BRPI1102854A2

BRPI1102854A2 - arranjo de montagem pistço-biela em um compressor de refrigeraÇço

Info

Publication number: BRPI1102854A2
Application number: BRPI1102854-8A
Authority: BR
Inventors: Adilson Luiz Manke; Gelson Longo; Silva Fabiano Domingos
Original assignee: Whirlpool Sa
Priority date: 2011-06-15
Filing date: 2011-06-15
Publication date: 2013-02-05
Also published as: KR20140036348A; EP2721298B1; US9447877B2; JP2014517199A; EP2721298A1; JP6002761B2; CN103782031A; MX2013014770A; WO2012171089A1; US20140202326A1; CN103782031B

Abstract

ARRANJO DE MONTAGEM PISTçO-BIELA EM UM COMPRESSOR DE REFRIGERAÇçO. O arranjo é aplicado a um compressor que compreende: um bloco (40), carregando um cilindro (41) provido de um rasgo lateral (42) e no qual é alojado um pistão (10) provido de dois furos radiais (11) e de um furo axial excêntrico (12); uma biela (20) conectada a um eixo de manivela (20) acionado por um motor elétrico (50) e tendo um olhal menor (21) montado no pistão (10); e um pino de pistão (60) tendo um primeiro extremo (61) voltado para o cubo do mancal (43) do bloco (40), um segundo extremo (62) voltado para o rasgo lateral (42) do cilindro (41) e um furo diametral (63); adjacente ao segundo extremo (62) no qual é provido um meio de engate (64), para acoplamento axial e rotacional de uma ferramenta (80), de montagem e indexação do pino de pistão (60), no interior do pistão (10), em uma posição na qual o furo diametral (63) é axialmente alinhado com o furo axial excêntrico (12), para que neles seja introduzido um pino elástico (70).

Description

"ARRANJO DE MONTAGEM PISTÃO-BIELA EM UM COMPRESSOR DE REFRIGERAÇÃO". Campo da invenção

Refere-se a presente invenção a um arranjo de montagem, para prover o acoplamento de um pistão ao olhai menor de uma biela que tem um olhai maior montado a um eixo de manivela de um compressor de refrigeração, do tipo alternativo, compreendendo um bloco de compressor, suspenso no interior de uma carcaça e carregando um cubo de mancai e um' cilindro, no interior do qual o pistão é deslocado pela biela, em movimento reciprocante, quando do acionamento do eixo de manivela por um motor elétrico carregado pelo bloco do compressor. Técnica anterior

Tem sido continua a busca de soluções que visam aumentar a eficiência energética de compressores alternativos utilizados em pequenos sistemas de refrigeração doméstica e comercial. Um dos caminhos para se obter aumento de eficiência energética é o de. reduzir as pe.rdas mecânicas dos componentes móveis, entre elas aquela produzida pelo movimento relativo entre as superfícies de um par tribológico. As referidas perdas mecânicas podem ser resumidas às perdas por contato e às perdas por atrito viscoso entre as superfícies do par tribológico, devendo ser observado que o coeficiente de atrito dinâmico, produzido pelo contato lubrificado entre duas superfícies, é no mínimo uma ordem de grandeza superior ao coeficiente de atrito viscoso em regime de filme espesso, para componentes metálicos com acabamento por retificação e/ou por brunimento convencionais, como ocorre com as superfícies mutuamente confrontantes do pistão e do cilindro e ainda de outros componentes relativamente móveis e atritantes do compressor, por exemplo entre o eixo de manivela e os mancais. Principalmente, nas primeiras horas de funcionamento do compressor, ocorre uma considerável parcela da perda mecânica devido ao atrito gerado pelo contato mútuo das referidas superfícies, decorrente de acabamentos superficiais inadequados, de elevados erros de forma ou mesmo de um sub-dimensionamento dos mancais do eixo de manivela. Dependendo da intensidade do referido atrito de contato, pode ocorrer uma degeneração das propriedacdes mecânicas, geométricas e de acabamento das superfícies, levando à falha dos mancais, por desgaste.

