BRPI1102707A2 - arranjo de biela -pistço para compressor alternativo e processo de montagem de arranjo de biela-pistço para compressor alternativo - Google Patents

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Abstract

ARRANJO DE BIELA-PISTçO PARA COMPRESSOR ALTERNATIVO E PROCESSO DE MONTAGEM DE ARRANJO DE BIELA-PISTçO PARA COMPRESSOR ALTERNATIVO. A presente invenção refere-se a um arranjo de biela-pistão para compressor alternativo, onde é prevista a utilização de pelo menos um elemento intermediário capaz de associar a biela ao pistão, sem que ambos apresentem contato radial entre si. É previsto ainda o processo de montagem do arranjo de biela-pistão para compressor alternativo. O arranjo de biela-pistão para compressor alternativo compreende pelo menos um pistão (1), pelo menos um elemento intermediário (2) e pelo menos uma biela (3), sendo que o pistão (1) compreende pelo menos um canal axial não passante (11); o elemento intermediário (2) compreende pelo menos um canal axial passante (21); e a biela (3) compreende pelo menos uma extremidade de conexão (31). Neste sentido, o elemento intermediário (2) é fixamente alojado no interior do canal axial não passante (11) do pistão (1) e a extremidade de conexão (3.1) da biela (3) é fixamente alojada no interior do canal axial passante (21) do elemento intermediário (2).

Description

Relatorio Descritivo de Patente de Ιηνβηςδο para "ARRANJO DE BIELA-PISTAO PARA COMPRESSOR ALTERNATIVO E PROCESS。DE MONTAGEM DE ARRANJO DE BIELA-PISTAO PARA COMPRESSOR ALTERNATIVO".
Campo da lnvenc§o .
A presente invengao refere-se a um arranjo de biela-pistao para compressor
alternativo, em especial, para compressor linear aplicado em sistemas de refrigeragao e similares. O arranjo de biela-pistao ora revelado preve a utilizagao de pelo menos um elemento intermediario capaz de associar a biela ao pistao, sem que ambos apresentem contato radial entre si.
A presente invengao refere-se tambem ao processo de montagem do arranjo de
biela-pistao para compressor alternativo.
Fundamentos da Invencao
E de conhecimento dos especialistas versados no assunto que um compressor alternativo preve meios capazes de movimentar pelo menos um conjunto movel, onde pelo menos um pistao e reciprocamente deslocado, no sentido axial, no interior de um cilindro, objetivando realizar a compressao de um fluido de trabalho.
O atual estado da tecnica compreende alguns modelos de montagem de compressor alternativo, e dentre estes modelos destaca-se ο compressor linear. - Um compressor linear tern seu conjunto movel acionado por um motor eletrico do
tipo linear, onde pelo menos uma parte do citado motor e estatica (normalmente, fixa ao cilindro do compressor) e pelo menos uma parte e dinamica (normalmente, passivel de movimentagao linear e acoplada ao conjunto movel do compressor). Neste contexto, ο conjunto m0vel do compressor acompanha ο deslocamento axial e reciproco da parte dinamica do motor, promovendo a compressao de um fluido de trabalho. De acordo com ο atual estado da tecnica, um conjunto movel de compressor
alternativo preve pelo menos um pistao e pelo menos uma biela, a qual compreende um corpo responsavel pela conexao entre ο motor e ο pistao. Sao conhecidas construtividades onde uma das extremidades da biela e diretamente associada ao eixo/parte dinamica do motor (sendo a outra extremidade associada ao pistao), e sao conhecidas construtividades onde uma das extremidades da biela e associada a uma serie de elementos adicionais, os quais sao, por sua vez, associados ao eixo/parte dinamica do motor (sendo a outra
extremidade associada ao pistao).
No que diz respeito a associagao de uma das extremidades da biela ao pistao,
tambem sao conhecidas diversas construtividades, sendo que a construtividade mais simples compreende a fixagao direta entre uma biela e um pistao.
