ES2224327T3 - Dispositivo para sellar un cilindro con respecto a un vastago de piston. - Google Patents

Abstract

PARA PODER CONFIGURAR DE MANERA SENCILLA UNA JUNTA PARA ESTANQUEIDAD HIDRAULICA DE UN VASTAGO DE EMBOLO (1) QUE ENTRA Y SALE EN UN RECIPIENTE, CON PREFERENCIA UN AMORTIGUADOR HIDRAULICO, CON UN ELEMENTO DE JUNTA (11) QUE SE COMPONE CON PREFERENCIA DE MATERIAL SINTETICO ELASTICO, QUE ESTA CONFIGURADO CON UN CANTO (12) DE ESTANQUEIDAD QUE HACE CONTACTO EN EL VASTAGO DE EMBOLO (1), ESTANDO SUJETO A TRAVES DE UN CUERPO ELASTOMERO Y DISPUESTO POR ULTIMO EN UNA CAMARA (10) DE JUNTA, DONDE TAMBIEN DEBER SER CONSEGUIDO UN VALOR DE ROZAMIENTO REDUCIDO Y UNA BUENA ESTANQUEIDAD EN TEMPERATURAS BAJAS, LA SUJECION RESULTA A TRAVES DE DOS ANILLOS (13,14) DE CORDON REDONDEADOS, DISPUESTOS UNO CON OTRO DIAGONALMENTE EN SECCION TRANSVERSAL DE LA CAMARA DE ESTANQUEIDAD (10), DISPONIENDOSE UNO CON OTRO DE FORMA NO SUJETADA Y EN LAS SUPERFICIES DE INSTALACION DE LA CAMARA DE ESTANQUEIDAD (10) O DE LAS SUPERFICIES (15) DE ESPALDA DEL ELEMENTO DE JUNTA (11), NECESITANDO UN ESPACIO, QUE ES MAYOR QUE EL CORRESPONDIENTE A LA SECCION TRANSVERSAL DE LA CAMARA DE ESTANQUEIDAD (10).

Description

Dispositivo para sellar un cilindro con respecto a un vástago de pistón.

La invención concierne a un dispositivo según el preámbulo de la reivindicación 1. Tales dispositivos se utilizan preferiblemente para el sellado del extremo exterior de un vástago de pistón oscilante en amortiguadores hidráulicos, en donde se deberá lograr un buen sellado del medio hidráulico sometido a alta presión junto con un pequeño rozamiento entre el vástago de pistón y la junta.

El documento DE-OS 2 206 771 muestra un dispositivo del género expuesto. En este dispositivo es desventajoso el hecho de que se tiene que realizar una configuración de forma extraordinariamente exacta del alojamiento de la junta, ya que este alojamiento tiene que estar exactamente adaptado en cuanto a la sección transversal de la junta. Además, es desventajoso el hecho de que se consigue una estanqueidad suficiente a bajas temperaturas solamente con un pretensado elevado, lo que conduce a innecesarias pérdidas por rozamiento.

La invención se basa en el problema de hacer más sencilla la estructura de un dispositivo del género expuesto y lograr, con bajos coeficientes de rozamiento, una buena estanqueidad incluso a bajas temperaturas.

Este problema se resuelve según la invención con las características de la reivindicación 1. Ejecuciones y perfeccionamientos ventajosos se encuentran descritos en las reivindicaciones 2 a 5.

Las ventajas logradas con la invención consisten especialmente en que se puede prever una forma de la cámara de la junta que resulta sencilla debido a que es rectangular en sección transversal. Además, se puede lograr una sencilla influenciación de la junta mediante el intercambio de anillos obturadores toroidales de diferente calidad del material o diferente tamaño. Es especialmente ventajoso el hecho de que el apriete radial del elemento de sellado contra el vástago de pistón, especialmente en frío, es favorecido por vía hidráulica, incluso aunque los anillos obturadores toroidales no posean ya una gran elasticidad a temperaturas en torno a -40ºC.

