ES2214584T3 - Conjunto de reten para un eje rotativo, en particular de una bomba de agua de un motor de automovil. - Google Patents

Abstract

UN RETEN (1) PARA EL EJE DE UNA BOMBA (2) TIENE UNA ESTRUCTURA DE SOPORTE METALICA (3) Y UN ANILLO DE CIERRE (5), QUE A SU VEZ TIENE UN LABIO DE CIERRE PRINCIPAL (9) Y UN LABIO SECUNDARIO (10) QUE SE EXTIENDEN AXIALMENTE EN SENTIDOS OPUESTOS Y DEFINEN ENTRE AMBOS UNA CAVIDAD ANULAR (12), JUNTO CON UNA SUPERFICIE LATERAL (11) DEL EJE (2). CUANDO NO ESTAN DEFORMADOS, LOS DIAMETROS DE LOS DOS LABIOS (9, 10) DETERMINAN RESPECTIVAMENTE UNA INTERFERENCIA PREDETERMINADA Y UNA HOLGURA RADIAL CON EL EJE (2). EL ANILLO DE CIERRE (5) ESTA FORMADO PARA QUE PUEDA DEFORMARSE ELASTICAMENTE POR EL AJUSTE DE INTERFERENCIA ENTRE EL LABIO PRINCIPAL (9) Y EL EJE (2), HACIENDO QUE EL LABIO SECUNDARIO (10) ENTRE EN CONTACTO CON EL EJE SIN QUE EXISTA PRACTICAMENTE INTERFERENCIA. EL LABIO SECUNDARIO (10) ESTA DEFINIDO ENTRE DOS LADOS ANULARES (13, 14) QUE CONVERGEN ENTRE SI PARA FORMAR UN BORDE DE CIERRE (15) HACIA UNA SUPERFICIE LATERAL DEL EJE (2) Y EL LADO (14) SITUADO EN LA PARTE OPUESTA DE LA CAVIDAD ANULAR (12) ESTA DEFINIDO POR UNA SUPERFICIE ANULAR OBLICUA (16) QUE DEFINE EN LA SECCION RADIAL UN ANGULO AGUDO CON EL EJE (2) PARA RECIBIR, DURANTE EL USO, SUFICIENTE EMPUJE RADIAL PARA QUE SE LEVANTE LIGERAMENTE EL LABIO SECUNDARIO (10) Y PERMITA EL PASO DE FLUIDO A LA CAVIDAD ANULAR (12).

Description

Conjunto de retén para un eje rotativo, en particular de una bomba de agua de un motor de automóvil.

La presente invención se refiere a un conjunto que comprende un conjunto de retén y un eje rotativo, en particular de una bomba de agua de un motor de automóvil, siendo el conjunto de retén especialmente adecuado para montar en un cojinete que soporta un eje rotativo, por ejemplo de una bomba.

Los cojinetes de los ejes rotativos llevan varios modelos de conjuntos sellantes. En particular, las bombas de agua de automóvil, en los que se requiere que el conjunto de retén separe la grasa por el lado de las bolas del cojinete, del agua de la bomba, están equipados normalmente con conjuntos de retén que tienen dos labios sellantes radiales.

Como ejemplo, la patente FR 1531683A muestra un conjunto de esta clase.

Aunque se utiliza con profusión y a pesar de la presencia de un así denominado labio "contra el polvo" este tipo de conjunto de retén no proporciona una protección eficaz contra los poluentes exteriores. Además, la acción deslizante de los labios de sellado sobre el eje rotativo, en particular el labio principal más interior que es el que asegura el sellado fluido propiamente dicho, da lugar a un sobrecalentamiento, deterioro y desgaste de los labios.

El objeto de la presente invención es el de proporcionar un conjunto que comprenda un conjunto de retén y un eje rotativo, diseñados para eliminar los inconvenientes antes mencionados. Más específicamente, el objeto de la presente invención es el de proporcionar un conjunto de retén que asegure una protección eficaz contra los poluentes exteriores, reduciendo al mismo tiempo el desgaste de los elementos sellantes.

