Fijación elástica para pistón de motor con una relación de compresión variable.

Fijación elástica para pistón (2) de motor con una relación de compresión variable (10),

siendo dicho pistón (2) solidario en su parte inferior con un elemento de transmisión (3) que coopera, por una parte, con un dispositivo de guiado de rodamiento (4) y, por otra parte, con una rueda dentada (5) solidaria con una biela (6) con el fin de garantizar la transmisión del movimiento entre dicho pistón (2) y dicha biela (6), caracterizada por que está compuesta por al menos una varilla metálica (15) mantenida en tensión entre dicho pistón (2) y dicho elemento de transmisión (3) y que aplica una fuerte presión de contacto entre la base de dicho pistón (2) y la cara superior de dicho elemento de transmisión (3), estando por una parte dicho pistón (2) sujeto en un ángulo previamente calculado que permite que la varilla metálica (15) compuesta por un espárrago (16) esté sometida a una fuerza tensora buscada y que se consiga el pretensado de sujeción entre dicho pistón (2) y el elemento de transmisión (3) y, por otra parte, ajustado en rotación con respecto al elemento de transmisión (3), mediante una sujeción adicional que no aumenta significativamente el pretensado de sujeción, siguiendo alargándose dicho espárrago (16) con la misma fuerza tensora por deformación plástica.

Fijación elástica para pistón de motor con una relación de compresión variable La presente invención tiene por objeto una fijación elástica para pistón de motor con una relación de compresión variable que permite el mantenimiento apretado y/o el ajuste en rotación de dicho pistón con respecto a un elemento de transmisión.

Se conocen, según las patentes internacionales WO 98/51911, WO 00/31377, WO 03/008783 que pertenecen al solicitante, diferentes dispositivos mecánicos para motor de cilindrada variable.

Hay que señalar que la patente internacional WO 98/51911 a nombre del solicitante describe un dispositivo que sirve para mejorar el rendimiento global de los motores de combustión interna de pistones utilizados con carga y régimen variables mediante la adaptación en marcha de su cilindrada efectiva y/o su relación volumétrica. Conociendo también el experto en la materia este tipo de motor con la denominación de "motor con una relación de compresión variable", esta denominación se utilizará a continuación en el texto.

Se comprueba que, de acuerdo con la patente internacional WO 00/31377 a nombre del solicitante, el dispositivo de transmisión mecánica para motor con una relación de compresión variable comprende un pistón solidario en su parte inferior con un elemento de transmisión que coopera, por una parte, con un dispositivo de guiado de rodamiento y, por otra parte, con una rueda dentada solidaria con una biela que permite realizar la transmisión del movimiento entre dicho pistón y dicha biela.

Hay que señalar que, de acuerdo con la patente internacional WO 03/008783 a nombre del solicitante, el dispositivo de transmisión mecánica para motor con una relación de compresión variable comprende al menos un cilindro dentro del cual se desplaza un pistón que es solidario, en su parte inferior, con un elemento de transmisión que coopera, por una parte, por medio de una cremallera de pequeño tamaño con un dispositivo de guiado de rodamiento y, por otra parte, por medio de otra cremallera de gran tamaño con una rueda dentada solidaria con una biela. Dicho dispositivo de transmisión mecánica para motor con una relación de transmisión variable comprende también al menos una cremallera de control que coopera con la rueda dentada, unos medios de fijación del pistón en el elemento de transmisión que ofrecen un pretensado de sujeción, unos medios de unión que permiten rigidizar los dientes de las cremalleras y unos medios de refuerzo y de aligeramiento de la estructura de la rueda dentada.

Se observa que, de acuerdo con la patente internacional WO 03/008783 el pistón solidario en su parte inferior con un elemento de transmisión consta de una falda de guiado que garantiza el centrado de dicho pistón dentro del cilindro del motor con una relación de compresión variable, mientras que el dispositivo de guiado de rodamiento garantiza la orientación de dicho pistón dentro de dicho cilindro.

Hay que señalar que, de acuerdo con la patente internacional WO 00/31377 a nombre del solicitante, el pistón consta de una base que está unida por medio de una varilla de unión con una sección en forma de T a una cremallera compuesta por dos medias cremalleras por medio de un tornillo de sujeción.

Se observa que, de acuerdo con la patente internacional WO 03/008783 a nombre del solicitante, la cremallera anteriormente compuesta por dos medias cremalleras ya solo está formada por una única pieza y pasa a llamarse "elemento de transmisión".

