ES2344868T3 - Disposicion de montaje de piston y vastago de accionamiento, para un compresor de movimiento alternativo. - Google Patents
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Abstract
Un compresor de movimiento alternativo que tiene una disposición de montaje de pistón y vástago de accionamiento del tipo que comprende: un bloque de cilindros (2) en cuyo interior se define una cámara de compresión (3b); un pistón (10) que se mueva axialmente de forma alternativa dentro de la cámara de compresión (3b); medios de accionamiento (DM) montados en el bloque de cilindros (2) para aplicar fuerzas de movimiento alternativo al pistón (10); y un vástago de accionamiento (9, 40) que tiene un extremo (9c, 41) acoplado a los medios de accionamiento (DM) y un extremo (9b, 42) opuesto que coopera con un pasador de unión (50) montado en el pistón (10) transversalmente a su eje, caracterizado porque el extremo opuesto (42) del vástago de accionamiento (40) lleva al menos una extensión de acoplamiento longitudinal (43) montada en un orificio radial (51) previsto en el pasador de unión (50) y que está retenido allí por un medio de fijación (60), de tal manera que el vástago de accionamiento (40) desplaza el pistón (10) en su carrera de aspiración, presentando dicha extensión de acoplamiento longitudinal (43) una sección transversal que tiene, en la dirección del eje del pasador de unión (50), una altura (h) menor que la altura (h'') del extremo opuesto (42) del vástago de accionamiento (40), estando acoplado dicho pasador de unión (50) al pistón (10), durante la carrera de compresión de este último, a lo largo de una extensión longitudinal de la superficie lateral del pasador de unión (50) mayor que la diferencia entre la extensión longitudinal total (Et) de este último y la altura (h'') del extremo opuesto (42) del vástago de accionamiento (40).
Description
Disposición de montaje de pistón y vástago de
accionamiento, para un compresor de movimiento alternativo.
La presente invención se refiere a un compresor
de movimiento alternativo que tiene una disposición de montaje de
pistón y vástago de accionamiento que se mueve de forma alternativa
en el interior de una cámara de compresión del compresor de
movimiento alternativo con un motor eléctrico convencional o lineal
y del tipo utilizado en sistemas de refrigeración, particularmente
de tamaño pequeño, tales como refrigeradores, congeladores, fuentes
de agua potable, etc.
Los compresores herméticos del tipo utilizado en
sistemas de refrigeración, que son accionados por un motor
eléctrico giratorio o lineal, comprenden generalmente, en el
interior de una carcasa, un conjunto de
motor-compresor que tiene un bloque de cilindros,
en el que se define un cilindro que tiene un extremo cerrado por una
cabeza y que define dentro de la misma una cámara de descarga en
comunicación selectiva de fluido con una cámara de compresión
definida en el interior del cilindro y cerrada por una placa de
válvulas prevista entre el extremo cerrado del cilindro y la
cabeza, siendo definida dicha comunicación de fluido a través de
orificios de aspiración y de descarga, previstos en la placa de
válvulas y que son cerrados de forma selectiva y respectiva por
válvulas de aspiración y de descarga, llevadas generalmente por la
placa de válvulas. En dichos compresores, un pistón se desplaza en
el interior de la cámara de compresión, en un movimiento axial
alternativo, siendo acoplado dicho pistón a un medio de
accionamiento montado en el bloque de cilindros y asociado
operativamente con el motor eléctrico del compresor, con el fin de
realizar operaciones de aspiración y compresión del fluido
refrigerante en el interior de la cámara de compresión, después del
funcionamiento del motor eléctrico del compresor. El pistón está
acoplado a los medios de accionamiento, para permitir la
transferencia de fuerzas entre ellos y hacer que el pistón se mueva
en el interior de la cámara de compresión de acuerdo con una
dirección axial que coincide con el eje de dicha cámara de
compresión, reduciendo al mínimo las fuerzas de reacción
transversales del bloque de cilindros contra el pistón, dentro de
la cámara de compresión. Como se conoce, las fuerzas de reacción
transversales del bloque de cilindros contra el pistón pueden
provocar fricción excesiva entre el pistón y el bloque de
cilindros, conduciendo a un incremento del consumo de energía, con
una reducción consecuente en la eficiencia del compresor, así como
un desgaste acelerado de los componentes sometidos a mayores niveles
de fricción, reduciendo la vida útil del compresor.
En los compresores de movimiento alternativo con
un motor eléctrico giratorio, los medios de accionamiento del pistón
se definen por un vástago de accionamiento, habitualmente conocido
como vástago de conexión, que está montado, en un lado, a una
excéntrica de un cigüeñal montado en el bloque de cilindros y, en el
otro lado, en el
pistón.
pistón.
Como una función del tamaño pequeño de los
componentes y del espacio estrecho previsto para el montaje del
conjunto que consta del pistón, el vástago de accionamiento y el
árbol excéntrico, han resultado diferentes alternativas de
construcción para la conexión del vástago, con la intención de
facilitar el montaje de dicho conjunto en el compresor, entre las
que se encuentran aquéllas que utilizan un vástago de conexión de
dos piezas, puesto que se puede montar fácilmente en las partes de
la excéntrica de cigüeña y el pistón.
En dichas construcciones, las partes del vástago
de conexión y el pistón están articuladas y unidas entre sí,
habitualmente por medio de pasadores, abrazaderas o adhesivos.
Las construcciones conocidas de un vástago de
conexión de dos piezas presenta inconvenientes, tales como; se
requiere un alto número de componentes; existe un ensamblaje
difícil; permite la existencia de movimiento de masas grandes; se
generan residuos, como en el caso de soldadura o el uso de adhesivo;
y se requiere un mecanizado preciso, lo que implica altos costes de
fabricación. Cuando se utiliza adhesivo, existe también la
inconveniencia de que se requiere a veces un periodo de secado
largo. Además, la fijación a través de adhesivos afecta a la
fiabilidad del producto, puesto que el adhesivo presenta una
resistencia variable con el tiempo, debido al envejecimiento del
material.
