ES2230008T3 - Conjunto de cierre para un miembro mecanico que se mueve alternativamente con relacion a un asiento deslizante correspondiente, y en particular para una barra de amortiguador. - Google Patents
Conjunto de cierre para un miembro mecanico que se mueve alternativamente con relacion a un asiento deslizante correspondiente, y en particular para una barra de amortiguador.Info
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Abstract
Conjunto de cierre (1) para un miembro mecánico (2) que se mueve alternativamente o en vaivén con relación a un asiento deslizante correspondiente; y en particular para una barra de amortiguador; comprendiendo el conjunto de cierre un anillo rígido (3) y un anillo de cierre (6), realizado con material elastomérico y soportado por un borde periférico (5) de dicho anillo rígido (3); comprendiendo a su vez el citado anillo de cierre (6) al menos una primera parte radial de cierre (12), que se proyecta axialmente desde el borde periférico (5) de dicho anillo rígido (3); y caracterizándose el conjunto de cierre porque dicho anillo rígido (3) comprende un elemento anular de soporte (7) en el que se apoya la primera parte de cierre (12); encontrándose dicho elemento anular de soporte (7) formado integralmente en una sola pieza con dicho anillo rígido (3), y proyectándose desde el citado anillo rígido (3) en dirección prácticamente axial y paralela a la primera parte de cierre (12), de manera que se apoye, en uso, contra la primera porción de cierre (12) en dirección radial.
Description
Conjunto de cierre para un miembro mecánico que
se mueve alternativamente con relación a un asiento deslizante
correspondiente, y en particular para una barra de amortiguador.
La presente invención se refiere a un conjunto de
cierre para un miembro mecánico que se mueve alternativamente con
relación a un asiento deslizante correspondiente, y en particular
para una barra de amortiguador.
Como es sabido, es necesario que se disponga un
cierre o elemento de estanqueidad entre la barra del amortiguador
de un vehículo y el asiento correspondiente, para impedir la fuga
de lubricante y proteger el amortiguador contra contaminantes
exteriores. Se conocen conjuntos de cierre para barras de
amortiguadores en los que un anillo rígido, realizado habitualmente
de metal, soporta un anillo obturador realizado con material
elastomérico y que tiene al menos un labio de cierre que se
proyecta a partir de un borde periférico radialmente interior del
anillo rígido y que coopera radialmente con la barra cuando ésta se
mueve en vaivén. Más específicamente, se conocen conjuntos de cierre
en los que el anillo de cierre comprende dos labios obturadores
(cada uno de ellos con uno o dos puntos de contacto) que se
extienden axialmente en lados opuestos, quedando su función de
cierre asegurada por una cantidad preestablecida de interferencia
en el conjunto y/o por la acción de un muelle. Un inconveniente
importante de este tipo de conjuntos de cierre consiste en los
importantes esfuerzos a los que están sometidos los labios de
cierre, lo que se empeora aún más por la amplia gama de
temperaturas en las que deben funcionar dichos labios. Precisamente
en razón de las condiciones particulares de trabajo del anillo de
cierre en esta aplicación concreta, se han experimentado diversos
tipos de materiales elastoméricos. Recientemente, por ejemplo, se
ha propuesto el caucho fluorado, que sigue siendo eficiente en una
gama muy amplia de temperaturas (incluso relativamente bajas), pero
que tiene una resistencia relativamente escasa a los esfuerzos
repetidos, sobre todo si se utilizan para fabricar elementos
obturadores del tipo arriba descrito, en los que los labios de
cierre se proyectan desde el anillo rígido de soporte.
