BR112020007396A2

BR112020007396A2 - arranjo de vedação

Info

Publication number: BR112020007396A2
Application number: BR112020007396-2A
Authority: BR
Inventors: Olaf Nahrwold; Stefan Sindlinger; Boris Traber; Sascha MOELLER
Original assignee: Carl Freudenberg Kg
Priority date: 2017-11-28
Filing date: 2018-08-13
Publication date: 2020-09-29
Also published as: DE102018000935B4; CN111386415B; JP6926338B2; MX2020005501A; WO2019105606A1; CN111386415A; EP3717807A1; CA3083545A1; CA3083545C; RU2736087C1; JP2021504645A; US11255438B2; US20200370653A1; DE102018000935A1; EP3717807B1

Abstract

Arranjo de vedação (1) para vedar uma abertura entre um elemento de máquina (2) e um alojamento (3), compreendendo pelo menos um elemento de vedação (4) que é pelo menos parcialmente feito de material polimérico, em que o elemento de vedação (4) é projetado em formato anular, em que o elemento de vedação (4) apresenta pelo menos um primeiro elemento anular (5) e pelo menos um segundo elemento anular (6), em que o primeiro elemento (5) é eletricamente condutor e o segundo elemento (6) é eletricamente isolante, em que o primeiro elemento (5 ) é disposto axialmente adjacente ao segundo elemento (6).

Description

UT Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "ARRANJO DE VEDAÇÃO".

[0001] A invenção refere-se a um arranjo de vedação para vedar uma abertura entre um elemento de máquina e um alojamento, compreendendo pelo menos um elemento de vedação que é pelo menos parcialmente feito de material polimérico, em que o elemento de vedação é projetado em formato anular.

[0002] As vedações, em especial as vedações sob tensão dinâmica, desgastam-se durante a vida útil prevista, em que diferentes fenômenos de desgaste ocorrem. Devido à fadiga do material, a tensão de contato do elemento de vedação diminui, assim como a força de pressão de contato. As dimensões do elemento de vedação mudam devido ao desgaste e ao comportamento do ajuste. Esses processos levam primeiramente a vazamentos e em seguida a falha do sistema de vedação.

[0003] Para monitoramento de vazamentos de vedações, é conhecido integrar um dispositivo de monitoramento de vazamentos à vedação. Um dispositivo elétrico para detectar o estado de desgaste de um elemento de vedação dinâmico é conhecido a partir do documento DE 10 2007 007 405 B4. O elemento de vedação compreende um segmento eletricamente condutor e um segmento eletricamente não condutor que está em contato com o elemento da máquina a ser vedado. O elemento da máquina também é eletricamente condutor. O material de vedação eletricamente não condutor se desgasta devido ao desgaste do elemento de vedação, de modo que o material de vedação eletricamente condutor entra em contato com o elemento de máquina. Neste caso um circuito se fecha e pode ser apurado que o elemento de vedação está desgastado.

[0004] A desvantagem dessa configuração é que nenhuma mudança gradual no estado pode ser detectada. Só é possível determinar que o limite de desgaste foi atingido e que o elemento de vedação deverá ser substituído a curto prazo.

[0005] A invenção tem como objetivo fornecer um arranjo de vedação que permita o monitoramento permanente da condição da função de vedação e que seja barato de fabricar e ao mesmo tempo fácil de montar.

[0006] Este objetivo é alcançado com os recursos da reivindicação

1. As reivindicações dependentes se referem a configurações vantajosas.

[0007] Para alcançar o objeto, o arranjo de vedação para vedar uma abertura entre um elemento de máquina e um alojamento compreende pelo menos um elemento de vedação que é pelo menos parcialmente feito de material polimérico, em que o elemento de vedação é projetado em formato anular, em que o elemento de vedação apresenta pelo menos um primeiro elemento de formato anular e pelo menos um segundo elemento de formato anular, em que o primeiro elemento é eletricamente condutor e o segundo elemento é eletricamente isolante, em que o primeiro elemento é disposto axialmente em relação ao segundo elemento.

[0008] Os elementos podem ser produzidos em um processo de fabricação e depois conectados um ao outro para formar o elemento de vedação. Isso é particularmente vantajoso se o elemento de vedação consistir em um material que não seja moldável por injeção. Esse material é, por exemplo, PTFE. A este respeito, o arranjo de vedação de acordo com a invenção é particularmente vantajoso se o elemento de vedação for feito de PTFE.

[0009] O aspecto especial do PTFE é que, quando um material de PTFE condutor e não condutor é combinado no processo de sinterização, os dois materiais aderem muito bem um ao outro. É possível obter uma boa conexão em união material. No entanto, é muito difícil juntar os materiais posteriormente.

