PT2153091E

PT2153091E - Segmento de recolha de óleo

Info

Publication number: PT2153091E
Application number: PT08748756T
Authority: PT
Inventors: Peter-Klaus Esser; Dirk Baerenreuter
Original assignee: Federal Mogul Burscheid Gmbh
Priority date: 2007-06-13
Filing date: 2008-04-15
Publication date: 2012-09-21
Also published as: DE102007027815A1; EP2153091B1; EP2505880B1; JP2010530045A; CN101680545A; WO2008151589A1; US20100176557A1; EP2505880A1; EP2505880B2; EP2153091A1; CN101680545B; BRPI0813808A2; US8371585B2

Description

DESCRIÇÃO "SEGMENTO DE RECOLHA DE ÓLEO" A invenção refere-se a um segmento de recolha de óleo, de acordo com a parte genérica da primeira reivindicação. 0 documento DE 4236641 A publicita um segmento de recolha de óleo para motores de combustão interna que está fixado numa ranhura de um êmbolo em movimento pendular, num cilindro de motor e que apresenta uma superfície de rolamento exterior a qual é constantemente pressionada contra a parede de um cilindro por acção de um dispositivo expansor, em jeito de mola, previsto na ranhura do êmbolo, sendo que a superfície de rolamento exterior está definida pelo menos por duas zonas anelares (passadiços) que são concêntricas, apresentam o mesmo diâmetro e estão separadas através de entalhes circulares da parede exterior do anel, sendo que cada zona anelar, da superfície de rolamento exterior, está inclinada para cima e para o interior, de modo a definir uma superfície configurada em cone.

No documento DE 2324931 A estão descritos um método e um dispositivo para o fabrico de anéis fendidos de êmbolo, plaqueados a crómio. 0 anel de êmbolo, susceptível de ser utilizado como segmento de recolha de óleo, apresenta dois suportes de superfície de rolamento que apresentam estruturas geométricas configuradas diferentemente e que estão providos de um revestimento de superfície de rolamento. 1

No documento JP 9-196172 A é descrito um segmento de recolha de óleo que compreende um corpo de base, provido pelo menos de um suporte de superfície de rolamento, sendo que o corpo de base interage com um elemento de mola, actuando radialmente para o exterior. 0 respectivo suporte de superfície de rolamento projecta-se, em cone, em direcção à sua extremidade livre e, na sua extremidade livre, pode estar provido dos mais diferentes contornos (raios, chanfraduras ou semelhantes).

No documento DE 60302321 T2 infere-se um anel de óleo composto, compreendendo uma barra superior e uma inferior, bem como um elemento de mola, sendo que a barra superior e a inferior do anel de óleo possuem superfícies de rotação completa, ou seja, circulares. A superfície circular exterior, da barra superior, apresenta uma superfície assimétrica, tubular, ou seja, moldada em jeito de barril, cujo ponto mais elevado está disposto no lado inferior, axialmente, a partir do meio da largura da barra axial. A superfície circular exterior, da barra inferior, apresenta uma superfície curvada de forma assimétrica, cujo ponto mais elevado está disposto no lado inferior, axialmente, a partir do meio da largura da barra axial.

Através do documento EP 1557594 AI tornou-se conhecido um anel de óleo que compreende dois suportes de superfície de rolamento, sendo que os suportes de superfície de rolamento apresentam um contorno geométrico configurado em simetria de espelho.

Esta situação é válida de igual modo em relação ao documento US 2657962, sendo que neste caso também podem ser reconhecidos suportes de superfície de rolamento configurados em 2 simetria de espelho.

No âmbito de uma máquina de combustão interna, os segmentos de recolha de óleo servem para minimizar o consumo de óleo do motor de combustão interna. Tal como se pode inferir do estado da técnica, são conhecidas várias configurações de construção que devem cumprir este objectivo mas que no entanto nem sempre são eficazes a cem por cento. A invenção tem como objectivo subjacente aperfeiçoar um segmento de recolha de óleo no sentido de este ter como efeito um desempenho de recolha de óleo melhorado ao longo da sua vida útil.

