MÁQUINA DE PISTÓN ROTATIVO.

Máquina de pistón rotativo con al menos un canal anular (1), que está curvado a lo largo de al menos un arco circular parcial y en el que está montado un pistón (2) que se puede mover en un fluido que transmite un movimiento,

así como entra a través de una conexión (3 ó 4) de fluido y sale a través de otra conexión (4 ó 3) de fluido, que está acoplado mediante una palanca (5) con un cuerpo giratorio dispuesto coaxialmente con su eje de giro de forma concéntrica respecto al arco circular, estando guiada la palanca (5) respecto al cuerpo giratorio a través de una hendidura estanca que se encuentra situada en la pared del canal anular (1) en dirección de movimiento del pistón (2), estando situados elementos (13) de obturación en la zona de la hendidura entre la palanca (5) y las secciones de pared, contiguas a ambos lados, para impedir una salida del fluido, caracterizada porque la palanca (5), por una parte y las secciones de pared del canal anular (1) contiguas a la hendidura a ambos lados, por la otra parte, están provistas de estructuras complementarias (12, 14) de sujeción que engranan entre sí, cuyas fuerzas de sujeción están dirigidas en sentido opuesto a una apertura de la hendidura

La invención se refiere a una máquina de pistón rotativo con al menos un canal anular, que está curvado a lo largo de al menos un arco circular parcial y en el que está montado un pistón que se puede mover en un fluido que transmite un movimiento, así como entra a través de una conexión de fluido y sale a través de una conexión de fluido, que está acoplado mediante una palanca con un cuerpo giratorio dispuesto coaxialmente con su eje de giro de forma concéntrica respecto al arco circular, estando guiada la palanca respecto al cuerpo giratorio a través de una hendidura estanca que se encuentra situada en la pared del canal anular en dirección de movimiento del pistón, estando situados elementos (13) de obturación en la zona de la hendidura entre la palanca (5) y las secciones de pared, contiguas a ambos lados, para impedir una salida del fluido.

Una máquina de pistón rotativo de este tipo se conoce del documento WO92/16728A, considerado como el estado más actual de la técnica. En esta conocida máquina de pistón rotativo están dispuestos en una cámara toroidal varios pistones acoplados con un árbol central mediante una hendidura de la cámara toroidal y mediante un engranaje para formar un accionamiento giratorio. En la hendidura del canal anular toroidal están situados elementos de obturación.

Los documentos GB-A2262965 y US-A-4636157 muestran también máquinas de pistón rotativo con pistones dispuestos en un canal anular y acoplados con un árbol central mediante una hendidura en el canal anular, estando dispuestos elementos de obturación en la hendidura.

El documento DE9103452U1 da a conocer otra máquina de pistón rotativo. En esta conocida máquina de pistón rotativo en forma de un motor de aceite a presión, un pistón unido con un accionamiento se hace girar en una carcasa en forma de anillo circular al someterse a la presión del aceite. A tal efecto, al espacio interior en forma de anillo tubular de la carcasa se alimenta aceite mediante una bomba de aceite a presión a través de un conducto de aceite a presión para obtener una aceleración del pistón. A fin de impedir pérdidas de energía por acumulación de aceite, que se pueden originar debido a una acumulación de aceite entre una pared del pistón y una pared de una corredera, el aceite se elimina en esta zona a través de un conducto de aspiración mediante una bomba de aspiración intercalada, lo que debe garantizar una rotación continuamente uniforme del pistón. El pistón está colocado en un disco rotativo de pistón guiado radialmente a través de una hendidura a partir de la carcasa en forma de anillo tubular y fijado en un árbol central de motor. Como muestra la sección transversal de la figura 2 de este documento, las dos mitades del motor, que rodean el espacio en forma de anillo tubular, se extienden por toda la superficie de la sección transversal del motor, estando guiado el árbol a través de las mitades del motor. En la realización mostrada, la presión de aceite dentro del cilindro se puede expandir de manera uniforme en ambas direcciones después de entrar en el espacio de cilindro, finalizando claramente el conducto de aspiración en una caja de aceite. En el caso de esta construcción no se obtiene un funcionamiento continuo ni se da información sobre una obturación que resulta esencial, sin embargo, para el funcionamiento.

