Sistema de accionamiento con un elemento de transmisión de energía rotativo.

Sistema de accionamiento (20) provisto de una cubierta de cilindro (21) con dos secciones finales y,

dentro de la cubierta de cilindro, una cámara de combustión central (54) con dos cuerpos de pistón dispuestos en ella, que se pueden mover en direcciones axialmente opuestas en la cámara de combustión, donde una barra de accionamiento (24, 25) extendiéndose a lo largo del eje longitudinal (29) de la cubierta de cilindro (21) se conecta a cada cuerpo de pistón y se extiende hacia el exterior desde una parte final respectiva de la cubierta de cilindro (21) con un final de accionamiento, donde las barras de accionamiento son conectadas cada una vía un elemento de accionamiento con un cuerpo giratorio (37) que puede girar alrededor de la cubierta de cilindro, donde los elementos de accionamiento son provistos de cojinetes (31, 31'; 32, 32'; 33,33'; 34, 34') que están sobre el cuerpo giratorio y que, en movimiento recíproco, conducen el cuerpo giratorio a causar rotación sobre el eje longitudinal (29), donde el cuerpo giratorio (37) comprende uno o más elementos magnéticos (40).

Sistema de accionamiento con un elemento de transmisión de energía rotativo [0001] La invención se refiere a un sistema de accionamiento provisto de una cubierta de cilindro con dos secciones finales y, dentro de la cubierta de cilindro, una cámara de combustión central con dos cuerpos de pistón en ella, que se pueden mover en direcciones axialmente opuestas en la cámara de combustión, donde una barra de accionamiento que se extiende a lo largo del eje longitudinal de la cubierta de cilindro se conecta a cada cuerpo de pistón y se extiende hacia el exterior de una parte de final respectiva de la cubierta de cilindro con un final de accionamiento.

Tal sistema de accionamiento, que puede comprender un generador, un motor de combustión, un convertidor de energía o un accionamiento híbrido (generador/motor combinado) , se conoce de (WO 2007/126312 A) . En el convertidor de energía conocido, el cilindro envuelve una cámara de combustión, dentro de la cual dos jefes de pistón de oscilación opuestos cada uno conducen una barra de accionamiento. Las barras de accionamiento son desplazables en relación a los jefes de pistón y, en sus extremidades de cara, se proveen de una válvula que se instala contra un asiento de válvula a una cara final de los jefes de pistón correspondientes para la entrega de una mezcla de aire de combustible y descargar gases de combustión de la cámara de combustión central. Las barras de accionamiento se conectan a un elemento magnético, tal como una bobina, que genera un voltaje en el campo magnético de una bobina de campo fija. Los jefes de pistón se pueden retener mediante un elemento de retención magnético al punto de muerte interna (IDP) para abrir la lumbrera de admisión, y al punto de muerte externa (ODP) para abrir el puerto de salida, de modo que dichas barras de accionamiento se desplazan en relación a los jefes de pistón y las válvulas se desplazan en relación a los asientos de válvula en los jefes de pistón.

El dispositivo conocido, con una construcción de pistón flotante y amortiguadores de gas, tiene el inconveniente que las pérdidas de energía en los amortiguadores de gas son bastantes considerables. Control de las barras de accionamiento de pistón flotante en conjunción con los jefes de pistón desplazables es complejo y relativamente inseguro.

El convertidor de energía de oscilación conocido es posteriormente sometido a aceleraciones relativamente altas que causan fuerzas considerables para actuar sobre la construcción.

Además, el convertidor de energía conocido tiene un sistema complejo de imanes permanentes y/o bobinas y es por lo tanto relativamente costoso.

Es por lo tanto un objetivo de la invención proporcionar un sistema de accionamiento del tipo descrito anteriormente, donde las fuerzas inerciales son relativamente bajas.

Es otro objetivo proporcionar un sistema de accionamiento, donde generación eficaz de energía eléctrica es hecha posible usando un número relativamente pequeño de imanes y una simple construcción.

Con este fin, el dispositivo generador de energía según la invención se caracteriza por que las barras de accionamiento están conectadas cada una vía un elemento de accionamiento, con un cuerpo giratorio dispuesto alrededor de la cubierta de cilindro, donde los elementos de accionamiento se proveen con cojinetes que están sobre el cuerpo giratorio y que, cuando en movimiento recíproco, conducen el cuerpo giratorio sobre el eje longitudinal.