[00010] Um lábio de vedação pode ser formado a partir do segundo elemento e ser apoiado contra o elemento de máquina. O lábio de vedação resulta em um contato linear entre o elemento de vedação e o elemento de máquina e, como resultado, um efeito de vedação aprimorado.

[00011] O material do primeiro elemento pode ser provido de partículas eletricamente condutoras. Em particular, partículas contendo ferro ou carbono são adequadas como partículas eletricamente condutoras. Em particular, é concebível que o elemento de vedação seja feito de um material elastomérico que seja provido de partículas eletricamente condutoras.

[00012] Para esse fim, um elemento de contato pode ser montado na parte externa do elemento de vedação. Entende-se por elemento de contato também como sendo uma superfície de contato.

[00013] O elemento de vedação pode apresentar pelo menos dois elementos, em que um primeiro elemento fica disposto entre os dois segundos elementos. Um lábio de vedação pode ser formado a partir de cada um dos dois segundos elementos de vedação. Isso resulta em uma pressão uniforme do elemento de vedação no elemento de máquina. Isso reduz em particular o risco de inclinação do elemento de vedação. Além disso, os lábios de vedação podem ser dispostos de modo que estes vedem em direções opostas.

[00014] Deste modo, é possível a vedação bidirecional, especialmente no caso de um elemento de máquina que é movido em translação.

[00015] O alojamento pode apresentar um espaço de instalação para o elemento de vedação, em que o espaço de instalação é provido de um revestimento que forma isolamento. Em particular, se o elemento da máquina for projetado como um eixo, a abertura do alojamento será projetada em geral em formato circular. Nesse caso, o espaço de instalação é projetado na forma de uma ranhura anular na qual o elemento de vedação está disposto.

[00016] Um outro elemento de vedação pode ser previsto, o que provoca um pré-esforço radial do elemento de vedação no elemento da máquina. O elemento adicional de máquina pode ser projetado como um O-ring. O outro elemento de vedação é disposto no lado periférico externo do elemento de vedação e faz com que o elemento de vedação seja pressionado radialmente contra o elemento de máquina. Nesta configuração, o elemento de vedação é ativado pelo elemento de vedação adicional.

[00017] O elemento de vedação adicional pode ser formado a partir de um material elastomérico e usado como elemento de contato.

[00018] Alguns exemplos de concretização do arranjo de vedação de acordo com a invenção são explicados em mais detalhes abaixo com referência às figuras. Elas mostram respectivamente esquematicamente:

[00019] A figura 1 mostra um arranjo de vedação com elemento de vedação e elemento de vedação adicional;

[00020] A figura 2 mostra um arranjo de vedação com revestimento do espaço de instalação;

[00021] A figura3 mostra um arranjo de vedação com um caminho de medição capacitivo;

[00022] —Afigura4 mostra um arranjo de vedação com dois segundos elementos;

[00023] A figura5 mostra um arranjo de vedação com um caminho de medição capacitivo;

[00024] A figura6 mostra um elemento de vedação na forma de um anel ranhurado assistido por mola;

[00025] —Afigura7 mostra um elemento de vedação de acordo com a figura 6 com elementos de contato;

[00026] Afigura8 mostra um elemento de vedação de acordo com a figura 6 com isolamento.

[00027] —Asfiguras mostram um arranjo de vedação 1 para vedar uma abertura entre um elemento de máquina 2 e um alojamento 3. Um elemento de vedação 4 disposto entre o elemento de máquina 2 e o alojamento 3 veda a abertura. O elemento de vedação 4 é disposto em um espaço de instalação 9 introduzido no alojamento 3. O espaço de instalação 9 é projetado na forma de uma ranhura circunferencial.

[00028] No caso das concretizações presentes, o elemento de máquina 2 é um elemento de máquina 2 que pode ser movido em rotação e /ou translação, por exemplo, um eixo.

[00029] O elemento de vedação 4 consiste em um plástico polimérico, neste caso, feito de PTFE.

[00030] O elemento de vedação 4 é projetado em formato anular, em que o elemento de vedação 4 apresenta pelo menos um primeiro elemento anular 5 e pelo menos um segundo elemento anular 6, em que o primeiro elemento 5 é projetado para ser eletricamente condutor e o segundo elemento 6 é projetado para ser eletricamente isolante, em que o primeiro elemento 5 fica disposto axialmente adjacente ao segundo elemento 6. O primeiro elemento 5 está conectado em união material ao segundo elemento 6.

[00031] Um lábio de vedação 7 é projetado a partir do segundo elemento 6 e fica em contato com o elemento de máquina 2 com ação vedante. O material do primeiro elemento 5 é provido de partículas eletricamente condutoras.

