ES2242814T3 - Disposicion de junta anular de deslizamiento. - Google Patents
Disposicion de junta anular de deslizamiento.Info
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Abstract
Disposición de junta anular de deslizamiento para la obturación de un árbol respecto a una envolvente con una pareja de anillos de deslizamiento (4, 5) que cooperan, de los cuales uno está previsto para montaje fijo en giro sobre la envolvente y el otro para giro conjuntamente con el árbol, presentando los anillos de deslizamiento taladros (9, 10) a través de los cuales es conducido en funcionamiento el árbol, estando los anillos de deslizamiento fijados en su alineación radial respecto al árbol mediante una pieza de montaje (13) que engrana en los taladros, la cual se puede mover saliendo de su engrane con los taladros mediante una fuerza axial aplicable a la misma, caracterizada porque los anillos de deslizamiento (4, 5) son fijados en posición en su relación de posición de funcionamiento mutua entre topes axiales (16, 17) separados axialmente sobre la pieza de montaje (13), estando el tope axial orientado hacia el anillo de deslizamiento rotativo fijado de modo radialmente flexible.
Description
Disposición de junta anular de deslizamiento.
La invención se refiere a una disposición de
junta anular de deslizamiento para la obturación de un árbol
respecto a una envolvente con una pareja de anillos de deslizamiento
que cooperan, según el preámbulo de la reivindicación 1.
La invención se refiere en particular a una
disposición de junta anular de deslizamiento con equipo auxiliar de
montaje, que facilita el montaje de la disposición de junta anular
de deslizamiento sobre un árbol. Una disposición de junta anular de
deslizamiento conocida del tipo genérico citado (documento
DE-A-3318296) tiene como equipo
auxiliar de montaje un casquillo, sobre cuya periferia exterior se
coloca un anillo de deslizamiento fijado sobre una gafa de montaje,
que representa el anillo de deslizamiento fijo en giro de una pareja
de anillos de deslizamiento. La gafa de montaje es además soporte
de diversos dispositivos adicionales, tales como un dispositivo de
pretensado y un dispositivo de junta secundaria. El casquillo junto
con el anillo de deslizamiento y la gafa de montaje puede ser
enchufado sobre un árbol y, tras la sujeción de la gafa de montaje a
una envolvente, extraído del anillo de deslizamiento. Sobre el
casquillo se puede colocar además por el extremo el anillo de
deslizamiento rotativo con asiento de fricción, experimentando este
anillo de deslizamiento su alineación de funcionamiento definitiva
respecto al anillo de deslizamiento fijo en giro sólo durante su
toma de engrane con el árbol, pero no por el contrario antes por
medio del casquillo. El casquillo representa por tanto, en primer
lugar, un equipo auxiliar de montaje para personal menos
especializado. No se puede poner en práctica por tanto un montaje
automatizado de la disposición de junta anular de deslizamiento en
el curso de una fabricación en cadena de aparatos. Es conocida
además (documento EP-A-1024319) una
disposición de junta anular de deslizamiento configurada como
unidad montada, terminada, que es efectivamente apropiada para su
empleo para la fabricación en cadena de aparatos, pero que tiene
una estructura complicada y que es por tanto cara de fabricar. No
está previsto un equipo auxiliar de montaje.
La invención se plantea el problema de obtener
una disposición de junta anular de deslizamiento del tipo genérico
citado con equipo auxiliar de montaje, que debe tener una
estructura sencilla y económica, y ser apropiada para su empleo en
la fabricación en cadena totalmente automatizada de aparatos. La
disposición de junta anular de deslizamiento debe ser apropiada en
particular para su empleo en compresores de refrigerante para
instalaciones de aire acondicionado de automóviles con CO_{2}
como refrigerante, con presiones a obturar correspondientemente
elevadas.
