ES2265625T3 - Junta anular para racor de transferencia de fluido y racor equipado con dicha junta. - Google Patents
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Abstract
Junta anular para rácor de transferencia de fluido entre una contera (40) de conducto de acometida y una tubería de enlace (31), incluyendo dicho rácor una garganta anular (20) para alojar la junta (10), que presenta una cara de apoyo (F1) en el fondo de la garganta y una cara de apoyo (F2) en la contera, disponiendo la garganta (20) una abertura (22) y un fondo de garganta (21) sensiblemente plano de dimensiones inferiores a la abertura (22), presentando la junta en corte una cara de apoyo (F1) en el fondo de garganta de dimensiones inferiores a la cara de apoyo (F2) de rácor en la contera, determinándose la anchura (l1, l2) de las caras de apoyo de fondo y de rácor respectivamente en función de las dimensiones de fondo (21) y de abertura (22) de garganta, caracterizada porque es del tipo cuadrilobulada y presenta en corte una forma de ¿X¿ con una envuelta de forma sensiblemente trapezoide, preferiblemente un trapecio isósceles (T), con dos lóbulos (L1, L2) de fondo de garganta que formanla cara de apoyo (F1) en el fondo de garganta y corresponden a la base pequeña (B1) del trapecio (T), mientras que dos lóbulos de contacto (L3, L4) forman la cara de apoyo (F2) sobre la contera y corresponden a la base grande (B2).
Description
Junta anular para rácor de transferencia de
fluido y rácor equipado con dicha junta.
La invención se refiere a una junta anular de
estanqueidad para rácor, así como el rácor obtenido para una
contera de conducto que transporte un fluido, como aire, aceite,
agua o carburantes (gasolina, gasóleo, etc.).
La invención se aplica especialmente, pero no
exclusivamente, a los rácores de transferencia de fluido (aire,
agua, líquido de frenos, etc.) en el ámbito del automóvil y, más
especialmente, bajo el capó del motor de vehículos.
Los rácores automóviles destinados a transferir
un fluido se desarrollan ya que permiten un tiempo de montaje
reducido en cadena y, por lo tanto, una ganancia para el
constructor, especialmente la transferencia del aire (filtrado,
turbo, reciclaje de gases quemados o EGR, etc.). Dichas funciones
requieren rácores estancos de transferencia de los fluidos en el
capó motor entre un conducto de llegada que presenta una contera y
una tubería de enlace con el motor.
Los fabricantes de rácores desean fabricar sus
piezas con tecnologías poco costosas y en un espacio restringido.
Por lo tanto, realizan generalmente piezas curvadas que incluyen
grandes radios de curvatura en el fondo de garganta para alojar las
juntas de estanqueidad.
Las juntas tóricas empleadas actualmente generan
esfuerzos de montaje elevados y costes de fabricación poco
económicos cuando las dimensiones de rácor son elevadas.
Además, las juntas con labio no están adaptadas
a los rácores de soporte de transferencia de fluido que presentan
grandes radios de curvatura. Además, su coste es generalmente
elevado y es disimétrico: su montaje debe respetar un sentido y los
riesgos de fallo no son despreciables. El documento
US-A-4304415 presenta otro tipo de
junta para tales aplicaciones.
Existen asimismo juntas cuadrilobuladas, por
ejemplo como las definidas en el documento
EP-A-1096182. Estas juntas no
permiten obtener una tasa de aplastamiento suficiente de los lóbulos
en el fondo de garganta, cuando los lóbulos están dimensionados
para una garganta con una abertura dada y cuyo fondo es
necesariamente más estrecho. De este modo, dichas juntas no
permiten realizar el rácor únicamente con la deformación de los
lóbulos externos, ni absorber suficientemente las tolerancias
dimensionales del fondo de garganta. Por lo tanto, dichas juntas
obligan a incrementar sensiblemente los esfuerzos de montaje
axiales.
El objeto de la invención consiste por lo tanto
en permitir la realización de un rácor en la que los esfuerzos
axiales de montaje de la junta son escasos (unos esfuerzos de
montaje situados por ejemplo entre 60 y 80 N, compatibles con un
montaje manual del rácor) mientras que el rácor es de grandes
dimensiones, por ejemplo de un diámetro superior a 30 mm y pudiendo
alcanzar de 60 a 70 mm.
