ES2419105T3 - Transmisión de manivela sin pasador para motores de combustión interna y compresores - Google Patents
Transmisión de manivela sin pasador para motores de combustión interna y compresores Download PDFInfo
- Publication number
- ES2419105T3 ES2419105T3 ES08762687T ES08762687T ES2419105T3 ES 2419105 T3 ES2419105 T3 ES 2419105T3 ES 08762687 T ES08762687 T ES 08762687T ES 08762687 T ES08762687 T ES 08762687T ES 2419105 T3 ES2419105 T3 ES 2419105T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- piston
- connecting rod
- pivot
- contour
- head
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 title claims abstract description 14
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 5
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 claims description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 3
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000010974 bronze Substances 0.000 claims description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 2
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J1/00—Pistons; Trunk pistons; Plungers
- F16J1/10—Connection to driving members
- F16J1/14—Connection to driving members with connecting-rods, i.e. pivotal connections
- F16J1/20—Connection to driving members with connecting-rods, i.e. pivotal connections with rolling contact, other than in ball or roller bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C7/00—Connecting-rods or like links pivoted at both ends; Construction of connecting-rod heads
- F16C7/02—Constructions of connecting-rods with constant length
- F16C7/023—Constructions of connecting-rods with constant length for piston engines, pumps or the like
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J7/00—Piston-rods
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
- Compressor (AREA)
Abstract
Transmisión de cigüeñal, más preferiblemente para motores de combustión interna y compresores, con una bielay un pistón, en la que la biela (1) está asociada al pistón (2) por bloqueo positivo sin un pasador de pistón,comprendiendo la biela (1) una cabeza (3) de pivotamiento como elemento de bloqueo positivo en el extremo depistón con un contorno (5) de curva circunferencial externo, y comprendiendo el pistón una estructura (4) depivotamiento que está abierta hacia la parte posterior del pistón y que tiene una superficie (6) de guía que contactacon el contorno (5) de curva, caracterizada porque el contorno de curva de la cabeza (5) de pivotamiento y lasuperficie de guía de la estructura (4) de pivotamiento asignada al contorno de curva están diseñados comosuperficies de segmento de cilindro que se extienden un ángulo (α) superior a 180 grados, porque la estructura (4)de pivotamiento encierra totalmente el contorno (5) de curva de la cabeza de pivotamiento y porque un cuello (7) está situado a continuación de la cabeza (3) de pivotamiento, estando rebajado su contorno hasta un punto en elque el pistón (2) y la biela (1) pueden realizar movimientos de pivotamiento entre sí.
Description
Transmisión de manivela sin pasador para motores de combustión interna y compresores
La invención se refiere a una transmisión de cigüeñal, más preferiblemente para motores de combustión interna y compresores, con una biela y un pistón.
Dentro del ámbito del conocimiento mecánico, la biela tiene un cojinete extremo pequeño que está conectado al pistón a través de un pasador de pistón (EP 1 507 088 A1). El pasador de pistón queda fijo en su posición mediante un anillo de bloqueo. El montaje de las piezas es caro y su automatización resulta muy compleja. El pasador de pistón es un componente importante, responsable de la transmisión de fuerzas, y debe tener un área de sección transversal adecuada. El cojinete extremo pequeño y, más preferiblemente, el pasador de pistón aumentan la masa inercial de la disposición que consiste en una biela y un pistón, que, durante el funcionamiento de la transmisión de cigüeñal en el tiempo de trabajo, aceleran y deceleran en ciclos.
EP 1 538 373 A1 describe una transmisión de cigüeñal con una biela y un pistón, en la que la biela está asociada al pistón mediante bloqueo positivo, sin un pasador de pistón. La biela comprende una cabeza de pivotamiento como elemento de bloqueo positivo en el extremo de pistón con un contorno de curva circunferencial externo, y el pistón comprende una estructura de pivotamiento que está abierta hacia la parte posterior del pistón y que tiene una superficie de guía que contacta con el contorno de curva. La cabeza de pivotamiento está diseñada como una bola. El pistón consiste en dos partes que forman una estructura de pivotamiento en forma de copa y están conectadas mediante tornillos.