En otra solución constructiva conocida, el
montaje del vástago del pistón en el pistón se realiza a través de
una articulación esférica, en la que se fija una esfera metálica,
por un procedimiento de configuración adecuado, a uno de los
extremos del vástago de conexión. En esta construcción, la esfera
unidad al vástago de conexión es introducida en una cavidad
prevista dentro del pistón y que está configurada mecánicamente
para favorecer el bloqueo del conjunto de esfera y vástago de
conexión dentro del pistón. En algunos casos, también se utiliza un
medio de fijación para mantener las partes de este conjunto unidas,
tal como un plástico técnico, que se inyecta entre la esfera y la
pared interior del pistón, en la región cerca del vástago de
conexión.
Esta solución presenta, como inconveniente, la
gran dificultad para unir la esfera al extremo del vástago de
conexión de una manera fiable y adecuada, presentando, además, un
potencial elevado de desgaste localizado durante el funcionamiento
del compresor. Además, esta solución presenta una capacidad de
carga, después de la aplicación de fuerzas, menor que la de otras
soluciones conocidas para montar el vástago de conexión al
pistón.
En otra solución de la técnica anterior
conocida, un ojal mayor del vástago de conexión está acoplado a la
excéntrica del cigüeñal y un ojal menor está previsto dentro del
pistón y recibe un pasador de unión dispuesto a través de taladros
radiales producidos en la pared lateral del pistón. En esta
construcción, el ojal menor del vástago de conexión está articulado
alrededor del pasador de unión, para girar alrededor del mismo con
el movimiento del pistón. Para prevenir que el pasador de unión sea
separado de su posición de montaje en el pistón, esta construcción
de la técnica anterior conocida proporciona un pasador elástico de
fijación insertado a través de un taladro de unión formado en el
pasador de unión, ortogonalmente al eje de este último y alineado
con un taladro de montaje previsto en el pistón, paralelamente a su
eje y a lo largo de una porción de pared tubular de dicho pistón,
desde una cara exterior de la misma vuelta hacia el vástago de
pistón.
Esta construcción presenta la deficiencia de
requerir un pistón con una pared de longitud grande y más gruesa, lo
que incrementa la zona de contacto con las paredes interiores del
cilindro, reduciendo el rendimiento del compresor.
El documento US 2004/0025685 A1 describe una
construcción algo diferente, en la que se forman porciones de
calafateado en una cámara de conexión en el pistón, en la que el
pasador de unión, alrededor del cual está articulado el ojal menor
del vástago de conexión del pistón, está fijado al pistón por medio
de deformación plástica de las porciones de calafateado para rodear
las superficies externas superior e inferior del pasador de
unión.
El objeto de la reivindicación 1 se presenta en
forma de dos partes sobre la descripción de este documento.
En las construcciones que requieren una
reducción del diámetro del pistón, las construcciones convencionales
para montar el vástago de conexión al pistón no son aplicables,
puesto que existe una reducción en el espacio interior del pistón
para alojar el ojal más pequeño del vástago de conexión. En este
caso, es necesario reducir el diámetro del ojal más pequeño y/o
reducir el diámetro del pasador de unión, lo que reduce la zona de
soporte de apoyo entre estas partes.
Además de los problemas descritos anteriormente,
las construcciones conocidas para montar el vástago de conexión y el
pistón presentan una zona de soporte pequeña del pasador de unión en
el pistón, generalmente adyacente a las porciones extremas de dicho
pasador de unión, en el exterior de su porción media y que está
rodeada por el ojal más pequeño del vástago de conexión.
En la compresión, la fuerza del vástago de
conexión es descargada en la región mediana del pasador de unión,
originando tensiones localizadas que no están distribuidas de forma
homogénea a lo largo de la longitud del pasador de unión. Estas
tensiones se incrementan en el caso de compresores que funcionando
con un refrigerante que contiene CO_{2}, ya que en tales
compresores, la carga de compresión se incrementa con relación a las
construcciones convencionales. La acumulación de la carga no
distribuida de forma igual en el pasador de unión incrementa el
desgaste allí, reduciendo su vida útil.
Por lo tanto, un objeto de la presente invención
es proporcionar un compresor de movimiento alternativo que tiene una
disposición de montaje de pistón y vástago de accionamiento, que
permite incrementar la zona de soporte del pasador de unión con
relación al pistón y que mejora la resistencia a la carga de dicho
pistón, principalmente durante la carrera de compresión, sin
requerir una reducción en las dimensiones del pasador de unión,
particularmente de su diámetro.
Otro objeto de la presente invención es
proporcionar un compresor de movimiento alternativo, como se ha
citado anteriormente, que permite un montaje sencillo y rápido del
conjunto de vástago de accionamiento y pistón, utilizando
componentes que no requieren alta precisión dimensional, no provocan
desgaste acelerado de las partes implicadas y mantienen la
fiabilidad del producto, incluso en condiciones de lubricación
límite.
Otro objeto de la presente invención es
presentar una construcción de un compresor de movimiento alternativo
con un conjunto de vástago de conexión y pistón, en el que estas
partes permanecen acopladas entre sí de una manera fiable y
mantienen las ventajas citadas anteriormente, independientemente de
las dimensiones del pistón, el vástago de conexión y el pasador de
unión.