Especialmente, la invención se refiere a un
montaje de junta en una garganta curvada, denominado "montaje en
el taladrado", con esfuerzos axiales reducidos.
Para alcanzar dicho objetivo, la invención
propone realizar una junta cuya envuelta presenta en corte un apoyo
en el fondo de garganta de dimensión inferior al apoyo en la contera
de acometida de fluido.
Más concretamente, la presente invención tiene
por objeto una junta anular para rácor de transferencia de fluido
entre una contera de conducto de entrada y una tubería de enlace,
incluyendo dicho rácor una garganta anular para alojar la junta,
que presenta una cara de apoyo en el fondo de la garganta y una cara
de apoyo en la contera, y disponiendo la garganta de una abertura y
un fondo de garganta sensiblemente plano de dimensiones inferiores
a su abertura. La junta presenta en corte una cara de apoyo en el
fondo de garganta de dimensiones inferiores a la cara de apoyo de
rácor en la contera, determinándose la anchura de las caras de apoyo
de fondo y de rácor respectivamente en función de las dimensiones
de fondo y de abertura de garganta. La junta es del tipo
cuadrilobulada y presenta en corte una forma de "X" con una
envuelta de forma sensiblemente trapezoide, preferiblemente un
trapecio isósceles, con dos lóbulos de fondo de garganta que forman
la cara de apoyo en el fondo de garganta y corresponden a la base
pequeña del trapecio, mientras que dos lóbulos de contacto forman
la cara de apoyo sobre la contera y corresponden a la base
grande.
Según unos modos de realización
particulares:
- -
- la relación de las alturas radiales entre las bases del trapecio (altura del trapecio) y entre los fondos de lóbulos (altura mínima de la junta) se ajusta mediante las dimensiones de la garganta para realizar un rácor sin aplastamiento de la junta más allá de la deformación de los lóbulos;
- -
- la relación de las alturas radiales se sitúa dentro del abanico 60-70%, preferiblemente sensiblemente igual al 70%;
- -
- la relación de gálibo entre la altura de la junta y la anchura de su cara de apoyo en la contera está incluida entre alrededor de 1 y 0,55.
Las juntas de la invención, relacionadas por
homotecia, pueden cubrir un amplio abanico de tamaños, sin que los
lóbulos alcancen un grosor inferior a 0,3 mm, calculado entre los
puntos de inflexión, con objeto de cubrir tolerancias dimensionales
elevadas.
Ventajosamente, la junta de la invención se
realiza a partir de un módulo que presenta dos partes simétricas.
De este modo, el incremento de coste queda minimizado con relación a
la realización de una junta tórica.
La invención se refiere asimismo a un rácor
entre una contera de conducto de acometida de fluido y una tubería
de enlace, que incluye una garganta anular capaz de alojar la junta
que presenta las características indicadas anteriormente.
Según un modo de realización particular, la
relación entre la abertura de la garganta y la anchura de la junta
definida entre los lóbulos del fondo de garganta es sensiblemente
igual a 0,7.
Los rácores de la invención son preferiblemente
del tipo engatillable.
Los rácores son del tipo en el taladrado cuando
la contera penetra en la tubería de enlace, o del tipo en el árbol
cuando la contera rodea a la tubería que forma un árbol de enlace.
En este último caso, el trapecio de la junta está invertido con
relación al eje del rácor, con la base pequeña del lado del eje.
Otras características y ventajas de la invención
aparecerán en la siguiente descripción relativa a un ejemplo
detallado, con referencia a las figuras adjuntas, que representan
respectivamente:
- la figura 1, una vista en corte
longitudinal de un rácor que incluye una garganta a lo largo de
una junta con montaje en el taladrado según la invención, antes de
la introducción de la contera del conducto de aire a conectar;
y
- la figura 2, una vista del mismo tipo
tras la conexión de la contera.