Aplicando el cuerpo giratorio que puede girar alrededor de la cubierta de cilindro, el movimiento de oscilación opuesto de los jefes de pistón dispuestos opuestamente puede eficazmente ser convertido en un movimiento giratorio. Porque todas las fuerzas que actúan sobre el cuerpo giratorio se transmiten por cojinetes de rodillos o cojinetes de bolas, las pérdidas de energía mecánica son inferiores a aquellas por una combinación de pistón-cigüeñal conocida, en la que el pistón deslizante está sujeto a cargas transversales pesadas por la barra de enganche.

La invención se refiere a cuerpos giratorios electromagnéticos, y puede adicionalmente comprender cuerpos giratorios mecánicos. El cuerpo giratorio puede, por ejemplo, comprender uno o más anillos dentados y puede formar parte de un sistema de transmisión. El cuerpo giratorio puede luego conducir una máquina o un mecanismo de propulsión de vehículo, tal como ruedas o una hélice o propulsor. El cuerpo giratorio también comprende elementos magnéticos tales como bobinas e imanes permanentes que giran dentro de un campo magnético para generar energía eléctrica. Es ventajoso que, a pesar del diámetro relativamente grande del cuerpo giratorio, una unidad compacta puede todavía ser obtenida ya que, con un diámetro más grande del cuerpo giratorio, la velocidad circunferencial de los elementos magnéticos en el espacio es también aumentada, aumentando así la eficiencia de los imanes relativamente costosos.

En una forma de realización, el cuerpo giratorio comprende un borde o chasis contorneado alrededor del eje longitudinal que se extiende parcialmente a lo largo del eje longitudinal, donde los cojinetes de los elementos de accionamiento, como se mueven linealmente a lo largo del eje longitudinal, también se mueven a lo largo del contorno del cuerpo giratorio. El contorno puede comprender una onda con forma fresada. Usando el perfil de onda, un efecto de cuatro-carreras puede ser obtenido, por ejemplo, y las carreras de los jefes de pistón pueden ser variadas. Prolongando la carrera de expansión respecto a la carrera de compresión, por ejemplo, la eficiencia térmica puede ser aumentada.

En una forma de realización, los elementos de accionamiento pueden comprender un primer bastidor que se conecta con una primera barra de accionamiento y un segundo bastidor que se conecta con una segunda barra de accionamiento, donde cada bastidor esencialmente tiene forma de U con dos brazos dispuestos a lo largo del eje longitudinal con los cojinetes localizados en las extremidades de los brazos, donde los planos de los bastidores formados en U están dispuestos a un ángulo entre sí, preferiblemente transversalmente entre si. Las barras de accionamiento pueden ser eficazmente acopladas con el elemento giratorio mediante los bastidores con forma de U, donde los bastidores son dispuestos transversalmente entre sí causando que el cuerpo giratorio sea conducido por ambos bastidores vía un único trayecto de curva.

Un jefe de pistón, desplazable a lo largo del eje longitudinal en relación a la barra de accionamiento, puede ser dispuesto alrededor de cada barra de accionamiento con una abertura de entrada y de salida dirigida hacia una cara de cabeza alineada hacia una línea central de la cámara de combustión, donde la barra de accionamiento dispone de una válvula que se puede desplazar por la barra de accionamiento en relación a la abertura de entrada y de salida. Conectando cada uno de los jefes de pistón con el cuerpo giratorio y/o con los elementos de accionamiento al exterior de las secciones de final de la cubierta de cilindro vía un elemento de accionamiento de jefe de pistón, la sincronización deseada de dichos jefes, y así la sincronización relativa de la carrera de entrada, carrera de compresión, carrera de combustión y carrera de salida, se puede conseguir de una manera robusta, mecánica. Ya que sólo una válvula se requiere para cada pistón, la abertura puede estar a un máximo, que habilita un intercambio rápido de gas sin grandes pérdidas de presión.

En aún otra forma de realización de un sistema de accionamiento según la invención, la cara de cabeza del jefe de pistón comprende una válvula que se instala contra y sella una cara interna de la cámara de combustión, al igual que un vástago y una cámara, donde la barra de accionamiento pasa a través del vástago y se puede desplazar de modo que su válvula se puede instalar y sellar contra el asiento de válvula, donde el asiento de válvula comprende un anillo con varios dedos radialmente situados y mutuamente conectados por muelle que acaban en un anillo que incluye un borde circunferencial de la válvula, extendiéndose el anillo instalado y sellado contra una pared interna de la cubierta de cilindro. Debido a la acción de muelle de dichos dedos, una alta presión de agarre y de sellado se puede ejercer por la válvula en la barra de accionamiento del jefe de pistón de escape, de modo que el sellado de válvula es muy favorable a las altas presiones que ocurren durante la carrera de expansión.