El documento DD276122A1 da a conocer un motor hidráulico con acción de engranaje que posibilita determinados ajustes del ángulo de giro al existir bajos números de revoluciones. En este caso, alrededor de una rueda dentada, sobre un árbol montado de manera giratoria en una carcasa, están dispuestos radialmente pistones planos con punta cuneiforme hacia la rueda dentada y con una configuración en T en el lado opuesto a la rueda dentada en un manguito segmentado, unido fijamente con la carcasa, de tal modo que estos se pueden mover por deslizamiento. El aceite, que penetra en un espacio de cilindro, empuja los pistones planos con la punta cuneiforme hacia el dentado de la rueda dentada. Debido a la diferencia de paso entre los pistones planos y la rueda dentada se gira la rueda dentada, estando engranados varios pistones de manera continua. Mediante la solicitación continua y consecutiva de los pistones planos se genera un movimiento giratorio uniforme. En el caso de esta configuración del motor hidráulico, una pluralidad de pistones planos se ha de mover entre sí de forma coordinada, realizándose su movimiento en dirección radial. Esta construcción prevista para ajustes definidos del ángulo de giro es relativamente costosa y adecuada sólo para movimientos giratorios relativamente lentos.

El documento FR2500075A1 muestra otro motor hidráulico con un cilindro circular curvado en forma de arco circular y pistones dispuestos aquí, así como sometidos a un medio hidráulico y fijados en un árbol central. Dentro del espacio de cilindro están montadas de forma móvil paletas que se giran hacia el interior de las entalladuras de la pared de cilindro para liberar el recorrido del pistón pasante. Sin embargo, esta zona no dispone de una obturación eficiente de los pistones a lo largo de la pared de cilindro, por lo que no se garantiza un funcionamiento fiable. Además, los pistones pueden pasar por el espacio de cilindro sólo en dirección de giro hacia dentro de las paletas. Asimismo, los pistones y las paletas están sometidos a un alto desgaste y, por tanto, no se garantiza un funcionamiento duradero ni un par de giro alto. El espacio de cilindro está rodeado por mitades de carcasa, unidas entre sí, que presentan resaltos que sobresalen radialmente hacia el centro de la carcasa y colindan con un árbol central. Entre los resaltos se ha dejado libre una hendidura, a través de la que están guiados brazos de palanca unidos, por una parte, con los pistones y, por la otra parte, con el árbol central, estando dispuestos elementos de obturación entre los brazos de palanca, configurados como disco circular, y los resaltos. Los brazos de palanca en forma de disco circular están provistos de entalladuras para reducir la presión.

El documento GB1283907 muestra otra máquina de pistón rotativo configurada como bomba dosificadora. En este caso, están montados pistones curvados en dos cilindros semicirculares, que se oponen de manera concéntrica, con vástagos curvados de pistón conectados aquí que son movidos en vaivén por un árbol central mediante una palanca que actúa en el vástago de pistón para bombear en forma de impulsos un líquido con una dosis exacta. Los vástagos de pistón están guiados en correspondencia con el desarrollo del arco circular a través de la superficie de su sección transversal, en el lado frontal, hacia fuera del respectivo cilindro semicircular y acoplados con la palanca por fuera del cilindro. Esta construcción limita el movimiento del pistón o del árbol a un intervalo angular relativamente pequeño, presentando en primer lugar la construcción una función de sincronización. Además, resulta difícil una guía y transmisión exacta de fuerzas entre el árbol y el pistón al existir en especial pares de giro relativamente altos y la construcción no resulta adecuada para la transmisión de grandes fuerzas o pares.

Son muy conocidas también las unidades de pistón/cilindro, extendidas en línea recta, para fines de accionamiento, por ejemplo, para mover un brazo de palanca en una excavadora. En este caso, durante el movimiento giratorio varía el brazo de palanca y, por tanto, también el par activo y las fuerzas especialmente en los puntos de apoyo.

El documento DE3900375 muestra una máquina de combustión interna con un pistón que rota de manera uniforme en un espacio anular. En este espacio anular de cilindro están integrados en fila los cuatro ciclos de trabajo de una máquina de combustión interna. En este caso resulta difícil obtener un desarrollo del movimiento controlable exactamente en el tramo de movimiento. Además, la construcción requiere medidas costosas para el control de la combustión, la producción de la mezcla de combustible y la conducción de los gases de escape. Especialmente también en caso de movimientos lentos y pares altos de giro resulta difícil la construcción adecuada de una máquina de este tipo. Por tanto, en el presente caso no se trata de este tipo de máquina de combustión interna.

La invención tiene el objetivo de poner a disposición una máquina de pistón rotativo con un fluido situado en el espacio de cilindro, en especial un líquido incompresible, que permite controlar con una gran exactitud el desarrollo del movimiento incluso al transmitirse pares altos de giro.

Este...