Éstos y otros objetos se consiguen por medio de
un compresor de movimiento alternativo, que tiene una disposición
de montaje de pistón y vástago de accionamiento del tipo que
comprende: un bloque de cilindros, en cuyo interior se define una
cámara de compresión; un pistón que se mueve axialmente de forma
alternativa dentro de la cámara de compresión; medios de
accionamiento montados en el bloque de cilindros para aplicar
fuerzas de movimiento alternativo al pistón; y un vástago de
accionamiento que tiene un extremo acoplado a los medios de
accionamiento y un extremo opuesto que coopera con un pasador de
unión montado en el pistón transversalmente a su eje, el extremo
opuesto del vástago de accionamiento lleva al menos una extensión de
acoplamiento longitudinal montada en un orificio radial previsto en
el pasador de unión y que está retenido allí por un medio de
fijación, de tal manera que el vástago de accionamiento desplaza el
pistón en su carrera de aspiración, presentando dicha extensión de
acoplamiento longitudinal una sección transversal que tiene, en la
dirección del eje del pasador de unión, una altura menor que la
altura del extremo opuesto del vástago de accionamiento, estando
acoplado dicho pasador de unión al pistón, durante la carrera de
compresión de este último, a lo largo de una extensión longitudinal
de la superficie lateral del pasador de unión mayor que la
diferencia entre la extensión longitudinal total de este último y la
altura del extremo opuesto del vástago de accionamiento.
La presente invención permite la provisión de un
cojinete en el pistón que, principalmente para pistones de
dimensiones reducidas, por ejemplo con diámetros inferiores a 19 mm,
tiene una zona de soporte mayor en la región de mayor presión,
durante la compresión del fluido refrigerante en el punto muerto
superior del pistón. Dicha zona de soporte mayor mejora la presión
hidrodinámica, lo que favorece una carga mayor y una mayor
resistencia al desgaste de este cojinete del compresor.
Las formas de realización ventajosas de la
invención se indican en las reivindicaciones dependientes.
A continuación se describirá la invención con
referencia a los dibujos adjuntos, dados a modo de ejemplo de formas
de realización posibles de la invención y en los que:
La figura 1 representa una vista esquemática de
la sección vertical media de un compresor hermético de movimiento
alternativo, con un cigüeñal vertical fijado a un rotor de un motor
eléctrico dispuesto debajo del bloque de cilindros, soportado
verticalmente por un cojinete axial y que tiene una construcción del
vástago de accionamiento de la técnica anterior.
La figura 2 representa de forma esquemática una
vista ampliada despiezada ordenada de un vástago de accionamiento
construido de acuerdo con la técnica anteriormente, antes de su
fijación al pistón.
La figura 3 representa una vista esquemática
ampliada despiezada ordenada de otra construcción del vástago de
accionamiento de la técnica anterior, antes de su fijación en el
pistón.
La figura 4 representa una vista esquemática
ampliada despiezada ordenada de un vástago de accionamiento de un
compresor de movimiento alternativo construido de acuerdo con la
presente invención, antes de su fijación al pistón.
La figura 5 representa una vista esquemática de
la sección transversal del pasador de unión montado en el pistón y
la fijación de un extremo opuesto del vástago de accionamiento de un
compresor de movimiento alternativo, construido de acuerdo con la
presente invención y como se ilustra en la figura 4.
La figura 6 representa una vista esquemática de
la sección longitudinal del pasador de unión montado en el pistón y
la fijación del extremo opuesto del vástago de accionamiento de un
compresor de movimiento alternativo, construido de acuerdo con la
presente invención y como se ilustra en la figura 5.
La figura 7 representa una vista esquemática de
la sección transversal del pasador de unión montado en el pistón y
la fijación del extremo opuesto del vástago de accionamiento de un
compresor de movimiento alternativo, de acuerdo con una variante
constructiva de la presente invención; y
La figura 8 representa una vista esquemática de
la sección longitudinal del pasador de unión montado en el pistón y
la fijación del extremo opuesto del vástago de accionamiento de un
compresor de movimiento alternativo, de acuerdo con una variante
constructiva de la presente invención, como se ilustra en la figura
7.
A continuación se describirá la presente
invención para un compresor de movimiento alternativo accionado por
un motor lineal o por un motor giratorio, del tipo utilizado, por
ejemplo, en sistemas de refrigeración pequeños de aparatos de
refrigeración, y que comprende, montado dentro de una carcasa
hermética 1, un conjunto de motor-compresor que
tiene un bloque de cilindros 2, en el que está definido un cilindro
3 que aloja, en un extremo, un pistón 10 que se mueve de forma
alternativa dentro de dicho cilindro 3, en carreras de aspiración y
de compresión de un ciclo de compresión del fluido refrigerante. El
cilindro 3 comprende también un extremo 3a opuesto cerrado por una
tapa o culata 20 que define en el interior una cámara de descarga
(no ilustrada), que mantiene una comunicación de fluido selectiva
con una cámara de compresión 3b definida en el interior del cilindro
3, entre la porción superior 11 del pistón 10 y una placa de
válvulas 4 prevista entre el extremo opuesto del cilindro y la
culata 20.
En el compresor del tipo ilustrado en la figura
1, el pistón 10 es accionado por un medio de accionamiento DM, en
forma de un cigüeñal 5 acoplado al bloque de cilindros 2 y montado
en un motor giratorio que incluye un estator 6 y un rotor 7, que
está soportado en la parte inferior por el cigüeñal 5. La conexión
entre el pistón 10 y el cigüeñal 7 se obtiene a través de un
vástago de accionamiento 9 que, en las construcciones ilustradas de
la técnica anterior, adopta la forma de un vástago de conexión que
presenta un vástago 9a que tiene un extremo que define un ojal 9 más
estrecho que debe articularse al pistón 10 y, en el lado opuesto, un
ojal 9c mayor, por ejemplo, de construcción convencional, que debe
montarse en la excéntrica 5a, de manera que el pistón 10 se mueve
alternativamente en una dirección ortogonal al eje de la excéntrica
5a.