Un objetivo de la invención consiste en diseñar una conexión entre la biela y el pistón que es fácil de montar. Además, la disposición que consiste en una biela y un pistón presentará una masa inercial reducida.
Según la invención, el problema se resuelve mediante las enseñanzas de la reivindicación 1.
La biela y el pistón tienen elementos de bloqueo positivo integrados unidos entre sí, dispuestos preferiblemente en la dirección de carga principal de la biela, sin un desplazamiento con respecto a la extensión longitudinal de la biela, y, según una realización especialmente preferida de la invención, están moldeados en una pieza en la biela y el pistón, respectivamente. La extensión longitudinal de la cabeza de pivotamiento puede ser diferente a la de su estructura. El bloqueo positivo entre la biela y el pistón simplifica el montaje. Prescindiendo del pasador de pistón, que resulta habitual en la técnica anterior, y prescindiendo de las superficies de conexión asignadas en el pistón que son necesarias para alojar el pasador de pistón, es posible reducir claramente la masa de la disposición que consiste en la biela y el pistón. Por lo tanto, con la eliminación del pasador de pistón según la invención se produce una reducción del tamaño del sistema.
La biela configurada como elemento de bloqueo positivo tiene una cabeza de pivotamiento en el extremo orientado hacia el pistón con un contorno de curva circunferencial externo. El pistón presenta una estructura de pivotamiento asignada a la biela con una superficie de guía que contacta con el contorno de curva. La estructura de pivotamiento está abierta hacia la parte posterior del pistón.
El contorno de curva de la cabeza de pivotamiento y la superficie de guía de la estructura de pivotamiento asignada al contorno de curva están formados por superficies de segmento de cilindro que se extienden un ángulo superior a 180 grados. Las superficies cilíndricas de la cabeza de pivotamiento y de la estructura de pivotamiento que están en contacto entre sí se extienden preferiblemente un ángulo entre 200 y 300 grados. Para obtener una presión superficial uniforme, resulta favorable que la estructura de pivotamiento encierre totalmente el contorno de curva de la cabeza de pivotamiento. La cabeza de pivotamiento está unida a un cuello con su contorno rebajado hasta un punto en el que el pistón y la biela pueden realizar movimientos de pivotamiento entre sí. El ángulo de pivotamiento necesario está determinado por las dimensiones de la biela y el movimiento excéntrico realizado por la biela en funcionamiento.
La estructura de pivotamiento puede estar dispuesta en el interior del pistón. Con una disposición de este tipo, la falda del pistón comprende al menos una cavidad a través de la que la cabeza de pivotamiento puede ser introducida en la estructura de pivotamiento.
En un desarrollo adicional, la invención contempla que la cabeza de pivotamiento de la biela en el extremo orientado hacia el pistón y/o la estructura de pivotamiento del pistón tienen una superficie de soporte o recubrimiento resistente al desgaste y/o de reducción de fricción al menos en sus superficies en contacto. Es posible aplicar el recubrimiento -por ejemplo, de materiales duros para mejorar la resistencia al desgaste de una aleación no metálica de reducción de fricción -en la superficie exterior de la cabeza de pivotamiento con métodos de recubrimiento, métodos de electrodeposición convencionales y similares. La superficie de soporte puede consistir en un inserto delgado introducido a presión en la estructura de pivotamiento del pistón. Por ejemplo, es posible usar aleaciones de cobre o bronce como material para la superficie de soporte.
Asimismo, es posible asignar pequeñas cavidades (huecos) a la cabeza de pivotamiento de la biela y/o a la estructura de pivotamiento del pistón para retener aceite durante su funcionamiento y, en consecuencia, reducir las pérdidas por fricción y el desgaste en esta articulación de pivotamiento.
La biela puede estar diseñada como una pieza forjada, sinterizada o colada. Los componentes forjados se caracterizan por una relación favorable entre resistencia y peso. Aceros al carbono, tal como aceros C70, aceros tratables por calor, así como aceros de micro aleación son posibles como materiales. El extremo grande de la biela puede estar diseñado en dos partes y contener un cojinete.
