ES2313485T3 - Disposicion de junta. - Google Patents
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Abstract
Disposición de junta que comprende un anillo de sellado (1) para sellar dos elementos de máquina primero (2) y segundo (3) que pueden moverse en traslación uno con relación a otro y que se abrazan uno a otro a cierta distancia radial, en donde la rendija formada por la distancia está configurada como una rendija de sellado (4) y en donde el anillo de sellado (1) está dispuesto de manera flotante en una ranura de montaje (5) del primer elemento de máquina (2) que está configurada en forma sustancialmente congruente y que está abierta en dirección al segundo elemento de máquina relativamente móvil (3), con una primera parte de sellado (6) configurada en forma de alma radial que establece un sellado estático en la ranura de montaje (5) y con una segunda parte de sellado (7) que establece un sellado dinámico y que hace contacto de sellado con la superficie (8) del segundo elemento de máquina (3) que se ha de sellar y que puede moverse con relación a la ranura de montaje (5), caracterizada porque el anillo de junta (1), considerado en sección longitudinal, está configurado sustancialmente en forma de T, porque la segunda parte de sellado (7) se extiende en dirección axial y porque el anillo de sellado (1) presenta axialmente por ambos lados en la parte frontal (9, 10), juntamente con la superficie (11, 12) de la ranura de montaje contigua (5), al menos un respectivo canal (13, 14) que se extiende parcialmente dentro de la zona de la primera parte de sellado (6) y que está destinado a realizar una respectiva solicitación frontal con presión de la primera parte de sellado (6).
Description
Disposición de junta.
La invención concierne a una disposición de
junta que comprende un anillo de sellado para sellar dos elementos
de máquina primero y segundo que se pueden mover en traslación uno
con relación a otro y que se abrazan uno a otro a cierta distancia
radial, en donde la rendija formada por la distancia está
configurada como una rendija de sellado y en donde el anillo de
sellado está dispuesto en forma flotante en una ranura de montaje
del primer elemento de máquina que está configurada en forma
sustancialmente congruente y abierta en dirección al segundo
elemento de máquina relativamente móvil, con una primera parte de
sellado configurada en forma de alma radial que establece un
sellado estático en la ranura de montaje y con una segunda parte de
sellado que establece un sellado dinámico y que hace contacto de
sellado con la superficie del segundo elemento de máquina que se ha
de sellar y que se puede mover con relación a la ranura de
montaje.
Se conoce por el documento EP 0 040 856 A1 un
anillo de sellado que, considerado en sección longitudinal, está
configurado sustancialmente en forma rectangular, presentando las
partes de sellado primera y segunda sustancialmente la misma
extensión en dirección axial y estando dispuesto el anillo de
sellado en una ranura de montaje configurada sustancialmente en
forma de U. En la disposición de junta ya conocida la segunda parte
de sellado que establece un sellado dinámico limita axialmente por
ambos lados en la parte frontal, juntamente con la superficie de la
ranura de montaje contigua, un respectivo canal para la respectiva
solicitación frontal con presión de la segunda parte de sellado.
Por el contrario, la primera parte de sellado se aplica bajo
pretensado elástico y con efecto de sellado tanto a las paredes de
limitación de la ranura de montaje asociadas y axialmente contiguas
una a otra como al fondo de la
ranura.
ranura.