Uma das linhas de desenvolvimento de compressores de aJLta eficiência energética é direcionada à melhoria da qualidade geométrica dos componentes utilizados, principalmente da qualidade geométrica do resultado da montagem de referidos componentes. Essa linha de desenvolvimento cuida dos erros de centralização (por exemplo, concentricidade, coaxialidade, batimento etc-)., dos erros de forma (por exemplo, circularidacde, cilindricidade, planicidade, etc,) e de posição (por exemplo, paralelismo, perpendicular!smo, etc) . Nos compressores alternativos de refrigeração, do t.ipo aqui considerado, o pistão é acoplado ao olhai menor da biela por meio de um pino de pistão ("wrist pin"), transversal ao eixo geométrico do pistão e que tem s~uas porções extremas opostas introduzidas e retidas em respectivos furos radiais providos no pistão, em posiç ões diametralmente opostas. Em alguns modelos de compressores, a fixação do pino de pistão no pistão é obtida por encaixe de interferênxia entre uma das porções extremas do pino de pistão e um dos furos radiais e diametralmente opostos do pistão. Ocorre que quanto maior for o grau de interferência erntre o pino de pistão e o pistão, para garantir a segiura fixação do referido pino, maior será o grau de deformação (por erro de circularidade e de cilindricidade) produzido na superfície cilíndrica do pistão, ou seja, em sua superfície de mancalização. Um-a da-s conhecidas formas de minimizar as de.£o.rma.g ões resultantes de uma fixação, por interferência, entr e o pino de pistão e o pistão, é aquela que utiliza um pino de pistão montado, sem interferência, nos furos diametralmente opostos do pistão. A retenção do pino de pistão pode ser obtida, por exemplo, por um pino elástico que é guiado, com folga, em um furo axial excêntrico, provido na parede do pistão, e fixado, por interferência, em pelo menos parte da extensão diametral de um furo em uma respectiva porção extrema do pino de pistão. Nessa conhecida solução, a ausência de encaixe, por interferência, entre o pino de pistão e o pistão, não acrescenta erros de circularidade e de cilindricidade do pistão em relação aos possíveis erros ou desvios de forma resultantes do processo de retificação da superfície lateral do pistão.

Além do benefício acima mencionado, a fixação do pino de pistão por meio de um pino elástico, também apresenta a vantagem de permitir que a montagem do olhai menor- da· biela (normalmente inteiriça) no interior do pistão, seja a última etapa na operação de montagem ("fechamento") dos componentes do conjunto ("kit") mecânico do compressor,. Essa conhecida forma de montagem ("fechamento") do conjunto ("kit") mecânico é a usualmente preferida em relação a outras formas que incluem:

- o uso de bielas bipartidas, ou seja, divididas na alma ou no olhai maior;

- o uso de buchas interferentes entre o olhai maior e a porção excêntrica do eixo de manivela;

- fixação, por parafuso, do cubo de mancai do eixo de manivela ao bloco do compressor;

- fixação, ao bloco do compressor, por parafuso, de uma porção de bloco definidora do cilindro.

Deve ser observado que o uso de uma biela inteiriça é vantajoso em termos de aumento de eficiência energética do compressor, pois utiliza a biela em sua forma final de fabricação (por sinterização ou por usinagem), deixando de introduzir erros geométricos adicionais, de forma e de posição, ao componente montado. Essa vantagem não é alcançada quando é utilizada uma das configurações de biela bipartida (dividida na alma ou no olhai maior ou incluindo buchas interferentes), pois nesse caso o referido componente passa a apresentar um erro adicional de montagem, por deformação ou desalinhamento. 0 uso de um ou mais pinos elásticos para fixação do pino de pistão, em conjunto com o uso de uma biela inteiriça, requer a provisão de um rasgo ao longo de parte da parede lateral do cilindro, em lado oposto ao cubo do mancai do bloco, para viabilizar a montagem da biela. Este mesmo rasgo também é utilizado para a montagem do pino de pistão no pistão, através do olhai menor da biela inteiriça, quando o olhai menor já se encontra alojado no interior do pistão já montado no interior do cilindro. Nesse tipo de solução, é usual a provisão de um furo auxiliar no bloco do compressor, em posição diametralmente oposta àquela do rasgo lateral do cilindro e dimensionado para permitir a introdução de uma ferramenta capaz de:

def inir um batente axial para o pino de pistão, limitando seu curso de introdução através dos furos do pistão, para garantir que o eixo do furo diametral de montagem do. pino elástico no pino de pistão fique nivelado com o eixo do furo axial excêntrico do pistão; e - produzir um giro do pino de pistão, em torno de seu eixo geométrico, necessário para alinhar coaxialmente o eixo do furo diametral do pino de pistão com o eixo do furo axial excêntrico da parede lateral do pistão. A conhecida solução construtiva, acima mencionada, permite que a ferramenta de montagem defina, simultaneamente, um meio de posicionamento axial e rotacional do furo diametral do pino de pistão em relação ao furo axial excêntrico do pistão. Para tanto, o pino de pistão tem um extremo provido de fenda, para encaixe da ferramenta de posicionamento axial e rotacional do referido pino, e um extremo oposto próximo ao qual é provido o furo diametral para encaixe interferente do pino elástico. Ocorre que o acesso ao furo auxiliar de adaptação da ferramenta de posicionamento axial e rotacional do pino de articula ção é feito pelo lado do bloco do compressor contra o qual é montado o estator do motor elétrico.