O atual estado da tecnica preve tambem a utiIizagao de elementos intermediarios
utilizados entre a associagao de uma biela a um pistao. Um exemplo de utilizagao de elementos intermediarios para a associagao de uma biela a um pistao e descrito no documento US 3,263,311. Tal document。descreve a • associagao entre um pistao em uma biela onde ο citado pistao e essencialmente oco e recebe, em seu interior, um inserto de conexao, ο qua丨 recebe, por sua vez, a extremidade de uma biela. O inserto de conexao e fixado no interior do pistao atraves de um batente tambem previamente conforraado no interior do pistao.
O grande aspecto negativo relacionado a esta exemplificagao de construtividade consiste no fato de que ο inserto de conexao e fixado no interior do pistao atraves de batentes internos (nervuras internas) fisicamente existentes no proprio pistao. Tais batentes, alem de nao compreenderem um meio de fixagao eficiente, sao responsaveis pelo aumento da corhplexidade de fabricagao e custo do pistao.
Outro exemplo de construgao similar pode ser observado no documento US 3,473,444’ onde e descrito um conjunto biela-pistao formado por um pistao oco e uma biela com extremidade rotular. Neste caso, ο pistao conta com um inserto de contato alojado em seu interior, inserto este conformado por duas pegas distintas que sao montadas em condigoes especiais de processo. O citado inserto e especialmente adequado a recepgao
da extremidade rotular da biela.
O grande aspecto negativo relacionado a esta exemplifica?ao de construtividade consiste no fato de que ο inserto montado no interior do pistao preenche tod ο ο volume interno do mesmo, nao havendo nenhuma possibilidade de redu^ao de massa do pistao., Alem disto, ο inserto encontra7se fixamente associado apenas ο interior do pistao, enquanto a biela possui varios graus de Iiberdade de movimento no acoplamento com ο inserto, ο que nao e adequado em algumas aplicag5es especiais. .
Ainda outro exemplo de construgao similar pode ser observado no documento US 4,831,916, onde e descrito, dentre outros elementos, um pistao rigido compreendendo uma abertura de conexao e um membro de insergao alojado na citada abertura de conexao do pistao. Neste caso, e prevista uma biela funcionalmente conectada ao membro de insergao, e, portanto, associada ao pistao. A mencionada biela e mantida no interior do membro de insergao atraves de porg5es resilientes existentes no proprio membro de insergao.
O grande aspecto negativo relacionado a esta exemplifica^ao de construtividade consiste no fato de que ο inserto, alem de ser fixado na extremidade do pistao (sendo passive! de desalojamento), prende a biela atraves de porg5es resilientes, as quais sao
passiveis de deformag5es e rompimento. Com base em tod ο ο context。acima explanado, resta evidente observar a
necessidade de desenvolvimento de uma solu?ao isenta dos aspectos negativos supramencionados. Objetivos da Invencao
Desta forma, e um dos objetivos da presente invengao apresentar um novo arranjo de biela-pistao para compressor alternative) que possibilite ο controle (e redugao) de massa do pistao.
E outro objetivo da presente invengao re velar um arranjo de biela-pistao para
compressor alternative) que utilize um elemento intermediario capaz de associar a biela ao pistao, sem que ambos apresentem contato radial entre si. Neste sentido, e outro objetivo da presente invengao que a biela e ο inserto, assim como pistao e ο inserto, sejam fixamente associados, de modo a nao apresentarem possibilidade de movimento angular. E ainda outro objetivo da presente invengao apresentar um processo simples e
eficiente de montagem do arranjo de biela-pistao para compressor alternative».
Sumario da Invencao .
Estes e outros objetivos da invengao ora revelada sao totalmente alcangados por meio do arranjo de biela-pistao para compressor alternative» ora proposto. O mencionado arranjo de biela-pistao para compressor alternative» compreende
pelo menos um pistao, pelo menos um elemento intermediario e pelo menos uma biela. De a cord ο com ο conceito da presente invengao, ο pistao compreende pelo menos um canal axial nao passante, ο elemento intermediario compreende pelo menos um canal axial passante e a biela compreende pelo menos uma extremidade de conexao. Alem disto, ο elemento intermediario e fixamente alojado no interior do canal axial, nao passante do pistao, e a extremidade de conexao da biela e fixamente alojada no interior do canal axial, passante do elemento intermediario.