El conjunto de la patente FR 1531683A es un conjunto que comprende un conjunto de retén y un eje rotativo, en particular de una bomba de agua de un motor de automóvil, y que comprende una estructura de soporte rígida; y un anillo de sellado soportado por una primera cara de dicha estructura de soporte y conformado de tal manera que comprende un primer y un segundo labio anular que colaboran de forma deslizante con dicho eje rotativo; extendiéndose dichos primer y segundo labios anulares, axialmente en sentidos opuestos, definiendo juntos una primera cavidad anular con una superficie lateral de dicho eje rotativo, de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. De acuerdo con la presente invención, el conjunto se caracteriza porque en estado no deformado, dicho primer labio anular tiene un diámetro interior tal que ajusta con una cantidad predeterminada de interferencia con dicho eje rotativo, mientras que dicho segundo labio anular tiene un diámetro interior tal que produce una holgura radial entre él mismo y dicho eje rotativo; y porque dicho anillo de sellado está conformado de tal manera que sea deformado elásticamente por el ajuste de interferencia entre dicho primer labio anular y dicho eje rotativo, dando así lugar a que dicho segundo labio anular colabore con dicho eje rotativo, sustancialmente sin interferencias. Más específicamente, dicho segundo labio anular está definido entre dos lados anulares que convergen entre sí para formar un borde sellante hacia dicha superficie lateral de dicho eje rotativo; estando definido un primero de dichos lados, situado en la cara opuesta a dicha primera cavidad anular, estando definido por una superficie anular oblicua que define en sección radial un ángulo agudo con dicho eje rotativo con el fin de recibir suficiente empuje radial para levantar ligeramente dicho segundo labio anular y permitir el escape de fluido entredicho segundo labio anular y dicho eje rotativo, a dicha primera cavidad anular.

En una variante, el conjunto conforme a la presente invención comprende también un escudo rígido integral con dicho eje rotativo; comprendiendo dicho escudo rígido una parte de manguito ajustada a dicho eje rotativo, y colaborando de forma deslizante con dichos primer y segundo labios anulares, y una pestaña radial exterior; comprendiendo dicho anillo de sellado un tercer labio anular que se extiende axialmente más allá de dicho primer labio anular y que colabora de manera sellante con dicha pestaña.

En este caso, dicho primer labio anular y dicho tercer labio anular definen, junto con dicho escudo rígido, una segunda cavidad anular en la cual está introducida una cierta cantidad predeterminada de lubricante.

El conjunto conforme a la presente invención asegura de esta manera una protección eficaz contra los poluentes exteriores, reduciendo al mismo tiempo el desgaste de los elementos de sellado.

A continuación se describirá a título de ejemplo una realización no limitadora de la presente invención, haciendo referencia a los dibujos que se acompañan, en os cuales:

La Figura 1 muestra una sección radial de un conjunto de retén y un eje rotativo, conforme a la presente invención.

La Figura 2 muestra una sección radial de una variante del conjunto de la Figura 1.

En la Figura 1, el número 1 indica en su totalidad un conjunto de retén para un eje rotativo 2, por ejemplo el eje equipado de rodete de una bomba de agua de un motor de automóvil.

El conjunto de retén 1 comprende una estructura de soporte sustancialmente anular, rígida, por ejemplo metálica, que lleva en una cara 4 un anillo de retén 5 hecho de un material elastómero.

El anillo de retén 5 va fijado de manera conocida (p.e. unido durante el curado) a una estructura de soporte rígida 3, y tal como se explicará con mayor detalle más adelante, está situado durante el uso por la cara interior de la bomba, mientras que una segunda cara 6, opuesta a la primera 4, de una estructura de soporte rígida 3 está situado por el lado que mira hacia el cojinete (no representado) del eje 2, en particular por el "lado de las bolas" del cojinete, y en contacto con un lubricante, p.e. grasa.

El conjunto de retén 1 puede estar situado entre el eje 2 y un elemento de la carcasa de la bomba, delante del cojinete del eje, en cuyo caso el anillo de retén 5 colabora de forma deslizante directamente con el eje 2. Alternativamente el conjunto de retén 1 puede estar situado entre los anillos interior y exterior del cojinete del eje, en cuyo caso el anillo de retén 5 colabora de forma deslizante con la pista interior del cojinete que gira formando un conjunto íntegro con el eje 2.