Assim, essa solução anterior só é viável se, por ocasião da montagem do conjunto biela-pistão, o estator do motor elétrico ainda não estiver montado ao bloco. Nesse caso, a seqüência de montagem é a seguinte: montagem de todos os componentes do kit mecânico (pistão, biela, eixo de manivela); montagem do rotor ao eixo de manivela; e montagem do estator, com centralização em relação à face cilíndrica do rotor.

Os documentos US 4.406.590 e US 5.730.044 tratam de soluções construtivas nas quais o cilindro é provido do referido rasgo lateral, em lado oposto ao cubo do mancai do bloco, para permitir a montagem de uma biela inteiriça e do pino de pistão, através do olhai menor desta biela inteiriça e nos furos opostos de um pistão já alojado no interior do cilindro. Na construção sugerida no documento US 4.406.590, o posicionamento axial de montagem do anel elástico, em forma de "U", . é obtido pela própria face interna da parede lateral do pistão. O anel elástico é encaixado, pelo extremo aberto do pistão, em uma ranhura circunferencial do pino de pistão e dimensionado para projetar-se radialmente para fora da referida ranhura. Assim, a retenção axial final do pino de pistão é obtida pelo assentamento do anel elástico contra a adjacente face interna do pistão e contra a adjacente face lateral do olhai menor da biela.

Apesar de não exigir o uso de uma ferramenta de posicionamento axial e rotacional, para a montagem do pino de pistão, essa solução anterior apresenta o inconveniente de exigir a montagem do anel elástico, em forma de " U ", a±x_a_v_és do interior do pistão, em operação complexa devido ao difícil acesso, principalmente em compressores com pistões apresentando diâmetros inferiores a 26,0mm.

Por outro lado, na construção sugerida no documento US 5.730.044, são providos dois pinos elásticos inseridos, sob interferência, em respectivos furos axiais excêntricos do pistão, cada um dos quais cruzando diametralmente um respectivo furo radial do pistão. Nessa solução anterior, um dos pinos elásticos é introduzido e retido no interior do respectivo furo axial excêntrico do pistão, antes da montagem desse último no cilindro. Cada extremo do pino de pistão é provido de uma fenda diametral coplanar à fenda do outro extremo. Somente após o pistão, já carregando o primeiro pino elástico, ter sido alojado no cilindro e o olhai menor da biela ter sido montado no interior do pistão, o pino - de pistão é encaixado através dos furos radiais do pistão e do olhai menor da biela, para ter a fenda diametral de seu extremo de ataque assentada e encaixada sobre a porção do primeiro pino elástico, o qual opera como meio de posicionamento axial do pino de pistão. O posicionamento rotacional do pino de pistão pode ser feito por uma ferramenta posicionada externamente ao rasgo lateral do cilindro, atuando na fenda diametral do extremo de fuga do pino de pistão, sem provocar interferência com o estator do motor elétrico, caso este já tenha sido fixado ao bloco do compressor. Após a inserção do pino de pistão, o segundo pino elástico é inserido no respectivo furo axial excêntrico do pistão, ao longo do interior da fendo diametral do extremo de fuga do pino de pistão. Ocorre que essa solução anterior apresenta, como um de seus inconvenientes, o fato de os pinos elásticos não serem introduzidos e retidos, por interferência, em respectivos furos diametrais do pistão, mas apenas nos furos axiais excêntricos do pistão. Não" ha interferência no encaixe de cada pino elástico em seu alojamento no pino de pistão. Essa característica exige um comprimento dos furos axiais excêntricos do pistão que garanta a fixação por interferência com o pino elástico, aumentando o comprimento e a massa total do ]pistão.

Outro inconveniente da referida solução anterior resulta do fato de o posicionamento axialL do pino de pistão se=r obtido pela provisão de um pino eslástico especifico para esse fim, com a conseqüente provisão obrigatória de mm segundo furo axial excêntrico no poistão.

Ainda outro inconveniente da solução acima comentadia resulta do fato de o pino de pis^tão ter as duas fenda s diametrais extremas alinhadas comi o eixo geométrico do s pinos elásticos. Assim, as refer~idas fendas diametrai s ficam posicionadas exatamente sobre a área d e mancalização do pino de pistão nos furos radiais oposto s do pistão, o que não é desejável. Essa disposição reduz -a superfície do pino de pistão que a.tua como mancai em cad-a furo radial do pistão. Sumário da invenção

Em função dos inconvenientes acima mencionados ee relacionados aos arranjos de montagem pistão-biela dco estado da técnica, a presente inwenção tem, como um de seus objetivos, prover um arranjo de montagem do olhaZL menor de uma biela inteiriça em torno do pino de uizn pistão reciprocante, por meio de operações relativamente pouco complexas, menos onerosas e capazes de conduzir e uma segura e robusta fixação do pino de pistão^ utilizando apenas um pino elástico de construção simples _ É ainda um objetivo da invenção a provisão de um arranjo de montagem com as característzLcas vantajosas acima citadas e que não prejudique as superfícies de mancalização do pino de pistão nos: furos radiais opostos do pistão.

