Disposición y procedimiento para montar un muelle de resonancia en un compresor de refrigeración.

Disposición para el montaje de un muelle de resonancia en un compresor de refrigeración del tipo quecomprende,

en el interior de una carcasa (1): un bloque de cilindro (2) que define un cilindro (2a); un conjunto móvilformado por un pistón (5) de movimiento alternativo en el interior del cilindro (2a), unos medios de accionamiento (7),para accionar el pistón (5), y un vástago de accionamiento (9) que acopla el pistón (5) a los medios deaccionamiento (7); y un muelle de resonancia (11) que tiene una primera porción de extremo (11a) fijada al bloquede cilindro (2) mediante unos primeros medios de fijación (20), y una segunda porción de extremo (11b) fijada alconjunto móvil mediante unos segundos medios de fijación (30), comprendiendo al menos uno de los primeros ysegundos medios de fijación (20, 30) una porción de soporte (21, 31) que está unida, en un primer lado (21a, 31a), auna de las porciones de extremo (11a, 11b) del muelle de resonancia (11) y que tiene, en un lado opuesto, una carade fijación (21b, 31b), y una porción de recepción de soporte (22, 32) que está unida, en un lado, a una de las partesdel bloque de cilindros y al conjunto móvil y que tiene, en un lado opuesto, una cara de unión (22b, 32b), en el quedichas caras de fijación y de unión (21a, 31a, 22b, 32b) de la porción de soporte (21, 31) y la porción de recepciónde soporte (22, 32) de dichos medios de fijación (20, 30) están asentadas y soldadas por fusión entre sí, y sedeforman mediante compresión mutua durante la soldadura por fusión, con el fin de fijar la respectiva porción deextremo (11a, 11b) del muelle de resonancia (11) a una de las partes del conjunto móvil y el bloque de cilindro (2),manteniendo dicho conjunto móvil concéntrico al cilindro (2a) y en una posición axial predeterminada.

Disposición y procedimiento para montar un muelle de resonancia en un compresor de refrigeración

Campo de la invención La presente invención se refiere a una disposición y a un procedimiento para el montaje de un muelle de resonancia en un compresor de refrigeración del tipo que comprende, en el interior de una carcasa, un bloque de cilindro, que define un cilindro, un conjunto móvil formado por un pistón de movimiento alternativo en el interior del cilindro, unos medios de accionamiento para accionar el pistón, medios para acoplar el pistón a los medios de accionamiento, y un muelle de resonancia que tiene una primera porción de extremo fijada al bloque de cilindro mediante unos primeros medios de fijación, y una segunda porción de extremo fijada al conjunto móvil mediante unos segundos medios de fijación.

Técnica anterior

Los compresores de refrigeración accionados por un motor eléctrico de tipo lineal genéricamente comprenden, en el interior de una carcasa generalmente hermética, un conjunto no resonante que incluye un cilindro (generalmente fabricado en la forma de un bloque) , al que también se fija el motor lineal y en cuyo interior se define una cámara de compresión que tiene un extremo generalmente cerrado mediante una placa de válvula y mediante un cabezal, y un extremo opuesto abierto, a través del cual se monta un pistón de movimiento alternativo en el interior de la cámara de compresión y que está acoplado, usualmente a través un vástago de accionamiento, a unos medios de accionamiento (definidos por unos medios de accionamiento que llevan imanes energizados por el motor eléctrico) montados en el bloque de cilindro.

El motor lineal es responsable de generar el empuje necesario para desplazar el pistón en el interior de la cámara de compresión del cilindro y, en consecuencia, para comprimir el fluido refrigerante, en forma de gas, en el compresor.

Al pistón -vástago de accionamiento – un conjunto de medios de accionamiento está acoplado a medios de muelle de resonancia, montados de tal manera como para ejercer fuerzas axiales opuestas en el pistón, bajo su desplazamiento alternativo axial, en el interior de la cámara de compresión, provocadas por los medios de accionamiento. Los medios de muelle de resonancia funcionan como una guía para el desplazamiento axial del pistón, haciendo que el conjunto compresor definido por el pistón, el vástago de accionamiento y los medios de accionamiento se accionen, permitiendo que el motor lineal sea dimensionado para suministrar continuamente energía al compresor en funcionamiento.

El conjunto de compresor y los medios de muelle de resonancia definen un conjunto resonante del compresor.