Además, esta misma patente describe otra manera de fijar el pistón sobre su elemento de transmisión que consiste en unos medios de fijación que ofrecen un pretensado de sujeción y garantizan el centrado del pistón sobre dicho elemento de transmisión.

Estos medios de sujeción están compuestos por un orificio roscado realizado en el pie de soporte del pistón que coopera con un eje roscado solidario con el elemento de transmisión.

Además, de acuerdo con esta patente, el centrado entre el pistón y el elemento de transmisión está garantizado por un orificio liso realizado en el pie de soporte del pistón de forma coaxial al orificio roscado, que coopera con una porción lisa prevista en el eje vertical del elemento de transmisión.

Si la forma de fijación descrita en la patente internacional WO 03/008783 a nombre del solicitante constituye un progreso significativo con respecto a la patente internacional WO 00/31377, no existe una solución que garantice la ausencia de aflojamiento del pistón de su elemento de transmisión.

Además, no se propone una solución para garantizar a la vez el pretensado de sujeción necesario entre el pistón y el elemento de transmisión, y el ajuste en rotación de dicho pistón.

En efecto, dicho ajuste es necesario para enfrentar los rebajes de válvulas realizados en el casquete del pistón y las válvulas, o para orientar un eventual pocillo previsto en el casquete del pistón con respecto a un inyector alojado dentro de la culata.

En efecto, si uno quiere asegurarse a la vez del valor de la fuerza de sujeción y del ajuste en rotación, es necesario ajustar en rotación las roscas realizadas a la vez en el pie de soporte del pistón y en el elemento de transmisión, controlando al mismo tiempo su localización. Dicho ajuste de las roscas es casi imposible en una gran producción en serie.

Otra solución para garantizar simultáneamente la sujeción y el ajuste en rotación del pistón con respecto al elemento de transmisión sería interponer una arandela de separación entre dicho pistón y dicho elemento de transmisión.

En este caso, la altura total del conjunto pistón/elemento de transmisión se vuelve variable y es necesario tener en cuenta esta variación en el ajuste inicial de la relación de compresión del motor con una relación de compresión variable.

Además, hay que disponer unas arandelas de diferentes espesores o fabricar dichas arandelas una por una. Esta exigencia es casi imposible en una gran producción en serie.

Se plantean otros problemas por la fijación del pistón sobre su elemento de transmisión tal como se propone en la patente internacional WO 03/008783.

Entre estos, hay que señalar que el pistón debe, en la mayoría de los casos, realizarse en una aleación ligera a base de aluminio. Esto es necesario para que dicho pistón sea ligero garantizando al mismo tiempo una conductibilidad térmica suficiente de tal modo que se mantenga suficientemente frío.

El problema del aluminio es, por una parte, su baja resistencia mecánica inicial que, además, se degrada rápidamente con el calor y, por otra parte, su coeficiente de dilatación superior al del acero. Estos dos puntos conducen al aflojamiento progresivo del pistón del elemento de transmisión sobre el que está fijado, por fluencia y por deformación plástica del roscado realizado en el pie de soporte de dicho pistón.

Una vez aflojado dicho conjunto, la tensión de sujeción buscada entre el pistón y su elemento de transmisión ya no está garantizada y puede producirse una separación no deseada en el contacto entre el pie de soporte del pistón y la cara superior del elemento de transmisión.

Esta separación conduce al bruñido de la cara de apoyo del pistón y presenta un riesgo de rotación de dicho pistón. Si el pistón realiza una rotación, esta última puede potencialmente ir acompañada de la colisión entre dicho pistón y las válvulas del motor con una relación de compresión variable, lo que conduce a la destrucción parcial de este último.

Es para resolver estos diferentes problemas por lo que la fijación elástica para pistón de motor con una relación de compresión variable de acuerdo con la presente invención prevé:

- proporcionar una reserva de elasticidad suficiente entre el elemento de transmisión y el pistón utilizando al mismo tiempo una zona de fijación sobre dicho pistón situada en la parte más fría posible de dicho pistón;

- proporcionar una reserva de plasticidad suficiente para permitir -al sujetar el pistón sobre el elemento de transmisión-ajustar dicho pistón en rotación, incluso cuando ya se ha conseguido el pretensado de sujeción.