Esses e outros objetivos da presente invenção são alcançados quando aplicados a um compressor de refrigeração do tipo alternativo, do tipo que compreende um bloco que define um cubo de mancai e que carrega uitn ci.l-i.nd.ro, o qual é provido de um ras-go lateral em lado oposto ao cubo de mancai do bloco; um pistão reciprocante no interior do cilindro e provido de dois furos radiais, diametralmente opostos, e de pelo menos um furo axial_ excêntrico; uma biela, tendo um olhai menor montado no interior do pistão; um pino de pistão tendo um primeiro extremo voltado para o cubo do mancai do bloco e disposto» no interior de um furo radial do pistão, e um segundo» extremo voltado para o rasgo lateral do cilindro e· disposto no interior de outro furo radial do pistão, dito pino de pistão sendo ainda provido de um furo diametral, passante ou não, adjacente ao dito segundo extremo e a ser axialmente alinhado com o furo axial excêntrico do pistão; e um pino elástico a ser introduzido no furo axial excêntrico do pistão e através do furo diametral do pino de pistão.

De acordo com a invenção, o segundo extremo do pino de pistão é provido de um meio de engate para acoplamento axial e rotacional de uma ferramenta, de montagem e indexação do pino de pistão, no interior do pistão, em uma posição na qual o furo diametral é mantido axialmente alinhado.. com o furo axial excêntrico do pistão, de forma a permitir a montagem do pino elástico para fixação do pino de pistão no interior dos furos radiais do pistão. A construção proposta pela invenção e acima definida', permite a montagem indexada do pino de pistão pelo lado do bloco, oposto àquele no qual já se encontra fixado o estator" do motor elétrico do compressor, utilizando apenas um pino elástico que é introduzido e retido, por interferência, no interior do furo diametral do pino de pistão, sem a aplicação de forças deformadoras na região de saia do pistão. Breve descrição dos desenhos

A invenção será descrita a seguir fazendo-se referências aos desenhos anexos, nos quais:

A figura 1 representa, em corte vertical e parcial, um compressor de refrigeração compreendendo um bloco carregando um cilindro, um pistão reciprocante no interior do cilindro, um eixo de manivela mancalizada no bloco e conectando este ao pistão por meio de uma biela e de um pino de pistão, dito bloco fixando o estator de um motor elétrico cujo rotor é fixado ao eixo de manivela; A figura 2 representa, em corte vertical, uma porção do bloco de compressor e da biela inteiriça da figura 1, ilustrando ainda, de modo explodido, o pino de pistão, o pistão e um pino elástico utilizado no arranjo de montagem da presente invenção;

A figura 2A representa uma vista em corte parcial do pino de pistão, montado em um dos furos radiais do pistão, e um detalhe construtivo da ferramenta de montagem, indicando as cotas necessárias à análise da cadeia de tolerâncias do alinhamento axial do pino de pistão; A figura 3 representa uma vista extrema do pino de pistão construído de acordo com uma primeira configuração da invenção;

A figura 4 representa uma vista em corte longitudinal do pino de pist ao, dito corte tendo sido tomado segundo a linha IV-IV na figura 3;

A figura 5 representa uma vista em corte longitudinal do pino de pistão, dito corte tendo sido tomado segundo a linha V-V na figura 3;

As figuras 6 e 7 representam, respectivamente, uma vista extrema e uma vista em corte longitudinal de um pino de pistão construído de acordo com uma segunda configuração da invenção, dito corte tendo sido tomado segundo a linha VII-VII na figura 6;

A figura 8 representa uma vista em corte longitudinal de um pino de pistão, construído de acordo com uma terceira configuração, derivada da segunda configuração ilustrada nas figuras 6 e 7; e

A figura 9 representa uma vista lateral esquemática de um conjunto pistão-biela inteiriça, ilustrando as regiões de mancalização das porções extremas do pino de pistão em relação aos esforços transmitidos entre o pino de pistão e o pistão durante a operação do compressor. Descrição da invenção

Conforme ilustrado e já anteriormente descrito, o arranjo de montagem em questão é voltado ao acoplamento de um pistão 10 ao olhai menor 21 de uma biela 20, do tipo inteiriça, e cujo olhai maior 22 é montado em torno de uma porção excêntrica 31 de um eixo de manivela 30 de um compressor de refrigeração.

O compressor de refrigeração, ao qual o arranjo em questão é aplicável, pode ser do tipo que compreende um bloco 40 que carrega um cilindro 41 no interior do qual o pistão 10 é deslocado pela biela 20, em movimento reciprocante, quando do acionamento do eixo de manivela por um motor elétrico 50, tendo seu rotor 51 fixado ao eixo de manivela 30 e seu estator 52 fixado ao bloco 40, em torno do rotor 51.

