenteante, mientras que las curvas 76 y 78 de la máquina 10 de émbolos oscilantes están configuradas, respectivamente dispuestas simétricamente con relación a un plano central, que pasa por el punto central de la carcasa 12, perpendicular al eje 48 de rotación.

En la figura 22 se representa, además, de manera simbólica un rectángulo para el correspondiente par 240, 246 de émbolos (cámara 260 de trabajo) y los correspondientes órganos 264 y 270 de rodadura en forma de una circunferencia parcial, rodando los órganos 264, 270 de rodadura a lo largo de la leva 276. Lo mismo se representa para el segundo par 242, 244 de émbolos y sus órganos de rodadura con relación a la leva 278 y la cámara 262 de trabajo.

En las figuras 23 a 28 se representa otro ejemplo de ejecución de una máquina 310 de émbolos oscilantes. En las figuras 23 a 28 se dotaron las piezas de la máquina 310 de émbolos oscilantes comparables con las correspondientes piezas de la máquina 10 de émbolos oscilantes, respectivamente máquina 210 de émbolos oscilantes con los mismos símbolos de referencia aumentados en 300. En lo que sigue sólo se describirán las diferencias entre la máquina 310 de émbolos oscilantes y la máquina 10 de émbolos oscilantes. Siempre que en lo que sigue no se describan con detalle algunas piezas de la máquina 310 de émbolos oscilantes es válida para estas piezas la descripción de la máquina 10 de émbolos oscilantes, respectivamente de la máquina 10', 10'' de émbolos oscilantes y/o de la máquina 210 de émbolos oscilantes.

El árbol de salida y/o el árbol de entrada no está dispuesto en la máquina 310 de émbolos oscilantes de manera concéntrica sobre el eje 348 de rotación, sino que está distanciado de él. La jaula 380 de émbolos está provista en el lado frontal y de manera concéntrica con el eje 348 de rotación de una corona 440 dentada, que engrana con una corona 442 dentada unida de manera rígida a giro con el árbol de accionamiento y/o con el árbol 387 de accionamiento. Además de la corona 440 dentada se puede proveer la jaula de émbolos en el lado frontal opuesto a la corona 440 dentada de una segunda corona 444 dentada. El árbol de accionamiento y/o el árbol 387 de salida se configura continuo entre sus muñones 386 y 338 de árbol, de manera, que el acoplamiento de accionamiento con la jaula 380 de émbolos sólo es necesario a través de una de las coronas 440, respectivamente 444 dentadas, como se representa en la figura 25.

La figura 26 representa una ejecución modificada con relación a ello en la que el árbol de accionamiento y/o de salida no se configura continuo entre los muñones 386' y 388' del árbol, sino que los muñones 386' y 388' del árbol están acoplados por medio de coronas 442 y 446 dentadas con las coronas 440 y 444 dentadas. Esta construcción hace también posible configurar los muñones 386' y 388' del árbol, contrariamente a la representación de la figura 26, con un desplazamiento de los ejes y/o con relaciones de multiplicación distintas. Así por ejemplo, a través de uno de los muñones 386' o 388' del árbol se puede accionar por ejemplo un equipo auxiliar y el otro se acopla con el tren de accionamiento del vehículo.

Dado que en la máquina 310 de émbolos oscilantes el árbol 387 de accionamiento y/o de salida no se halla sobre el eje 348 de rotación alrededor del que giran la jaula 380 de émbolos y los émbolos 340 a 346 alojados en ella, se pueden montar las bujías 418 y 420 en una tapa 448, respectivamente 450 frontal de la carcasa, es decir, que no se montan en piezas giratorias y, en espe4cial, no tienen que girar con la jaula 380 de émbolos. Las tapas 448 y 450 de la carcasa son piezas disolubles de la carcasa 312.

En la máquina 310 de émbolos oscilantes también se pueden disponer, como se representa, las toberas 452 y 454 de inyección en las tapas 448 y 450 frontales de la carcasa de manera asignada a las cámaras 360 y 362 de trabajo (véase la figura 24).

En esta configuración también se pueden prever frontalmente en la tapa 448 y 450 de la carcasa los racores 490, 492 de entrada de aire y los racores 494, 496 de salida de la mezcla quemada.

