ES2245145B1 - Disposicion de junta. - Google Patents
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Abstract
Disposición de junta (1) para sellar una carcasa (2) con respecto a un árbol (3), que presenta un primer elemento de soporte anular (4) que está unido con la carcasa (2), un segundo elemento de soporte anular (5) que está unido con el árbol (3), y una primera junta (6) que está unida con uno de los dos elementos de soporte (4, 5) y que está en contacto de rozamiento con el otro elemento de soporte (4, 5). Para mejorar la función de sellado de la disposición de junta se ha previsto según la invención que en el elemento de soporte (5) con el que no está unida la primera junta (6) esté dispuesta una segunda junta (7) que ataque con rozamiento en la pieza de máquina (2) con la que está unido el otro elemento de soporte (4).
Description
Disposición de junta.
La invención concierne a una disposición de
junta para sellar una primera pieza de máquina, especialmente una
carcasa, con respecto a una segunda pieza de máquina, especialmente
un árbol de engranaje o de motor, que presenta:
- un primer elemento de soporte anular que está
configurado preferiblemente en forma de L en sección y que está
unido con la primera pieza de máquina,
- un segundo elemento de soporte anular que está
configurado preferiblemente en forma de L en sección y que está
unido con la segunda pieza de máquina, y
- una primera junta que está unida con uno de
los dos elementos de soporte, preferiblemente con el primer
elemento de soporte, y que está en contacto de rozamiento con el
otro elemento de soporte, preferiblemente con el segundo elemento
de soporte.
Las disposiciones de junta del género citado al
principio se conocen con el nombre de juntas de casete. Una junta
de esta clase se describe, por ejemplo, en el documento EP 0 807
775 A1. Debido a la junta configurada como una casete es posible un
proceso de montaje especialmente sencillo de la disposición de
junta.
Las exigencias de rendimiento impuestas a las
disposiciones de junta de la clase descrita se hacen cada vez
mayores. Por ejemplo, en el sector de la construcción de vehículos
automóviles existe el requisito de que la junta tiene que sellar
también de forma fiable cuando un eje de vehículo equipado con tal
disposición de junta se encuentre transitoriamente debajo del agua;
en este caso, la junta tiene que ser también impermeable a los
fluidos de modo que quede protegido el cojinete del soporte del
cigüeñal.
Por tanto, la presente invención se basa en el
problema de crear una disposición de junta de la clase citada al
principio que, en comparación con juntas ya conocidas, presente una
capacidad de sellado aún mejor frente a un fluido que solicite a la
disposición de junta desde un lado y tenga tendencia a fluir hacia
el otro lado de la junta. La disposición de junta deberá
caracterizarse también por una posibilidad de montaje especialmente
buena.
La solución de este problema con la invención se
caracteriza porque en el elemento de soporte con el que no está
unida la primera junta está dispuesta una segunda junta que ataca
con rozamiento en la pieza de máquina con la que está unido el otro
elemento de soporte.
Según un primer perfeccionamiento, se ha
previsto que la primera pieza de máquina esté en reposo y la segunda
pieza de máquina gire con relación a la primera pieza de
máquina.
Se prefiere especialmente que la segunda junta
esté configurada en forma de disco. Además, se obtiene un
funcionamiento de la disposición de junta con bajo rozamiento
cuando la segunda junta consiste en politetrafluoretileno
(PTFE).
Se ha previsto ventajosamente que la segunda
junta presente en la zona de contacto de rozamiento con la pieza de
máquina un contorno sustancialmente de forma de cuadrante de
círculo en sección transversal. En particular, el sector en forma
de cuadrante de círculo de la segunda junta puede formar una
abertura que esté alejada del elemento de soporte con el que está
unida la primera junta. Se puede conseguir así que un fluido que
solicite a la disposición de junta desde un lado provoque una
acción de apriete de la segunda junta contra la pieza de máquina en
la que ataca con rozamiento esta junta.
Para que pueda expulsarse de la zona de la junta
el fluido que eventualmente haya penetrado allí, se ha previsto,
según un perfeccionamiento, que en la zona de contacto de
rozamiento entre la segunda junta y la pieza de máquina en la que
ataca esta junta estén practicadas en la superficie de la junta o
en la superficie de la pieza de máquina unas ranuras que discurran
en forma de espiral y que produzcan una acción de transporte de
fluido al girar la segunda junta con relación a la pieza de
máquina.
La conexión de la primera junta con un elemento
de soporte y/o la conexión de la segunda junta con el otro elemento
de soporte se pueden efectuar indirectamente por medio de material
elastómero.