O bloco 40 carrega ainda um cubo de mancai 43 no interior do qual é mancalizado o eixo de manivela 30.

O acoplamento do olhai menor 21 da biela 20 ao pistão 10 é obtido por meio de um pino de pistão 60, geralmente maciço. Esse pino de pistão 60 tem porções extremas opostas introduzidas, sem interferência, e retidas em respectivos furos radiais 11, diametralmente opostos, providos através das respectivas porções de uma parede lateral 10a do pistão 10, parede lateral essa apresentando uma superfície cilíndrica externa 10b. Δ porção mediana do pino de pistão 60 é disposta através do olhai menor 21 da biela 20.

Nesse tipo de construção de compressor, o cilindro 41 é provido de um rasgo lateral 42, disposto de modo longitudinal, na região do cilindro 41, disposta em lado oposto ao cubo do mancai 43 do bloco 40, ou seja, voltada para o lado do bloco 40 oposto àquele no qual é fixado o estator 52 do motor elétrico 50.

Conforme ilustrado na figura 1, o rasgo lateral 42 permite a montagem da biela 20, em corpo inteiriço, no interior do pistão 10 já posicionado no interior do cilindro 41, na posição de porrto morto inferior, ao final do curso de sucção. Essa conhecida construção permite que o pino de pistão 60 tenha um primeiro extremo 61 introduzido através do rasgo lateral 42 do cilindro 41, do adjacente furo radial 11 do pistão 10, do olhai menor 21 da biela 20 e no interior do furo radial oposto do pistão 10, até que seja alcançado o correto posicionamento axial do pino de pistão 60 no pistão 10, com um segundo extremo 62 do pino de pistão 60 sendo operativamente associado a uma ferramenta de montagem 80 (ver figuras 2 e 2A) e posicionado, ao fim do curso axial de montagem, no interior de um respectivo furo radial 11 do pistão 10, conforme ilustrado na figura 1.

Conforme mencionado na introdução do presente relatório, o pino de pistão 60 tem suas porções extremas opostas introduzidas, sem interferência mecânica, nos respectivos furos radiais 11 do pistão 10. Com isso, há a necessidade de se reter axialmente o pino de pistão 60 nos furos radiais 11 do pistão 10, de forma a garantir a ausência de contato do pino de pistão 60 com a superfície interna do cilindro 41 do bloco 40.

A solução construtiva utilizada na presente invenção é aquela do tipo que provê um furo axial excêntrico 12 na parede lateral 10a do pistão 10 que, quando da montagem desse último no- cilindro 41, fica voltado para o rasgo lateral 42. Nesse furo axial excêntrico 12 é introduzido, com pouca ou nenhuma interferência, um pino elástico 70. O pino de pistão 60 é provido de um furo diametral 63, passante e disposto próximo ao segundo extremo 62 do pino de pistão 60, de modo a poder ser axialmente alinhado com o furo axial excêntrico 12 do pistão 10, quando do posicionamento final do pino de pistão 60 em relação ao pistão 10. Nessa condição, o pino elástico 70 pode ser introduzido no furo axial excêntrico 12 do pistão 10 e através do furo diametral 63, garantindo a retenção axial e rotacional do pino de pistão 60 em seu posicionamento final e correto no pistão 10. O pino elástico 70 ê introduzido através do furo axial excêntrico 12 do pistão 10, preferivelmente sem interferência mecânica, sendo a retenção axial do pino elástico 70, garantida pela sua introdução, com interferência, através do furo diametral 63 do pino de pistão 60. Assim, é obtida uma segura retenção axial do pino elástico 70 ao pino de pistão 60, sem que seja aplicado qualquer esforço deformador relevante na região de saia do pistão 10.

De acordo com a presente invenção e visando permitir que a ferramenta 80, de posicionamento axial e rotacional do pino de pistão 60, possa ser operada pelo lado do bloco 40 oposto àquele de fixação do estator 52 do motor elétrico 50, o segundo extremo 62 do pino de pistão 60 é ainda provido de um meio de engate 64, o qual é configurado para permitir que a ferramenta 80 (ver figuras 2 e2A), de montagem e indexação, seja acoplada ao referido segundo extremo 62 do pino de pistão 60, para deslocá-lo axialmente até uma posição na qual o eixo geométrico do furo diametral 63 do pino de pistão 60 passa a ser coplanar ao eixo geométrico do furo axial excêntrico 12 do pistão 10 e ainda para deslocar, angularmente, o referido pino de pistão 60, em torno de seu eixo geométrico, para que seu furo diametral 63 tenha seu eixo disposto segundo uma direção coaxial àquela do furo axial excêntrico 12 do pistão 10.