Otra diferencia de la máquina 310 de émbolos oscilantes con relación a las máquinas máquina 10, 10', 10'' y 210 de émbolos oscilantes descritas anteriormente reside en la configuración de los órganos 364 a 370 de rodadura asignados a los émbolos 340 a 346.

Los órganos 364 a 370 se configuran como rodillos, que se describirán haciendo referencia al órgano 364 de rodadura con la forma del rodillo 456. El rodillo 456 posee una superficie de rodadura 458, con una forma de circunferencia parcial transversalmente a la dirección del contorno del rodillo 456. El rodillo 456 está unido con el émbolo 340 por medio de una espiga 460, siendo el rodillo 456 giratorio con relación al émbolo 340 alrededor de la espiga 460. El árbol 460 se extiende paralelo al eje 348 de rotación. El rodillo 456 se monta para ello de manera giratoria sobre la espiga 460 con preferencia por medio de un rodamiento de agujas, en especial un rodamiento de agujas de precisión. El rodillo 456 está unido, además, de maneras disoluble con el émbolo 340 por medio de anillos de seguridad dispuesto en el extremo de la espiga 460.

Igual que en las máquinas máquina 10, 10', 10'' y 210 de émbolos oscilantes descritas más arriba, cada órgano 364 a 370 de rodadura con forma del correspondiente rodillo 456 rueda en una leva 376, respectivamente 378, que penetra de manera parcialmente correspondiente en los órgano 364 de rodadura y a lo largo de las que se guían correspondientemente.

La disposición de los émbolos 340 a 346 también se puede elegir, contrariamente a la representación, según la disposición de los émbolos 240 a 246 de la máquina 210 de émbolos oscilantes, es decir de tal modo, que los émbolos 340 y 346 oscilantes estén dispuestos desplazados 90º entre sí con relación al eje 348 de rotación y con relación a los émbolos 342 y 344. En este caso también se pueden configurar las levas 376 y 378 igual que en la máquina 210 de émbolos oscilantes con dos senos y con dos valles para obtener carreras de basculamiento más grandes de los émbolos 340 a 346, como ya se describió con relación a la máquina 210 de émbolos oscilantes.

También es posible aprovechar en todas las máquina de émbolos oscilantes descritas anteriormente las cámaras opuestas a las cámaras de trabajo situadas entre los émbolos como cámaras de compresión previa, como se describe en el caso de la máquina de émbolos oscilantes según el documento WO 03/0670233 A1.

Claims (23)

1. Máquina de émbolos oscilantes con una carcasa (12; 212; 312) en la que están dispuestos un primer y al menos un segundo émbolo (40, 46; 240, 246; 340, 346), que pueden girar conjuntamente en la carcasa (12; 212; 312) alrededor de un eje (48; 248; 348) de rotación solidario de la carcasa y que durante la rotación alrededor del eje (48; 248; 348) de rotación ejecutan movimientos de basculamiento de vaivén contrarios entre sí alrededor de un eje (50; 251; 350) de basculamiento perpendicular al eje (489; 248; 348) de rotación, que pasa por el centro de la carcasa, poseyendo el primer émbolo (40; 240; 340) una primera superficie (52; 252; 352) final y el al menos segundo émbolo (46; 246; 346) una segunda superficie f(58; 258; 358) final orientada hacia la primera superficie (52; 252; 352) final, limitando las superficies ( 52, 58; 252, 258; 352, 358) finales una cámara (60; 260; 360) de trabajo y estando dispuestos los émbolos (40, 46; 240, 246; 340, 346) de tal modo, que el eje (48; 248; 348) de rotación pase por la cámara (60; 260; 360) de trabajo, caracterizada porque el primer y el al menos segundo émbolo (40, 46; 240, 246; 340, 346) están montados de manera deslizante en una jaula (80; 280; 380) de émbolos dispuesta en la carcasa (12; 212; 312) concéntricamente con el eje (48; 248; 348) de rotación y giratoria alrededor de él, estando unida la jaula (80; 280; 380) de émbolos con el primer y con el al menos segundo émbolo (40, 46; 240, 246; 340, 346) de manera rígida a giro con relación al movimiento de rotación alrededor del eje (48; 248; 348) de rotación y porque la jaula (80; 280; 380) de émbolos posee, aproximadamente perpendicular al eje (48; 248; 348) de rotación un taladro (94; 294) en el que el primer y el al menos segundo émbolo (40, 46; 240,246; 340, 346) se alojan parcialmente y de manera deslizante y limita en el sentido del contorno la cámara (60; 260) de trabajo.