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En las construcciones convencionales del vástago
de accionamiento 9 en la forma de un vástago de conexión y como se
ilustra en las figuras 1 a 3, su ojal 9b más pequeño está articulado
a un pasador de unión 30 montado en el pistón 10.
Aunque no se ilustra, la presente invención se
aplica también a compresores de movimiento alternativo que tienen
un mecanismo accionado por un motor lineal en lugar de un mecanismo
de cigüeñal y vástago accionado por un motor giratorio, como se
describe aquí. Estos compresores accionados por un motor lineal
comprenden, además, un bloque de cilindros 2 que define
internamente una cámara de compresión 3b en cuyo interior se
desplaza axialmente, en un movimiento alternativo, un pistón 10. La
cámara de compresión 3b de dichos compresores lineales presenta un
eje alineado con el del pistón 10 y tiene un extremo cerrado por una
placa de válvulas 4, provista con válvulas de aspiración y de
descarga, y por una culata 20. La diferencia de construcción de
dichos compresores lineales reside solamente en la construcción y
montaje del vástago de accionamiento 9.
De acuerdo con las figuras adjuntas, el pistón
10 es tubular, con un extremo cerrado, que define la porción
superior 11, para compresión de fluido refrigerante en la cámara de
compresión 3b en el interior del cilindro 3, y un extremo opuesto
abierto 12, que debe montarse en el ojal 9b más pequeño del vástago
de accionamiento 9. El pistón 10 presenta, sobre una pared lateral
13, una pareja de taladros de montaje 24 dispuestos alineados entre
sí y a través de los cuales está montado un pasador de unión 30 que
es soportado por el pistón 10, teniendo dichos taladros de montaje
14 un eje ortogonal al eje del pistón 10.
Aunque las construcciones ilustradas presentan
un pistón con una forma tubular cilíndrica (sección circular),
debería entenderse que la solución de la presente invención se
aplica a pistones con cualquier sección transversal.
En la construcción ilustrada en la figura 2, uno
de los taladros de montaje 14 tiene un diámetro mayor que el del
otro taladro de montaje 14, a través del cual se introduce el
pasador de unión 30, de manera que el taladro de montaje 14 de
diámetro menor fija un extremo de dicho pasador de unión 30, por
ejemplo, por interferencia, o por cualquier otro medio de
retención.
De acuerdo con la ilustración en la figura 3, el
vástago de accionamiento 9 de esta construcción de la técnica
anterior está montado en el pistón 10 a través de la introducción de
un pasador de retención elástico 15 en un taladro 16 de fijación
axial previsto en el pistón 10, ortogonalmente a los taladros de
montaje 14, ocupando una extensión longitudinal determinada del
pistón 10, a través del espesor de su pared lateral 13, estando
dispuesto dicho taladro de fijación axial 16paralelamente al eje
del pistón 10, con el fin de tener un extremo exterior 17 abierto
hacia el exterior del pistón 10 y un taladro de montaje
14adyacente, de manera que el pasador de retención elástico 15
introducido en dicho taladro de fijación axial 16 se proyecta desde
dicho extremo interior. En esta construcción, el pasador de unión
30 presenta un taladro radial 31, por ejemplo, un taladro pasante,
que debe disponerse alineado con el extremo interior del taladro de
fijación axial 16, para recibir una porción extrema del pasador de
retención elástico 15, que se proyecta desde dicho extremo interior
del taladro de fijación axial 16 y que se mantiene allí, por
ejemplo, por interferencia.
Estas construcciones presentan las deficiencias
descritas anteriormente.
La presente invención proporciona un compresor
de movimiento alternativo que tiene un vástago de accionamiento 40,
cuya construcción proporciona una disposición de montaje del mismo
en el pistón 10 que, además de superar las deficiencias de las
construcciones de la técnica anterior, permite un soporte mayor del
pasador de unión 30 en el pistón 10,al menos durante la carrera de
compresión del pistón 10, así como la reducción de las dimensiones
de este pistón 10, sin dañarlo.
De acuerdo con la presente invención, el vástago
de accionamiento 40 presenta un extremo 41 acoplado a los medios de
accionamiento DM y un extremo opuesto 42 que coopera con un pasador
de unión 50 montado en el pistón 10, transversalmente al eje de
este último, de manera que dicho extremo opuesto 42 del vástago de
accionamiento 40 lleva al menos una extensión de acoplamiento
longitudinal 43 que se acopla al pasador de unión 50, de manera que
el vástago de accionamiento 40 desplaza el pistón 10 en su carrera
de aspiración, presentando dicha extensión de acoplamiento
longitudinal 43 una sección transversal que tiene, en la dirección
del eje del pasador de unión 50, una altura h menor que la altura
h' del extremo opuesto 42 del vástago de accionamiento 40, estando
acoplado dicho pasador de unión 50 al pistón 10, durante la carrera
de compresión de este último, a lo largo de una extensión
longitudinal de la superficie lateral del pasador de unión 50 mayor
que la diferencia entre la extensión longitudinal total Et de este
último y la altura h' del extremo opuesto 42 del vástago de
accionamiento 40.
La disposición de montaje del vástago de
accionamiento 40 de la presente invención permite un soporte mayor
del pasador de unión 50 en el pistón 10, durante la compresión, con
relación al soporte máximo obtenido con las construcciones
convencionales. La acción de soporte mínimo obtenido con la presente
invención tiene lugar con el pasador de unión 50 asentado sobre una
porción de la pared interior del pistón 10, a lo largo de una
extensión longitudinal de la superficie lateral de dicho pasador de
unión 50 que corresponde a la diferencia entre la extensión
longitudinal total Et de su superficie lateral y la altura h de la
extensión longitudinal de acoplamiento 43. Este soporte se obtiene,
por ejemplo, con la opción constructiva de la presente invención
ilustrada en las figuras 7 y 8.