Preferencialmente1 ο canal axial nao passante do pistao e cilindrico. Tambem preferencialmente, ο elemento intermediario e cilindrico. Neste aspecto, observa-se que ο diametro interno do canal axial nao passante do pistao e analogo ao diametro externo do
elemento intermediario.
Preferencialmente, ο canal axial passante do elemento intermediario e cilindrico. Tambem preferencialmente, a extremidade de conexao da biela e cilindrica. Neste aspecto, nota-se que ο diametro interno do canal axial passante do elemento intermediario e analogo ao diametro externo da extremidade de conexao da biela.
De acordo com os conceitos da presente inveng§o, ο elemento intermediario e fixamente alojado na extremidade fechada do canal axial nao passante do pistao, sendo que ο mesmo possui contato fisico radial e axial com a face interna do canal axial nao passante do pistao.
Tambem de acordo com os conceitos da presente invengao, a extremidade de
conexao da biela possui contato fisico radial com a face interna do canal axial passante do elemento intermediario, e contato fisico axial com a face interna do canal axial nao passante do pistao;
Preferencialmente1 ο arranjo de biela-pistao para compressor altemativo ora proposto compreende um agente aglutinante disposto entre a face externa do elemento intermediario e a face interna do canal axial nao passante do pistao, e um agente aglutinante disposto entre a extremidade da biela e a face interna do canal axial passante do elemento intermediario. Neste sentido, ο agente aglutinante compreende,
preferencialmente uma resina poiimerica.
A invengao em questao preve ainda um processo preferencial de montagem do arranjo de biela-pistao para compressor altemativo, sendo ο citado processo compreendido pelo menos por uma etapa onde pelo menos um pistao, pelo menos um elemento intermediario e pelo menos uma biela sao simultaneamente fixados, serido ο elemento intermediario fixado no interior do pistao, e a biela fixada no interior do elemento intermediario. Preferencialmente, esta etapa compreende ainda pelo menos uma aplicagao de agente aglutinante durante a fixagao simultanea entre ο pistao, ο elemento intermediario
e biela.
Ainda preferencialmente, ο agente aglutinante utilizado no processo preferencial de montagem do arranjo de biela-pistao para compressor altemativo compreende uma
resina poiimerica.
Breve Descricao das Fiquras A presente inven^ao sera pormenorizadamente explanada com base nas figuras,
baixo listadas, as quais:
• . - . —. -·
A figura 1 ilustra um corte esquematico do'arranjo de biela-pistao para compressor altemativo; e
A figura 2 ilustra ο arranjo de biela-pistao para compressor altemativo visto em
perspective explodida.
Descricao Detalhada da Invencao
De acordo com ο conceito principal da presente invengao, e revelado um arranjo de biela-pistao para compressor altemativo, em especial, para compressor linear utilizado em sistemas de refrigeragao e similares. O mencionado arranjo biela-pistao e compreendido por pelo menos um pistao 1 ’ por pelo menos um elemento intermediario 2 e
por pelo menos uma biela 3.
Neste sentido, ο elemento intermediario 2 tem a fungao de conectar, de forma fundamentalmente indireta, uma extremidade da biela 3 ao pistao 1, de modo que ο movimento axial reciproco da extremidade oposta da biela 3 seja diretamente "transfer,do，’ ao pistao 1.
As figuras 1 e 2 (mesmo sendo esquematicas) ilustram a construgao preferencial do arranjo biela-pistao da presente invengao. Desta forma, e de acordo com a construgao preferencial da presente invengao, ο pistao 1 compreende um corpo cilindrico, apresentando um canal axial nao passante 11’ ou seja, um canal axial delimitado pela "extremidade de trabalho" do pistao, a qual e fechada. O elemento intermediario compreende um corpo cilindrico tubular, possuindo, portanto, um canal axial passante 21. A biela 3 compreende uma especie de haste com uma
extremidade de conexao 31, a .q.ual ta'mbem e cilindrica.
O elemento intermediario 2 encontra-se fixamente alojado no interior do canal axial nao passante 11 do pistao 1’ e a extremidade de conexao 31 da biela 3 encontra-se fixamente alojada no interior do canal axial passante 21 do elemento intermediario 2. Esta disposigao imp5e rigidez ao arranjo, e desta forma e garantido que ο
movimento axial reciproco da extremidade oposta da biela e inteiramente transmitido ao
pistao 1.