2. Máquina de émbolos oscilantes según la reivindicación 1, caracterizada porque la primera y la segunda superficie (52, 58; 252, 258; 352, 358) se configuran con forma circular.

3. Máquina de émbolos oscilantes según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el primer y el al menos segundo émbolo (40, 46; 240, 246; 340, 346) se configuran esencialmente con forma de arco.

4. Máquina de émbolos oscilantes según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el primer émbolo (40; 240; 340) y/o el al menos segundo émbolo (46; 246; 346) posee al menos un órgano (64, 70; 264, 270; 364, 370) de rodadura, que durante la rotación del primer y/o del al menos segundo émbolo (40, 46; 240, 246; 340, 346) se guía a lo largo de un leva (76; 276; 376) configurada correspondientemente para generar los movimientos de basculamiento del primer y del al menos segundo émbolo (40, 46; 240, 246; 340, 346), estando dispuesta la leva (76; 276; 376) en la carcasa (12; 212; 312) con la separación al menos aproximadamente máxima con relación al eje (48; 248; 348) de rotación.

5. Máquina de émbolos oscilantes según la reivindicación 4, caracterizada porque el al menos un órgano (64, 70; 264, 270) de rodadura es una bola alojada de manera giratoria en una cazoleta (72; 272) en un lado exterior, orientado hacia la carcasa (12; 212), del primer o del al menos segundo émbolo (40, 46; 240, 246) y porque la leva (76; 276) se configura como una ranura con sección transversal con forma a de circunferencia parcial en la carcasa (12; 212) en la que penetra parcialmente la bola.

6. Máquina de émbolos oscilantes según la reivindicación 4, caracterizada porque el al menos un órgano (364, 370) de rodadura es un rodillo (456), cuya superficie (458) de rodadura se configura transversalmente a la dirección del contorno del rodillo (456) con forma de circunferencia parcial, estando montado el rodillo (456) sobre una espiga (460) unida en su extremo con el primer y el segundo émbolo (340, 346) y porque la leva (376) se configura en la carcasa como ranura con sección transversal con forma de circunferencia parcial en la que penetra parcialmente el rodillo (456).

7. Máquina de émbolos oscilantes según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque la jaula (80; 280; 380) de émbolos está unida con al menos un árbol de accionamiento y/o de salida, que se extiende paralelo al eje (48; 248; 348) de rotación.

8. Máquina de émbolos oscilantes según la reivindicación 7, caracterizada porque el al menos un árbol de accionamiento y/o de salida está dispuesto concéntricamente con el eje (48; 248) de rotación y está unido de manera rígida giro con la jaula (80; 280) de émbolos.

9. Máquina de émbolos oscilantes según la reivindicación 7, caracterizada porque el al menos un árbol de accionamiento y/o de salida se dispone con una separación lateral con relación al eje (348) de rotación y está unido con la jaula (380) de émbolos por medio de al menos una disposición de engranaje.

10. Máquina de émbolos oscilantes según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque a través de la jaula (80; 280) de émbolos pasa un canal (114; 314), que, por un lado, desemboca en el taladro (94; 294) y, por otro, hacia la carcasa (12; 212) para comunicar, según la posición girada de la jaula (80; 280) de émbolos con un orificio de entrada o con un orificio de salida de la carcasa (12; 212).

11. Máquina de émbolos oscilantes según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada porque la jaula (80; 280) de émbolos posee al menos un canal (102; 302) para un medio, en especial un medio de enfriamiento y de lubricación, que se extiende al menos sobre una parte del contorno y a través de la jaula (80; 280) de émbolos.