Este objectivo é solucionado pelo facto de os suportes de superfície de rolamento se afunilarem, em cone, com um ângulo previamente determinável, projectando-se radialmente, a partir do corpo de base, em direcção à sua extremidade voltada para uma superfície de rolamento oposta e por os ângulos serem diferentes.

Os aperfeiçoamentos vantajosos do objecto da invenção devem ser inferidos das reivindicações dependentes.

Mediante o segmento de recolha de óleo, de acordo com a invenção, é colocado à disposição um contorno geométrico que, em caso de necessidade, está provido de um revestimento resistente ao desgaste, como em particular, de um revestimento de crómio.

Por conseguinte, em comparação com o estado da técnica e para além do desempenho ideal da recolha de óleo, é ainda viabilizada, igualmente, uma cadeia de processo simplificada e 3 uma consequente vantagem na relação rendimento/custo.

Do objecto da invenção decorrem as seguintes vantagens: - contacto das linhas do/dos suporte(s) de superfície de rolamento no início do funcionamento do motor e, por essa razão, elevada compressão de superfície e bom desempenho de recolha de óleo, ao entrar em funcionamento - ausência de arestas vivas na zona da extremidade livre de cada um dos suportes de superfície de rolamento as quais poderão conduzir a danos na superfície de rolamento oposta, em particular, nas camisas de cilindro em regime de funcionamento do motor forma-se uma superfície de contacto do rolamento que mesmo após um longo período de funcionamento é relativamente estreita. A conicidade propositada dos suportes de superfície de rolamento repercute-se de um modo positivo no consumo de óleo. 0 objecto da invenção está representado no desenho, com base num exemplo de realização e será descrito em seguida. A única figura mostra um segmento 1 de recolha de óleo que, neste exemplo, está configurado como anel fundido. Neste caso, sem deixar o âmbito de protecção também poderá ser instalado um anel de aço. 0 segmento 1 de recolha de óleo compreende um corpo 2 de base com uma superfície 3 de rolamento radialmente exterior, formada por dois suportes 4, 5 de superfície de rolamento, uma superfície 6 circular interior, um flanco 7 superior e um flanco 8 inferior. A superfície 6 circular 4 interior compreende uma zona 9 entalhada que serve para admitir um elemento de mola não representado na figura.

Uma vez que não representados componentes periféricos o flanco 7 deverá apontar para uma câmara 0 de óleo e o flanco 8 para uma câmara B de combustão. Neste exemplo, os dois suportes 4, 5 de superfície de rolamento estão realizados geometricamente idênticos, sendo que são igualmente concebíveis contornos de outro género. A partir do flanco 7 está prevista uma zona de transição com um raio a que se projecta em direcção a um braço 11 que se prolonga, afunilando-se em cone, em direcção à zona 10 de extremidade. A extremidade 10 livre do suporte 4 de superfície de rolamento é formada por uma zona de transição com um raio b que se projecta em seguida numa zona 12 chanfrada (em declive) em direcção à câmara B de combustão. Na extremidade da zona 12 chanfrada existe uma outra zona de transição, com um raio c que se projecta em direcção a um braço 13 que se prolonga, afunilando-se igualmente em cone, no sentido do corpo 2 de base. Do lado do corpo de base está prevista uma outra zona de transição com um raio d. Neste exemplo, o suporte 5 de superfície de rolamento está configurado de um modo idêntico ao do suporte 4 de superfície de rolamento, sendo que este facto não constitui qualquer critério de obrigatoriedade. O ângulo de cone, do braço 11, voltado para a câmara O de óleo está indicado com e. O ângulo de cone, do braço 13, voltado para a câmara B de combustão está indicado com f. A zona 12 chanfrada projecta-se entre a extremidade 10 livre e o braço 13, formando um ângulo g.