El montaje de toda la disposición de junta puede
simplificarse previendo que la segunda junta presente al menos en
sectores periféricos definidos unas protuberancias que se extiendan
axialmente y que estén orientadas en dirección al otro elemento de
soporte. Estas protuberancias pueden estar provistas de un
revestimiento de PTFE en la superficie de contacto con el otro
elemento de soporte, lo que reduce el rozamiento en este sitio.
Los elementos de soporte pueden aplicarse con
una junta estática a la pieza de máquina correspondiente. Respecto
de la configuración de esta junta estática, puede estar previsto
que presente, distribuidas por la periferia, una pluralidad de
almas radialmente sobresalientes que discurran al menos en amplia
medida en la dirección del eje de la disposición de junta; entre el
eje longitudinal de las almas y la dirección del eje de la
disposición de junta puede estar encerrado especialmente un ángulo
insignificante. Se prefiere especialmente que este ángulo esté
comprendido entre 3º y 10º. Esta configuración conduce a que la
disposición de junta se pueda montar con facilidad y presente en
funcionamiento un comportamiento de marcha favorable, lo que se
explicará aún más adelante.
Las almas pueden presentar ventajosamente, en
estado no montado de la disposición de junta, un diámetro interior
que sea más pequeño que el diámetro de la segunda pieza de
máquina.
En la zona extrema axial de las almas pueden
estar dispuestos unos labios de sellado que se extiendan por toda
la periferia para mejorar el sellado estático.
El montaje se mejora especialmente haciendo que
un elemento de soporte abrace a una pieza de máquina a manera de
casquillo y que exista un ajuste de holgura o de transición entre
el elemento de soporte y la pieza de máquina.
Con la ejecución de la disposición de junta
según la invención se crea una junta muy fiable que conserva la
función de sellado incluso bajo una sobrepresión relativamente alta.
Al mismo tiempo, la disposición de junta puede montarse de manera
sencilla, obteniéndose en funcionamiento, a pesar de ello, un
comportamiento de marcha favorable.
En el dibujo se representa un ejemplo de
ejecución de la invención. Muestran:
la figura 1, esquemáticamente, la sección radial
a través de una disposición de junta y
la figura 2, esquemáticamente, en vista
tridimensional, el segundo elemento de soporte de la disposición de
junta, concretamente el anillo de rodadura.
La disposición de junta 1 representada en la
figura 1 sella una primera pieza de máquina 2, concretamente una
carcasa, con respecto a una segunda pieza de máquina 3,
concretamente un árbol. La disposición de junta está realizada en
forma de una junta de casete. A este fin, están previstos un primer
elemento de soporte 4 como chapa de inserción y un segundo elemento
de soporte 5 como anillo de rodadura de la junta. En el primer
elemento de soporte 4 está conectada una primera junta 6 por medio
de un material elastómero 11. Esta primera junta 6 ataca, en estado
montado de la disposición de junta 1, en la parte extrema izquierda
del segundo elemento de soporte 5 que se extiende axialmente en
forma de casquillo.
En el anillo de rodadura, es decir, en el
segundo elemento de soporte 5, está dispuesta una segunda junta 7
que va conectada por medio de un material elastómero 12. Esta
segunda junta 7 ataca con rozamiento en una zona de contacto 8
entre la segunda junta 7 y la carcasa 2. Como puede verse, la
segunda junta 7 forma en esta zona un sector 9 en forma de
cuadrante de círculo. La abertura 10 de este sector 9 de la segunda
junta 7 en forma de cuadrante de círculo está orientada hacia fuera
de la primera junta 6. Se consigue así que, bajo una presión de
fluido desde el lado derecho según la figura 1, el extremo
radialmente exterior de la segunda junta 7 sea apretado contra la
carcasa 2, lo que impide o dificulta la entrada de fluido en
dirección a la primera junta 6. No obstante, si entra fluido en la
disposición de junta desde la derecha, una ranura no representada,
que discurre en forma de espiral en la carcasa 2 o en la zona
radialmente exterior de la segunda junta 7, crea de manera en sí
conocida un efecto de transporte de retorno.
El primer elemento de soporte 4 está sellado
hacia la carcasa 2 por medio de una junta estática 14. De manera
correspondiente, el segundo elemento de soporte 5 está sellado
también hacia el árbol 3 por medio de la junta estática 15.