En consecuencia, un objeto de la presente
invención es el de proporcionar un conjunto de cierre de un miembro
mecánico que se mueve con relación a un asiento correspondiente,
por ejemplo, para una barra de amortiguador, diseñado a fin de
eliminar los inconvenientes arriba mencionados, asociado típicamente
a conjuntos de cierre ya conocidos. En particular, un objeto de la
invención es el de proporcionar un conjunto de cierre que sea de
producción eficiente, económica y fácil, y permita un rendimiento
efectivo a largo plazo. Otro objeto más de la invención es el de
proporcionar un conjunto de cierre destinado a asegurar condiciones
particularmente de esfuerzos durante el servicio del anillo de
cierre, de manera que este último pueda realizarse con materiales
elastoméricos adecuados para uso a baja temperatura, por ejemplo,
el caucho fluorado.
Según la presente invención, en ella se
proporciona un conjunto de cierre para un miembro mecánico que se
mueve alternativamente con relación a un asiento deslizante
correspondiente, y en particular para una barra de amortiguador; el
conjunto de cierre comprende un anillo rígido, así como un anillo
de cierre realizado con material elastomérico y soportado por un
borde periférico del mencionado anillo rígido; el anillo de cierre,
a su vez, comprende al menos una primera parte radial de cierre que
se proyecta axialmente desde el citado borde periférico de dicho
anillo rígido; y el conjunto de cierre se caracteriza por el hecho
de que el anillo rígido comprende un elemento anular de soporte en
el que se apoya la primera parte de cierre; estando el citado
elemento anular de apoyo formado integralmente en una sola pieza
con dicho anillo rígido, y proyectándose a partir de dicho anillo
rígido en dirección prácticamente axial y paralela a la primera
parte de cierre, de manera que, cuando se utiliza, se apoye contra
dicha primera parte de cierre en dirección radial.
En una realización preferida, el anillo de cierre
comprende una cámara anular rebajada interpuesta radialmente entre
la primera porción de cierre y el elemento anular de soporte, y
comprende igualmente una parte de raíz fijada integralmente al
citado borde periférico del anillo rígido; la mencionada primera
parte de cierre se proyecta axialmente a partir de dicha parte de
raíz, teniendo un frente de extremo libre y una distancia radial
preestablecida desde el citado elemento anular de soporte, y
encontrándose separada del elemento anular de soporte por dicha
cámara anular; que define una bisagra virtual que permite la
deformación elástica de dicha primera porción de cierre, de manera
que dicha primera parte de cierre se coloque apoyada contra el
mencionado elemento anular de soporte.
El conjunto de cierre según la invención es,
pues, eficiente, económico y fácil de producir, y asegura
condiciones particularmente favorables de resistencia en servicio
del anillo de cierre, que, en consecuencia, puede realizarse con
materiales elastoméricos, tales como caucho fluorado, el cual,
aunque tiene una resistencia relativamente escasa a los esfuerzos
repetidos, posee otras características convenientes, tales como la
resistencia a las bajas temperaturas. El diseño particular del
conjunto de cierre según la invención asegura, de hecho, unas
condiciones óptimas de resistencia en servicio al esfuerzo del
anillo de cierre, reduce las tensiones y aumenta la variedad de
materiales elastoméricos que pueden utilizarse.
A continuación se describirá, a título de
ejemplo, una realización no limitadora de la presente invención,
con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:
La Figura 1 presenta una sección radial
esquemática de un conjunto de cierre para una barra de amortiguador
según la invención;
La Figura 2 muestra un dibujo experimental que
ilustra esquemáticamente el estado de esfuerzo en servicio del
conjunto de cierre de la Figura 1;
La Figura 3 presenta una posible variación del
conjunto de cierre de la Figura 1.
El Número 1 de la Figura 1 indica, en su
totalidad, un conjunto de cierre de una barra 2 de un amortiguador
conocido, no ilustrado para mayor simplicidad. La barra 2 es
igualmente conocida y se representa sólo esquemáticamente con la
línea discontinua de la Figura 1. El conjunto de cierre 1 comprende
un anillo rígido 3 que va montado integralmente, de manera
conocida, no ilustrada para mayor simplicidad, al cilindro del
amortiguador. En el ejemplo representado, el anillo rígido 3 es un
disco circular realizado con chapa metálica, y lleva un orificio
central pasante 4, definido por un reborde periférico 5, radialmente
interno.