Se conoce por el documento EP 0 660 015 B1 otra
disposición de junta para sellar dos partes de máquina movidas en
traslación una con relación a otra y que se abrazan una a otra, cuya
disposición comprende una junta con una primera parte de sellado
que establece un sellado estático y que está dispuesta en el fondo
de una ranura de una de las partes de máquina que está abierta
sustancialmente en forma de U en dirección a la parte de máquina
relativamente móvil, y una segunda parte de sellado que establece un
sellado dinámico y que hace contacto de sellado con la superficie
de la otra parte de máquina que puede moverse con relación al fondo
de la ranura, estando construidas las partes de sellado primera y
segunda de manera que se confunden una con otra para formar una
sola pieza y consistiendo dichas partes en material elastómero,
estando unidas las partes de sellado primera y segunda por un alma
de unión que se extienden sustancialmente en dirección radial, está
configurada en forma de corona circular y es delgada a modo de
membrana, estando realizada el alma de unión en una sola pieza con
las dos partes de sellado y en el mismo material que éstas y
presentando el alma de unión en lados opuestos uno a otro en
dirección radial unos amortiguadores de tope que, para limitar
desviaciones axiales extremas, se pueden aplicar a las superficies
de limitación contiguamente adyacentes de la ranura. La segunda
parte de sellado está limitada axialmente en ambos lados por unas
superficies que están provistas cada una de ellas de al menos un
rebajo que se extienden sustancialmente en dirección radial, y los
espacios a sellar dispuestos axialmente a ambos lados de la junta y
las respectivas cámaras adyacentes de la ranura subdividida en
dirección axial están unidos entre ellos de manera que puedan ser
solicitados conjuntamente con presión. La junta ya conocida está
configurada sustancialmente en forma de doble T y la primera parte
de sellado que establece un sellado estático hace contacto de
sellado, bajo pretensado radial, con el fondo de la ranura
configurado plano en dirección axial, el cual se extiende en ángulo
recto con las dos superficies de limitación axiales de la ranura.
Las superficies de limitación de la ranura son tocadas también con
efecto de sellado por la primera parte de sellado bajo pretensado
axial. La primera parte de sellado está sujeta en el fondo de la
ranura en dirección radial.
La invención se basa en el problema de
desarrollar adicionalmente una disposición de junta de la clase
citada al principio de tal manera que se simplifique el montaje del
anillo de sellado, se reduzca el rozamiento y la fabricación del
anillo de sellado, debido a su sencilla geometría, resulte ventajosa
en cuanto a la técnica de producción y a la rentabilidad.
Este problema se resuelve según la invención por
medio de una disposición de junta conforme a la reivindicación 1.
Las reivindicaciones subordinadas hacen referencia a ejecuciones
ventajosas.
Para resolver el problema se ha previsto una
disposición de junta que contiene un anillo de sellado para sellar
dos elementos de máquina primero y segundo móviles en traslación uno
con relación a otro, los cuales se abrazan uno a otro a cierta
distancia radial, en donde la rendija formada por la distancia está
configurada como rendija de sellado y en donde el anillo de
sellado, considerado en sección longitudinal, está configurado
sustancialmente en forma de T y está dispuesto de manera flotante
en una ranura de montaje del primer elemento de máquina que está
configurada en forma sustancialmente congruente y abierta en
dirección al segundo elemento de máquina relativamente móvil, con
una primera parte de sellado configurada en forma de alma radial y
que establece un sellado estático en la ranura de montaje y con una
segunda parte de sellado que establece un sellado dinámico, se
extiende en dirección axial y hace contacto de sellado con la
superficie del segundo elemento de máquina que se ha de sellar y
que puede moverse con relación a la ranura de montaje, presentando
el anillo de sellado axialmente por ambos lados en la parte
frontal, juntamente con la superficie de la ranura de montaje
contigua, al menos un respectivo canal que se extiende parcialmente
dentro de la zona de la primera parte de sellado y que está
destinado a efectuar una respectiva solicitación frontal con presión
de la primera parte de sellado.
La superficie a sellar del segundo elemento de
máquina puede limitar un taladro circular o un rebajo no circular,
por ejemplo un rebajo ovalado.
En la disposición de junta anteriormente
descrita es ventajoso que la segunda zona de sellado dinámicamente
solicitada, referido a la primera zona de sellado estáticamente
operativa, sea de construcción relativamente maciza y, por tanto,
suficientemente rígida para general solamente por recalcado
periférico una fuerza de sellado suficiente. La primera zona de
sellado estáticamente solicitada tiene solamente una pequeña
influencia despreciable sobre el pretensado radial con el que la
segunda parte de sellado hace contacto de sellado con la superficie
a sellar del segundo elemento de máquina. Como quiera que el anillo
de sellado no es presionado radialmente por la primera parte de
sellado en dirección a la superficie a sellar del segundo elemento
de máquina, son posibles pequeñas fuerzas de fricción entre la
segunda parte de sellado y la superficie a sellar, con lo que los
elementos de máquina a sellar uno respecto de otro pueden ser
movidos en vaivén en dirección axial de una manera especialmente
sensible incluso en el caso de una pequeña diferencia de presión de
los espacios que se han de sellar uno respecto de otro. Además,
debido a las pequeñas fuerzas de fricción se reduce a un mínimo el
desgaste abrasivo de la segunda parte de sellado, de modo que la
disposición de junta según la invención presenta permanentemente
buenas propiedades de uso durante un largo periodo de tiempo de
uso.