Deve entendido que os deslocamentos, axial e angular, do pino de pistão 60 podem ser feitos simultaneamente ou um após o outro, em qualquer ordem, desde que o furo diametral 63 do pino de pistão 60 seja coaxialmente alinhado com o furo axial excêntrico 12 do pistão 10. Considerando que o meio de engate 64, provido no segundo extremo 62 do pino de pistão 60, geralmente provê apenas o engate rotacional desse último à ferramenta .80, enquanto esta está empurrando axialmente o pino de pistão 60 para sua posição de montagem no pistão 10, quando da montagem do pino de pistão 60 por deslocamento axial desceR-derrte, é necessário que a ferramenta 80 seja provida de um meio de fixação, magnético ou por interferência, ao meio de engate 64 do pino de pistão 60, para que esse último permaneça conectado à ferramenta 80 durante o deslocamento axial e rotacional dessa última para prover a indexação axial e angular do pino de pistão 60 em relação ao furo axial excêntrico do pistão 10. O meio de engate 64 do pino de pistão 60 pode apresentar diferentes construções, desde que permita à ferramenta 80, empurrar axialmente e girar angularmente o pino de pistão 60 para a sua posição final de montagem no pistão 10.

0 fim de curso axial da ferramenta 80 ocorre quando ela encosta na superfície cilíndrica externa 10b do pistão 10, conforme melhor descrito mais adiante. Através do correto dimensionamento das cotas e tolerâncias, é possível garantir o alinhamento axial dos eixos geométricos dos furos para montagem do pino elástico 70. Alternativamente, todo o conjunto (ou "kit") mecânico pode ser girado de forma que o processo de inserção do pino de pistão 60 ocorra em sentido contrário à força peso produzida pela gravidade. Neste caso, o meio de fixação, magnético ou por interferência, ao meio de engate 64 do pino de pistão 60, pode ser eventualmente dispensado.

Na primeira configuração ilustrada nas figuras 3, 4 e 5, o meio de engate 64 toma forma de uma fenda diametral 64a provida no segundo extremo 62 do pino de pistão 60. Nesse caso, a ferramenta 80 pode tomar a forma de uma espécie de chave de fenda com seu extremo magnetizado ou configurado para ser acoplado, com certa interferência mecânica, no interior da fenda diametral 64a. Apesar de a primeira configuração ser de construção relativamente simples, ela apresenta o inconveniente de permitir que a fenda diametral 64a intercepte o furo diametral 63 do pino de pistão 60, o que pode gerar rebarbas nas regiões de intersecção durante o processo de obtenção, geralmente por usinagem, do furo diametral 63 e da fenda diametral 64a.

Em uma segunda configuração, ilustrada nas figuras 6 e 7, o meio de engate 64 toma a forma de um rebaixo 64b que, sendo excêntrico, poderá apresentar contorno circular na forma de um furo axial cego, provido no segundo extremo 62 do pino de pistão 60. O rebaixo 64b poderá apresentar diferentes contornos poligonais que permitam o acoplamento axial e rotacional com a ferramenta 8 0 de montagem e indexação.

Na construção na qual o rebaixo 64b é excêntrico, em relação ao segundo extremo 62 do pino de pistão 60, e apresenta contorno circular, a ferramenta 80 poderá apresentar um extremo 81, a ser assentado contra o segundo extremo 62 do pino de pistão 60 e incorporando uma pequena projeção axial 82, que pode tomar a forma de um pino excêntrico, para ser encaixado no rebaixo 64b. O giro angular da ferramenta 80 irá produzir o deslocamento angular do pino de pistão 60, necessário para que o eixo geométrico de seu furo diametral 63 passe a ocupar uma direção coaxial àquela do eixo geométrico do furo axial excêntrico 12 do pistão 10. Nessa segunda configuração, não há nenhuma interferência entre o furo diametral 63 e o meio de engate 64 definido pelo rebaixo 64b. Em outras palavras, o meio de engate 64, definido pelo rebaixo 64b, é provido em uma região do pino de pistão 60 distinta daquela na qual é provido o furo diametral 63. Nessa segunda configuração, ilustrada nas figuras 6 e 7, o meio de engate 64 é definido em uma região do segundo extremo 62, do pino de pistão 60, radialmente interna ao contorno periférico do referido segundo extremo 62, não alterando a superfície da adjacente porção extrema do pino de pistão 60 que atua como mancai.

Conforme ilustrado na figura 8, o meio de engate 64 pode tomar a forma de um rebaixo excêntrico 64c posicionado adjacente ao contorno do segundo extremo 62 do pino de pistão 60, de modo a definir uma espécie de chanfro ou recorte em uma região da .borda periférica do referido segundo extremo 62.