Alem disto, ο arranjo de biela-pistao ora tratado permite aliviar a massa do pistao 1’ afinal, ο mesmo e oco e nao preve seu volume intern。preenchido pelo elemento intermediario 2 e biela 3. Esta caracteristica e de extrema importancia no que diz respeito a freqaencia de funcionamento e aos niveis de vibragao do compressor.
Para tanto, e de acordo com a construgao ^preferenciaL da.presente invengao, diametro interno do canal axial nao passante 11 do pistao 1 e analogo ao diametro externo do elemento intermediario. Isto permite uma justaposigao entre tais elementos. O diametro interno do canal axjal— qassante 21 do; elemento inteFmediario 2:
tamDem e anaiogo au diametro externo da extremidade de conexao 31 da biela 3’ e isto
.tambem permite uma justaposi9ao entre tais elementos.
Opcionalmente, os diametros analogos acima citados podem apresentar certa folga entre si (da ordem de 0,1mm diametral a 0,2 mm diametral). Estas folgas sao
preferencialmente preenchidas por agentes aglutinantes.
Neste contexto, e prevista a utilizagao de um agente aglutinante disposto entre a face externa do elemento intermediario 2 e a face interna do canal axial nao passante 11 do pistao 1. E tambem prevista a utilizagao de um agente aglutinante disposto entre a extremidade 31 da biela 3 e a face interna do canal axial passante 21 do elemento
intermediario 2.
Em ambos os casos ο agente aglutinante compreende, preferencialmente uma resina polimerica. De forma mais especifica (mas nao limitativa), a resina polimerica compreende, preferencialmente, uma resina epoxi monocomponente.
De acordo com esta disposigao entre os elementos, nota-se que ο elemento intermediario 2 e fixamente alojado na extremidade fechada do canal axial nao passante 11 do pistao 1, de modo que ο citado elemento intermediario conforma contato fisico radial R1 e axial A1 com a face interna do canal axial nao passante 11 do pistao 1. Neste contexto, nota-se tambem que a extremidade de conexao 31 da biela 3 conforma contato fisico radial R2 com a face interna do canal axial· passante 21 do elemento intermediario 2, e contato fisico axial A2 com a face interna do canal axial nao passante 11 do pistao 1.
Conforme anteriormente citado, a presente invengao preve ainda ο processo
preferencial de montagem *do arranjo de biela-pistao para compressor alternativo acima detalhado.
Em Iinhas gerais, este processo compreende uma eta pa (de montagem) onde ο pistao 1 ’ ο elemento intermediario 2 e a biela 3 sao simultaneamente fixados. Notadamente, ο elemento intermediario 2 e fixado no interior do pistao 1 ’ e a biela
‘…3 e fixada no interior do elemento intermediario 2. Nesta etapa de montagem, e prevista ainda a aplicagao de agente aglutinante durante a fixa^ao simultanea entre ο pistao 1 ’ ο
elemento intermediario 2 e biela 3.
, · · .1 ‘
Tendo sido descrito um exemplo de concretizagao preferencial do arranjo de biela- pistao para compressor alternative), alem de um processo preferencial.de montagem, deve ser entendido que ο escopo da presente invengao abrange outras possiveis variagaes, as quais sao IimitadasJao somente pelo.teor .das=Feivindica0es, arincluidos os'pdssiveis meios equivalentes.

Claims (16)

1. Arranjo de biela-pistao para compressor alternativo, compreendendo pelo menos um pistao (1), pelo menos um elemento intermediario (2) e pelo menos uma biela (3), CARACTERIZADO pelo fato de que: ο pistao (1) compreende pelo menos um canal axial nao passante (11 )； ο elemento intermediario (2) compreende pelo menos um canal axial passante (21); a biela (3) compreende pelo menos uma extremidade de conexao (31); ο elemento intermediario (2) sendo fixamente alojado no interior do canal axial nao passante (11) do pistao (1); e , a extremidade de conexao (3.1) da biela (3) sendo fixamente alojada no interior do canal axial passante (21) do elemento intermediario (2).
