IT201600101067A1 - Staffa elastica di supporto per un elemento di pompaggio di un compressore ermetico - Google Patents

Description

“STAFFA ELASTICA DI SUPPORTO PER UN ELEMENTO DI POMPAGGIO DI UN COMPRESSORE ERMETICO"

DESCRIZIONE

SETTORE TECNICO DELL’INVENZIONE

<[001]>La presente invenzione si riferisce ad una staffa elastica di supporto per un elemento di pompaggio di un compressore ermetico, utilizzato in particolare nelle apparecchiature frigorifere. La staffa elastica di supporto è associabile ad un elemento di pompaggio dell’olio per la lubrificazione del compressore.

STATO DELLA TECNICA

[002] E’ noto che i compressori ermetici utilizzati nelle apparecchiature frigorifere, ed il rispettivo motore elettrico, sono racchiusi in un involucro sigillato che non permette di eseguire nessun tipo di manutenzione ai componenti contenuti in tale involucro. Deve quindi essere garantita una adeguata lubrificazione delle parti meccaniche in movimento per l’intera durata della vita operativa del compressore.

<[003]>A questo scopo, una quantità di olio sufficiente per svolgere una ottimale lubrificazione viene caricata all’interno dell’involucro alla fine del processo di produzione ed il compressore è generalmente provvisto di mezzi capaci di assicurare, durante i periodi di funzionamento, la corretta e adeguata circolazione dell’olio sia per lubrificare le parti meccaniche in movimento che per evitarne il surriscaldamento.

[004] Un esempio costruttivo di un tale compressore è fornito da WO 00/01949, in cui un elemento di aspirazione dell’olio provvisto di una scanalatura elicoidale è inserito in una bussola girevole in maniera solidale con l’albero del rotore. L’elemento di aspirazione dell’olio è elasticamente supportato da una staffa elastica, ancorata allo statore, mediante mezzi di collegamento che permettono la flottazione dell’elemento di aspirazione ma ne impediscono la rotazione rispetto alla bussola; l’assieme formato dalla bussola, dall’elemento di aspirazione e dalla staffa è immerso nel pozzetto di raccolta dell’olio. La rotazione dell’albero impone una rotazione in solido alla bussola ed un moto rettilineo alternativo di flottazione all’elemento di aspirazione in contrasto all’azione elastica esercitata dalla staffa. Tale moto alternativo permette di trasferire, attraverso il canale formato dalla scanalatura elicoidale e la superficie interna della bussola, un flusso di olio dal pozzetto di raccolta verso le parti in movimento del compressore in modo da attuare la lubrificazione ed il raffreddamento di tali parti.

[005] Ulteriori soluzioni analoghe sono descritte in US 6,716,001, WO 2012/062848 e EP 2724026.

[006] Un inconveniente che si riscontra nelle soluzioni divulgate da WO 00/01949 e US 6,716,001 risiede nel fatto che per il centraggio dell’elemento di aspirazione, costituito essenzialmente da una vite senza fine, e per compensare eventuali disallineamenti rispetto all’albero del rotore è necessario prevedere almeno una bussola disposta coassialmente all’albero, ossia almeno un elemento aggiuntivo che complica la costruzione del compressore aumentando di conseguenza il costo finale di produzione. Sono previste anche forme realizzative costruttivamente più complesse che prevedono ulteriori componenti quali un manicotto di prolungamento, nella soluzione divulgata da WO 00/01949, oppure una pluralità di molle di ammortizzazione interposte tra i piedini della staffa e lo statore, da un lato, e il fondo del pozzetto di raccolta dell’olio, dall’altro, necessarie per permettere il movimento flottante della vite senza fine in quanto essa è ricavata in unico pezzo con la staffa o comunque solidale ad essa, secondo quanto divulgato da US 6,716,001.

[007] A parziale soluzione di tali inconvenienti, le soluzioni mostrate da WO 2012/062848 e EP 2724026 prevedono l’inserimento diretto della vite senza fine coassialmente all’albero, dove la vite senza fine è realizzata in unico pezzo con la staffa di supporto oppure liberamente associata ad essa mediante una molla di ammortizzazione. Pur risultando questa costruzione semplificata, essa introduce un ulteriore inconveniente in quanto le tolleranze di lavorazione per l’accoppiamento tra vite ed albero devono essere estremamente precise per evitare eventuali disallineamenti. L’elevata precisione delle lavorazioni comporta di conseguenza ulteriori costi sia progettuali che costruttivi.