0 meio de engate 64 pode tomar diferentes formas e ser definido por múltiplos elementos providos no segundo extremo 62 do pino de pistão 60, junto ao qual é provido o furo diametral 63. Os meios de engate devem ser definidos em função das facilidades associadas ao processo de montagem, com indexação axial e angular, do pino de pistão 60 no pistão 10 e ainda das facilidades do processo de formação do meio de engate 64 no referido segundo extremo 62 do pino de pistão 60.

Conforme já descrito nos comentários relativos à técnica anterior, o processo de fixação do pino de pistão 60 ao pistão 10, por meio de um pino elástico 70, está normalmente associado à montagem, sem interferência, das porções extremas opostas do pino de pistão 60 nos respectivos furos radiais opostos do pistão 10. Assim, as superfícies cilíndricas, das duas porções extremas opostas do pino de pistão 60, também definem superfícies funcionais, atuando como pares tribológicos (mancais) que transmitem a força gerada pelo torque do motor elétrico 50 ao pistão 10, conforme ilustrado na figura 9. Em função do acima exposto é preferível que o meio de engate 64 não altere a superfície da adjacente porção extrema do pino de pistão 60 que atua como mancai. Na primeira configuração ilustrada nas figuras 3, 4 e 5, a fenda diametral 64a, que define o meio de engate 64, estende-se até a borda periférica do referido segundo extremo 62, alterando a superfície da adjacente porção extrema do pino de pistão 60, a ser mancalizada no respectivo furo radial do pistão 10. Nesse caso, a fenda diametral 64a deve ser posicionada segundo uma direção transversal àquela do eixo geométrico do furo diametral 63 que recebe o pino elástico 70, pois, nesse caso, os recortes formados na referida superfície do pino de pistão 60 ficarão localizados em uma região desse último que não atua como superfície de mancalização, conforme ilustrado na figura 9. A principal região de mancalização localiza-se em um arco 13 de 90 graus, nos furos radiais 11 do pistão 10. Nos casos em que o meio de engate 64, construído em forma de fenda diametral 64a, de recesso excêntrico 64b, de chanfro 64c, ou de qualquer outra forma, é posicionado adjacente ao contorno do segundo extremo 62, o meio de engate 64 é posicionado sobre uma direção radial no segundo extremo 62 do pino de pistão 60, transversal à direção do eixo geométrico do furo diametral 63. Conforme já mencionado e ilustrado nas figuras 2 e 2A, a ferramenta 80 é construída de modo a apresentar o extremo 81 configurado para ser assentado contra o segundo extremo 62 do pino de pistão 60, durante a montagem desse último através do rasgo lateral 42 do cilindro 41 e no interior dos furos radiais 11 do pistão 10. Assim, o segundo extremo 62 do pino de pistão 60 define um assento para o extremo 81 da ferramenta 80.

O extremo 81 da ferramenta 80 incorpora pelo menos uma projeção axial 82 que pode tomar diferentes formas compatíveis com o formato do meio de engate 64 provido no segundo extremo 62 do pino de pistão 60. A ferramenta 80 apresenta ainda, na região do dito extremo 81, um ombro periférico 83, circunscrito e axialmente recuado, em relação ao extremo 81 da ferramenta 80, por uma distância axial D igual à diferença entre o afastamento radial R do eixo geométrico do furo axial excêntrico 12 do pistão 10 em relação à superfície externa cilíndrica 10b desse último e o afastamento axial A entre o eixo geométrico do furo diametral 63 do pino de pistão 60 e o segundo extremo 62 desse último. Em outras palavras, a ferramenta 80 tem o recuo de seu ombro periférico 83 dimensionado para que seja garantida a relação D= R-A.

Assim e conforme ilustrado na figura 2A, a ferramenta 80 tem seu extremo 81 assentado contra o segundo extremo 62 do pino de pistão 60, sendo então deslocada axialmente, para empurrar o pino de pistão 6-0 até que o ombro periférico 83 seja assentado contra a superfície externa cilíndrica 10b do pistão 10, quando então os eixos geométricos do furo diametral 63 do pino de pistão 60 e do furo axial excêntrico 12 do pistão 10 passam a ficar coplanares, independentemente do fato de estarem ou não alinhados coaxialmente.

0 giro angular da ferramenta 80, que poderá ser feito em qualquer etapa da seqüência de montagem e indexação do pino de pistão 60, irá produzir o deslocamento angular desse último, necessário para que o eixo geométrico de seu furo diametral 63 passe a ocupar uma direção coaxial àquela do eixo geométrico do furo axial excêntrico 12 do pistão 10.

Assim, o alinhamento axial do furo diametral 63 do pino de pistão 60 com o furo axial excêntrico 12 do pistão 10 passa a ser obtido a partir de uma cadeia de tolerâncias com três cotas.