Con referencia a la vista en corte longitudinal
de la figura 1, un ejemplo de junta anular 10 conforme a la
invención está alojado en una garganta anular 20 del tipo curvada.
La junta es de goma natural o sintética. Dicha junta está destinada
a realizar un rácor según un montaje en el taladrado 30 de la
tubería de enlace 31, bajo el capó del motor de un vehículo. El
taladrado 30 de enlace tiene un diámetro interno de alrededor de
46,5 mm en el ejemplo.
Una contera 40 de conducto de aire se dirige en
el taladrado en dirección (flecha F) de la tubería 31 para realizar
un rácor mediante engatillado en la garganta 20. La contera puede
ser de acero o material plástico. El sistema de engatillado es
conocido por el especialista en la materia y no está representado.
La junta, la garganta, la contera y la tubería tienen un eje
central común X'X de simetría axial.
La garganta anular 20 posee dos paredes radiales
22a y 22b paralelas, que forman una abertura 22 constante, de 4,4
mm con una profundidad \Delta. El fondo de garganta axial 21
sensiblemente plano y de 3,05 mm de anchura, se conecta a las
paredes radiales mediante dos redondeos de 1 mm de radio de
curvatura. EL fondo de la garganta es de metal formado.
La junta 10 presenta una cara de apoyo F1 en el
fondo 21 de la garganta 20, una cara F2 que debe cooperar con la
contera 40, y dos caras laterales F3 y F4. El conjunto de dichas
caras conforma en corte un trapecio isósceles T formado por una
base pequeña B1, que coincide sensiblemente con el fondo de la
garganta 21 cuando la junta está alojada en la garganta, una base
grande B2, enfrentada a la base pequeña B1, y dos lados laterales,
C1 y C2, simétricos según un plano transversal P de simetría de la
junta 10.
La junta 10 es una junta cuadrilobulada, L1 a
L4, que presenta en corte una forma de "X" que se incluye en
la envuelta trapezoide T.
La cara de apoyo F1 de fondo de junta está
compuesta, en este ejemplo de realización, por dos labios que
forman, en corte, dos lóbulos L1 y L2 simétricos con relación al
plano P y que definen una anchura l1 de cara de apoyo de fondo de
3,05 mm. De manera similar, la cara de apoyo F2 de conexión a la
contera 40 está formada, en este ejemplo de realización, por dos
labios que forman, en corte, dos lóbulos simétricos L3 y L4, que
definen una anchura l2 de cara de apoyo de contera de 3,65 mm,
superior a la anchura de cara de fondo l1, debido a la forma
trapezoide de la junta. Los valores l1 y l2 se calculan en función
de las dimensiones de la garganta 20, es decir, respectivamente de
su borde 21 y de su abertura 22.
La junta 10 presenta radialmente dos alturas:
una altura de junta H1, altura del trapecio (correspondiente a la
distancia entre las bases del trapecio), -igual a 3,40 mm en el
ejemplo de realización-, y una altura en el fondo de los lóbulos H2
correspondiente a la distancia mínima entre las caras de apoyo, en
este caso igual a 2,39 mm. La relación entre las alturas radiales
es en el ejemplo de alrededor del 70%.
Dicha relación se calcula en función de las
tolerancias en las dimensiones del fondo de garganta 21, así como
en las magnitudes específicas ligadas al rácor a realizar: la altura
de la junta H1, el taladrado 30 y el diámetro de la contera 40,
siendo guiada la contera 40 en el taladrado 30. En función de dichas
tolerancias, se define una horquilla de apriete de la junta. Por
ejemplo, un apriete nominal del 15% de la junta corresponde a un
esfuerzo de 60 N en el eje, para aprietes extremos del 3% (esfuerzo
de 40 N) como mínimo y del 28% como máximo (90 N de esfuerzo). En
este ejemplo, la horquilla de apriete es del 25%, lo que define la
relación de las alturas de junta en alrededor del 70% para evitar
el aplastamiento central de la junta.
En estas condiciones, como se ilustra en la
figura 2, el rácor se efectúa sin aplastamiento de la junta 10 que
va más allá de la deformación de los lóbulos L1 a L4 cuando se
conecta el conducto de aire, encontrándose la junta en apoyo sobre
la contera 40.