Un anillo de cierre 6, realizado con material
elastomérico, por ejemplo, un polímero elastomérico fluorado como
el FKM^{MR}, se proyecta radialmente dentro del orificio central 4
desde el borde periférico 5 y, como es sabido, coopera de manera
deslizante, cuando se usa, con la barra 2, que se introduce a
través del orificio 4 y, en uso, se mueve en vaivén o
alternativamente en una línea recta dentro del orificio 4.
Según la invención, el anillo rígido 3 comprende
un collarín prácticamente cilíndrico 7, formado integralmente en
una sola pieza con el anillo rígido 3, y que se proyecta axialmente
desde el borde periférico 5. En la realización preferida y no
limitadora ilustrada en la Figura 1, el collarín 7 tiene
prácticamente la forma de un cono truncado, y aumenta de diámetro
desde un extremo 8, conectado al borde periférico 5, en dirección a
un extremo libre 9, de manera que una pared lateral 10 del collarín
7 se incline en un ángulo preestablecido con relación a un eje
central de simetría del anillo rígido 3. El collarín 7 que podría
formarse, por ejemplo, doblándose la chapa metálica con la que está
realizado el anillo rígido 3, define un elemento anular de soporte
para que se apoye en él el anillo de cierre 6, tal como se explica
más adelante con mayor detalle.
El anillo de cierre 6 comprende una parte de raíz
11, fijada integralmente (de manera conocida) al borde periférico 5
del anillo rígido 3, y desde el cual se extiende una primera y una
segunda parte de cierre 12, 13. Más concretamente, las partes de
cierre 12, 13 se extienden radialmente más allá del borde
periférico 5 del anillo rígido 3 y, axialmente, en lados opuestos
entre sí, en dirección prácticamente paralela al collarín 7. La
parte de cierre 12 es un tipo multicontacto con dos labios de
cierre 14, 15; mientras que la parte de cierre 13 sólo tiene un
labio de cierre 16.
En el ejemplo no limitador ilustrado en la Figura
1, el anillo de cierre 6 se extiende con una parte de recubrimiento
20 para cubrir una superficie lateral y radialmente interior 21 del
collarín 7; en posición opuesta a un extremo 23, conectado a la
parte raíz 11, la parte de cierre 12 tiene un extremo libre 22
orientado hacia el extremo 9 del collarín 7, a una distancia radial
predeterminada de dicho extremo, y separada del extremo 9 por una
cámara anular rebajada 24; y la cámara anular 24 la define, en el
ejemplo ilustrado, una ranura circunferencial formada en el anillo
de cierre 6, interpuesta radialmente entre la parte de cierre 12 y
el collarín 7, y que tiene dos lados divergentes enfrentados,
abriéndose hacia el extremo libre 22 de la parte de cierre 12. La
parte de raíz 11 define así una bisagra virtual que permite la
deformación elástica de la parte de cierre 12, por lo que la parte
de cierre 12 se coloca apoyada contra la superficie lateral y
radialmente interior 21 del collarín 7.
Como se ilustra por la línea discontinua de la
Figura 1, el anillo de cierre 6 puede incluir igualmente otra parte
de tapa 25 que cubre una superficie lateral radialmente exterior 26
del collarín 7. Una parte de tapa 25, optativa, podría también
conectarse directamente y de forma integral a la parte de tapa 20,
y podría igualmente extenderse para cubrir, aunque sólo sea
parcialmente, una cara 27 del anillo rígido 3 enfrentando al
collarín 7. El anillo de cierre 6 podría extenderse también para
cubrir, al menos parcialmente, una cara 28 del anillo rígido 3
opuesto a la cara 27, y por consiguiente orientado en dirección
contraria al collarín 7.