Los canales frontales dispuestos por ambos lados
en dirección axial son necesarios para realizar una solicitación
con presión. Debido al montaje flotante del anillo de sellado en la
ranura de montaje se varía, dependiendo proporcionalmente de la
presión a sellar, la fuerza de apriete con la que tanto la primera
parte de sellado como la segunda parte de sellado están apoyadas
con efecto de sellado sobre sus respectivas superficies de
sellado.
Para la disposición flotante del anillo de
sellado en la ranura de montaje es decisivo que la primera parte de
sellado pueda moverse con relación a la zona correspondiente de la
ranura de montaje. Solamente así existe la posibilidad de que la
primera zona de sellado sea desplazada en dirección axial desde el
lado de presión relativamente más alta en dirección a la presión
relativamente más baja y selle así estáticamente el espacio de
montaje en una forma fiable. En contraste con la disposición de
junta del estado de la técnica, el sellado del espacio de montaje
no se realiza debido a que la primera parte de sellado hace contacto
de sellado en dirección radial con el fondo de la ranura bajo
pretensado elástico, sino debido a que la primera parte de sellado
se aplica con efecto de sellado, bajo apriete elástico axial,
solamente a la superficie axialmente adyacente de la ranura de
montaje; no se produce en absoluto un contacto de sellado de la
primera parte de sellado con el fondo de la ranura. La primera
parte de sellado presenta preferiblemente en sus lados frontales
opuestos en dirección axial y extendidos en dirección radial al
menos un respectivo canto de sellado realzado en dirección axial,
que se extiende por el lado del perímetro y que se puede aplicar
bajo pretensado elástico y con efecto de sellado a las respectivas
paredes laterales de la ranura de montaje contiguamente adyacentes
en dirección axial. Tan pronto como, debido a la solicitación con
presión en un lado del anillo de sellado, la primera parte de
sellado se aplica, en el lado vuelto hacia la presión relativamente
más baja, a la pared lateral contiguamente adyacente en dirección
axial, el canto de sellado se aplica herméticamente a esta pared
lateral de una manera especialmente fiable con una compresión
superficial específica relativamente más alta. Existe también en
general la posibilidad de que en cada lado frontal estén dispuestos
al menos dos cantos de sellado distribuidos según una conexión en
serie de sus funciones técnicas para mejorar el sellado
estático.
Según otra ejecución, existe la posibilidad de
que el canto de sellado que se extiende por el lado del perímetro
no se aplique a la ranura en forma elásticamente pretensada.
Los cantos de sellado dinámicos están dispuestos
preferiblemente en el extremo de los lados frontales que queda
alejado de la segunda parte de sellado. Es así ventajoso que los
canales se extiendan radialmente desde la segunda parte de sellado
hasta aproximadamente el fondo de la ranura de montaje y, al
producirse una solicitación axial con presión en un lado, casi toda
la extensión radial de la primera parte de sellado se aplique
estáticamente con efecto de sellado a la pared lateral de la
presión relativamente más baja. La superficie de la corona circular
sobre la que actúa la presión es relativamente grande debido a los
cantos de sellado dispuestos lo más dentro posible en dirección
radial, de modo que es suficiente una diferencia de presión
relativamente pequeña para aplicar herméticamente el anillo de
sellado con fuerza suficiente a la superficie de sellado
correspondiente de la ranura de montaje.