RIASSUNTO DELL’INVENZIONE

[008] Compito principale della presente invenzione è quello di superare gli inconvenienti della tecnica nota, escogitando una staffa elastica di supporto per un elemento di pompaggio di un compressore ermetico in grado di semplificare la costruzione del compressore attraverso una riduzione dei componenti necessari per garantire l’ottimale lubrificazione delle parti meccaniche in movimento, e conseguentemente riducendo i relativi costi di produzione.

[009] Nell’ambito del compito sopra esposto, uno scopo della presente invenzione è quello di realizzare una staffa elastica di supporto capace di garantire il corretto centraggio tra l’elemento di pompaggio dell’olio e l’albero di rotazione del rotore.

[0010] Un altro scopo è quello di realizzare una staffa elastica in cui l’accoppiamento tra staffa ed elemento di pompaggio avvenga con giuoco in modo da permettere l’adattamento dell’elemento di pompaggio all’albero del rotore per il corretto centraggio.

[0011] Ulteriore scopo è quello di realizzare una staffa elastica che consenta maggiori tolleranze di lavorazione dei componenti, in particolare nell’accoppiamento tra elemento di pompaggio e albero del rotore, in modo da abbattere ulteriormente i costi di produzione non essendo richieste lavorazioni di precisione.

[0012] Ancora uno scopo è quello di semplificare notevolmente le attrezzature, ed in particolare gli stampi, per la produzione della staffa elastica.

[0013] Un altro scopo è quello di escogitare una staffa elastica che permetta di ridurre l’ingombro diametrale del compressore.

[0014] Non ultimo scopo è quello di escogitare una staffa elastica di supporto per un elemento di pompaggio di un compressore ermetico che consegua il compito e gli scopi sopra indicati a costi competitivi e sia ottenibile con gli usuali e noti impianti, macchinari e attrezzature.

[0015] Il compito e gli scopi sopra indicati, ed altri che meglio appariranno nel seguito della descrizione, vengono raggiunti da una staffa elastica di supporto per un elemento di pompaggio di un compressore ermetico come definito nella rivendicazione 1.

BREVE DESCRIZIONE DELLE FIGURE

[0016] Ulteriori caratteristiche ed i vantaggi della presente invenzione diverranno più evidenti dalla seguente descrizione di alcune particolari, ma non esclusive, forme di realizzazione illustrate a puro titolo di esempio non limitativo con riferimento alla annesse figure, in cui:

- la figura 1 rappresenta, secondo una vista frontale in esploso, un gruppo compressore provvisto di una staffa elastica di supporto per un elemento di pompaggio secondo la presente invenzione;

- la figura 2 è una sezione lungo un piano diametrale di figura 1;

- le figure 3 e 4 illustrano, rispettivamente secondo una vista frontale analoga a quella di figura 1 ed una vista in sezione analoga a quella di figura 2, il gruppo compressore sul quale è montata la staffa elastica di cui alle precedenti figure; - la figura 5 è una vista prospettica di una staffa elastica secondo la presente invenzione;

- la figura 6 è una vista dal basso del gruppo compressore di cui alla figura 1; - la figura 7 è una vista prospettica dal basso del gruppo di cui alla figura 6. DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL’INVENZIONE

[0017] Con riferimento alle figure precedentemente citate, si è indicato genericamente con il numero di riferimento 1 un gruppo compressore, generalmente utilizzato nelle apparecchiature frigorifere, comprendente un corpo superiore 2 provvisto di un cilindro 3, a cui sono inferiormente associati uno statore 4 ed un rotore 6.

[0018] Il rotore 6 viene posto in rotazione attorno ad un asse definito da un albero 7 internamente cavo e solidale al rotore 6.

[0019] La superficie inferiore dello statore 4, disposta da parte opposta al corpo superiore 2, è provvista di due o più mezzi di fissaggio, quali viti o bulloni, per la connessione dello statore 4 al corpo superiore 2, le cui teste 8 sporgono dallo statore 4.

[0020] Il gruppo compressore 1 è racchiuso da un involucro sigillato esterno che forma, nella sua porzione inferiore, il pozzetto di raccolta dell’olio di lubrificazione.

L’involucro ed il pozzetto non sono rappresentati nelle figure allegate in quanto ampiamente noti all’esperto del settore e non dissimili da quelli descritti e rappresentati nei documenti anteriori citati nel preambolo della presente descrizione relativa allo stato della tecnica, in particolare l’involucro indicato con il numero di riferimento 12 in WO 00/01949, con il numero di riferimento 1 o 101 in US 6,716,001 o con il numero di riferimento 2 in WO 2012/062848 e EP 2724026.