En algunas construcciones de compresores lineales, los medios de muelle incluyen un muelle de resonancia que tiene una primera porción de extremo fijada al conjunto de compresor (generalmente a los medios de accionamiento) mediante unos primeros medios de fijación, y una segunda porción de extremo fijada al conjunto no resonante, por ejemplo, al bloque de cilindro o a su estructura de soporte, mediante unos segundos medios de fijación, incluyendo dichos medios de fijación porciones de fijación retenidas entre sí, generalmente mediante tornillos (figura 1) . Esta retención presenta algunas desventajas, tales como la posibilidad de formación de huecos y el requisito de un 45 dimensionado preciso.

En estas construcciones, el dimensionado y el montaje de las partes definidas por el pistón, el vástago de accionamiento, los medios de accionamiento y el muelle de resonancia deberán realizarse de forma que el pistón se desplace a la posición más cercana en relación a la placa de la válvula cuando está en la condición del punto muerto 50 superior, es decir, en la condición final de la carrera de compresión, para hacer mínimo el volumen muerto del gas refrigerante en el interior de la cámara de compresión y, así, minimizar las pérdidas de eficiencia del compresor. Sin embargo, la distancia entre la parte superior del pistón, cuando está en la posición de montaje, y la placa de la válvula debe ser tal como para definir el desplazamiento volumétrico y la capacidad de refrigeración adecuados.

Los dos siguientes condiciones de montaje son fundamentales para el correcto funcionamiento del compresor: en primer lugar, la posición relativa de la parte superior del pistón en relación con la parte superior del cilindro cerrada por la placa de la válvula, en la condición de montaje o de reposo del pistón, cuya condición definirá la capacidad del compresor y la variabilidad; y, en segundo lugar, la alineación del pistón en relación al cilindro, que definirá la carga sobre el cojinete (de aceite o neumático) . Se debe considerar que, para obtener la distancia correcta desde la parte 60 superior del pistón a la parte superior del cilindro durante el procedimiento de montaje, hay una cadena de tolerancias que debe mantenerse en niveles muy bajos, de modo que la tolerancia final de la distancia mencionada se mantiene dentro de niveles aceptables. Además, para obtener la alineación correcta del pistón en relación con el cilindro, las tolerancias ortogonales al eje principal del compresor se requieren que se mantengan en los mismos niveles bajos. Esto implica altos costes para la fabricación de los componentes.

El pistón está acoplado a los medios de accionamiento para permitir que las fuerzas se transfieran entre los mismos y para hacer que el pistón se desplace en el interior de la cámara de compresión, según una dirección axial coincidente con el eje de dicha cámara de compresión, para minimizar las fuerzas de reacción transversales del bloque de cilindro contra el pistón en el interior de la cámara de compresión. Tales fuerzas de reacción transversales del bloque de cilindro contra el pistón pueden provocar una fricción excesiva entre el pistón y el bloque de cilindro, lo que lleva: a un aumento del consumo de energía, con la consiguiente reducción de la eficiencia del compresor; a un desgaste acelerado de los componentes sometidos a los niveles de fricción más altos, reduciendo la vida útil del compresor; y a la presencia de ruido, debido a la fricción.

El documento US 6 174 141 B1 describe una disposición para montar un muelle de resonancia en un compresor de refrigeración del tipo tal como se mencionó al principio, en el que se proporcionan un primer y segundo muelles, en línea, para definir un muelle de resonancia, estando los extremos distales de los dos muelles sólo asentados contra un primer y segundo elemento de soporte del muelle, respectivamente, que se fijan previamente a las partes estacionarias del compresor. Los extremos proximales de los dos muelles se fijan, respectivamente, a un primer y

segundo elementos de soporte de fijación del muelle, estando por su vez fijados a la parte del pistón, para mantener el conjunto móvil concéntrico con el cilindro. Los elementos de soporte de fijación del muelle están simplemente asentados y fijados contra la parte del pistón con el posicionamiento axial relativo de las partes que se fijan entre sí ser definidas por el dimensionamiento de dichas partes.

Como una función de los problemas mencionados anteriormente, es deseable proporcionar una disposición de montaje de las partes definidas por los medios de accionamiento del vástago de accionamiento del pistón y el bloque de cilindro, lo que garantiza la alineación del pistón al eje del cilindro y también un posicionamiento correcto la parte superior del pistón en relación con la parte superior del cilindro cerrada por la placa de la válvula, en la condición de montaje o de reposo del pistón.

