BIELA PARA UNA MAQUINA DE PISTON DE DOBLE ARBOL DE CIGUEÑAL Y MAQUINA DE PISTON DE DOBLE ARBOL DE CIGUEÑAL.

Biela para una máquina de pistón de doble árbol de cigüeñal, con - una primera cabeza de biela (2) que presenta un primer ojo de biela (20) para el montaje de la biela (1) en un pistón (52) de la máquina de pistón,

- una segunda cabeza de biela (3) que presenta un segundo ojo de biela (30) para el montaje de la biela (1) en un pivote de cigüeñal (58; 59) de un árbol de cigüeñal (60; 62) de la máquina de pistón así como - una caña de biela (4) que conecta entre sí la primera cabeza de cigüeñal (2) y la segunda cabeza de cigüeñal (3), - en la que la caña de biela (4) presenta una primera sección estrecha de la caña de biela (40), adyacente a la primera cabeza de biela (2) y - en la que la caña de biela (4) presenta una segunda sección ancha de la caña de biela (45), adyacente a la segunda cabeza de biela (3), - en la que la segunda sección de la caña de biela (45) es más ancha que la primera sección de la caña de biela (40); - en la que la primera sección estrecha de la caña de biela (40) es más estrecha en la zona de la transición a la primera cabeza de biela (2) que el diámetro exterior (D) de la primera cabeza de biela (2); - en la que la anchura de la segunda sección de la caña de biela (45), partiendo desde la zona de transición desde la segunda sección de la caña de biela (45) a la segunda cabeza (3) en dirección a la primera sección de la caña de biela (40) se reduce en ambos lados en un ángulo plano con respecto a un plano (E) que conecta los ejes de los ojos de biela, - en la que en la zona de la unión entre la primera sección de la caña de biela (40) y la segunda sección de la caña de biela (45) está prevista una sección de transición (44); - en la que la longitud (L) de la primera sección de la caña de biela (40) es igual a la longitud (L') o más corta que la longitud (L') de la segunda sección de la caña de biela (45), y - en la que la primera sección de la caña de biela (40) presenta una sección transversal de material macizo; caracterizada porque - la anchura de la caña de biela (4) en la sección de transición (44) se reduce poco a poco desde la anchura (b') de la segunda sección de la caña de biela (45) en el límite con la sección de transición (44) a la anchura (b) de la primera sección de la caña de biela (40) en la dirección de la extensión longitudinal de la caña de biela (4), de manera que el límite con la sección de transición está definido por una modificación del ángulo del contorno de limitación lateral de la caña de biela (4)

Biela para una máquina de pistón de doble árbol de cigüeñal y máquina de pistón de doble árbol de cigüeñal.

La invención se refiere a una biela para una máquina de pistón de doble árbol de cigüeñal, de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 de la patente. Además, se refiere a una máquina de pistón de doble árbol de cigüeñal.

En máquinas de pistón con carrera larga con relación al taladro, también las bielas deben estar configuradas largas y estrechas, para que no colisionen con el borde periférico inferior del cilindro. Tales bielas largas y estrechas están sujetas, sin embargo, en mayor medida que las bielas anchas, al peligro de un pandeo.

Especialmente cuando las bielas están previstas para una máquina de pistón de doble árbol de cigüeñal, en la que los dos árboles de cigüeñal están desplazados lateralmente entre sí con relación a un eje medio del cilindro, las bielas entran desde el lateral en el cilindro bajo un ángulo más plano que en una máquina de pistón con un solo árbol de cigüeñal, de manera que aquí se eleva, condicionado por el principio, el peligro de la colisión con el borde inferior del cilindro. Por lo tanto, en una máquina de pistón de doble árbol de cigüeñal, las bielas deben estar configuradas todavía más estrechas. En el estado de la técnica se han realizado ya consideraciones para configurar curvadas las bielas de máquinas de pistón de doble árbol de cigüeñal. Una biela curvada de este tipo se conoce, por ejemplo, a partir del documento DE-AS 1 775 160. Sin embargo, tales bielas curvadas son estáticamente críticas, especialmente en máquinas de pistón de alta capacidad.

Se conoce también, por ejemplo, a partir del documento FR-A-1 596 918 configurar bielas con una sección estrecha de la biela en el lado del pistón y una sección ancha de la caña en el lado del árbol de cigüeñal, de manera que las secciones de la caña está delimitadas por nervaduras periféricas, que se extienden en la dirección de los ejes de los ojos de las bielas. Estas nervaduras periféricas, que se extienden sobre casi todo el espesor de la biela, elevan de nuevo el peligro de que la biela entre en contacto con los cantos laterales de las nervaduras con el borde periférico inferior de forma circular del cilindro.

