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)

Disposición de montaje de pistón y vástago de accionamiento, para un compresor de movimiento alternativo.

Campo de la invención

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.

Antecedentes de la invención

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.

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...

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.

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.