Sumario de la invención Es un objeto genérico de la presente invención proporcionar una disposición para montar un muelle de resonancia en un compresor de refrigeración, del tipo considerado anteriormente y que no requiera tolerancias muy estrechas de los componentes involucrados, en las direcciones paralelas y ortogonales al eje principal del pistón y del cilindro, de tal manera que, incluso con tolerancias más abiertas, se obtenga una colocación correcta del pistón en el interior del cilindro con una alineación adecuada entre los mismos.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar una disposición de montaje tal como se cita anteriormente y

que garantiza, al montar el pistón al cilindro, una distancia deseable entre la parte superior del pistón y la parte superior del cilindro cerrada por la placa de la válvula, y que se traduce en una capacidad adecuada.

Un objeto adicional de la presente invención es proporcionar una disposición de montaje tal como se cita anteriormente, que presenta un montaje simple... [Seguir leyendo]

1. Disposición para el montaje de un muelle de resonancia en un compresor de refrigeración del tipo que comprende, en el interior de una carcasa (1) : un bloque de cilindro (2) que define un cilindro (2a) ; un conjunto móvil 5 formado por un pistón (5) de movimiento alternativo en el interior del cilindro (2a) , unos medios de accionamiento (7) , para accionar el pistón (5) , y un vástago de accionamiento (9) que acopla el pistón (5) a los medios de accionamiento (7) ; y un muelle de resonancia (11) que tiene una primera porción de extremo (11a) fijada al bloque de cilindro (2) mediante unos primeros medios de fijación (20) , y una segunda porción de extremo (11b) fijada al conjunto móvil mediante unos segundos medios de fijación (30) , comprendiendo al menos uno de los primeros y segundos medios de fijación (20, 30) una porción de soporte (21, 31) que está unida, en un primer lado (21a, 31a) , a una de las porciones de extremo (11a, 11b) del muelle de resonancia (11) y que tiene, en un lado opuesto, una cara de fijación (21b, 31b) , y una porción de recepción de soporte (22, 32) que está unida, en un lado, a una de las partes del bloque de cilindros y al conjunto móvil y que tiene, en un lado opuesto, una cara de unión (22b, 32b) , en el que dichas caras de fijación y de unión (21a, 31a, 22b, 32b) de la porción de soporte (21, 31) y la porción de recepción de soporte (22, 32) de dichos medios de fijación (20, 30) están asentadas y soldadas por fusión entre sí, y se deforman mediante compresión mutua durante la soldadura por fusión, con el fin de fijar la respectiva porción de extremo (11a, 11b) del muelle de resonancia (11) a una de las partes del conjunto móvil y el bloque de cilindro (2) , manteniendo dicho conjunto móvil concéntrico al cilindro (2a) y en una posición axial predeterminada.

2. Disposición según la reivindicación 1, en la que al menos una de las partes de la porción de soporte (21, 31) y la porción de recepción de soporte (22, 32) está moldeada directamente en la parte respectiva de la porción de extremo (11a, 11b) del muelle de resonancia (11) , del bloque de cilindro (2) y del conjunto móvil.

3. Disposición según la reivindicación 2, en la que cada porción de soporte (21, 31) y la porción de recepción de 25 soporte (22, 32) está sobre-inyectada en la parte respectiva en la que se proporciona.

4. Disposición según la reivindicación 2, en la que cada porción de extremo (11a, 11b) del muelle de resonancia (11) está dispuesta según una dirección ortogonal al eje de dicho muelle de resonancia (11) .

5. Disposición según la reivindicación 2, en la que cada porción de extremo (11a, 11b) del muelle de resonancia (11) define una porción de eje de sección circular firmemente alojada en el interior de una respectiva porción de soporte (21, 31) de uno de los primeros y segundos medios de fijación (20, 30) .

6. Disposición según la reivindicación 1, en la que las partes de la porción de soporte (21, 31) y de la porción de

recepción de soporte (22, 32) están soldadas por fusión entre sí alrededor de un elemento de fijación (50) en un material con un punto de fusión mayor que el de dichas partes de la porción de soporte (21, 31) y de la porción de recepción de soporte (22, 32) .