En el uso real, cuando se inserta la barra 2
dentro del orificio central 4, el anillo de cierre 6 -debido a la
interferencia radial producida en el conjunto y que se ilustra en
la Figura 1 (en la que el anillo de cierre 8 se presenta sin
deformar)- se deforma elásticamente a fin de asegurar un contacto
deslizante entre los labios de cierre 14, 15, 16, y la barra 2. Más
concretamente, la parte de cierre 12, flexionándose alrededor de la
parte 23 conectada a la parte de raíz 11, y gracias a la cámara
anular 24, se apoya contra el collarín 7, que proporciona así un
soporte radial y permite asegurar una deformación elástica
controlada de la parte de cierre 12.
El estado en funcionamiento de la parte de cierre
12 se ilustra esquemáticamente en la Figura 2, en la que todos los
detalles similares o idénticos a los ya descritos se indican con el
uso del mismo sistema de numeración, y que muestra igualmente el
estado sometido a esfuerzo de la parte de cierre 12. Como puede
verse, el estado sometido al esfuerzo en servicio de la parte de
cierre 12 es excelente en términos de distribución de los
esfuerzos: así, en la Figura 2, las zonas de la parte de cierre 12
sometidas al mismo valor de esfuerzo se indican con el mismo color;
y los valores de esfuerzos registrados son también notablemente
inferiores a los de soluciones similares ya conocidas.
En la Figura 3, en las que todos los detalles
similares o idénticos a los anteriormente descritos se indican con
el uso del mismo sistema de numeración, se presenta una posible
variación del conjunto de cierre 1 según la invención, en el que la
pared lateral 10 del collarín 7 es prácticamente perpendicular con
relación al eje central de simetría del anillo rígido 3 y es
paralela a la barra 2, por lo que el collarín 7 tiene la forma de
un cilindro recto coaxial y concéntrico con la barra 2. La cámara
anular rebajada 24, que permite una deformación elástica controlada
de la parte de cierre 12 se define por un espacio radial entre la
parte de cierre 12 y la superficie lateral y radialmente interior 21
del collarín 7, y no es necesario que la superficie 21 sea cubierta
por la parte de tapa 20 anteriormente descrita, por lo que, también
en este caso, la cámara anular 24 se abre en dirección al extremo
libre 22 de la parte de cierre 12, estando igualmente definida por
dos lados divergentes enfrentados, uno de los cuales, sin embargo,
lo define la pared lateral radialmente interior 21 del collarín 7,
y el otro una superficie lateral de la parte de cierre 12.
Es evidente que en el conjunto de cierre, tal
como se describe e ilustra en la presente memoria, podrían
introducirse otros cambios, aunque sin apartarse por ello del
ámbito de la presente invención.
Claims (12)
1. Conjunto de cierre (1) para un miembro
mecánico (2) que se mueve alternativamente o en vaivén con relación
a un asiento deslizante correspondiente; y en particular para una
barra de amortiguador; comprendiendo el conjunto de cierre un
anillo rígido (3) y un anillo de cierre (6), realizado con material
elastomérico y soportado por un borde periférico (5) de dicho
anillo rígido (3); comprendiendo a su vez el citado anillo de
cierre (6) al menos una primera parte radial de cierre (12), que se
proyecta axialmente desde el borde periférico (5) de dicho anillo
rígido (3); y caracterizándose el conjunto de cierre porque
dicho anillo rígido (3) comprende un elemento anular de soporte (7)
en el que se apoya la primera parte de cierre (12); encontrándose
dicho elemento anular de soporte (7) formado integralmente en una
sola pieza con dicho anillo rígido (3), y proyectándose desde el
citado anillo rígido (3) en dirección prácticamente axial y
paralela a la primera parte de cierre (12), de manera que se apoye,
en uso, contra la primera porción de cierre (12) en dirección
radial.