[0021] All’interno dell’albero 7 è scorrevolmente alloggiabile, in maniera liberamente flottante, un elemento di pompaggio 9 provvisto esternamente di una scanalatura elicoidale ed adatto a trasferire l’olio lubrificante dal pozzetto di raccolta verso le parti meccaniche in movimento attraverso il canale formato dalla scanalatura elicoidale cooperante con la parete interna dell’albero 7.

[0022] L’elemento di pompaggio 9 comprende una cavità assiale a sezione poligonale, preferibilmente quadra, con almeno due facce piane contrapposte per i motivi che verranno meglio spiegati nel seguito.

[0023] Come è noto, la circolazione dell’olio di lubrificazione dal pozzetto di raccolta verso le parti in movimento avviene per effetto della rotazione dell’albero 7 rispetto all’elemento di pompaggio 9, immerso nel bagno d’olio del pozzetto; tale movimento relativo permette il trasporto dell’olio lungo il canale formato dalla scanalatura elicoidale dell’elemento di pompaggio 9 cooperante con la parete interna dell’albero 7. Minore è il giuoco tra la superficie esterna dell’elemento di pompaggio 9 e la superficie interna dell’albero 7 e migliore è la circolazione dell’olio, in quanto l’efficacia dell’effetto di aspirazione dell’olio migliora quanto più ridotto è tale giuoco. Di conseguenza, si possono ottenere prestazioni di pompaggio ottimali anche a basse velocità di rotazione dell’albero 7 e/o a basse viscosità dell’olio lubrificante quanto più ridotta è la distanza della parete esterna dell’elemento di pompaggio 9 con la parete interna dell’albero 7, mentre le prestazioni di pompaggio decrescono rapidamente, ed è richiesto un numero maggiore di giri al minuto dell’albero 7 per mantenere una lubrificazione accettabile, all’aumentare di tale distanza.

[0024] Secondo la presente invenzione, per supportare scorrevolmente l’elemento di pompaggio 9 all’interno dell’albero 7 è prevista una staffa elastica 10, comunemente definita “molla pesca-olio”, comprendente una porzione astiforme arcuata 11 elasticamente deformabile dalle cui estremità libere si estendono, rispettivamente, una prima coppetta 12 ed una seconda coppetta 13 costituenti mezzi di connessione della staffa elastica 10 al gruppo compressore 1; la prima coppetta 12 e la seconda coppetta 13 sono infatti adatte ad impegnarsi ad incastro con le rispettive teste 8 dei mezzi di fissaggio sporgenti inferiormente dallo statore 4. Vantaggiosamente la prima e la seconda coppetta 12, 13 sono disposte tra loro sfalsate, ossia da parti opposte rispetto al piano diametrale definito dalla porzione arcuata 11.

[0025] In corrispondenza della regione centrale della porzione arcuata 11 si estende, secondo un asse essenzialmente perpendicolare alla porzione arcuata 11, un elemento di supporto e centraggio 14 formato da un gambo avente almeno due facce contrapposte piane; vantaggiosamente detto gambo ha forma essenzialmente bidimensionale, preferibilmente una forma a lama, rastremata e raccordata verso il punto di attacco alla porzione arcuata 11.

[0026] L’elemento di supporto e centraggio 14 è adatto ad essere inserito, in maniera liberamente scorrevole assialmente, nella cavità dell’elemento di pompaggio 9 per supportare quest’ultimo all’interno dell’albero 7 in maniera liberamente flottante; l’accoppiamento tra l’elemento di supporto e centraggio 14 e l’elemento di pompaggio 9 avviene con giuoco in modo da compensare eventuali disallineamenti tra l’albero 7 e l’elemento di pompaggio 9, permettendo il centraggio di quest’ultimo all’interno dell’albero 7 senza che si rendano necessarie costose lavorazioni di precisione con tolleranze minime allo scopo di garantire tale centraggio.

[0027] Inoltre l’accoppiamento tra le facce piane contrapposte dell’elemento di supporto e centraggio 14 con la cavità interna dell’elemento di pompaggio 9 a sezione poligonale, preferibilmente quadra, impedisce la rotazione dell’elemento di pompaggio 9 rispetto all’albero 7 permettendo al contempo la sua libera flottazione rispetto all’elemento di supporto e centraggio 14 e all’albero 7. In altre parole, l’elemento di supporto e centraggio 14 svolge l’ulteriore funzione di elemento antirotazione per l’elemento di pompaggio 9.

[0028] La staffa elastica 10 è realizzata in materiale plastico in unico pezzo, comprendente quindi la prima e la seconda coppetta 12, 13 e l’elemento di supporto e centraggio 14 associati alla porzione arcuata 11; in alternativa, la porzione arcuata 11 comprendente l’elemento di supporto e centraggio 14 può essere realizzata in materiale metallico sul quale vengono sovrainiettate la prima e la seconda coppetta 12, 13 in materiale plastico.