La junta estática 15 entre el anillo de rodadura
5 y el árbol 3 está construida en la forma siguiente: Como puede
verse especialmente en la figura 2, unas almas 16 están distribuidas
de forma equidistante por toda la periferia del anillo de rodadura
5. Estas almas tienen en el ejemplo de ejecución aproximadamente la
forma de un semicilindro. Sobresalen radialmente en dirección al
árbol 3, siendo el diámetro interior D_{s} de las almas 16, en
estado no montado de la disposición de junta, menor que el diámetro
D_{w} de la segunda pieza de máquina, es decir, el árbol 3. De
este modo, en estado montado, las almas 16 se aplican con
pretensado al árbol 3. Asimismo, se ha previsto que el eje
longitudinal 17 de las almas 16 esté colocado oblicuamente bajo un
ángulo \alpha insignificante con respecto a la dirección del eje
de la disposición de junta.
Considerado en la dirección del eje, las almas
16 están limitadas en ambos lados por sendos labios de sellado
estáticos periféricos 18 y 19 que proporcionan una junta estática
óptima.
Gracias a esta configuración, se consigue lo
siguiente: A efectos de montaje, la disposición de junta completa 1
puede ser enchufada axialmente como una unidad sobre el árbol 3 e
introducida en el taladro de la carcasa 2. Las protuberancias 13,
que se extienden axialmente en la dirección de la chapa de
inserción 4 - y que, como muestra la figura 2, pueden estar formadas
a manera de sectores en dirección periférica - presionan sobre la
chapa de inserción 4 durante el montaje, con lo que toda la
disposición de junta 1 puede ser hecha avanzar axialmente hasta su
posición final.
En funcionamiento, debido al revestimiento de
PTFE de las protuberancias 13, existe en este sitio solamente un
pequeño rozamiento con la chapa de inserción 4, el cual no tiene
ninguna repercusión molesta. No obstante, la disposición de junta 1
tiende de todo modos en funcionamiento a ocupar una posición en la
que no existe contacto entre las protuberancias 13 y la chapa de
inserción 4, y ello por los motivos siguientes: Debido a las almas
16 dispuestas bajo un ángulo \alpha insignificante se produce en
el funcionamiento de la disposición de junta un insignificante
efecto de reposición que conduce a una separación mínima entre las
protuberancias 13 y la placa de inserción 4. Por tanto, el perfil
asimétrica de los elementos de sellado estáticos 14, 15 está
configurado de modo que las fuerzas de reposición procedentes del
material elastómero actúan sobre las protuberancias 13 separándolas
de la chapa de inserción 4. Por tanto, no se presenta ningún
rozamiento en este sitio durante el funcionamiento de la
disposición de junta.
Por lo demás, el montaje de la disposición de
junta se facilita por medio de un ajuste de holgura o de transición
entre el árbol 3 y el segundo elemento de soporte 5. Se favorece
también el montaje configurando los flancos de las almas 16 en
forma simétrica.
Con el concepto propuesto resulta posible
especialmente un montaje posterior del árbol cuando se emplee una
junta de casete. La disposición de junta garantiza un asiento del
anillo de rodadura 5 en posición exacta con respecto a la primera
junta 6; el sellado contra aceite es asumido aquí por la primera
junta 6, mientras que la segunda junta 7 sirve principalmente para
rechazar la suciedad y el agua. La disposición de junta es adecuada
así especialmente en el sector de vehículos automóviles en
aplicaciones todoterreno.
La segunda junta 7 está configurada de modo que
la presión del fluido desde fuera contribuye a la función de
sellado de esta junta con respecto al taladro de la carcasa 2. No
obstante, los fluidos que hayan penetrado pueden ser transportados
hacia fuera por la acción centrífuga del anillo de rodadura 5 y
pueden ser retirados allí nuevamente de la disposición de junta,
efectuándose esto de manera especialmente preferida por la
disposición de ranuras de forma de espiral en este sitio.
- 1
- Disposición de junta
- 2
- Primera pieza de máquina (carcasa)
- 3
- Segunda pieza de máquina (árbol)
- 4
- Primer elemento de soporte (chapa de inserción)
- 5
- Segundo elemento de soporte (anillo de rodadura)
- 6
- Primera junta
- 7
- Segunda junta
- 8
- Zona de contacto de rozamiento entre la segunda junta y la pieza de máquina
- 9
- Sector de la segunda junta en forma de cuadrante de círculo
- 10
- Abertura del sector de la segunda junta en forma de cuadrante de círculo
- 11,12
- Material elastómero
- 13
- Protuberancias
- 14
- Junta estática entre la carcasa y el primer elemento de soporte
- 15
- Junta estática entre el árbol y el segundo elemento de soporte
- 16
- Almas de la junta estática 15
- 17
- Eje longitudinal de las almas 16
- 18,19
- Labios de sellado estáticos periféricos
- D_{s}
- Diámetro interior de las almas 16
- D_{w}
- Diámetro de la segunda pieza de máquina
- \alpha
- Angulo entre el eje longitudinal de las almas 16 y la dirección del eje de la disposición de junta.