En la siguiente descripción no limitadora se hace referencia a la primera de las disposiciones anteriores, si bien lo mismo es aplicable también obviamente a la segunda, siendo la única diferencia que el eje 2, además de ser el eje de la bomba propiamente dicho, viene definido por la pista rotativa del cojinete del eje.

El anillo de retén 5 está formado de tal manera que comprende dos labios anulares 9 y 10; un primer labio anular principal 9 que se extiende axialmente hacia el interior de la bomba; y un segundo labio anular secundario 10 que se extiende axialmente en sentido opuesto al primero.

Los labios 9 y 10 colaboran de forma deslizante con el eje 2, y junto con una superficie lateral 11 del eje 2 definen una cavidad anular 12.

Más específicamente, el anillo de retén 5 está formado de tal manera que el labio principal 9, cuya forma sin deformar está representada por la línea de trazos en la Figura 1, tiene un diámetro interior tal que ajusta con una cantidad predeterminada de interferencia con el eje 2; en cambio en estado no deformado, es decir antes de que el conjunto de retén 1 se acople al eje 2, el labio secundario 10 tiene un diámetro interior tal que se produce una holgura radial entre él mismo y el eje 2.

El labio secundario 10 está definido entre dos lados anulares 13, 14 que convergen entre sí para formar un borde sellante 15 hacia la superficie lateral 11 del eje 2; la cara 13 está frente a la cavidad anular 12; mientras que la cara 14 está orientada alejada de la cavidad anular 12, y está definida, próxima a la superficie lateral 11 del eje 2, por una superficie anular 16 que define en sección radial un ángulo agudo con el eje 2.

Durante el uso real, el conjunto de retén 1 se monta de tal manera que el labio principal 9, que realiza la función de sellado propiamente dicha, queda situado tal como se ha indicado hacia adentro de la bomba; mientras que el labio secundario 10 está situado hacia el exterior de la bomba, delante del cojinete del eje 2, donde proporciona protección contra poluentes e impide que otros fluidos y/o suciedad dañen el labio principal 9.

En el ejemplo representado, el que el conjunto de retén 1 está interpuesto entre el fluido de trabajo (agua) de la bomba y el lubricante (grasa) del cojinete del eje 2, el labio secundario 10 está en contacto con el lubricante en el lado de la cara 14 que comprende la superficie anular 16.

Cuando se monta el conjunto de retén 1, el labio principal 9, cuya forma no deformada está representada tal como se ha indicado por la línea de trazos en la Figura 1, es deformado elásticamente de tal manera que cree una presión radial para el eje de retén 2.

En virtud del diseño particular del anillo de retén 5, el ajuste de interferencia entre el labio principal 9 y el eje 2 también da lugar a la deformación elástica del labio secundario 10, y a una reducción de la holgura radial entre el labio secundario 10 y el eje 2, de tal manera que una vez que esté montado el labio secundario 10 ajusta con el eje 2, sustancialmente sin interferencia, es decir de tal manera que apenas roza la superficie lateral 11 del eje 2.

Durante el funcionamiento de la bomba el lubricante ejerce una presión positiva sobre la superficie 16 del labio 10, y que debido a la inclinación de la superficie 16, levanta el labio 10 para permitir que una pequeña cantidad de lubricante escape a la cavidad anular 12.

El lubricante que entra en la cavidad 12 actúa como otra barrera adicional que impida eficazmente el paso de poluentes al labio principal 9.

Además, el lubricante en el interior de la cavidad anular 12 lubrica el labio principal 9, que de este modo desliza más suavemente a lo largo del eje 2 y sufre menos desgaste.

La Figura 2 muestra una variante 1a del conjunto de retén conforme a la presente invención, que es especialmente adecuada para aplicaciones que exijan grandes esfuerzos.

El conjunto de retén 1a comprende otro escudo rígido, p.e. metálico 20, integral con el eje 2, y definido por una parte de manguito 21 ajustado directamente sobre el eje 2, y por la pestaña radial exterior 22.