Este problema se resuelve según la invención
mediante las medidas según la reivindicación 1. Según ella, la
disposición de junta anular de deslizamiento comprende una pieza de
montaje, sobre la que son dispuestos y fijados los anillos de
deslizamiento que cooperan en su relación de posición de
funcionamiento mutua, para lo que los anillos de deslizamiento son
fijados en posición no sólo radialmente mediante las dimensiones
radiales de la pieza de montaje, sino también axialmente entre una
pareja de topes axiales situados con cierta separación axial mutua.
La pieza de montaje proporciona por tanto la alineación radial y
axial definitiva deseada de los anillos de deslizamiento, sin que
estos factores esenciales para el funcionamiento de la disposición
de junta anular de deslizamiento hagan necesaria la intervención de
personal especializado. La invención permite por tanto el montaje
listo para funcionar de la disposición de junta anular de
deslizamiento por medio de máquinas de montaje robotizadas
automáticas o similares, por lo que el proceso de montaje se puede
incluir como una etapa en una fabricación en cadena. Tras la
colocación de la disposición de junta anular de deslizamiento en el
lugar correspondiente del aparato a obturar, la pieza de montaje se
puede retirar sin problemas, para lo cual se ejerce sobre la pieza
de montaje una fuerza axial, que ocasiona que un tope axial que fija
en posición los anillos de deslizamiento se mueva desde la posición
de tope a la posición de liberación. No se perjudica con ello a la
deseada alineación radial y axial precisa deseada de los anillos de
deslizamiento, porque la extracción de la pieza de montaje no
ejerce ya influencia alguna sobre la alineación de los anillos de
deslizamiento, una vez que éstos están montados en el lugar de
montaje. La propia pieza de montaje puede ser una pieza moldeada
reutilizable, que preferentemente puede ser fabricada
económicamente mediante fundición inyectada de un material de
plástico. La invención ofrece además la ventaja de que la
disposición de junta anular de deslizamiento puede presentar una
estructura no complicada y por tanto económica, porque desaparecen
gafas de montaje o envolventes de la junta que eran necesarias hasta
ahora para fijar los anillos de deslizamiento, porque esta función
es asumida por el equipo auxiliar de montaje. En consecuencia, la
disposición de junta anular de deslizamiento según una forma de
realización preferente de la invención representa una unidad de
montaje, que además de los anillos de deslizamiento alineados radial
y axialmente entre sí puede comprender dispositivos adicionales,
tales como medios para el acoplamiento transmisor de par de giro
del anillo de deslizamiento rotativo con el árbol, medios de
obturación secundarios tales como anillos toroidales, así como
medios de pretensado apropiados, tales como un resorte de platillo.
El soporte de estos dispositivos adicionales es el anillo de
deslizamiento rotativo, por lo que durante el montaje los
dispositivos adicionales son fijados en sus posiciones de
funcionamiento y pueden ser desplazados con los ajustes funcionales
que les corresponden, sin que con ello se influya sobre o quede
implicada la asociación mutua en posición de los anillos de
deslizamiento.
La invención se explica en detalle a continuación
con ayuda de los dibujos y de una forma de realización. Los dibujos
muestran una disposición de junta anular de deslizamiento
estructurada según la invención, en vista en alzado cortada
longitudinalmente.
Con el número de referencia 1 se designa la
envolvente -mostrada de modo fragmentario en los dibujos- de un
aparato a obturar, por ejemplo de un compresor de refrigerante para
la compresión de un refrigerante, tal como CO_{2}, y con el
número de referencia 2 un árbol conducido a través de un taladro 3
de la envolvente, por ejemplo un árbol de accionamiento del
compresor. Está prevista una disposición de junta anular de
deslizamiento para obturar el árbol 2 respecto al taladro 3 de la
envolvente. Se entiende que la invención no se limita al campo de
aplicación citado, sino que ofrece ventajas siempre que el montaje
de una disposición de junta anular de deslizamiento se haya de
efectuar preferentemente de modo automático, por ejemplo por medio
de los llamados autómatas de montaje robotizados, y haya que
conseguir y mantener para ello una relación de posición mutua
determinada de los componentes de la disposición de junta anular de
deslizamiento con un alto grado de precisión.