Entre os suportes 4, 5 de superfície de rolamento, afastados entre si, forma-se por conseguinte uma ranhura 14 que serve de reservatório de óleo. Embora não constem da figura, 5 podem no entanto ser concebidos canais de óleo, projectando-se radialmente entre a base 15 da ranhura e a zona 9 da ranhura. Neste exemplo, os suportes 4, 5 de superfície de rolamento estão realizados com uma altura h idêntica, muito embora não seja necessariamente obrigatório. Em seguida serão explicadas, mais pormenorizadamente, as relações geométricas do segmento 1 de recolha de óleo: a R entre 0,05 e 0,20 mm b R entre 0,05 e 0,20 mm (em particular, R entre 0,10 e 0,15 mm) c R entre 0,05 e 0,20 mm d R entre 0,05 e 0,20 mm e entre 0,5 e 15° (de um modo preferido, entre 8 e 12°) f entre 5 e 15° (de um modo preferido, entre 8 e 12°) g entre 0,5 e 50° (de um modo preferido, entre 25 e 40°) h entre 0,2 e 0,8 mm (de um modo preferido, entre 0,3 e 0,6 mm).

Neste exemplo, os ângulos e e f estão configurados ligeiramente diferentes.

Pelo menos os suportes 4, 5 de superfície de rolamento podem estar providos de um revestimento resistente ao desgaste, por exemplo, com base em crómio, sendo no entanto também possível conceber um outro género de revestimento, tal como PVD ou semelhantes.

Estando em funcionamento, a respectiva zona 10 de extremidade situa-se, assim, encostada à superfície de rolamento oposta, não representada, sendo que em primeiro lugar se verifica um contacto de linha, entre a respectiva zona 10 de 6 extremidade e a superfície de rolamento oposta. Deste modo origina-se uma elevada compressão de superfície e um bom desempenho de recolha de óleo, ao entrar em funcionamento.

Em regime de funcionamento do motor, forma-se uma superfície de contacto do rolamento, na zona das extremidades 10 livres, que mesmo após um longo período de funcionamento é relativamente estreita. A conicidade dos suportes 4, 5 de superfície de rolamento continua a repercutir-se de um modo positivo no consumo de óleo.