La acción de soporte máximo obtenida con la
presente invención ocurre con la construcción ilustrada en las
figuras 4 a 6, en las que el pasador de unión 50 está soportado por
el pistón 10, al menos durante la carrera de compresión de este
último, junto con la extensión longitudinal total Et de la
superficie lateral de dicho pasador de unión 50.
\global\parskip1.000000\baselineskip
En esta construcción, el pistón 10 presenta una
pared interior 18 desplazada axialmente hacia el interior del
pistón 10, desde el extremo opuesto 12 de este último, estando
configurada dicha pared interior 18 para recibir y asentar una
porción adyacente de la superficie lateral del pasador de unión 50.
En la solución ilustrada en las figuras 4 a 6, la pared interior 18
del pistón 10 presenta al menos parte de su extensión con un perfil
arqueado hacia la dirección de montaje axial del pasador de unión
50, coincidiendo dicho perfil arqueado con el contorno de la pared
lateral adyacente del pasador de unión 50 que se asienta contra
dicha pared interior 18, al menos durante el ciclo de compresión. En
tal construcción ilustrada, la pared interior 18 del pistón 10 está
configurada para coincidir con una extensión periférica que
corresponde aproximadamente a la mitad del diámetro del pasador de
unión 50.
De acuerdo con la presente invención, el pasador
de unión 50 presenta una abertura radial 51, por ejemplo ciega, en
la que se ajusta la extensión longitudinal de acoplamiento 43 del
extremo opuesto 42 del vástago de accionamiento 40 y se retiene
allí por un medio de fijación 60 soportado por al menos una de las
partes del vástago de accionamiento 40 y el pasador de unión 50,
para actuar contra la otra parte, previniendo que se produzcan
espaciamientos relativos entre dichas partes, en la dirección de
desplazamiento del pistón 10, para permitir que el vástago de
accionamiento 40 desplace el pistón 10 al menos durante su carrera
de aspiración.
En una forma constructiva de la presente
invención, los medios de fijación 60 acoplan rígidamente el pasador
de unión 50 al vástago de accionamiento 40, definiendo un cuerpo
individual de dichas partes.
En la construcción ilustrada en las figuras 4 a
6, el pasador de unión 50 es un pasador cilíndrico, de manera que la
abertura radial 51 está en forma de una ranura radial. Debería
entenderse que, para el concepto presentado aquí, el pasador de
unión 50 puede ser parcialmente cilíndrico, con una porción de pared
trasera lisa configurada para asentarse contra una porción de pared
interior 18 adyacente del pistón 10, con un perfil que coincide con
dicha porción de pared lateral trasera lisa del pasador de unión
50.
Además, la ranura radial 51 puede ser una
abertura radial con un sector angular definido anteriormente como
una función del movimiento angular del vástago de accionamiento
40.
El pasador de unión 50 de la presente invención
puede ser del tipo construido de un material convencional, así como
el vástago de accionamiento 40.
Los medios de fijación 60 pueden adoptar la
forma de un adhesivo 61 previsto entre las partes que deben fijarse
entre sí, reteniendo el pasador de unión 50 en el extremo opuesto 42
del vástago de accionamiento 40, siendo dicho adhesivo resistente a
temperaturas y presiones presentes en la cámara de compresión y del
tipo definido, por ejemplo, por elementos químicos, que favorecen
una adhesión, tal como anaeróbico, térmico o por luz ultravioleta,
que soportan temperaturas hasta por encima de 200ºC.
Los medios de fijación 60 pueden estar definidos
también por ajuste mecánico, por ejemplo por interferencia, de las
partes del vástago de accionamiento 40 y del pasador de unión 50
entre sí, de manera que dichas partes mantienen un asiento mutuo al
menos durante el ciclo de compresión, incrementando la resistencia
de la fijación, cuyo asiento se puede mantener durante la carrera
de aspiración.
Además del ajuste proporcionado con el asiento
mutuo del vástago de accionamiento 40 y el pasador de unión 50, la
presente invención considera, además, el uso concomitante de
adhesivo entre dichas partes, para reforzar la fijación entre
ellas.
En una forma de realización de la presente
invención, el extremo opuesto 42 del vástago de accionamiento 40
lleva al menos una extensión longitudinal de acoplamiento 43, con
una sección transversal más pequeña que la de dicho extremo opuesto
42 del vástago de accionamiento 40 y en la que está previsto un
taladro radial 44, a través del cual se fija el vástago de
accionamiento al pasador de unión 50, como se ha descrito
anteriormente.
De acuerdo con las ilustraciones, el extremo
opuesto 42 incorpora, en una sola pieza, una extensión longitudinal
de acoplamiento 43 individual cuyo eje está alineado con el eje del
vástago de accionamiento 40, estando dimensionada dicha extensión
longitudinal de acoplamiento 43 para ajustar en la abertura radial
51 del pasador de unión 50, por ejemplo, de una manera hermética,
de tal forma que, después de la fijación del vástago de
accionamiento 40 al pasador de unión 50, dichas piezas actúan como
un cuerpo individual montado en el pistón 10. En esta construcción,
los medios de fijación 60 acoplan rígidamente el vástago de
accionamiento 40 al pasador de unión 50, definiendo un cuerpo
rígido individual. Con esta construcción, los movimientos del
vástago de accionamiento 40, durante al menos la carrera de
compresión del pistón 10, son transmitidos al pasador de unión 50,
que comienza a presentar un movimiento relativo con relación al
pistón 10.
No obstante, debería entenderse que la presente
invención proporciona un ajuste, con un intersticio, de la extensión
longitudinal de acoplamiento 43 en la abertura radial 51, por
ejemplo en el caso de que el pasador de unión 50 esté fijado
rígidamente al pistón 10 y el vástago de accionamiento 40 esté
articulado allí.