7. Procedimiento para el montaje de un muelle de resonancia en un compresor de refrigeración del tipo que comprende, en el interior de una carcasa (1) : un bloque de cilindro (2) que define un cilindro (2a) ; un conjunto móvil formado por un pistón (5) de movimiento alternativo en el interior del cilindro (2a) , mediante unos medios de accionamiento (7) para accionar el pistón (5) , y mediante un vástago de accionamiento (9) que acopla el pistón (5) a los medios de accionamiento (7) ; y un muelle de resonancia (11) que tiene una primera porción de extremo (11a) fijada al bloque de cilindro (2) mediante unos primeros medios de fijación (20) , y una segunda porción de extremo 45 (11b) fijada al conjunto móvil mediante unos segundos medios de fijación (30) , que comprende las etapas de:

-fijar una porción de soporte (21, 31) de uno de los primeros y segundos medios de fijación (20, 30) alrededor de una de las porciones de extremo (11a) del muelle de resonancia (11) , teniendo dicha porción de soporte (21, 31) un lado de fijación (21a, 31a) y un lado opuesto con una cara de fijación (21b, 31b) ; -fijar un primer lado (21a, 31a) de una correspondiente porción de recepción de soporte (22, 32) a una de las partes del bloque de cilindro (2) y del conjunto móvil, teniendo dicha porción de recepción de soporte (22, 32) una cara de unión (22b, 32b) opuesta al primer lado; y -asentar y soldar por fusión mutualmente las caras de fijación y unión (21b, 31b, 22b, 32b) que se deforman por compresión mutua durante la soldadura por fusión, para fijar la respectiva porción de extremo (11a, 11b) del

muelle de resonancia (11) a una de las partes del conjunto móvil y el bloque de cilindro (2) , manteniendo dicho conjunto móvil concéntrico con el cilindro (2a) y en una posición axial predeterminada.

8. Procedimiento según la reivindicación 7, en el que una porción de soporte (21, 31) se moldea alrededor de una porción de extremo adyacente (11a, 11b) del muelle de resonancia.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, en el que cada porción de soporte (21, 31) y la porción de recepción de soporte (22, 32) se sobre-inyecta en la parte respectiva en la que se proporciona.

10. Procedimiento según la reivindicación 7, que comprende las etapas adicionales de:

-calentar al menos una de las partes de la cara de fijación (21b, 31b) y la cara de unión (22b, 32b) de una porción de soporte (21, 31) y de una porción de recepción de soporte (22, 32) para unirse entre sí; -colocar dichas partes entre sí, para obtener un posicionamiento coaxial del conjunto móvil en relación con el cilindro (2a) ; -asentar mutuamente dichas partes;

-comprimir dichas partes de la cara de fijación (21b, 31b) y la cara de unión (22b, 32b) , hasta obtener una fusión de superficie determinada de las mismas, que corresponde a la posición axial predeterminada.

11. Procedimiento según la reivindicación 10, que comprende las etapas adicionales de:

-proporcionar una fuente de calor (40) entre cada porción de soporte (21, 31) y la respectiva porción de recepción de soporte (22, 32) , antes del calentamiento de la respectiva cara de fijación (21b, 31b) y la cara de unión (22b, 32b) ; -calentar dichas caras de fijación y unión (21b, 31b, 22b, 32b) hasta la obtención de la fusión de las mismas, antes de su asiento mutuo.

12. Procedimiento según la reivindicación 7, que comprende las etapas adicionales de:

-proporcionar un elemento de fijación (50) entre las partes de la porción de soporte (21, 31) y la porción de recepción de soporte (22, 32) ;

-colocar dichas partes de la porción de soporte (21, 31) y la porción de recepción de soporte (22, 32) entre sí, para obtener un posicionamiento coaxial del conjunto móvil en relación con el cilindro (2a) ; -conducir dichas partes de la porción de soporte (21, 31) y la porción de recepción de soporte (22, 32) al asiento mutuo; y -calentar dichas caras de fijación y unión (31b, 32b) , hasta obtener la fusión de las mismas alrededor del

elemento de fijación (50) y entre sí, para obtener el posicionamiento axial predeterminado entre dichas partes.

13. Procedimiento según la reivindicación 12, en el que el elemento de fijación (50) es en un material de alta conductibilidad térmica y un punto de fusión superior al de las partes de la porción de soporte (21, 31) y de la porción de recepción de soporte (22, 32) , soldándose dichas partes de la porción de soporte (21, 31) y de la porción de recepción de soporte (22, 32) entre sí por el calor emanado de dicho elemento de fijación (50) , que a su vez se calienta por inducción.