A continuación se explicará de forma detallada la invención mediante unos dibujos que muestran simplemente una realización ilustrativa, y que muestran esquemáticamente:
Fig. 1: una disposición de biela y pistón para una transmisión de cigüeñal,
Fig. 2: la biela de la disposición mostrada en la Fig. 1,
Fig. 3: el pistón de la disposición mostrada en la Fig. 1.
En la Fig. 1 se muestran una biela 1 y un pistón 2 de una transmisión de cigüeñal, más preferiblemente, para motores de combustión interna y compresores. La biela 1 está asociada al pistón 2 por bloqueo positivo sin un pasador de pistón. La biela 1 y el pistón 2 tienen elementos 3, 4 de bloqueo positivo unidos entre sí, dispuestos sin un desplazamiento con respecto a la extensión longitudinal de la biela 1 en la dirección de carga principal de la biela
1. Los elementos 3, 4 de bloqueo están moldeados en una pieza en la biela 1 y el pistón 2, respectivamente. A dichas conexiones se hace referencia como “bloqueos positivos” o “encajes de forma”.
La biela 1 tiene como elemento 3 de bloqueo positivo una cabeza de pivotamiento en el extremo de pistón con un contorno 5 de curva circunferencial externo (ver Fig. 2). El elemento 4 de bloqueo positivo del pistón 2 consiste en una estructura de pivotamiento que está abierta hacia la parte posterior del pistón y que tiene una superficie 6 de guía (ver Fig. 3) que está en contacto con el contorno 5 de curva de la cabeza 3 de pivotamiento. El contorno 5 de curva de la cabeza 3 de pivotamiento y la superficie 6 de guía de la estructura 4 de pivotamiento asignada a la cabeza de pivotamiento están diseñados como superficies de segmento de cilindro que se extienden un ángulo α superior a 180 grados. La estructura 4 de pivotamiento encierra totalmente el contorno 5 de curva de la cabeza 3 de pivotamiento. Comparando las Figs. 1 y 2, es posible observar que un cuello 7 está situado a continuación de la cabeza 3 de pivotamiento, estando rebajado su contorno hasta un punto en el que el pistón 2 y la biela 1 pueden realizar movimientos de pivotamiento entre sí. El ángulo de pivotamiento necesario está determinado por las dimensiones de la biela 1 y los movimientos excéntricos de la biela durante el funcionamiento de la transmisión de cigüeñal.
A partir de las Figs. 1 y 3, resulta evidente que la estructura 4 de pivotamiento está dispuesta en el interior del pistón 2 y que la falda 8 del pistón contiene cavidades o aberturas 9 a través de las que la cabeza 3 de pivotamiento puede ser introducida en la estructura 4 de pivotamiento. Las cavidades 9 permiten reducir adicionalmente la masa inercial del pistón. En la realización ilustrativa, la falda 8 del pistón tiene dos cavidades 9 que están dispuestas simétricamente en secciones de falda opuestas.
La biela 1 puede estar diseñada como una pieza forjada, una pieza sinterizada o una pieza colada. La misma tiene un extremo grande 10 de biela dividido en el que se introduce un cojinete 11. La biela 1 tiene un perfil de sección transversal en forma de H entre el extremo grande 10 de la biela y la cabeza 3 de pivotamiento. Es importante destacar que la invención también funciona con perfiles de sección transversal diferentes entre el extremo 10 grande de la biela y la cabeza 3 de pivotamiento.
La cabeza 3 de pivotamiento de la biela 1 o la estructura 4 de pivotamiento asignada del pistón pueden tener un recubrimiento de reducción de fricción, p. ej., una aleación de metal no ferrosa basada en cobre o bronce.
La invención favorece la reducción de la masa de montaje del pistón y el tiempo utilizado gracias a la eliminación de un componente (pasador de pistón). Esto también da como resultado una disminución del coste de producción, con menos dispositivos de fijación y montaje, del espacio de almacenamiento y de los gastos de logística. Además, el mecanizado de ambos componentes es más sencillo, favoreciendo una reducción potencial del desgaste de las herramientas de mecanización.