La segunda parte de sellado, considerado en
sección longitudinal, puede estar preabombada en forma lenticular
en dirección a la superficie móvil a sellar del segundo elemento de
máquina. Por tanto, se reduce, entre otros, el riesgo de ladeos al
producirse desplazamientos del anillo de sellado dentro del espacio
de montaje. La configuración de la superficie de contacto se
realiza de modo que las tensiones de contacto muestren una evolución
favorable.
El fondo de la ranura de montaje es
preferiblemente de configuración redondeada. Este fondo de la ranura
se puede obtener de manera especialmente sencilla y barata, en
comparación con un fondo de ranura limitado sustancialmente en forma
rectangular.
Los lados frontales pueden estar unidos por
medio de un arco en el lado radialmente alejado de la segunda parte
de sellado. Este anillo de sellado puede fabricarse, por ejemplo,
con un chorro de conformación o mediante una elaboración
conformadora, tal como fundición por inyección.
Las transiciones entre las partes de sellado
primera y segunda son preferiblemente de construcción redondeada. A
causa de la falta de tensiones de entalladura no deseadas bajo
solicitación con presión, tales transiciones redondeadas presentan
propiedades de uso sensiblemente mejores durante un periodo de
tiempo de uso sensiblemente más largo que en el caso de
transiciones poligonales de aristas vivas. Por tanto, se simplifica
también la conformación.
Preferiblemente, el anillo de sellado presenta
los canales frontales. La producción de tales canales en el anillo
de sellado es sensiblemente más sencilla y más barata que la de
canales que estén dispuestos en la pared frontal de la ranura de
montaje, por ejemplo mediante un procedimiento de fabricación por
arranque de virutas.
El anillo de sellado es de un material polímero.
Se han acreditado como especialmente adecuados para este caso de
aplicación elastómeros tales como, por ejemplo, NBR, HNBR, FKM y
elastómeros termoplásticos, como, por ejemplo, poliuretanos
termoplásticos.
Tales materiales tienen la ventaja de que son
resistentes frente a la mayoría de los medios a sellar y presentan
permanentemente buenas propiedades elásticas a lo largo de un alto
intervalo de temperaturas.
El anillo de sellado está realizado
preferiblemente en una sola pieza y en un mismo material. Las partes
de sellado primera y segunda son así del mismo material. La
disposición de junta completa se puede fabricar con ello de manera
sencilla y barata.
El anillo de sellado puede estar configurado
simétricamente con respecto a un plano radial imaginario axialmente
dispuesto. Debido a la configuración simétrica del anillo de
sellado, éste no sólo se puede fabricar de manera sencilla. También
el montaje es especialmente sencillo; se reduce así a un mínimo el
riesgo de errores de montaje.
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Haciendo referencia a las figuras 1 y 2 se
describe seguidamente con más detalle un ejemplo de realización de
la disposición de junta según la invención.
Estas figuras muestran:
La figura 1, la disposición de junta en el
estado solicitado con presión no diferencial,
La figura 2, la disposición de junta de la
figura 1, en donde el anillo de sellado está solicitado axialmente
desde arriba con una sobrepresión relativa.
En las figuras 1 y 2 se muestra un ejemplo de
realización de la disposición de junta según la invención. El
anillo de sellado 1 es de un material polímero y sella la rendija de
sellado 4 entre dos elementos de máquina 2, 3 que se pueden mover
en traslación uno con relación a otro y que se abrazan uno a otro a
cierta distancia radial. El primer elemento de máquina 2 está
formado en el ejemplo de realización aquí mostrado por un pistón y
el segundo elemento de máquina está formado por una carcasa que
abraza al pistón por el lado de su perímetro, estableciendo el
anillo de sellado 1 una separación entre los espacios 29, 30 que se
han de sellar uno respecto de otro. Los cuerpos a sellar uno
respecto de otro, un pistón y el ánima de una carcasa, no tienen que
ser forzosamente circulares, sino que pueden tener también formas
ovaladas u otras formas no circulares.