Un ejemplo de ejecución de la invención está representada en el dibujo y se describe seguidamente con más detalle. Muestran:

La figura 1, una sección a través de la zona de salida del vástago de pistón del cilindro de un amortiguador y

La figura 2, una representación ampliada de la junta mostrada en la figura 1.

En el ejemplo de ejecución se describe el dispositivo para sellar un vástago de pistón 1 dotado de movimiento oscilante a la entrada en el extremo abierto de un cilindro 2 de un amortiguador de vibraciones hidráulico. La figura 1 muestra un fragmento ampliado de esta zona.

En el extremo abierto del cilindro 2 está fijado un anillo de cierre 3 a través de un anillo de resorte 4. Una junta 5 está dispuesta entre el anillo de cierre 3 y el cilindro 2. Un anillo de alojamiento 6 está introducido en un taladro de alojamiento del anillo de cierre 3 y está atornillado con éste a través de una rosca. El anillo de alojamiento 6 lleva en su ánima central interior un manguito deslizante 7 para soportar radialmente el vástago de pistón 1.

Entre la superficie anular frontal 8 del anillo de alojamiento 6 y el fondo 9 del ánima ciega en el anillo de cierre 3 está presente una distancia que forma una cámara de junta 10 con las superficies circundantes. Esta cámara de junta 10 con sus estructuras internas se ha representado a escala ampliada en la figura 2. En la zona de la cámara de junta 10 próxima al centro, concretamente en el contorno exterior del vástago de pistón 1, está dispuesto un elemento de sellado 11. La envolvente interior de este elemento de sellado 11 está configurada en forma ligera o fuertemente cónica en dos direcciones, de modo que el elemento de sellado 11 se aplica solamente con un canto de sellado periférico 12 al contorno exterior del vástago de pistón 1. Los elementos de sellado 11 configurados de esta manera han dado buenos resultados para el sellado de vástago de pistón oscilantes 1 en amortiguadores hidráulicos. Para el afianzamiento del elemento de sellado 11 contra el vástago de pistón 1 se emplean dos anillos obturadores toroidales 13, 14. Estos anillos obturadores toroidales 13, 14 presentan conjuntamente una superficie de sección transversal que es más pequeña que la superficie de sección transversal de la cámara de junta 10. En el ejemplo de ejecución los anillos obturadores toroidales 13, 14 tienen en estado no afianzado una sección transversal de forma circular. Están situados en la cámara de junta 10 de tal manera que sus secciones transversales se aplican diagonalmente una a otra y a las superficies de asiento de la cámara de junta 10, así como a la superficie dorsal 15 del elementos de sellado 11.

La sección transversal de los anillos obturadores toroidales 13, 14 está dimensionada de modo que estos anillos, al aplicarse uno a otro y a las superficies de asiento de la cámara de junta 10 o a la superficie dorsal 15 del elemento de sellado 11, necesitan un espacio que es mayor que la sección transversal remanente definitiva de la cámara de junta 10. Los anillos obturadores toroidales 13, 14 y el elemento de sellado 11 son instalados antes de introducir el anillo de alojamiento 6 en el ánima ciega del anillo de cierre 3 y se aplican entonces diagonalmente uno a otro en forma suelta de tal manera que el anillo obturador toroidal 13 aplicado a la superficie dorsal 15 del elemento de sellado 11, es decir, el anillo obturador toroidal 13 con el menor diámetro, está dispuesto por el lado de salida del vástago de pistón, o sea, en el ejemplo de ejecución, en el fondo 9 del ánima ciega del anillo de cierre 3. Con la introducción del anillo de alojamiento 6 en el ánima ciega del anillo de cierre 3 y el posicionamiento del mismo en su posición profunda definitiva se afianzan los anillos obturadores toroidales 13, 14 uno contra otro y contra la restante superficie de asiento, lo que conduce a una deformación de su sección transversal, tal como se muestra en la figura 2. Este afianzamiento y deformación de los anillos obturadores toroidales 13, 14 conduce a que el anillo obturador toroidal 13 ejerza una fuerza radial sobre el elemento de sellado 11.