Claims (3)
- REIVINDICACIONES1. Transmisión de cigüeñal, más preferiblemente para motores de combustión interna y compresores, con una biela y un pistón, en la que la biela (1) está asociada al pistón (2) por bloqueo positivo sin un pasador de pistón, comprendiendo la biela (1) una cabeza (3) de pivotamiento como elemento de bloqueo positivo en el extremo de 5 pistón con un contorno (5) de curva circunferencial externo, y comprendiendo el pistón una estructura (4) de pivotamiento que está abierta hacia la parte posterior del pistón y que tiene una superficie (6) de guía que contacta con el contorno (5) de curva, caracterizada porque el contorno de curva de la cabeza (5) de pivotamiento y la superficie de guía de la estructura (4) de pivotamiento asignada al contorno de curva están diseñados como superficies de segmento de cilindro que se extienden un ángulo (α) superior a 180 grados, porque la estructura (4)10 de pivotamiento encierra totalmente el contorno (5) de curva de la cabeza de pivotamiento y porque un cuello (7) está situado a continuación de la cabeza (3) de pivotamiento, estando rebajado su contorno hasta un punto en el que el pistón (2) y la biela (1) pueden realizar movimientos de pivotamiento entre sí.
- 2. Transmisión de cigüeñal según la reivindicación 1, caracterizada porque la estructura (4) de pivotamiento estádispuesta en el interior del pistón (2) y porque la falda (8) del pistón contiene al menos una cavidad (9) a través de la 15 que la cabeza de pivotamiento puede ser introducida en la estructura (4) de pivotamiento.
- 3. Transmisión de cigüeñal según la reivindicación 1 o 2, caracterizada porque la cabeza (3) de pivotamiento en el extremo de pistón de la biela (1) y/o la estructura (4) de pivotamiento asignada del pistón (2) tienen una superficie de soporte o recubrimiento resistente al desgaste y/o de reducción de fricción al menos en sus superficies en contacto entre sí.20 4. Transmisión de cigüeñal según la reivindicación 3, caracterizada porque la superficie de soporte o el recubrimiento consiste en una aleación de metal no ferrosa, preferiblemente una aleación que contiene cobre o bronce.
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102007018435 | 2007-04-19 | ||
| DE102007018435A DE102007018435A1 (de) | 2007-04-19 | 2007-04-19 | Kurbeltrieb, insbesondere für Verbrennungskraftmaschinen und Kompressoren |
| EP07014184A EP1983232A1 (en) | 2007-04-19 | 2007-07-19 | Pinless cranktrain for internal combustion engines and compressors |
| EP07014184 | 2007-07-19 | ||
| PCT/IB2008/000938 WO2008129391A1 (en) | 2007-04-19 | 2008-04-17 | Pinless cranktrain for internal combustion engines and compressors |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2419105T3 true ES2419105T3 (es) | 2013-08-19 |
Family
ID=39637626
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES08762687T Active ES2419105T3 (es) | 2007-04-19 | 2008-04-17 | Transmisión de manivela sin pasador para motores de combustión interna y compresores |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (2) | EP1983232A1 (es) |
| DE (1) | DE102007018435A1 (es) |
| ES (1) | ES2419105T3 (es) |
| PL (1) | PL2134991T3 (es) |
| WO (1) | WO2008129391A1 (es) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2478999B (en) * | 2010-03-26 | 2012-02-15 | Daniel James Chidley | An interlocking assembly comprising a pinless piston and connecting rod |
| US9103441B2 (en) * | 2012-01-09 | 2015-08-11 | Federal-Mogul Corporation | Piston pin for heat dissipation |