La disposición de junta anular de deslizamiento
comprende una pareja de anillos de deslizamiento 4, 5 que cooperan,
de los cuales un anillo de deslizamiento 4 está previsto para su
montaje fijo en giro sobre la envolvente 1 y el otro anillo de
deslizamiento 5 para su giro junto con el árbol 2. En una ranura en
la periferia exterior del anillo de deslizamiento fijo en giro 4
está insertado un anillo toroidal 6, con cuya ayuda el anillo de
deslizamiento fijo en giro 4 puede ser obturado respecto al
taladro 3 de la envolvente. El anillo de deslizamiento 5 que gira
junto con el árbol 2 contiene un vaciado axial 7 en la superficie
periférica orientada hacia el árbol 2, en el que se inserta otro
anillo toroidal 8, que proporciona una obturación entre el anillo de
deslizamiento rotativo 5 y el árbol 2. Los anillos de deslizamiento
4, 5 tienen superficies de obturación radiales orientadas una hacia
otra, entre las cuales durante el funcionamiento se forma una
hendidura de obturación que permite un giro exento de contacto de
la disposición de junta anular de deslizamiento. Los anillos de
deslizamiento 4, 5, y en particular sus taladros 9, 10, a través de
los cuales está conducido el árbol 2, deben estar alineados axial y
radialmente entre sí de modo preciso. La estructura básica arriba
descrita de la disposición de junta anular de deslizamiento es
conocida, por que no es precisa una descripción de detalles
adicionales.
El árbol 2 tiene una sección 11 con un diámetro
reducido y una sección 12 con un diámetro aumentado. El anillo de
deslizamiento rotativo 5 tiene una configuración de su sección
transversal, que puede rodear periféricamente, exteriormente, a
zonas próximas de las secciones 11, 12 del árbol.
Está prevista una pieza de montaje 13, que puede
estar configurada en forma de un casquillo o de una sección de tubo,
para mantener la relación de posición axial y radial mutua de los
anillos de deslizamiento 4, 5 antes de y durante el montaje de la
disposición de junta anular de deslizamiento. La pieza de montaje
13 comprende una sección axialmente exterior 14, que se halla fuera
de los taladros 9, 10 de los anillos de deslizamiento 4, 5 y que
tiene un espesor de pared tal que proporciona una rigidez
suficiente a la sección 14 situada exteriormente. La pieza de
montaje 13 comprende además una sección interior 15 situada dentro
de los taladros 9, 10 con un espesor de pared reducido, que
corresponde a una hendidura de funcionamiento deseada entre los
taladros 9, 10 de los anillos de deslizamiento 4, 5 y la sección 11
del árbol, que hay que prever entre los componentes tras el montaje
de la disposición de junta anular de deslizamiento y que permanece
tras la retirada de la pieza de montaje 13.
Un primer tope axial 16 en forma de una
espaldilla está previsto en la transición entre las secciones
interior y exterior 14, 15 de la pieza de montaje 13 y un segundo
tope axial 17 en o cerca del extremo de la sección interior 15, que
está alejado de la transición. El anillo de deslizamiento rotativo 5
está afianzado sobre el segundo tope axial 17 y el anillo de
deslizamiento fijo en giro 4 sobre el primer tope axial 16. De esta
manera, los anillos de deslizamiento 4, 5 están fijados de modo
preciso en su relación de posición axial y radial mutua mediante la
pieza de montaje 13, y esta relación de posición se mantiene sin
variación durante un proceso de montaje posterior.