El documento US-A 5.660.086 publica una biela de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

El documento GB-A-464 724 se refiere a una biela, cuya caña de la biela presenta una sección de la caña de biela más estrecha en el lado del pistón y una sección de la caña de biela más ancha en el lado del árbol de cigüeñal. La sección de la caña de biela del lado del pistón ocupa aproximadamente un tercio de la longitud de la caña de biela y la sección de la caña de biela del lado del árbol de cigüeñal se extiende aproximadamente sobre dos tercios de la longitud de la caña de biela. Aquí no está prevista una sección de transición entre las dos secciones de la caña de biela mencionadas anteriormente. En este diseño conocido de la biela se pretende crear una conexión lo más elástica posible de los ojos de la biela en la caña de la biela. Esto contradice la consecución de una alta resistencia al pandeo.

El documento JP-A-60-2579.38 se refiere a una biela de chapa, que está compuesta por cuatro elementos de biela, en la que las superficies de separación están formadas por dos planos que están en ángulo recto entre sí y que contienen el eje longitudinal de la biela. Estos cuatro elementos de biela de chapa están conectados entre sí por medio de puntos de soldadura. Por lo tanto, esta biela conocida está configurada en forma de cajón en la sección transversal, de manera que las paredes laterales, que están cosidas entre sí por medio de puntos de soldadura, están dobladas con respecto a las superficies frontales respectivas de la biela. En una zona de la biela en la proximidad de la cabeza de la biela en el lado del cilindro, la superficie lateral se ha omitido con la finalidad del ahorro de peso. Adicionalmente, en la zona de la caña de la biela están previstas aberturas en forma de taladro alargado, que se extienden sobre casi toda la longitud entre las dos cabezas de biela. Esta biela solamente es adecuada, en virtud de su tipo de construcción ligera, para la transmisión de fuerzas mínimas. En particular, en el caso de empleo en una máquina de pistón de doble árbol de cigüeñal, esta biela conocida está muy amenazada de pandeo.

El cometido de la presente invención es indicar una biela del tipo indicado al principio, que presenta una alta resistencia al pandeo y puede entrar en el cilindro en ángulos relativamente planos, de manera que es adecuada para el empleo en máquinas de pistón de doble árbol de cigüeñal.

Este cometido se soluciona por medio de las características indicadas en la parte de caracterización de la reivindicación 1 de la patente.

La transición de la primera sección de la caña de biela a la segunda sección de la caña de biela se ocupa de que la anchura de la segunda sección de la caña de biela hasta poco antes de la primera sección de la caña de biela sea suficientemente grande, para garantizar de esta manera una alta resistencia al pandeo en la zona de la segunda sección de la caña de biela. El estrechamiento de la caña de biela solamente tiene lugar en la zona de la primera sección de la caña de biela del lado del pistón, con la que la biela penetra en el cilindro. Puesto que la primera sección estrecha de la caña de biela es más estrecha en la zona de la transición a la primera cabeza de biela que el diámetro exterior de la cabeza de biela, se consigue igualmente que la anchura de la caña de biela sea especialmente reducido en la zona, que penetra en el cilindro, con lo que se reduce claramente el peligro de la colisión de la biela con el borde inferior del cilindro. La longitud de la primera sección de la caña de biela es igual a la longitud o más corta que la longitud de la segunda sección de la caña de biela. De esta manera, se reduce claramente la zona de la biela, que está sometida en una medida especial a un peligro de pandeo, frente a las bielas convencionales. En la zona de la unión entre la primera sección de la caña de biela y la segunda sección de la caña de biela está prevista una sección de transición, en la que la anchura de la segunda sección de la caña de biela se reduce poco a poco a la anchura de la primera sección de la caña de biela en la dirección de la extensión longitudinal de la caña de biela. El peligro de pandeo de la biela en la sección de transición entre la primera sección de la caña de biela y la segunda sección de la caña de biela se reduce claramente porque el contorno lateral de la biela en esta zona no es abrupto, sino que pasa poco a poco desde la segunda sección ancha de la caña de biela a la primera sección más estrecha de la caña de biela.

En este caso es especialmente ventajoso que la anchura de la primera sección de la caña de biela, en la zona de la proximidad a la sección de transición, sea esencialmente la mitad de la anchura de la segunda sección de la caña de biela en su proximidad a la sección de transición.

Con preferencia, la primera sección de la caña de biela está provista en al menos un lado frontal con una nervadura de refuerzo, que se extiende desde la primera cabeza de biela en la dirección de la extensión longitudinal de la caña de la biela, y que incrementa el espesor de la caña de la biela en esta zona. De esta manera se crea un refuerzo de la primera sección estrecha de la caña de biela, que reduce claramente el peligro de pandeo de la biela en esta zona, especialmente cuando la nervadura de refuerzo está configurada sobre los dos lados frontales de la primera sección de la caña de biela.