| EP2647887B1 (en) | 2012-04-05 | 2017-01-18 | ThyssenKrupp Metalúrgica Campo Limpo Ltda. | Piston with active structure |
| EP3330577A1 (en) | 2016-11-30 | 2018-06-06 | ThyssenKrupp Metalúrgica Campo Limpo Ltda. | Piston - connecting rod assembly |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1497274A (fr) * | 1966-10-21 | 1967-10-06 | Danfoss As | Assemblage de transmission entre le piston et la bielle d'un moteur à piston |
| DE3504410A1 (de) * | 1985-02-08 | 1986-10-16 | Odilo 7000 Stuttgart Schwaiger | Pleuelstange fuer hubkolbenmotoren |
| JPS6365180A (ja) * | 1986-09-05 | 1988-03-23 | Matsushita Refrig Co | 密閉型電動圧縮機のピストン装置 |
| IT241570Y1 (it) * | 1996-10-29 | 2001-05-09 | Zanussi Elettromecc | Compressori frigoriferi con pistone perfezionato |
| DE602004008547T2 (de) | 2003-08-13 | 2008-05-21 | Nissan Motor Co., Ltd., Yokohama | Struktur zur Verbindung von einem Kolben mit einer Kurbelwelle |
| DE10356200B4 (de) * | 2003-12-02 | 2006-08-03 | Man B & W Diesel Ag | Triebwerk einer Brennkraftmaschine mit Kolben und Pleuelstange |
-
2007
- 2007-04-19 DE DE102007018435A patent/DE102007018435A1/de not_active Withdrawn
- 2007-07-19 EP EP07014184A patent/EP1983232A1/en not_active Withdrawn
-
2008
- 2008-04-17 EP EP08762687A patent/EP2134991B1/en not_active Not-in-force
- 2008-04-17 ES ES08762687T patent/ES2419105T3/es active Active
- 2008-04-17 WO PCT/IB2008/000938 patent/WO2008129391A1/en not_active Ceased
- 2008-04-17 PL PL08762687T patent/PL2134991T3/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2008129391A8 (en) | 2009-12-17 |
| DE102007018435A1 (de) | 2008-10-30 |
| EP2134991B1 (en) | 2013-02-20 |
| PL2134991T3 (pl) | 2013-09-30 |
| EP1983232A1 (en) | 2008-10-22 |
| EP2134991A1 (en) | 2009-12-23 |
| WO2008129391A1 (en) | 2008-10-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10221734B2 (en) | Lubrication structure and lubrication method for upper pin in piston crank mechanism of internal combustion engine | |
| ATE330138T1 (de) | Kugelgelenk | |
| US10655535B2 (en) | Connecting rod for an internal combustion engine with variable compression | |
| CN105849443B (zh) | 具有通道的无销活塞 | |
| US6293185B1 (en) | Piston for a hydrostatic cylinder block | |
| ES2390384T3 (es) | Accionamiento por manivela | |
| CN106051113A (zh) | 凸轮从动件及其制造方法，注射泵和阀促动器 | |
| BRPI1010023B1 (pt) | Furo para biela | |
| ES2886498T3 (es) | Pistón de fundición | |
| ES2384192T3 (es) | Aislamiento de intersticio de aire en un casquillo cilíndrico | |
| EP2134991B1 (en) | Pinless cranktrain for internal combustion engines and compressors | |
| ES2336966T3 (es) | Bomba de eje torcido. | |
| US10094276B2 (en) | Multi-link piston-crank mechanism for internal combustion engine | |
| ES2344868T3 (es) | Disposicion de montaje de piston y vastago de accionamiento, para un compresor de movimiento alternativo. | |
| CN102356256A (zh) | 活塞销以及活塞和活塞销的组合 | |
| US6732633B1 (en) | Reduced dead volume hollow piston | |
| CN103492768B (zh) | 小头衬套、活塞以及衬套‑活塞系统 | |
| WO2017202777A1 (en) | Connecting rod for an internal combustion engine with adjustable compression ratio | |
| CN216554917U (zh) | 一种连杆 | |
| ES2352954T3 (es) | Estructura de cojinete de muñequilla para cigüeñal. | |
| WO2010138511A2 (en) | Reciprocating compressor wrist pin bearing and lubrication passageway | |
| CN104421376A (zh) | 传动元件 | |
| KR100621379B1 (ko) | 밀폐형 압축기의 커넥팅로드 | |
| EP3330577A1 (en) | Piston - connecting rod assembly | |
| ES2213607T3 (es) | Cigueñal de motor de combustion interna multicilindro. |