Uma primeira cota é definida pela distância axial D entre o extremo 81 e o ombro periférico 83 da ferramenta 80. Uma segunda cota é definida pelo afastamento radial R do eixo geométrico do furo axial excêntrico 12 em relação à superfície externa cilíndrica 10b do pistão 10.

Uma terceira cota é definida pelo afastamento axial A entre o eixo geométrico do furo diametral 63 e o segundo extremo 62 do pino de pistão 60.

Apesar de terem sido ilustradas apenas três possíveis configurações para o meio de engate 64 provido no pino de pistão 60, deve ser entendido que poderão ser utilizadas diferentes formas construtivas para o referido meio de engate 64, sem se fugir do conceito inventivo definido no quadro reivindicatório que acompanha o presente relatório.

Claims

1.- Arranjo de montagem pistão-biela em um compressor de refrigeração do tipo que compreende um bloco (40) que define um cubo de mancai (43) e que carrega um cilindro (41) provido de um rasgo lateral (42) em um lado oposto ao cubo de mancai (43); um pistão (10), tendo uma superfície externa cilíndrica (IOb) e sendo reciprocante no interior do cilindro (41) e provido de dois furos radiais (11), diametralmente opostos, e de um furo axial excêntrico (12); uma biela (20), tendo um olhai menor (21) montado no interior do pistão (10); um pino de pistão (60) tendo um primeiro extremo (61) voltado para o cubo do mancai (43) e disposto no interior de um furo radial (11) do pistão (10), e um segundo extremo (62) voltado para o rasgo lateral (42) do cilindro (41) e disposto no interior de outro furo radial (11) do pistão (10), dito pino de pistão sendo ainda provido de um furo diametral (63), adjacente ao dito segundo extremo (62) e a ser axialmente alinhado com o furo axial excêntrico (12) do pistão (10); e um pino elástico (70) a ser introduzido no furo axial excêntrico (12) do pistão (10) e através do furo diametral (63) do pino de pistão (60), dito arranjo sendo caracterizado pelo fato de o segundo extremo (62) do pino de pistão (60) ser provido de um meio de engate (64) para acoplamento axial e rotacional de uma ferramenta (80), de montagem e indexação do pino de pistão (60) no interior do pistão (10), sendo que a superfície externa cilíndrica (10b) do pistão (10) define um batente de fim de curso contra o qual é assentada a ferramenta (80), em uma condição na qual o furo diametral (63) do pino de pistão (60) tem seu eixo geométrico coplanar ao eixo geométrico do furo axial excêntrico (12) do pistão (10).

2.- Arranjo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de, durante a montagem do pino de pistão (60) no interior dos furos radiais (11) do pistão (10), o segundo extremo (62) do pino de pistão (60) definir um assento para um extremo (81) da ferramenta (80) e a superfície externa cilíndrica (IOb) do pistão (10) definir um batente de fim de curso contra o qual é assentado um ombro periférico (83) da ferramenta (80), circunscrito e axialmente recuado, em relação ao extremo (81) da ferramenta (80), por uma distância axial (D) igual à diferença entre o afastamento radial (R) do eixo geométrico do furo axial excêntrico (12) do pistão (10) em relação à superfície externa cilíndrica (10b) desse último e o afastamento axial (A) entre o eixo geométrico do furo diametral (63) do pino de pistão (60) e o segundo extremo (62) desse último.

3.- Arranjo, de acordo com qualquer uma das reivindicações Iou 2, caracterizado pelo fato de o meio de engate (64) ser definido em uma região do segundo extremo (62) do pino de pistão (60), radialmente interna ao contorno periférico do referido segundo extremo (62).

4.- Arranjo, de acordo com ' a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de o meio de engate (64) tomar a forma de um rebaixo (64b).

5.- Arranjo, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de o rebaixo (64b) posicionado de modo excêntrico em relação ao centro do contorno do segundo extremo (62) do pino de pistão (60).

6.- Arranjo, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de o meio de engate (64) ser provido em uma região do pino de pistão (60) distinta daquela na qual é provido o furo diametral (63).

7.- Arranjo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 30 Iou 2, caracterizado pelo fato de o meio de engate (64) ser posicionado adjacente ao contorno do segundo extremo (62) do pino de pistão (60).

8.- Arranjo, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de o meio de engate (64) ser prosiciuncido sobre uma direção radial, no segundo extremo (62) do pino de pistão (60), transversal àquela do eixo geométrico do furo diametral (63).

9.- Arranjo, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de o meio de engate (64) tomar a forma de uma fenda diametral (64a) provida no segundo extremo (62) do pino de pistão (60).

10.- Arranjo, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de o meio de engate (64) tomar a forma de um rebaixo excêntrico (64c), definindo um chanfro em uma região da borda periférica do referido segundo extremo (62) do pino de pistão (60).