2. Arranjo de biela-pistao para compressor alternativo, .de acordo- com a reivindicagao 1’ CARACTERIZADO pelo fato de que ο canal axial nao passante (11) do pistao (1) e cilindrico.
3. Arranjo de biela-pistao para compressor alternativo, de acordo com a reivindicagao. 1, CARACTERIZADO pelo fato de ^que-O elemento iiitermeaiario {2) e cilindrico.
4. Arranjo de biela-pistao para compressor alternativo, de acordo com qualquer as reiyindtcagaes t ou 2,‘ou 3, CARACTERIZADO pelo—-fato ^de que ο diametro interne do canal axial nao passante (11) do pistao (1) e analogo ao diametro externo do elemento intermediario (2).
5. Arranjo de biela-pistao para compressor alternativo, de acordo com a reivindicagao 1, CARACTERIZADO pelo fato de que ο canal axial passante (21) do elemento intermediario (2) e cilindrico.
6. Arranjo de biela-pistao para compressor alternativo, de acordo com a reivindicagao 1’ CARACTERIZADO pelo fato de que a extremidade de conexao (31) da biela (3) e cilindrica.
7. Arranjo de biela-pistao para compressor alternativo, de acordo com qualquer as reivindicagaes 1 ou 5’ ou 6, CARACTERIZADO pelo fato de que ο diametro interne do canal axial passante (21) do elemento intermediario (2) e analogo ao diametro externo da extremidade de conexao (31) da biela (3).
8. Arranjo de biela-pistao para compressor alternativo, de acordo com a reivindica9ao 1’ CARACTERIZADO pelo fato de que ο elemento intermediario (2) e fixamente alojado na extremidade fechada do canal axial nao passante (11) do pistao (1).
9. Arranjo de biela-pistao para compressor alternativo, de acordo com qualquer uma das reivindica?5es de 1 a 8’ CARACTERIZADO pelo fato de que ο element。 intermediario (2) possui contato fisico radial (R1) e axial (A1) com a face interna do canal axial nao passante (11) do pistao (1).
10. Arranjo de biela-pistao para compressor alternative», de acordo com qualquer uma das reivindicag5es de 1 a 8’ CARACTERIZADO pelo fato de que a extremidade de conexao (31) da biela (3) possui contato fisico radial (R2) com a face interna do canal axial passante (21) do elemento intermediario (2), e contato fisico axial (A2) com a face interna do canal axial nao passante (11) do pistao (1).
11. Arranjo de biela-pistao para compressor alternativo, de acordo com qualquer uma das reivindicagaes de 1 a 10, CARACTERIZADO pelo fato de compreender um agente aglutinante disposto entre a face externa do elemento intermediario (2) e a face interna do canal axial nao passante (11) do pistao (1).
12. Arranjo de biela-pistao para compressor alternativo, de.. acordo com qualquer uma das reivindicagoes de 1 a 10, CARACTERIZADO pelo fato de compreender um agente aglutinante disposto entre a extremidade (31) da biela (3) e a face interna do canal axial passante (21) do elemento intermediario (2).
13. Arranjo de biela:pistaCr p百ra "cciR^febsljr'alt§rndtivo, de acordo com a reivindicagao 11 ou 12,. CARACTERIZADO pelo fato de que ο agente aglutinante compreende uma resina polimerica.
14. Processo de mBntagem do arranjoUe Biela-pistao para compressor alternativo definido nas reivindica^es de 1 a 13’ CARACTERIZADO pelo fato de compreender pelo menos uma etapa onde pelo menos um pistao (1), pelo menos um elemento intermediario (2) e pelo menos uma biela (3) sao simultaneamente fixados, sendo ο elemento intermediario (2) fixado no interior do pistao (1), e a biela (3) fixada no interior do elemento intermediario (2).
15. Processo de montagem do arranjo de biela-pistao para compressor alternativo, de acordo com a reivindicagao 14, CARACTERIZADO pelo fato de compreender pelo menos uma aplica?ao de agente aglutinante durante a fixa?ao simultanea entre ο pistao (1), ο elemento intermediario (2) e biela (3).
16. Processo de montagem do arranjo de biela-pistao para compressor alternativo, de acordo com a reivindicagao 15’ CARACTERIZADO pelo fato de que ο agente aglutinante compreende uma resina polimerica.
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