Con objeto de ejercer esfuerzos reducidos
durante la introducción y el paso de la contera 40 en la junta 10,
la relación de gálibo definida entre la altura H1 de la junta y la
anchura de contera l2 de la junta es ventajosamente igual a
alrededor de 0,9.
La junta está realizada en el ejemplo a partir
de un molde que presenta dos medias coquillas idénticas para
realizar dos medias juntas simétricas a través del plano de simetría
transversal P, formando el conjunto la junta descrita
anteriormente.
La invención no se limita a los ejemplos de
realización descritos e ilustrados, encontrándose todos los
equivalentes técnicos de los medios mencionados en su ámbito de
definición. Por ejemplo, la cara de apoyo de contera puede estar
formada por un labio múltiple del tipo
"poli-V". El trapecio envuelta puede ser
rectángulo del lado de la entrada de la contera a conectar o, más
generalmente, cualquiera.
Claims (9)
1. Junta anular para rácor de transferencia de
fluido entre una contera (40) de conducto de acometida y una tubería
de enlace (31), incluyendo dicho rácor una garganta anular (20) para
alojar la junta (10), que presenta una cara de apoyo (F1) en el
fondo de la garganta y una cara de apoyo (F2) en la contera,
disponiendo la garganta (20) una abertura (22) y un fondo de
garganta (21) sensiblemente plano de dimensiones inferiores a la
abertura (22), presentando la junta en corte una cara de apoyo (F1)
en el fondo de garganta de dimensiones inferiores a la cara de apoyo
(F2) de rácor en la contera, determinándose la anchura (l1, l2) de
las caras de apoyo de fondo y de rácor respectivamente en función de
las dimensiones de fondo (21) y de abertura (22) de garganta,
caracterizada porque es del tipo cuadrilobulada y presenta en
corte una forma de "X" con una envuelta de forma sensiblemente
trapezoide, preferiblemente un trapecio isósceles (T), con dos
lóbulos (L1, L2) de fondo de garganta que forman la cara de apoyo
(F1) en el fondo de garganta y corresponden a la base pequeña (B1)
del trapecio (T), mientras que dos lóbulos de contacto (L3, L4)
forman la cara de apoyo (F2) sobre la contera y corresponden a la
base grande (B2).
2. Junta anular, según la reivindicación
anterior, en la que la relación de las alturas radiales entre las
bases del trapecio (H1) y entre los fondos de lóbulos (H2) se ajusta
mediante las dimensiones (22, \Delta, 21) de la garganta (20) para
realizar un rácor sin aplastamiento de la junta (10) más allá de la
deformación de los lóbulos (L1 a L4).
3. Junta anular, según la reivindicación
anterior, en la que la relación de alturas radiales (H1, H2) está
situada en la horquilla 60-70%, preferiblemente
igual al 70%.
4. Junta anular, según una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en la que la relación de gálibo entre
la altura de la junta (H1) y la anchura (l2) de su cara de apoyo en
la contera está incluida entre a alrededor de 1 y 0,55.
5. Procedimiento de obtención de una junta,
según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
caracterizada porque dicha junta está realizada a partir de
un molde que presenta dos partes
simétricas.
simétricas.
6. Rácor de estanqueidad entre una contera (40)
de conducto de acometida de fluido y una tubería de enlace (31), que
incluye una junta (10), según una cualquiera de las reivindicaciones
1 a 4, y una garganta (20) capaz de alojar dicha junta.
7. Rácor, según la reivindicación anterior, en
la que la relación entre la abertura (22) de la garganta (20) y la
anchura (l1) de la junta definida entre los lóbulos de fondo de
garganta, es sensiblemente igual a 0,7.
8. Rácor, según la reivindicación 6 ó 7,
caracterizado porque es del tipo engatillable.
9. Rácor, según una cualquiera de las
reivindicaciones 6 a 8, caracterizado porque es del tipo en
el taladrado, cuando la contera penetra en la tubería de enlace, o
del tipo en el árbol cuando la contera rodea la tubería que forma el
árbol de enlace.
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