El afianzamiento de los anillos obturadores toroidales 13, 14 y el apriete radial del elemento de sellado 11 logrado de esta manera son apuntalados por vía hidráulica. La presión hidráulica en el cilindro 2 del amortiguador se transmite por la rendija de guía entre el manguito deslizante 7 y el vástago de pistón 1 hasta la cámara residual restante 16 de la cámara de junta 10. Debido a la solicitación de la presión sobre el dorso del anillo obturador toroidal 14 se logra aquí un efecto de acuñamiento y éste conduce a una elevada compresión entre los anillos obturadores toroidales 13, 14. Esta presión de apriete es incrementada aún por el aumento de la presión a consecuencia de la acción de bombeo entre el vástago de pistón 1 y el manguito deslizante 7, de modo que también en este aspecto se logra de manera deseada un aumento de la fuerza de sellado. El efecto anteriormente descrito tiene repercusiones especialmente positivas, particularmente en la utilización de la junta en frío, por ejemplo a -40ºC. A altas temperaturas negativas, disminuye rápidamente la elasticidad interna de los anillos obturadores toroidales 13, 14, es decir que éstos adoptarán sólo lentamente su forma de sección transversal circular original. Sin embargo, dado que en estado afianzado presentan la forma de cuña mostrada, se puede lograr a pesar de ello, por el efecto anteriormente descrito, un buen apriete del elemento de sellado 11 contra el vástago de pistón 1. Esto rige también para el caso de que los anillos obturadores toroidales 13, 14 pierdan parte de su elasticidad a consecuencia del envejecimiento.

Debido a la configuración de los anillos obturadores toroidales 13, 14 a base del mismo material, pero con propiedades mecánicas diferentes, como dureza, elasticidad o resistencia en frío, o bien a base de un material diferente, se puede lograr una gran variabilidad de la junta en su conjunto respecto de las propiedades requeridas.

Lista de símbolos de referencia

1

Vástago de pistón

2

Cilindro

3

Anillo de cierre

4

Anillo de resorte

5

Junta

6

Anillo de alojamiento

7

Manguito deslizante

8

Superficie anular

9

Fondo

10

Cámara de junta

11

Elemento de sellado

12

Canto de sellado

13

Anillo obturador toroidal

14

Anillo obturador toroidal

15

Superficie dorsal

16

Cámara

Claims (5)

1. Dispositivo para sellar un cilindro (2) lleno de un medio hidráulico y cerrado formando un recipiente, preferiblemente un cilindro de un amortiguador hidráulico, con respecto a un vástago de pistón (1) que entra y sale del mismo a través de un extremo abierto del cilindro (2), presentando un dispositivo de junta que comprende un elemento de sellado (11) consistente preferiblemente en plástico elástico, que está formado con un canto de sellado (12) aplicado al vástago de pistón (1), que está afianzado a través de un cuerpo de elastómero y que está dispuesto junto con éste último en una cámara de junta (10), caracterizado porque el afianzamiento del elemento de sellado (11) se efectúa a través de dos anillos obturadores toroidales (13, 14) aplicados diagonalmente uno a otro en la sección transversal de la cámara de junta (10), los cuales, aplicándose sin afianzamiento uno a otro y a las superficies de asiento de la cámara de junta (10) y a la superficie dorsal (15) del elemento de sellado (11), respectivamente, necesitan un espacio que es mayor que la sección transversal restante de la cámara de junta (10).

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque al menos uno de los anillos obturadores toroidales (13, 14) presenta una sección transversal de forma circular.

3. Dispositivo según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizado porque el anillo obturador toroidal (13) aplicado a la superficie dorsal (15) del elemento de sellado (11) está situado por el lado de salida del vástago de pistón en la cámara de junta (10).

4. Dispositivo según una o más de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los anillos obturadores toroidales (13, 14) presentan propiedades mecánicas diferentes, tales como dureza, elasticidad o resistencia al frío.

5. Dispositivo según una o más de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los anillos obturadores toroidales (13, 14) consisten en un material diferente.