La presente invención considera, además, aunque
no se ilustra, que el extremo opuesto 42 se puede acoplar
rígidamente, por medios adecuados, con una o más extensiones
longitudinales de acoplamiento 43 provistas con al menos un taladro
radial 44.
De acuerdo con la presente invención, el extremo
opuesto 42 del vástago de accionamiento 40 presenta una porción de
superficie que define una cuna 45 que debe asentarse sobre una
porción de superficie lateral exterior del pasador de unión 50,
durante la carrera de compresión, pero que se puede mantener incluso
durante la carrera de aspiración, aunque las fuerzas de carga en
esta carrera del pistón 10 no requieren dicho asiento y soporte.
En las construcciones que presentan una
extensión longitudinal de acoplamiento 43 introducida en la abertura
radial 51 del pasador de unión 50, la cuna 45 está definida por la
superficie lateral exterior del pasador de unión 50, alrededor de
la extensión longitudinal de acoplamiento 43. En la construcción
ilustrada en las figuras 4 y 5, la cuna 45 es cóncava y
semi-cilíndrica, coincidiendo con el contorno de la
superficie lateral exterior del pasador de unión 50, de manera que
durante la carrera de compresión del pistón 10, el extremo opuesto
42 se asienta contra la pared lateral exterior cilíndrica 52 del
pasador de unión 50. La provisión de la cuna 45 incrementa la zona
de soporte en la región de mayor presión sobre el pasador de unión
50, en la región de punto muerto superior del pistón 10, después de
la compresión máxima del fluido refrigerante. Esta zona mayor
favorece una resistencia mayor a la carga y a la alineación
perpendicular de esta zona de soporte del compresor. De la misma
manera, la presente invención permite una zona de soporte mayor de
la superficie exterior del pasador de unión 50 con relación a la
superficie cilíndrica interior del taladro 14 del pistón 10, cuya
zona mayor corresponde a la extensión total del pasador de pistón 50
cuando la abertura radial 51 no se extiende a través de todo el
espesor del pasador de unión 50, como se ilustra en las figuras 4 y
5,
proporcionando una distribución mejorada de la presión hidrodinámica sobre la carrera de compresión del pistón 10.
proporcionando una distribución mejorada de la presión hidrodinámica sobre la carrera de compresión del pistón 10.
En una variante de construcción de la presente
invención, que se ilustra en las figuras 7 y 8 y en la que la
abertura radial 51 se extiende a través de todo el espesor del
pasador de unión 50, el acoplamiento del pasador de unión 50 al
pistón 10, cerca de la superficie cilíndrica interior del taladro 14
de este último, tiene lugar a lo largo de una extensión
longitudinal determinada de dicho pasador de unión 50 mayor que la
obtenida con las construcciones convencionales, y que corresponde a
la diferencia entre la extensión longitudinal total Et del pasador
de unión 50 y la altura h de la extensión longitudinal de
acoplamiento 43 adyacente a dicha superficie lateral interior del
taladro 14 del pistón 10.
En esta construcción, en la que el pasador de
unión 50 presenta su abertura radial 51 como una abertura pasante,
la extensión longitudinal de acoplamiento 43 se puede extender
también a través de todo el espesor del pasador de unión 50,
definiendo parte del contorno de su superficie lateral vuelta hacia
la parte superior del pistón 10 o incluso proyectándose más allá de
dicha porción de superficie lateral, en cuyo caso la pared interior
18 del pistón 10 está provista con una extensión de ranura
circunferencial para recibir, con un intersticio, un extremo de la
extensión longitudinal de acoplamiento 43, que se proyecta más allá
de la superficie lateral del pasador de unión 50. No obstante, estas
variantes constructivas requieren una precisión dimensional para
ajustar las superficies más altas que las ilustradas en las
figuras 7 y 8.
figuras 7 y 8.
Debería entenderse que el concepto de un apoyo o
soporte mayor del pasador de unión 50 al pistón 10 de la presente
invención se puede realizar con construcciones de dicho pasador de
unión 50 que tienen formas distintas a la forma cilíndrica
utilizada en los dibujos adjuntos, por ejemplo
semi-cilíndrica. En una opción constructiva dentro
del concepto de un pasador de unión semi-cilíndrico,
éste se monta dentro del pistón 10, de manera que una porción de
superficie plana de dicho pasador de unión se asienta contra una
superficie lisa coincidente adyacente que define una pared interior
18 del pistón 10. En esta opción constructiva, el pasador de unión
50 no se mueve con relación al pistón 10 y presenta una superficie
cilíndrica, vuelta hacia el vástago de accionamiento 40, provisto
con una ranura arqueada radial para la introducción y montaje de la
extensión longitudinal de acoplamiento 43, estando dimensionada
dicha ranura arqueada para permitir un movimiento angular del
vástago de accionamiento 10 con relación al pasador de unión 50, en
este caso no define una pieza individual rígida con el vástago de
accionamiento 40. En esta construcción, la cuna 45 definida cerca
del extremo 42 del vástago de accionamiento 40 presenta un contorno
arqueado que coincide con el de la porción de superficie cilíndrica
adyacente del pasador de unión 50.
En otra opción constructiva para el pasador de
unión semi-cilíndrico 50, éste se asienta contra una
pared interior arqueada 18 del pistón 10, coincidiendo con una
superficie cilíndrica adyacente del pasador de unión 50 que, en este
caso, está fijado rígidamente al vástago de accionamiento 40,
presentando una superficie vuelta hacia el extremo opuesto 42 de
esta última, con un perfil plano coincidiendo con el de dicho
extremo 42. En este caso, la cuña 45 es lisa.