[00032] A figura 1 mostra uma primeira concretização do arranjo de vedação 1. Um outro elemento de vedação 12 é atribuído ao elemento de vedação 4 no lado circunferencial externo, que faz com que o elemento de vedação 4 seja pressionado radialmente contra o elemento de máquina 2. O outro elemento de vedação 12 é projetado como um Or-ring e consiste em um material elastomérico isolante eletricamente. O materia do elemento de vedação 12 adicional pode, alternativamente, ser provido de partículas condutoras eletricamente.

[00033] A figura2 mostra um arranjo de vedação 1 de acordo com a figura 1. Na presente concretização, a parede interna do espaço de instalação é provida de isolamento 10, que produz um isolamento elétrico do elemento de vedação 4 em relação ao alojamento 3. O isolamento 10 é projetado na forma de um revestimento 11 e é feito de material polimérico.

[00034] Alternativamente, os elementos do elemento de vedação 4 e / ou do elemento de vedação adicional 12 também podem ser projetados para serem eletricamente isolantes. Por exemplo, um invólucro pode ser previsto para este fim.

[00035] A figura3 mostra um arranjo de vedação de acordo com a figura 1. Além disso, o caminho de medição 8 da medição capacitiva é mostrado neste caso. A medição do desgaste é realizada determinando a capacidade entre os dois componentes da máquina, elemento 2 e elemento 5, as mudanças no estado do arranjo de vedação 1 devido ao desgaste e similares, simultaneamente com uma alteração na capacidade. Uma mudança contínua de estado também pode ser registrada, de modo que o monitoramento da disposição de vedação 1 seja possível. O monitoramento é realizado por meio de uma unidade de avaliação, que pode ser conectada aos elementos de contato (não mostrados).

[00036] —Afigura4 mostra um arranjo de vedação 1 de acordo com a figura 1, em que o elemento de vedação 4 apresenta dois segundos elementos 6, em que um primeiro elemento 5 fica disposto entre os dois segundos elementos 6.

[00037] —Afigura5 mostra um arranjo de vedação 1 de acordo com a figura 4, na qual o caminho de medição para medição capacitiva é indicado.

[00038] A figura6 mostra um arranjo de vedação 1, na qual o elemento de vedação 4 é projetado como um anel ranhurado, em que a ranhura do anel ranhurado é atribuída a um elemento de mola 13, que faz com que o elemento de vedação 4 seja pressionado radialmente contra o elemento da máquina 2. O elemento de vedação 4 é projetado a partir de PTFE e apresenta um primeiro elemento eletricamente condutor 5 e um segundo elemento 6 eletricamente isolante. O elemento de vedação 4 deve ser isolado do alojamento 3.

[00039] A figura7 mostra um arranjo de vedação 1 de acordo com a figura 6, em que também é indicado o caminho de medição 8 para medição capacitiva, que detecta a capacitância entre o elemento de máquina 2 e o primeiro elemento 5 por meio de uma unidade de avaliação (não mostrada).

[00040] A figura8 mostra um arranjo de vedação 1 de acordo com a figura 6, em que é previsto um elemento de contato 18, que é incorporado em um isolamento em forma de disco 10. O elemento de contato 18 fica em contato com o segundo elemento 6 do elemento de vedação 4 e pode ser integrado em um caminho de medição 8, não mostrado aqui.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Arranjo de vedação (1) para vedar uma abertura entre um elemento de máquina (2) projetado como eixo e um alojamento (3), caracterizado pelo fato de que ele compreende pelo menos um elemento de vedação (4) que é pelo menos parcialmente feito de material polimérico, em que o elemento de vedação (4) é projetado em formato anular e é feito de PTFE, em que o elemento de vedação (4) apresenta pelo menos um primeiro elemento anular (5) e pelo menos um segundo elemento anular (6), em que o primeiro elemento (5) é eletricamente condutor e o segundo elemento (6) é eletricamente isolante, em que o primeiro elemento (5 ) fica disposto axialmente adjacente ao segundo elemento (6), em que o elemento de vedação (4) é provido de elementos de contato eletricamente condutores (18) e em que o alojamento (3) apresenta um espaço de instalação (9) na forma de uma ranhura anular para o elemento de vedação (4), em que o espaço de instalação (9) é provido de um revestimento (11) que forma um isolamento (10).

2. Arranjo de vedação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a partir do segundo elemento (6) é formado um lábio de vedação (7), que fica em contato com o elemento de máquina (2).

3. Arranjo de vedação de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o material do primeiro elemento (5) é provido de partículas condutoras eletricamente.

4. Arranjo de vedação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o elemento de vedação (4) apresenta dois segundos elementos (6), em que um primeiro elemento (5) fica disposto entre os dois segundos elementos (6).

5. Arranjo de vedação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que é previsto um elemento de vedação (12) adicional, que produz uma pré- tensionamento radial do elemento de vedação (4) no elemento da máquina (2).

6. Arranjo de vedação de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o outro elemento de vedação (12) é feito de material elastomérico.