El segundo tope axial está formado por una
pluralidad de ensanchamientos radiales o levas 17 que sobresalen
radialmente hacia fuera desde elementos elásticos en forma de
lengüetas 18, que están previstas en la sección interior 15 de la
pieza de montaje 13, y alineadas unas respecto a otras en dirección
periférica. Cada leva 17 puede entrar en relación de engrane con
solape con una superficie de espaldilla oblicua 20 del anillo de
deslizamiento rotativo 5. La superficie de espaldilla 20 está
prevista en la transición entre el taladro 10 y un taladro
ensanchado del anillo de deslizamiento rotativo 5 que aloja la
sección 12 del árbol. Cada leva 17 puede presentar una superficie
oblicua 19, que está configurada complementaria respecto a la
superficie de espaldilla 20 del anillo de deslizamiento rotativo 5,
por lo que las superficies 19, 20 pueden deslizar una sobre
otra.
La toma de engrane de las levas 17 con la
superficie de espaldilla 20 ocasiona por una parte un afianzamiento
en unión dinámica axial del anillo de deslizamiento rotativo 5, por
lo que se impide a éste un movimiento axial alejándose del anillo
de deslizamiento fijo en giro 4. Por otra parte, se obtiene así la
posibilidad de que la pieza de montaje 13 pueda ser extraída de los
taladros 9, 10 de los anillos de deslizamiento 4, 5 una vez
efectuado el montaje de la disposición de junta anular de
deslizamiento. Para facilitar la extracción están previstos los
elementos o lengüetas elásticas 18 que llevan en sus extremos libres
las levas 17, porque los mismos pueden ceder elásticamente
radialmente hacia dentro desde la posición de tope, cuando durante
la extracción de la pieza de montaje 13, y debido al movimiento de
las levas 17 a lo largo de la superficie de espaldilla 20, se
ejerce una componente de fuerza radial sobre las levas 17 y por
tanto sobre las lengüetas elásticas 18. Mientras no actúa esta
fuerza, las levas 17 son mantenidas en la posición de tope mediante
las lengüetas elásticas 18. Las lengüetas elásticas 18 pueden estar
formadas por una pluralidad de ranuras axiales dispuestas
distribuidas periféricamente y practicadas en la sección interior
15 de la pieza de montaje 13. En lugar de una pluralidad de
lengüetas elásticas 18, solamente una pareja de tales lengüetas
podría sobresalir axialmente desde zonas diametralmente opuestas de
la sección interior 15. Toda la sección interior 15 de la pieza de
montaje 13 situada en los taladros 9, 10 podría estar configurada
también en forma de dos o más brazos en voladizo dispuestos
distribuidos periféricamente, que poseen una propiedad elástica
condicionada estructuralmente.
El taladro 9 del anillo de deslizamiento fijo en
giro 4 puede estar ensanchado cónicamente cerca del extremo alejado
del anillo de deslizamiento rotativo 5, tal como se señala en 21,
para facilitar la introducción de la sección 15 de la pieza de
montaje 13 con las levas 17 previstas sobre ella, que sobresalen
radialmente hacia fuera.
La disposición de junta anular de deslizamiento
se completa por lo demás mediante un dispositivo de arrastre en
forma de una envolvente o estribo de arrastre 22, para transmitir
el movimiento de giro del árbol 2 al anillo de deslizamiento
rotativo 5. La envolvente de arrastre 22 comprende una zona radial
23 con un saliente de arrastre 25, que engrana en una ranura axial
26 en la periferia exterior del anillo de deslizamiento rotativo 5
con transmisión de fuerza de giro, y una zona 24 que sobresale
axialmente de la periferia exterior de la zona radial 23. La zona
radial 23 de la envolvente de arrastre 22 contiene una abertura
poligonal, en la que puede engranar una sección poligonal de forma
correspondiente del árbol 2, para obtener una relación de
acoplamiento entre la envolvente de arrastre 22 y el árbol 2. La
envolvente de arrastre 22 tiene dimensiones exteriores radiales
menores, en una medida apropiada, que las del anillo de
deslizamiento fijo en giro 4.