[0029] In ogni caso, la realizzazione della staffa 10 risulta notevolmente conveniente sul piano economico, essendo sufficiente un solo stampo di forma semplificata unito ad una pressa ad iniezione; in tal modo, il processo di produzione può essere automatizzato incrementando notevolmente la capacità produttiva e, conseguentemente, ottenendo un considerevole abbattimento dei costi di produzione.

[0030] La staffa 10 permette inoltre di semplificare le fasi di montaggio del compressore. Infatti, durante le fasi di assemblaggio, il gruppo compressore 1 viaggia su una linea di montaggio orientato come in figura 1, ossia con il corpo superiore 2 in alto e lo statore 4 in basso.

[0031] Gran parte delle staffe note richiedono il rovesciamento del gruppo compressore 1 per poter essere montate; questa fase operativa, e la successiva di riposizionamento del gruppo compressore dopo che la staffa è stata montata, avvengono generalmente in maniera manuale perché difficilmente automatizzabili. E’ chiaro quindi che la capacità produttiva è limitata con conseguente aumento dei costi.

[0032] La staffa 10 secondo la presente invenzione permette invece di essere montata sul gruppo compressore 1 senza che si renda necessario il suo rovesciamento, secondo lo schema illustrato nelle figure 1 e 2: con il gruppo compressore 1 in posizione non rovesciata viene inserito l’elemento di pompaggio 9 all’interno della cavità interna dell’albero 7 e, successivamente, viene inserito all’interno dell’elemento di pompaggio 9 l’elemento di supporto e centraggio 14; una volta completate queste operazioni, le coppette 12, 13 vengono fissate con interferenza, ad esempio a scatto, alle rispettive teste 8 dei mezzi di fissaggio in modo da completare l’assieme. Il montaggio risulta quindi completamente automatizzabile con ulteriore riduzione dei costi produttivi.

[0033] Secondo un ulteriore aspetto della presente invenzione, la disposizione reciprocamente sfalsata della prima e della seconda coppetta 12, 13 permette di ridurre l’ingombro diametrale del gruppo compressore 1 in quanto le teste 8 dei mezzi di fissaggio, con le quali le coppette 12, 13 si impegnano, vengono a trovarsi su una circonferenza di diametro inferiore rispetto ad una disposizione in cui le coppette siano allineate secondo un asse diametrale.

[0034] Da quanto precede risulta quindi evidente come la presente invenzione consegua gli scopi ed i vantaggi inizialmente previsti: si è infatti escogitata una staffa elastica di supporto 10 per un elemento di pompaggio 9 di un compressore ermetico in grado di semplificare la costruzione del compressore attraverso una riduzione dei componenti necessari per garantire l’ottimale lubrificazione delle parti meccaniche in movimento, e conseguentemente riducendo i relativi costi di produzione.

[0035] In particolare, la staffa 10 secondo la presente invenzione permette di semplificare notevolmente le attrezzature, ed in particolare gli stampi, per la produzione della staffa stessa, nonché di automatizzare tutte le fasi di montaggio del compressore senza necessità di interventi manuali per il posizionamento del gruppo compressore sulla linea di montaggio.

[0036] Inoltre la staffa elastica di supporto 10 è capace di garantire il corretto centraggio tra l’elemento di pompaggio dell’olio 9 e l’albero di rotazione del rotore 7, grazie all’accoppiamento con giuoco tra l’elemento di supporto e centraggio 14 e l’elemento di pompaggio 9 che permette di compensare eventuali disallineamenti tra l’elemento di pompaggio 9 e l’albero 7 del rotore 6. In tal modo i componenti possono essere realizzati con maggiori tolleranze di lavorazione, abbattendo ulteriormente i costi di produzione in quanto non si rendono necessarie lavorazioni di precisione.

[0037] La capacità di adattamento fornita dall’elemento di supporto e centraggio 14 all’elemento di pompaggio 9 permette inoltre di avere un giuoco minimo tra l’elemento di pompaggio 9 e l’albero 7 in modo da poter ottenere prestazioni ottimali nella circolazione dell’olio anche a basse velocità di rotazione dell’albero 7 e/o a basse viscosità dell’olio lubrificante.

[0038] Un altro aspetto vantaggioso della presente invenzione consiste nella possibilità di ridurre l’ingombro diametrale del compressore grazie alla disposizione reciprocamente sfalsata delle coppette 12, 13 impegnabili con le teste 8 dei mezzi di fissaggio dello statore 4 al corpo superiore 2 del gruppo compressore 1.