12. Máquina de émbolos oscilantes según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizada porque a través de la jaula (80) de émbolos pasa a la atura del eje (50) de basculamiento y en la dirección de este un taladro (110), que se ensancha con preferencia hacia sus extremos.

13. Máquina de émbolos oscilantes según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizada porque en la carcasa (12; 212; 312) están dispuestos un tercer y un cuarto émbolo (42, 44; 242, 244; 342; 344), que pueden ser basculados alrededor del mismo eje (50; 251; 350) de basculamiento o alrededor de un eje (250) de basculamiento distinto de aquel y que pueden girar con el primer y el segundo émbolo (40, 46; 240, 246; 340, 346) alrededor del eje (48; 248; 348) de rotación y definen una segunda cámara (62; 262; 352) de trabajo.

14. Máquina de émbolos oscilantes según la reivindicación 13, caracterizada porque los cuatro émbolos (40-46; 240-246; 340-346) se disponen de tal modo, que la primera y la segunda cámara (60, 62; 260, 262; 360, 362) de trabajo se agrandan y reducen en el mismo sentido durante la rotación de los émbolos (40-46; 240-246; 340-346) alrededor del eje (48; 248; 348) de rotación.

15. Máquina de émbolos oscilantes según la reivindicación 13 ó 14, caracterizada porque el primer y el segundo émbolo (40, 46; 340, 346) y el tercer y el cuarto émbolo (42, 44; 342, 344) se disponen con relación al eje (48; 348) de rotación de tal modo, que los movimientos de basculamiento de todos los émbolos (40-46; 340-346) tengan lugar en el mismo plano.

16. Máquina de émbolos oscilantes según la reivindicación 13 ó 14, caracterizada porque el primer y el segundo émbolo (240, 246) y el tercer y el cuarto émbolo (242, 244) se disponen con relación al eje (248) de rotación de tal modo, que los movimientos de basculamiento del primer y del segundo émbolo (240, 246) tengan lugar en un primer plano y los movimientos de basculamiento del tercer y del cuarto émbolo (242, 244) tengan lugar en un segundo plano, estando girados el primer plano y el segundo plano uno con relación al otro un ángulo distinto de 0º con relación al plano (248) de rotación.

17. Máquina de émbolos oscilantes según la reivindicación 16, caracterizada porque el ángulo es al menos aproximadamente de 90º.

18. Máquina de émbolos oscilantes según una de las reivindicaciones 13 a 17, caracterizada porque la jaula (80; 280; 380) de émbolos se extiende a ambos lados del eje (50; 350) de basculamiento, respectivamente del eje (250; 251) de basculamiento y aloja también el tercer y el cuarto émbolo (42, 44; 242, 244; 342, 344).

19. Máquina de émbolos oscilantes según una de las reivindicaciones 1 a 18, caracterizada porque una pared (39; 239) interior de la carcasa posee esencialmente forma esférica.

20. Máquina de émbolos oscilantes según una de las reivindicaciones 1 a 19, caracterizada porque una pared interior (39'') de la carcasa (12'') es oblonga en una sección en la dirección del eje de (48'') de rotación a lo largo de un plano, que contiene el eje (48'') de rotación.

21. Máquina de émbolos oscilantes según la reivindicación 20, caracterizada porque en la carcasa (12'') se dispone un muñón (122) hueco giratorio alrededor del eje (50'') de basculamiento, que posee en su pared un orificio (124), que, en función de la posición de giro del muñón (122) hueco comunica con la primera cámara (60'') de trabajo o eventualmente con la segunda cámara (62'') de trabajo.

22. Máquina de émbolos oscilantes según la reivindicación 21, caracterizada porque el muñón (122) hueco está acoplado con un engranaje (130), que, al girar el émbolo (40''-46'') alrededor del eje (48'') de rotación anima el muñón (122) hueco con una rotación alrededor del eje (50'') de basculamiento.

23. Máquina de émbolos oscilantes según la reivindicación 22, caracterizada porque el engranaje (130) posee un dentado helicoidal o una rueda (132) helicoidal acoplada con el muñón (122) hueco, que engrana con al menos un dentado (134 dispuesto en la carcasa (12'') y que se extiende alrededor del eje (48'') de rotación.