Para la construcción ilustrada en las figuras 4
a 8, los medios de fijación 60 de la disposición de montaje que se
está describiendo comprenden al menos un pasador de bloqueo 62 que
debe alojarse en un taladro axial 53 respectivo previsto en el
pasador de unión 50 que fija, en lo que se refiere al pasador de
unión 50, la extensión longitudinal de acoplamiento 43 del extremo
opuesto 42 del vástago de accionamiento 40, siendo obtenida dicha
fijación mediante el ajuste de un primer extremo 63 del pasador de
bloqueo 62 en el taladro radial 44 previsto en el extremo opuesto
42 del vástago de accionamiento 40. En la forma de construcción
ilustrada, el taladro radial 44 es un taladro pasante para recibir
el primer extremo 63 del pasador de bloqueo 61, que adopta, por
ejemplo, la forma de un pasador elástico, tal como una abrazadera, o
un pasador cónico de fijación. En la condición de montaje y de
fijación del vástago de accionamiento 40 y el pasador de unión 50,
el primer extremo 63 del pasador de bloqueo 62 permanece en el
interior del taladro axial 53, asentado contra el taladro radial 44
previsto en el extremo opuesto 42 del vástago de
accionamiento 40.
accionamiento 40.
De acuerdo con la presente invención, el pasador
de unión 50 puede presentar una pluralidad de taladros axiales
ciegos o pasantes, dispuestos de una manera definida anteriormente
como una función del posicionamiento de los taladros radiales
respectivos previstos en el extremo opuesto 42 del vástago de
accionamiento 40. En la forma de construcción ilustrada, el pasador
de unión 50 presenta un único taladro axial 51, que es un taladro
pasante central. Debería entenderse que esta forma de construcción
ilustrada del taladro axial central es una que distribuye mejor las
fuerzas sobre el pasador de unión 50.
Aunque las figuras de los dibujos adjuntos
ilustran una construcción de vástago de accionamiento 40 articulado
en el pasador de unión 50, debería entenderse que la presente
invención se puede realizar con otras construcciones dentro del
concepto presentado aquí, tal como por ejemplo proporcionando la
porción de superficie de soporte del pasador de unión 50 en el
interior de su abertura radial 51. En este caso, el extremo opuesto
42 del vástago de accionamiento 40 se puede fijar rígidamente al
pasador de unión 50 o se puede montar allí, con el fin de que dicho
extremo opuesto 42 oscile alrededor de un eje alineado con el
pasador de bloqueo 60 previsto a través del taladro radial 44 de
dicho extremo opuesto 42.
En la construcción de la presente invención, en
la que la articulación del vástago de accionamiento 40 al pasador de
unión 50 está externo a este último, el vástago de accionamiento 40
está integral con el pasador de unión 50, que permanece conectado al
vástago de accionamiento 40, moviéndose después del movimiento de
este último durante las carreras de compresión y aspiración del
pistón 10. En esta construcción, el pasador de unión 50 está
incorporado en el vástago de accionamiento 40 y define una
superficie de soporte allí.
En las construcciones ilustradas, la fijación
entre el pasador de unión 50 y la extensión longitudinal de
acoplamiento 43 previene que las partes del vástago de accionamiento
40 y el pasador de unión 50 tengan desplazamientos relativos de
espaciamiento mutuo y también desplazamientos giratorios
respectivos. Como una función de las fuerzas implicadas
principalmente en la compresión, los medios de fijación 60 deben ser
principalmente mecánicos, como se ha descrito e ilustrado con
relación a la fijación del extremo opuesto 42 al pasador de unión 50
a través del pasador de bloqueo 62. El uso de adhesivo garantiza
que el conjunto formad por el vástago de accionamiento 40 y el
pasador de unión 50 se mantiene como un cuerpo individual también
durante la aspiración. El uso de adhesivo da como resultado un
incremento en la rigidez para el montaje del vástago de
accionamiento 40 y el pasador de unión 50, cuando el pasador de
bloqueo 62 es un pasador elástico flexible.
Con la construcción de la presente invención, en
la que el pasador de unión 50 está incorporado en el vástago de
accionamiento 40, la función de soporte es transferida al pistón 10,
resultando de esta manera una capacidad de carga más alta en el
pistón 10, como una función de la zona de soporte mayor del vástago
de accionamiento 40 para el pasador de unión 50, en el momento de
la compresión.
La construcción de la presente invención permite
obtener una zona mayor para el montaje del pasador de unión 50 en el
pistón 10 en la región de alta presión (es decir, en la región de
compresión del fluido refrigerante en el punto muerto superior del
pistón 10), principalmente importante en pistones con un diámetro
pequeño (por ejemplo, valores inferiores a 19 mm). Esta zona mayor
mejora la presión hidrodinámica, lo que favorece una mayor
resistencia a la carga y al desgaste de este soporte del
compresor.
La presente invención tiene, además, como
ventaja el hecho de que se monta fácilmente, principalmente en el
caso de centralización radial del pasador de unión 50 con relación
al taladro 14 del pistón 10.
Aunque se han ilustrado aquí algunas formas de
realización de la invención, debería entenderse que se pueden
realizar alteraciones en la forma y disposición de los elementos
constructivos del compresor, sin apartarse del concepto inventivo
definido en las reivindicaciones que acompañan a la presente memoria
descriptiva.