Para un sistema que usa... [Seguir leyendo]

1. Sistema de accionamiento (20) provisto de una cubierta de cilindro (21) con dos secciones finales y, dentro de la cubierta de cilindro, una cámara de combustión central (54) con dos cuerpos de pistón dispuestos en ella, que se pueden mover en direcciones axialmente opuestas en la cámara de combustión, donde una barra de accionamiento (24, 25) extendiéndose a lo largo del eje longitudinal (29) de la cubierta de cilindro (21) se conecta a cada cuerpo de pistón y se extiende hacia el exterior desde una parte final respectiva de la cubierta de cilindro (21) con un final de accionamiento, donde las barras de accionamiento son conectadas cada una vía un elemento de accionamiento con un cuerpo giratorio (37) que puede girar alrededor de la cubierta de cilindro, donde los elementos de accionamiento son provistos de cojinetes (31, 31'; 32, 32'; 33, 33'; 34, 34') que están sobre el cuerpo giratorio y que, en movimiento recíproco, conducen el cuerpo giratorio a causar rotación sobre el eje longitudinal (29) , donde el cuerpo giratorio (37) comprende uno o más elementos magnéticos (40) .

2. Sistema de accionamiento según la reivindicación 1, donde el cuerpo giratorio (37) comprende un elemento de transmisión de potencia para transmitir la rotación del cuerpo giratorio a otro cuerpo giratorio.

3. Sistema de accionamiento según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde el cuerpo giratorio (37) comprende un borde o chasis contorneado (38, 39, 70) alrededor del eje longitudinal (29) que se extiende parcialmente a lo largo del eje longitudinal, donde los cojinetes (31-34.

31. 34') de los elementos de accionamiento (26, 27) , cuando se desplazan linealmente a lo largo del eje longitudinal (29) , son también desplazados a lo largo del contorno del cuerpo giratorio.

4. Sistema de accionamiento según todas las reivindicaciones precedentes, donde dichos elementos de accionamiento comprenden un primer bastidor (26) que se conecta con una primera barra de accionamiento (24) y un segundo bastidor

(26) que se conecta con una segunda barra de accionamiento (25) , donde cada bastidor tiene esencialmente forma de U con dos brazos dispuestos a lo largo del eje longitudinal con los cojinetes (31-34 34') localizados en las extremidades de dichos brazos, donde las superficies de los bastidores con forma de U están dispuestos a un ángulo entre sí, preferiblemente transversalmente una en relación con la otra.

5. Sistema de accionamiento según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde un jefe de pistón (22, 23) , desplazable a lo largo del eje longitudinal en relación a dicha barra de accionamiento, puede ser dispuesto alrededor de cada barra de accionamiento (24, 25) con una abertura de entrada y de salida dirigida hacia una cara de cabeza alineada hacia una línea central (30) de la cámara de combustión (54) , donde la barra de accionamiento (24, 25) dispone de una válvula (42, 43) que se puede desplazar por dicha barra de accionamiento en relación a la abertura de entrada y de salida (53, 60) .

6. Sistema de accionamiento según la reivindicación 5, donde los jefes de pistón (22, 23) son cada uno conectados al exterior de las secciones finales de la cubierta de cilindro (21) vía un elemento de accionamiento de jefe de pistón (65) con el cuerpo giratorio (37) y/o con los elementos de accionamiento (26, 27) .

7. Sistema de accionamiento según la reivindicación 5 o 6, donde la cara de cabeza del jefe de pistón (22, 23) comprende un asiento de válvula (50) que se sienta contra y sella una cara interna de la cubierta de cilindro (21) , al igual que un vástago (51) y una cámara (52) , donde dicha barra de accionamiento (24, 25) pasa a través del vástago (51) y se puede desplazar de modo que su válvula (42) puede ser dispuesta sentada y sellada contra el asiento de válvula (50) , donde el asiento de válvula comprende un anillo con varios dedos radialmente situados y mutuamente conectados de muelle (59) que acaban en un anillo encerrando y cayendo dentro de un borde circunferencial de dicha válvula, cuyo anillo se extiende sentado y sellado contra una pared interna de la cubierta de cilindro (21) .

8. Sistema de accionamiento según todas las reivindicaciones precedentes, donde un canal de entrega de combustible se extiende vía una barra de accionamiento (25) hasta la válvula (43) , donde una tobera de inyección (58) se extiende más allá la válvula de dicha barra de accionamiento y en la cámara de combustión (54) .

9. Sistema de accionamiento según todas las reivindicaciones precedentes, donde la carrera de compresión es más corta que la carrera de expansión.