2. Conjunto de cierre según la Reivindicación 1,
caracterizado porque el citado anillo de cierre comprende
una cámara anular rebajada (24) interpuesta radialmente entre la
primera parte de cierre (12) y dicho elemento anular de soporte
(7).
3. Conjunto de cierre según la Reivindicación 2,
caracterizado porque dicho anillo de cierre (6) comprende
una parte de raíz (11) fijada integralmente al borde periférico (5)
del anillo rígido (3); proyectándose la primera parte de cierre
(12) axialmente desde la citada parte de raíz (11), y teniendo un
extremo libre (22) orientado al citado elemento anular de soporte
(7) y a una distancia radial preestablecida del mismo, y separado
del elemento anular de soporte por dicha cámara anular (24);
definiendo la citada parte de raíz (11) una bisagra virtual que
permite la deformación elástica de la primera parte de cierre (12),
por lo que la primera parte de cierre (12) se coloca de manera que
se apoye contra dicho elemento anular del soporte (7).
4. Conjunto de cierre según la Reivindicación 3,
caracterizado porque la citada cámara anular (24) comprende
dos lados divergentes enfrentados, y porque se abre hacia dicho
extremo libre (22) de la primera porción de cierre (12).
5. Conjunto de cierre según una de las
Reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque el citado
elemento anular de soporte comprende un collarín prácticamente
cilíndrico (7) que se proyecta en dirección prácticamente axial
desde el citado borde periférico (5) del anillo rígido (3).
6. Conjunto de cierre según la Reivindicación 5,
caracterizado porque una pared lateral (10) de dicho
collarín (7) se inclina en un ángulo preestablecido con relación a
un eje central de simetría del citado anillo rígido (3); teniendo
dicho collarín (7) prácticamente la forma de cono truncado.
7. Conjunto de cierre según la Reivindicación 5,
caracterizado porque una pared lateral (10) de dicho
collarín (7) es prácticamente perpendicular a un eje central de
simetría de dicho anillo rígido (3); teniendo dicho collarín (7) la
forma de cilindro recto.
8. Conjunto de cierre según cualquiera de las
Reivindicaciones 6 ó 7, caracterizado porque dicho anillo de
cierre (6) comprende una primera parte de tapa (20) que cubre una
superficie lateral y radialmente interior (21) de dicho collarín
(7); estando la citada cámara anular (24) definida por una ranura
circunferencial formada entre la primera parte de tapa (20) y la
primera parte de cierre (12).
9. Conjunto de cierre según una cualquiera de las
Reivindicaciones 6 a 8, caracterizado porque el citado
anillo de cierre (6) comprende una segunda parte de tapa (25) que
cubre una superficie lateral y radialmente exterior (26) de dicho
collarín (7).
10. Conjunto de cierre según la Reivindicación 9,
caracterizado porque la segunda parte de tapa (25) se
extiende también para cubrir, al menos parcialmente, una primera
cara (27) del citado anillo rígido (3) orientado hacia el collarín
(7).
11. Conjunto de cierre según una cualquiera de
las Reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el
anillo de cierre (3) comprende una segunda parte de cierre (13),
que se extiende axialmente en el lado opuesto a la primera parte de
cierre (12), y radialmente más allá del citado borde periférico (5)
del anillo rígido (3); extendiéndose dicho anillo de cierre (6)
para cubrir también, al menos parcialmente, una segunda cara (28)
del anillo rígido (3), opuesta al collarín (7); y porque dicha
primera parte de cierre (12) comprende a su vez un primero y un
segundo labio de cierre (14, 15).
12. Conjunto de cierre según una cualquiera de
las Reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el
citado anillo rígido (13) está realizado con chapa metálica
doblada, en dicho borde periférico (5), a fin de formar el elemento
anular de soporte (7); estando realizado el mencionado anillo de
cierre (6) con un polímero elastomérico fluorado.
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