Claims (21)
1. Un compresor de movimiento alternativo que
tiene una disposición de montaje de pistón y vástago de
accionamiento del tipo que comprende: un bloque de cilindros (2) en
cuyo interior se define una cámara de compresión (3b); un pistón
(10) que se mueva axialmente de forma alternativa dentro de la
cámara de compresión (3b); medios de accionamiento (DM) montados en
el bloque de cilindros (2) para aplicar fuerzas de movimiento
alternativo al pistón (10); y un vástago de accionamiento (9, 40)
que tiene un extremo (9c, 41) acoplado a los medios de accionamiento
(DM) y un extremo (9b, 42) opuesto que coopera con un pasador de
unión (50) montado en el pistón (10) transversalmente a su eje,
caracterizado porque el extremo opuesto (42) del vástago de
accionamiento (40) lleva al menos una extensión de acoplamiento
longitudinal (43) montada en un orificio radial (51) previsto en el
pasador de unión (50) y que está retenido allí por un medio de
fijación (60), de tal manera que el vástago de accionamiento (40)
desplaza el pistón (10) en su carrera de aspiración, presentando
dicha extensión de acoplamiento longitudinal (43) una sección
transversal que tiene, en la dirección del eje del pasador de unión
(50), una altura (h) menor que la altura (h') del extremo opuesto
(42) del vástago de accionamiento (40), estando acoplado dicho
pasador de unión (50) al pistón (10), durante la carrera de
compresión de este último, a lo largo de una extensión longitudinal
de la superficie lateral del pasador de unión (50) mayor que la
diferencia entre la extensión longitudinal total (Et) de este último
y la altura (h') del extremo opuesto (42) del vástago de
accionamiento (40).
2. El compresor de movimiento alternativo de
acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el
pasador de unión (50) está acoplado con el pistón (10), en su
carrera de compresión, a lo largo de una extensión longitudinal de
la superficie lateral de dicho pasador de unión (50) que corresponde
a la diferencia entre la extensión longitudinal total (Et) de su
superficie lateral y la altura (h) de la extensión longitudinal de
acoplamiento (43).
3. El compresor de movimiento alternativo de
acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el
pasador de unión (50) está acoplado al pistón (10), en su carrera de
compresión, a lo largo de toda la superficie lateral de dicho
pasador de unión (50).
4. El compresor de movimiento alternativo de
acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2 y 3,
caracterizado porque los medios de fijación (60) son
soportados por el pasador de unión (50), para actuar contra la
extensión longitudinal de acoplamiento (43) del vástago de
accionamiento (40) durante la carrera de aspiración.
5. El compresor de movimiento alternativo de
acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el
extremo opuesto (42) del vástago de accionamiento (40) define una
cuna (45) alrededor de la extensión longitudinal de acoplamiento
(43), para que se asiente contra la superficie lateral del pasador
de unión (50) durante la carrera de
compresión.
compresión.
6. El compresor de movimiento alternativo de
acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque la cuna
(45) es cóncava y semi-cilíndrica.
7. El compresor de movimiento alternativo de
acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque el
pistón (10) presenta una pared interior (18) provista con una
extensión de ranura circunferencial para recibir, con un
intersticio, un extremo de la extensión longitudinal de acoplamiento
(43), que se proyecta más allá de la superficie lateral del pasador
de unión (50).
8. El compresor de movimiento alternativo de
acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los
medios de fijación (60) comprenden al menos un pasador de unión (62)
para ser alojado en un taladro axial (53) respectivo previsto en el
pasador de unión (50) y abierto hacia el orificio radial (51) de
este último, de manera que el pasador de bloqueo (62) fija al
pasador de unión (50) la extensión longitudinal de acoplamiento (43)
del extremo opuesto (42) del vástago de accionamiento (40).
9. El compresor de movimiento alternativo de
acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque la
extensión longitudinal de acoplamiento (43) del extremo opuesto (42)
del vástago de accionamiento (40) está provisto con un taladro
radial (44), en el que está montado un primer extremo (63) del
pasador de bloqueo (62).
10. El compresor de movimiento alternativo de
acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque el
taladro radial (44) de la extensión longitudinal de acoplamiento
(43) es un taladro pasante para recibir el primer extremo (63) del
pasador de bloqueo (62).
11. El compresor de movimiento alternativo de
acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque el
taladro axial (53) del pasador de unión (50) es central.
12. El compresor de movimiento alternativo de
acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque el
taladro axial (53) del pasador de unión (50) es un taladro
pasante.
13. El compresor de movimiento alternativo de
acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque el
pasador de bloqueo (62) está definido por uno de los elementos
definidos por un pasador elástico o pasador cónico.
14. El compresor de movimiento alternativo de
acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado porque el
pasador de bloqueo (62) tiene la forma de una abrazadera.
15. El compresor de movimiento alternativo de
acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el
orificio radial (51) del pasador de unión (50) es ciego.
16. El compresor de movimiento alternativo de
acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los
medios de fijación (60) acoplan rígidamente el vástago de
accionamiento (40) al pasador de unión (50), definiendo un cuerpo
rígido individual.
17. El compresor de movimiento alternativo de
acuerdo con la reivindicación 16, caracterizado porque los
medios de fijación (60) comprenden un adhesivo (61) que retiene el
pasador de unión (50) al menos a una de las partes del extremo
opuesto (429 y a la extensión longitudinal de acoplamiento (43) del
vástago de accionamiento (40).
18. El compresor de movimiento alternativo de
acuerdo con la reivindicación 17, caracterizado porque el
adhesivo (61) está constituido por elementos químicos que favorecen
una adhesión, tal como anaeróbica, térmica o por luz ultravioleta,
soportando temperaturas hasta aproximadamente 200ºC.
19. El compresor de movimiento alternativo de
acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la
extensión longitudinal de acoplamiento (43) tiene su eje alineado
con el eje del vástago de accionamiento (40).
20. El compresor de movimiento alternativo de
acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el
pasador de unión (50) presenta a menos una superficie cilíndrica que
se asienta sobre una de las partes del pistón (10) y el vástago de
accionamiento (40).
21. El compresor de movimiento alternativo de
acuerdo con la reivindicación 20, caracterizado porque el
pasador de unión (50) es cilíndrico.
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