De este modo, la fijación elástica para pistón de motor con una relación de compresión variable de acuerdo con la presente invención se diferencia de la técnica anterior por que, de acuerdo con una forma particular de realización:

se eliminan los riesgos de aflojamiento del pistón, al igual que los riesgos de colisión entre pistón y válvulas y el riesgo de una destrucción prematura del motor;

se elimina la necesidad de ajuste de las roscas del pistón y del elemento de transmisión;... [Seguir leyendo]

1. Fijación elástica para pistón (2) de motor con una relación de compresión variable (10) , siendo dicho pistón (2) solidario en su parte inferior con un elemento de transmisión (3) que coopera, por una parte, con un dispositivo de guiado de rodamiento (4) y, por otra parte, con una rueda dentada (5) solidaria con una biela (6) con el fin de garantizar la transmisión del movimiento entre dicho pistón (2) y dicha biela (6) , caracterizada por que está compuesta por al menos una varilla metálica (15) mantenida en tensión entre dicho pistón (2) y dicho elemento de transmisión (3) y que aplica una fuerte presión de contacto entre la base de dicho pistón (2) y la cara superior de dicho elemento de transmisión (3) , estando por una parte dicho pistón (2) sujeto en un ángulo previamente calculado que permite que la varilla metálica (15) compuesta por un espárrago (16) esté sometida a una fuerza tensora buscada y que se consiga el pretensado de sujeción entre dicho pistón (2) y el elemento de transmisión (3) y, por otra parte, ajustado en rotación con respecto al elemento de transmisión (3) , mediante una sujeción adicional que no aumenta significativamente el pretensado de sujeción, siguiendo alargándose dicho espárrago (16) con la misma fuerza tensora por deformación plástica.

2. Fijación elástica para pistón de motor con una relación de compresión variable de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada por que la varilla metálica (15) está compuesta por un espárrago (16) enroscado en uno de sus extremos directa o indirectamente dentro del pistón (2) y en su otro extremo en la parte superior del elemento de transmisión (3) .

3. Fijación elástica para pistón de motor con una relación de compresión variable de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizada por que el espárrago (16) consta de un resalte (17) que se apoya en una superficie (18) realizada en la cara superior del elemento de transmisión (3) , limitando dicho resalte (17) la longitud de enroscado de dicho espárrago (16) dentro de dicho elemento de transmisión (3) .

4. Fijación elástica para pistón de motor con una relación de compresión variable de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizada por que el espárrago (16) consta de un resalte (19) que se apoya en una superficie (20) realizada en el interior del pistón (2) , limitando dicho resalte (19) la longitud de enroscado de dicho espárrago (16) dentro de dicho pistón (2) .

5. Fijación elástica para pistón de motor con una relación de compresión variable de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizada por que el espárrago (16) consta de una parte estrechada (21) en su centro.

6. Fijación elástica para pistón de motor con una relación de compresión variable de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizada por que el espárrago (16) está enroscado dentro del pistón (2) por medio de un manguito (22) que presenta en su parte superior una rosca interior (23) dentro de la cual está enroscado dicho espárrago (16) , estando dicho manguito (22) enroscado en la parte inferior de un pie de soporte (25) del pistón (2) por medio de una rosca exterior (24) realizada en el exterior de la parte inferior de dicho manguito (22) que coopera con una rosca interior

(26) realizada en dicha parte inferior del pie de soporte (25) , no estando dicho manguito (22) en contacto con el elemento de transmisión (3) de tal modo que deje una distancia (d) entre dicho manguito (22) y dicho elemento (3) .

7. Fijación elástica para pistón de motor con una relación de compresión variable de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizada por que el espárrago (16) consta de un resalte que se apoya en una superficie realizada en el interior del manguito (22) , limitando dicho resalte la longitud de enroscado de dicho esparrago (16) dentro de dicho manguito (22) .

8. Fijación elástica para pistón de motor con una relación de compresión variable de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizada por que el manguito (22) consta de un resalte (27) que se apoya en una superficie (28) realizada en el interior del pistón (2) , limitando dicho resalte (27) la profundidad de enroscado de dicho manguito (22) dentro de dicho pistón (2) .

9. Fijación elástica para pistón de motor con una relación de compresión variable de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizada por que el espárrago (16) y el manguito (22) se fabrican de una sola pieza.

10. Fijación elástica para pistón de motor con una relación de compresión variable de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizada por que la rosca interior (23) presenta una dirección de sujeción que es contraria a la dirección de sujeción de la rosca exterior (24) .