Está previsto además un dispositivo de pretensado
27 en forma de un resorte de platillo, que con un extremo axial está
afianzado sobre la envolvente de arrastre 22 y por el otro extremo
axial sobre un anillo de afianzamiento 28 con clip, que por medio
del clip puede ser montado sobre el anillo de deslizamiento
rotativo 5 y que se aplica al lado frontal del anillo de
deslizamiento 5 que está alejado del anillo de deslizamiento fijo
en giro 4. Simultáneamente, el anillo de afianzamiento 28 cierra el
extremo axial exterior del vaciado 7 que aloja el anillo toroidal
8, de modo que se impide que el anillo toroidal 8 pueda salir fuera
del vaciado 7.
Para el montaje de la disposición de junta anular
de deslizamiento estructurada como se ha descrito más arriba, en la
que los anillos de deslizamiento 4, 5 son fijados mutuamente
mediante la sección 15 de la pieza de montaje 13 introducida en los
taladros 9, 10 en una relación de posición radial y axial precisa,
estando los anillos de deslizamiento 4, 5 afianzados sobre los topes
axiales 16, 17 y siendo el anillo de deslizamiento rotativo 5
soporte de la envolvente de arrastre 22, del anillo toroidal 8, del
dispositivo de pretensado 27 y del anillo de afianzamiento 28, la
misma se coloca como unidad de montaje sobre el árbol 2 y se hace
avanzar axialmente, hasta que la abertura poligonal en la
envolvente de arrastre 22 entra en engrane de acoplamiento con la
sección poligonal configurada correspondientemente del árbol 2,
siendo durante este proceso el dispositivo de pretensado 27
comprimido en una medida apropiada, para ejercer una fuerza de
pretensado axial sobre el anillo de deslizamiento rotativo 5. Se
inserta a continuación un anillo elástico 29 en una ranura prevista
en el taladro 3 de la envolvente, sobre el que puede ser afianzado
el anillo de deslizamiento fijo en giro 4, para fijar en posición
la posición de la disposición de junta anular de deslizamiento
respecto al árbol 2 adoptada mediante la etapa de montaje inicial.
Si se desea, entre el anillo elástico 29 y el anillo de
deslizamiento fijo en giro 4 se puede prever un anillo separador
30, que puede servir simultáneamente para pretensar axialmente el
anillo toroidal 6, con lo que se mejora la obturación del anillo de
deslizamiento fijo en giro 4 respecto al taladro 3 de la
envolvente. A continuación se puede aplicar sobre la pieza de
montaje 13 una fuerza axial exterior con una intensidad suficiente,
que ocasiona que las levas 17 deslicen sobre la superficie de
espaldilla 20, para mover las levas 17 sacándolas de la relación de
engrane con solape con el anillo de deslizamiento rotativo 5. La
pieza de montaje 13 se puede extraer de esta manera de los taladros
9, 10 de los anillos de deslizamiento 4, 5, manteniéndose la
alineación radial y axial predeterminada de los anillos de
deslizamiento 4, 5.
La invención proporciona por tanto la posibilidad
de montar la disposición de junta anular de deslizamiento en una
instalación de montaje automática por medio de máquinas de montaje
robotizadas conocidas, manteniéndose con ello una elevada calidad de
alineación precisa tanto de los componentes de la disposición de
junta anular de deslizamiento entre ellos como también respecto al
árbol.
La pieza de montaje 13 puede ser una pieza
moldeada de un material metálico apropiado. Sin embargo, la pieza de
montaje es preferentemente una pieza moldeada de un material de
plástico apropiado, en su caso reforzado con fibras, tal como
poliamida, que se puede fabricar económicamente, a bajo precio y en
gran número de piezas, mediante fundición inyectada. La pieza de
montaje es básicamente reutilizable, puesto que tras ser retirada
de los taladros de una disposición de junta anular de deslizamiento
la misma se puede insertar en los taladros de otra disposición de
junta anular de deslizamiento según la invención.