El anillo de retén 5 está también formado de tal manera que comprende dos labios 9 y 10 y comprende también un tercer labio 23 que se extiende axialmente más allá del labio principal 9, en el lado opuesto del lado secundario 10.

La parte de manguito 21 del escudo rígido 20 colabora de forma deslizante con los labios 9 y 10, mientras que la pestaña 22 colabora de manera sellante con el tercer labio 23, para mejorar aún más la eficacia de sellado del conjunto 1a.

Junto con el escudo rígido 20, el labio principal 9 y el tercer labio 23 definen por lo tanto una segunda cavidad anular 24 estanca a los fluidos.

Durante el montaje se puede introducir un cantidad predeterminada de lubricante, preferentemente grasa, en el interior de la cavidad 24 para que actúe como nueva barrera contra los poluentes, y a reducir el desgaste de los labios de sellado 9 y 23.

Es obvio que se pueden hacer modificaciones al conjunto de retén antes descrito e ilustrado aquí, sin apartarse por ello del objetivo de la presente invención.

Claims (5)

1. Un conjunto que comprende un conjunto de retén (1) y un eje rotativo (2), en particular de una bomba de agua de un motor de automóvil, y que comprende una estructura de soporte rígida (3); y un anillo de sellado (5) soportado por una primera cara (4) de dicha estructura de soporte (3) y conformado de tal manera que comprende un primer (9) y un segundo (10) labio anular que colaboran de forma deslizante con dicho eje rotativo (2); extendiéndose dichos primer (9) y segundo (10) labios anulares, axialmente en sentidos opuestos, definiendo juntos una primera cavidad anular (12) con una superficie lateral (11) de dicho eje rotativo (2), de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. De acuerdo con la presente invención, el conjunto se caracteriza porque en estado no deformado, dicho primer labio anular (9) tiene un diámetro interior tal que ajusta con una cantidad predeterminada de interferencia con dicho eje rotativo (2), mientras que dicho segundo labio anular (10) tiene un diámetro interior tal que produce una holgura radial entre él mismo y dicho eje rotativo (2); y porque dicho anillo de sellado (5) está conformado de tal manera que sea deformado elásticamente por el ajuste de interferencia entre dicho primer labio anular (9) y dicho eje rotativo (2), dando así lugar a que dicho segundo labio anular (10) colabore con dicho eje rotativo (2), sustancialmente sin interferencias.

2. Un conjunto según se reivindica en la reivindicación 1, caracterizado porque dicho segundo labio anular (10) está definido entre dos caras anulares (13, 14) que convergen entre sí para formar un borde sellante (15) hacia dicha superficie lateral (11) de dicho eje rotativo (2); estando definida una primera (14) de dichas caras, situada en el lado opuesto a dicha primera cavidad anular (12), por una superficie anular oblicua (16) que define en sección radial un ángulo agudo con dicho eje rotativo (2), de manera que reciba suficiente empuje radial para levantar ligeramente dicho segundo labio anular (10), permitiendo que escape fluido entre dicho segundo labio anular (10) y dicho eje rotativo (2), al interior de dicha primera cavidad anular (12).

3. Un conjunto según se reivindica en la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por comprender también un escudo rígido (20) integral con dicho eje rotativo (2); comprendiendo dicho escudo rígido (20) una parte de manguito (21) acoplado a dicho eje rotativo (2), y colaborando de forma deslizante con dichos primer y segundo labios anulares (9, 10), y una pestaña radial exterior (22); comprendiendo dicho anillo de retén (5) también un tercer labio anular (23) que se extiende axialmente más allá de dicho primer labio anular (9) y que colabora de forma sellante con dicha pestaña (22).

4. Un conjunto según se reivindica en la reivindicación 3, caracterizado porque dicho primer labio anular (9) y dicho tercer labio anular (23), definen junto con dicho escudo rígido (20) una segunda cavidad anular (24).

5. Un conjunto según se reivindica en la reivindicación 4, caracterizado porque se introduce una cantidad predeterminada de lubricante en dicha segunda cavidad anular (24).