Lisboa, 14 de Setembro de 2012 7

Claims

REIVINDICAÇÕES 1. Segmento de recolha de óleo, compreendendo um corpo (2) de base, com uma superfície (3) de rolamento radialmente exterior, uma superfície (6) circular interior, bem como um flanco (7) superior e um inferior (8), e o qual apresenta, pelo menos, dois suportes (4, 5) de superfície de rolamento que formam braços (11, 13) e que, em caso de necessidade, estão providos de um revestimento resistente ao desgaste, sendo que a extremidade (10) livre dos suportes (4, 5) de superfície de rolamento está chanfrada (12), a partir de uma zona (O) do lado da câmara de óleo em direcção a uma zona (B) do lado da câmara de combustão, sendo que as respectivas zonas (a, b, c) de transição, por um lado, entre a parte (12) chanfrada do suporte (4, 5) de superfície de rolamento e os braços (11, 13) e, por outro, entre os braços (11, 13) e o corpo (2) de base estão arredondadas, isto é, providas de raios definidos, caracterizado por os suportes (4, 5) de superfície de rolamento se afunilarem, em cone, com um ângulo (e, f) previamente determinável, projectando-se radialmente, a partir do corpo (2) de base, em direcção à sua extremidade (10) voltada para uma superfície de rolamento oposta e por os ângulos (e, f) serem diferentes.
2. Segmento de recolha de óleo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a zona de transição do lado da câmara de óleo, entre o braço (11), que se prolonga em cone, e a parte (12) chanfrada apresentar um raio (b) compreendido entre 0,05 e 0,20 mm. 1
3. Segmento de recolha de óleo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por a zona de transição, entre a parte (12) chanfrada e o braço (13) que se prolonga em cone, do suporte (4, 5) de superfície de rolamento, apresentar um raio (c) compreendido entre 0,05 e 0,20 mm.
4. Segmento de recolha de óleo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por a zona de transição, entre o braço (13), que se prolonga em cone, e o corpo (2) de base apresentar um raio (d) compreendido entre 0,05 e 0,20 mm.
5. Segmento de recolha de óleo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por, entre o flanco (7) superior e/ou o flanco (8) inferior, do corpo (2) de base, e o braço (11, 13) correspondente, que se prolonga em cone, existir um raio (a) de transição compreendido entre 0,05 e 0,20 mm.
6. Segmento de recolha de óleo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por o braço (11), do suporte (4, 5) de superfície de rolamento, situado oposto à câmara (O) de óleo, se projectar a partir do corpo (2) de base em direcção à extremidade (10) livre do suporte (4, 5) de superfície de rolamento, configurando um ângulo (e) compreendido entre 0,5 e 15°.
7. Segmento de recolha de óleo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por o braço (13), do suporte (4, 5) de superfície de rolamento, situado oposto à câmara (B) de combustão, se projectar a partir do corpo (2) 2 de base em direcção à extremidade (10) livre do suporte (4, 5) de superfície de rolamento, configurando um ângulo (f) compreendido entre 0,55 e 15°.
8. Segmento de recolha de óleo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por o braço (13), do lado da câmara de óleo, apresentar um declive superior ao do braço (11), do lado da câmara de combustão.
9. Segmento de recolha de óleo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por a parte (12) chanfrada ascender, a partir da câmara (B) de combustão, em direcção à câmara (O) de óleo, configurando um ângulo (g) compreendido entre 5 e 50°.
10. Segmento de recolha de óleo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado por o suporte (4, 5) de superfície de rolamento, a partir do corpo (2) de base, apresentar uma altura (h) compreendida entre 0,2 e 0,8 mm.
11. Segmento de recolha de óleo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado por o raio (b) , entre o braço (11) e a chanfradura (12) compreender entre 0,10 e 0,15 mm.
12. Segmento de recolha de óleo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado por o braço (11), previsto do lado da câmara de óleo, prolongando-se em direcção à extremidade (10) livre do suporte (4, 5) de superfície de rolamento, se projectar a partir do corpo (2) de base em direcção à extremidade (10) livre, configurando um ângulo (e) compreendido entre 8 e 12°. 3
13. Segmento de recolha de óleo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado por o braço (13), previsto do lado da câmara de combustão, prolongando-se em direcção à extremidade (10) livre do suporte (4, 5) de superfície de rolamento, se projectar a partir do corpo (2) de base em direcção à extremidade (10) livre, configurando um ângulo (f) compreendido entre 8 e 12°.
14. Segmento de recolha de óleo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado por a parte (12) chanfrada ascender a partir da câmara (B) de combustão em direcção à câmara (O) de óleo, configurando um ângulo (g) compreendido entre 25 e 40°.
15. Segmento de recolha de óleo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado por a altura (h) radial do respectivo suporte (4, 5) de superfície de rolamento compreender entre 0,3 e 0,6 mm em relação ao corpo (2) de base.
16. Segmento de recolha de óleo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 15, caracterizado por os dois suportes (4, 5) de superfície de rolamento apresentarem, essencialmente, contornos geométricos idênticos.
17. Segmento de recolha de óleo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 16, caracterizado por o corpo (2) de base se constituir por um segmento de pistão de ferro fundido ou por o corpo (2) de base se constituir por aço.
18. Segmento de recolha de óleo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 17, caracterizado por pelo menos os 4 suportes (4, 5) de superfície de rolamento estarem providos de um revestimento resistente ao desgaste. Lisboa, 14 de Setembro de 2012 5