Claims (15)
1. Disposición de junta (1) para sellar una
primera pieza de máquina (2), especialmente una carcasa, con
respecto a una segunda pieza de máquina (3), especialmente un árbol
de engranaje o de motor, que presenta:
- un primer elemento de soporte anular (4) que
está configurado preferiblemente en forma de L en sección y que
está unido con la primera pieza de máquina (2),
- un segundo elemento de soporte (5) que está
configurado preferiblemente en forma de L en sección y que está
unido con la segunda pieza de máquina (3), y
- una primera junta (6) que está unida con uno
de los dos elementos de soporte (4, 5), preferiblemente con el
primer elemento de soporte (4), y que está en contacto de rozamiento
con el otro elemento de soporte (5, 4), preferiblemente con el
segundo elemento de soporte (5),
en donde en el elemento de soporte (5) con el
que no está unida la primera junta (6) está dispuesta una segunda
junta (7) que ataca con rozamiento en la pieza de máquina (2) con
la que está unido el otro elemento de soporte (4),
caracterizada porque
la segunda junta (7) presenta al menos en
sectores periféricos definidos unas protuberancias (13) que se
extienden axialmente y que están orientadas en dirección al otro
elemento de soporte (4).
2. Disposición de junta según la reivindicación
1, caracterizada porque la primera pieza de máquina (2) está
en reposo y la segunda pieza de máquina (3) gira con relación a la
primera pieza de máquina (2).
3. Disposición de junta según la reivindicación
1 ó 2, caracterizada porque la segunda junta (7) está
configurada en forma de disco.
4. Disposición de junta según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque la segunda junta
(7) es de PTFE.
5. Disposición de junta según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque la segunda junta
(7) presenta en la zona de contacto de rozamiento (8) con la pieza
de máquina (2) un contorno sustancialmente de forma de cuadrante de
círculo en sección transversal.
6. Disposición de junta según la reivindicación
5, caracterizada porque el sector (9) de la segunda junta
(7) en forma de cuadrante de círculo determina una abertura (10)
que está alejada del elemento de soporte (4) con el que está unida
la primera junta (6).
7. Disposición de junta según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque en la zona de
contacto de rozamiento (8) entre la segunda junta (7) y la pieza de
máquina (2) están practicadas en la superficie de la junta (7) o en
la superficie de la pieza de máquina (2) unas ranuras que discurren
en forma de espiral y que producen una acción de transporte de
fluido al girar la segunda junta (7) con relación a la pieza de
máquina (2).
8. Disposición de junta según una de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque la conexión de
la primera junta (6) con un elemento de soporte (4) y/o la conexión
de la segunda junta (7) con el otro elemento de soporte (5) se
efectúan indirectamente por medio de material elastómero (11,
12).
9. Disposición de junta según una de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque el elemento de
soporte (4, 5) se aplica a la pieza de máquina (2, 3) por medio de
una junta estática (14, 15).
10. Disposición de junta según la reivindicación
9, caracterizada porque la junta estática (15) presenta,
distribuidas por la periferia, una pluralidad de almas radialmente
sobresalientes (16) que discurren al menos en amplia medida en la
dirección del eje de la disposición de junta.
11. Disposición de junta según la reivindicación
10, caracterizada porque entre el eje longitudinal (17) de
las almas (16) y la dirección del eje de la disposición de junta
está encerrado un ángulo (\alpha) insignificante.
12. Disposición de junta según la reivindicación
11, caracterizada porque el ángulo (\alpha) oscila entre 3º
y 10º.
13. Disposición de junta según una de las
reivindicaciones 10 a 12, caracterizada porque las almas
(16), en estado no montado de la disposición de junta, presentan un
diámetro interior (D_{s}) que es más pequeño que el diámetro
(D_{w}) de la segunda pieza de máquina (3).
14. Disposición de junta según una de las
reivindicaciones 10 a 13, caracterizada porque en la zona
extrema axial de las almas (16) están dispuestos unos labios de
sellado (18, 19) que se extienden por toda la periferia.
15. Disposición de junta según una de las
reivindicaciones 1 a 14, caracterizada porque un elemento de
soporte (5) abraza a una pieza de máquina (3) a manera de
casquillo, y entre el elemento de soporte (5) y la pieza de máquina
(3) existe un ajuste de holgura o de transición.
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