En este caso, la nervadura de refuerzo se extiende de manera preferida hasta la sección de transición, pero con preferencia incluso hasta la zona de la segunda sección de la caña de biela, que está adyacente a la sección de transición. A través de la previsión de la nervadura de refuerzo también en la sección de transición se reduce adicionalmente en particular en esta zona el peligro de pandeo de la biela. Además, si la nervadura de refuerzo se extiende hasta la segunda sección de la caña de biela, entonces se lleva a cabo una transmisión especialmente fiable de los momentos de flexión, que son absorbidos por la nervadura de refuerzo, a la segunda sección ancha de la caña de biela, con lo que...

1. Biela para una máquina de pistón de doble árbol de cigüeñal, con

- una primera cabeza de biela (2) que presenta un primer ojo de biela (20) para el montaje de la biela (1) en un pistón (52) de la máquina de pistón,

- una segunda cabeza de biela (3) que presenta un segundo ojo de biela (30) para el montaje de la biela (1) en un pivote de cigüeñal (58; 59) de un árbol de cigüeñal (60; 62) de la máquina de pistón así como

- una caña de biela (4) que conecta entre sí la primera cabeza de cigüeñal (2) y la segunda cabeza de cigüeñal (3),

- en la que la caña de biela (4) presenta una primera sección estrecha de la caña de biela (40), adyacente a la primera cabeza de biela (2) y

- en la que la caña de biela (4) presenta una segunda sección ancha de la caña de biela (45), adyacente a la segunda cabeza de biela (3),

- en la que la segunda sección de la caña de biela (45) es más ancha que la primera sección de la caña de biela (40);

- en la que la primera sección estrecha de la caña de biela (40) es más estrecha en la zona de la transición a la primera cabeza de biela (2) que el diámetro exterior (D) de la primera cabeza de biela (2);

- en la que la anchura de la segunda sección de la caña de biela (45), partiendo desde la zona de transición desde la segunda sección de la caña de biela (45) a la segunda cabeza (3) en dirección a la primera sección de la caña de biela (40) se reduce en ambos lados en un ángulo plano con respecto a un plano (E) que conecta los ejes de los ojos de biela,

- en la que en la zona de la unión entre la primera sección de la caña de biela (40) y la segunda sección de la caña de biela (45) está prevista una sección de transición (44);

- en la que la longitud (L) de la primera sección de la caña de biela (40) es igual a la longitud (L') o más corta que la longitud (L') de la segunda sección de la caña de biela (45), y

- en la que la primera sección de la caña de biela (40) presenta una sección transversal de material macizo;

caracterizada porque

- la anchura de la caña de biela (4) en la sección de transición (44) se reduce poco a poco desde la anchura (b') de la segunda sección de la caña de biela (45) en el límite con la sección de transición (44) a la anchura (b) de la primera sección de la caña de biela (40) en la dirección de la extensión longitudinal de la caña de biela (4), de manera que el límite con la sección de transición está definido por una modificación del ángulo del contorno de limitación lateral de la caña de biela (4).

2. Biela de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque la anchura (b) de la primera sección de la caña de biela (40), que está adyacente a la sección de transición (44) tiene esencialmente la mitad de la anchura (b') de la segunda sección de la caña de biela (45), que está adyacente a la sección de transición (44).

3. Biela de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la primera sección de la caña de biela (40) está provista en al menos un lado frontal con una nervadura de refuerzo (42, 43), que se extiende desde la primera cabeza de biela (2) en la dirección longitudinal de la caña de biela (4), y que incrementa el espesor de la caña de biela (4) en esta zona.

4. Biela de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizada porque la nervadura de refuerzo (42, 43) se extiende hasta la sección de transición (44), con preferencia hasta la zona, adyacente a la sección de transición (44), de la segunda sección de la caña de biela (45).

5. Biela de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la primera sección de la caña de biela (40) está conectada, con respecto a un plano (E) que conecta los ejes de los ojos de biela (Y, Y'), asimétricamente con la segunda sección de la caña de biela (45).

6. Máquina de pistón de doble árbol de cigüeñal con al menos una unidad de cilindro y pistón con un pistón (52) móvil en vaivén en un cilindro (50) así como dos árboles de cigüeñal (60, 62) giratorios en sentido opuestos de forma sincronizada entre sí, caracterizada porque el pistón (52) está acoplado a través de una primera biela (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores con el primer árbol de cigüeñal (60) y a través de una segunda biela (1') de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores con el segundo árbol de cigüeñal (62).

7. Máquina de pistón de doble árbol de cigüeñal de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizada porque la máquina de pistón de doble árbol de cigüeñal es un motor de combustión interna.

8. Máquina de pistón de doble árbol de cigüeñal de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizada porque la máquina de pistón de doble árbol de cigüeñal es un compresor o una bomba.