La invención se ha descrito más arriba en unión
con diferentes equipos adicionales, tales como una envolvente de
arrastre, un dispositivo de pretensado, un anillo de afianzamiento,
un anillo toroidal, todos los cuales no son fijados directamente
mediante la pieza de montaje en su asociación de posición respecto
al anillo de deslizamiento rotativo, y que por tanto no son
sometidos a carga axial alguna durante la introducción inicial de la
pieza de montaje en los taladros de los anillos de deslizamiento.
Esto ofrece ventajas para el montaje de la disposición de junta
anular de deslizamiento sobre un árbol.
Se entiende que la invención no se limita a los
equipos adicionales descritos y mostrados, sino que se pueden prever
también otros medios apropiados de ese tipo. Por lo demás, los
medios de obturación que ocasionan la obturación de los anillos de
deslizamiento respecto al taladro de la envolvente o al árbol
respectivamente no tienen que estar configurados necesariamente en
forma de anillos toroidales, sino que se pueden prever también
otras juntas secundarias apropiadas, tales como son conocidas para
el experto con este fin y que no precisan ser explicadas en
detalle.
Claims (8)
1. Disposición de junta anular de deslizamiento
para la obturación de un árbol respecto a una envolvente con una
pareja de anillos de deslizamiento (4, 5) que cooperan, de los
cuales uno está previsto para montaje fijo en giro sobre la
envolvente y el otro para giro conjuntamente con el árbol,
presentando los anillos de deslizamiento taladros (9, 10) a través
de los cuales es conducido en funcionamiento el árbol, estando los
anillos de deslizamiento fijados en su alineación radial respecto
al árbol mediante una pieza de montaje (13) que engrana en los
taladros, la cual se puede mover saliendo de su engrane con los
taladros mediante una fuerza axial aplicable a la misma,
caracterizada porque los anillos de deslizamiento (4, 5) son
fijados en posición en su relación de posición de funcionamiento
mutua entre topes axiales (16, 17) separados axialmente sobre la
pieza de montaje (13), estando el tope axial orientado hacia el
anillo de deslizamiento rotativo fijado de modo radialmente
flexible.
2. Disposición de junta anular de deslizamiento
según la reivindicación 1, caracterizada porque el tope axial
(17) orientado hacia el anillo de deslizamiento rotativo (5) está
previsto sobre una pluralidad de elementos elásticos (18) de la
pieza de montaje (13).
3. Disposición de junta anular de deslizamiento
según la reivindicación 1 o 2, caracterizada porque el tope
axial (16) orientado hacia el anillo de deslizamiento fijo en giro
(4) comprende una espaldilla esencialmente rígida contra
deformación sobre la pieza de montaje (13).
4. Disposición de junta anular de deslizamiento
según la reivindicación 1, caracterizada porque el taladro
(9) del anillo de deslizamiento fijo en giro (4) se ensancha
cónicamente en una zona extrema alejada del anillo deslizante
rotativo (5).
5. Disposición de junta anular de deslizamiento
según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada
porque la pieza de montaje (13) tiene una sección interior (15) que
se asienta en los taladros (9, 10) de los anillos de deslizamiento
(4, 5) con un espesor de pared correspondiente a una holgura
deseada entre el árbol y los taladros.
6. Disposición de junta anular de deslizamiento
según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada
porque la pieza de montaje (13) está hecha de un material de
plástico.
7. Disposición de junta anular de deslizamiento
según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque
la pieza de montaje (13) está hecha de un material metálico.
8. Disposición de junta anular de deslizamiento
según una de las reivindicaciones precedentes, que presenta además
medios (22) para el acoplamiento transmisor de par de giro del
anillo de deslizamiento rotativo (5) con el árbol, medios de junta
secundaria (6, 8) para obturar el anillo de deslizamiento
respectivo respecto a la envolvente o al árbol respectivamente, y
medios de pretensado (27) para cargar los anillos de deslizamiento
con una fuerza de pretensado, caracterizada porque está
configurada como unidad de montaje, estando los medios de
acoplamiento, medios de junta secundaria y medios de pretensado
fijados sobre el anillo de deslizamiento rotativo (5).
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