[0039] Naturalmente la presente invenzione è suscettibile di numerose applicazioni, modifiche o varianti senza con ciò uscire dall’ambito di protezione come definito alla rivendicazione indipendente 1.

[0040] Inoltre i materiali e le attrezzature utilizzati per la realizzazione della presente invenzione, nonché le forme e le dimensioni dei singoli componenti, potranno essere i più idonei a seconda delle specifiche esigenze.

Claims (9)

1. “STAFFA ELASTICA DI SUPPORTO PER UN ELEMENTO DI POMPAGGIO DI UN COMPRESSORE ERMETICO" RIVENDICAZIONI 1. Staffa elastica di supporto per un elemento di pompaggio (9) di un compressore ermetico, detta staffa elastica (10) comprendendo una porzione astiforme arcuata (11) elasticamente deformabile, caratterizzata dal fatto che un elemento di supporto e centraggio (14), formato da un gambo avente almeno due facce contrapposte piane, si estende da una regione centrale di detta porzione astiforme arcuata (11) lungo un asse essenzialmente perpendicolare a detta porzione astiforme arcuata (11), detto elemento di supporto e centraggio (14) essendo atto ad alloggiare e supportare detto elemento di pompaggio (9) in maniera liberamente scorrevole assialmente.
2. 2. Staffa elastica come alla rivendicazione 1, in cui dette almeno due facce contrapposte piane di detto elemento di supporto e centraggio (14) essendo adatte ad accoppiarsi con corrispondenti facce piane di una cavità assiale avente sezione poligonale prevista internamente a detto elemento di pompaggio (9) per impedire la rotazione di detto elemento di pompaggio (9).
3. 3. Staffa elastica come alla rivendicazione 1, in cui detto elemento di supporto e centraggio (14) ha forma essenzialmente bidimensionale rastremata e raccordata a detta porzione arcuata (11).
4. 4. Staffa elastica come alla rivendicazione 1, in cui mezzi di connessione comprendenti una prima coppetta (12) ed una seconda coppetta (13) sono previsti per connettere detta staffa elastica (10) a detto compressore, dette prima e seconda coppetta (12, 13) estendendosi, rispettivamente, dalle estremità libere di detta porzione astiforme arcuata (11) ed essendo disposte reciprocamente sfalsate rispetto ad un piano diametrale definito da detta porzione arcuata (11).
5. 5. Staffa elastica come alla rivendicazione 4, in cui detta porzione arcuata (11), detto elemento di supporto e centraggio (14) e dette prima e seconda coppetta (12, 13) sono realizzati in pezzo unico.
6. 6. Compressore ermetico comprendente un gruppo compressore (1) che include un corpo superiore (2) provvisto di un cilindro (3) a cui sono associati uno statore (4) ed un rotore (6) posto in rotazione da un albero (7) internamente cavo, detto statore (4) essendo connesso a detto corpo superiore (2) mediante mezzi di fissaggio (8) sporgenti da detto statore (4) da parte opposta rispetto a detto corpo superiore (2), un elemento di pompaggio (9) essendo scorrevolmente alloggiabile, in maniera liberamente flottante, all’interno di detto albero (7), detto elemento di pompaggio (9) essendo provvisto esternamente di una scanalatura elicoidale la quale, cooperando con le pareti interne di detto albero (7), forma un canale per il passaggio di un lubrificante, caratterizzato dal fatto di comprendere una staffa elastica (10) come alla rivendicazione 1 per supportare detto elemento di pompaggio (9).
7. 7. Compressore come alla rivendicazione 6, in cui detto elemento di pompaggio (9) è scorrevolmente supportato e centrato all’interno di detto albero (7) da detto elemento di supporto e centraggio (14) estendentesi perpendicolarmente da detta staffa elastica (10), mezzi di accoppiamento tra detto elemento di supporto e centraggio (14) e detto elemento di pompaggio (9) essendo previsti per impedire la rotazione di detto elemento di pompaggio (9) rispetto a detto albero (7).
8. 8. Compressore come alla rivendicazione 7, in cui detto elemento di pompaggio (9) è accoppiabile con giuoco a detto elemento di supporto e centraggio (14) in modo da compensare eventuali disallineamenti tra detto elemento di pompaggio (9) e detto albero (7).
9. 9. Compressore come alle rivendicazioni 4 e 6, in cui detta staffa elastica (10) è associabile a detto statore (4) mediante mezzi di connessione comprendenti dette prima e seconda coppetta (12, 13) impegnabili con detti mezzi di fissaggio (8) di detto statore (4) a detto corpo superiore (2).