1. Máquina de pistón rotativo con al menos un canal anular (1), que está curvado a lo largo de al menos un arco circular parcial y en el que está montado un pistón

(2) que se puede mover en un fluido que transmite un movimiento, así como entra a través de una conexión (3 ó 4) de fluido y sale a través de otra conexión (4 ó 3) de fluido, que está acoplado mediante una palanca (5) con un cuerpo giratorio dispuesto coaxialmente con su eje de giro de forma concéntrica respecto al arco circular, estando guiada la palanca (5) respecto al cuerpo giratorio a través de una hendidura estanca que se encuentra situada en la pared del canal anular (1) en dirección de movimiento del pistón (2), estando situados elementos (13) de obturación en la zona de la hendidura entre la palanca

(5) y las secciones de pared, contiguas a ambos lados, para impedir una salida del fluido, caracterizada porque la palanca (5), por una parte y las secciones de pared del canal anular (1) contiguas a la hendidura a ambos lados, por la otra parte, están provistas de estructuras complementarias (12, 14) de sujeción que engranan entre sí, cuyas fuerzas de sujeción están dirigidas en sentido opuesto a una apertura de la hendidura.

2. Máquina de pistón rotativo según la reivindicación 1, caracterizada porque la palanca (5) está extendida a todo lo largo de la hendidura.

3. Máquina de pistón rotativo según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque la pared del canal anular (1) está ensanchada en la zona de la hendidura en su lado exterior.

4. Máquina de pistón rotativo según una de las reivindicaciones existentes, caracterizada porque la estructura de sujeción en el canal anular (1) está configurada como resaltos radiales (14) que discurren a ambos lados a lo largo de la hendidura y la estructura complementaria de sujeción en la palanca (5) está configurada como un elemento (12) de apriete en forma de mordaza en la sección transversal.

5. Máquina de pistón rotativo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la palanca (5) tiene en la vista en planta desde arriba la forma de un disco circular o una sección circular o porque el canal anular (1) colinda directamente con la circunferencia exterior del cuerpo giratorio (7).

6. Máquina de pistón rotativo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el canal anular (1) está compuesto de dos semicasquillos, unidos entre sí, respecto al plano de movimiento del pistón (2).

7. Máquina de pistón rotativo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el cuerpo giratorio está dispuesto en el exterior o el interior respecto al canal anular (1) y está configurado como árbol central (7), estando acoplada la palanca (5) mediante un buje (6) al árbol (7) que provoca una transmisión de fuerza en ambas direcciones de giro o sólo en una dirección de giro y una marcha libre en la otra dirección de giro.

8. Máquina de pistón rotativo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque al menos dos canales anulares (1) están acoplados a un cuerpo giratorio y situados en lados opuestos radialmente del cuerpo giratorio y/o desplazados axialmente.

9. Máquina de pistón rotativo según la reivindicación 8, caracterizada porque al menos dos canales anulares (1) están acoplados a un cuerpo giratorio y accionados de manera que los pistones funcionan de forma desfasada.

10. Máquina de pistón rotativo según la reivindicación 9, caracterizada porque las conexiones (4.1, 4.2) de fluido de los canales anulares (1) están unidas entre sí de modo que se produce un retroceso de un pistón (2) debido al accionamiento del otro pistón (2).

11. Máquina de pistón rotativo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque se puede ajustar la extensión del pistón en dirección del arco del canal anular (1).

12. Máquina de pistón rotativo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la máquina de pistón rotativo está configurada como unidad para un movimiento de vaivén, pudiéndose controlar las conexiones alternativamente para la entrada o salida del fluido, porque la pared del canal anular (1) presenta una anchura elevada en la zona de la hendidura y porque la estructura de sujeción en el canal anular (1) está configurada como resaltos radiales (14) que discurren a ambos lados a lo largo de la hendidura y la estructura complementaria de sujeción en la palanca (5) está

configurada como un elemento (12) de apriete en forma de mordaza en la sección transversal.

13. Máquina de pistón rotativo según una de las reivindicaciones 7 a 12, caracterizada porque el cuerpo giratorio dispuesto en el exterior está configurado como anillo giratorio exterior (20) y/o el cuerpo giratorio dispuesto en el interior está configurado como anillo giratorio interior (21) y están provistos de una construcción portante inferior y/o superior (30, 31).

14. Máquina de pistón rotativo según una de las reivindicaciones 7 a 13, caracterizada porque el cuerpo giratorio está montado en un elemento de carcasa del canal anular (1) mediante bolas o rodillos.

15. Máquina de pistón rotativo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque los elementos (13) de obturación están sometidos a una fuerza de compresión en su lado opuesto a la superficie de palanca.

16. Máquina de pistón rotativo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque hay dos palancas (5) con dos pistones (2) que se mueven en el canal anular (1) y porque un dispositivo de bloqueo está provisto de elementos (16) de bloqueo, mediante los que se puede fijar respectivamente un cuerpo giratorio con el pistón correspondiente (2) y el pistón inactivo (2) forma un fondo de canal para accionar el otro pistón (2) respectivamente con el cuerpo giratorio asignado a éste.

17. Aplicación de la máquina de pistón rotativo según

una de las reivindicaciones precedentes como accionamiento de dirección de una rueda.

18. Aplicación de la máquina de pistón rotativo según una de las reivindicaciones 1 a 11 como accionamiento giratorio de una rueda.