Considerado en sección longitudinal, el anillo
de sellado 1 está configurado sustancialmente en forma de T y
comprende una primera parte de sellado 6 configurada en forma de
alma radial y una segunda parte de sellado 7 que se extiende en
dirección axial. El anillo de sellado 1 es de construcción simétrica
con respecto a un plano radial imaginario 28 dispuesto en su
centro, con lo que resulta un montaje sencillo del anillo de sellado
en la ranura de montaje 5 y se reducen a un mínimo los errores de
montaje.
Para lograr un buen resultado de sellado junto
con un reducido rozamiento y, como resultante de esto, un largo
periodo de tiempo de uso, es de importancia decisiva que la primera
parte de sellado 6 y lo mismo la segunda parte de sellado 7 estén
dispuestas de forma flotante dentro de la ranura de montaje 5.
Debido a la disposición flotante de la primera parte de sellado 6,
ésta, dependiendo del lado de la solicitación relativa con
sobrepresión, se aplica herméticamente en dirección axial a la
pared lateral 19, 20 de la ranura de montaje 5 contiguamente
adyacente en dirección axial. Para la solicitación con presión de la
primera parte de sellado 6, los canales 13, 14, que en el ejemplo
de realización aquí mostrado forman parte integrante del anillo de
sellado 1, se extienden hasta el interior de la primera parte de
sellado 6.
Los cantos de sellado 17, 18 están dispuestos
uno frente a otro en dirección axial, lo más cerca posible del
fondo 21 de la ranura en dirección radial.
El arco 22 y las transiciones 23, 24 están
construidos en forma redondeada con radios de redondeamiento 25,
26, 27 para evitar en estas zonas, durante el uso previsto, unas
tensiones de cizalladura que reduzcan la vida de uso. En el ejemplo
de realización que aquí se muestra, el anillo de sellado 1 está
construido en una sola pieza y en un mismo material; las partes de
sellado primera 6 y segunda 7 se confunden una con otra en una sola
pieza y en un mismo material.
En la figura 1 se muestra la disposición de
junta según la invención en el estado solicitado con presión no
diferencial. El plano radial imaginario 28 forma la línea de
simetría para el anillo de sellado 1 y la ranura de montaje 5. En
la figura 1 se ha compensado la presión en los espacios 29, 30 a
sellar uno respecto de otro.
En la figura 2 se ha incrementado, referido a la
figura 1, la presión en el espacio 30 a sellar, de modo que en este
espacio 30, referido al espacio 29, reina una sobrepresión relativa.
Debido a la solicitación con presión, el anillo de sellado 1 se
desplaza dentro de la ranura de montaje 5 en dirección al espacio 29
con presión relativamente más pequeña, aplicándose la sobrepresión
relativa a todo el lado frontal 10 desde la segunda parte de
sellado 7, a través del canal 14, hasta el canto de sellado 18.
Debido a la sobrepresión, el canto de sellado 17 se aplica
herméticamente a la superficie 19 de la ranura de montaje 5 y sella
así fiablemente los espacios 29, 30 uno respecto de otro.
En la figura 1 los cantos de sellado 18, 17
tocan sólo ligeramente o no tocan en absoluto, bajo pretensado
elástico, las respectivas paredes laterales 19, 20 de la ranura de
montaje contiguamente adyacentes en dirección axial.
Por el contrario, en la figura 2 el canto de
sellado 17 toca la pared lateral 19 con una presión de apriete
sensiblemente más pequeña o no la toca en absoluto, por ejemplo en
función de las tolerancias. La presión a sellar se acumula en forma
estrangulada, de modo que la parte de sellado 6, debido a su forma
semejante a una membrana, se deforma elásticamente hacia el lado
alejado de la presión y, por tanto, el canto de sellado 17 es
presionado contra la superficie 11/la pared frontal 19.
Claims (11)
1. Disposición de junta que comprende un anillo
de sellado (1) para sellar dos elementos de máquina primero (2) y
segundo (3) que pueden moverse en traslación uno con relación a otro
y que se abrazan uno a otro a cierta distancia radial, en donde la
rendija formada por la distancia está configurada como una rendija
de sellado (4) y en donde el anillo de sellado (1) está dispuesto
de manera flotante en una ranura de montaje (5) del primer elemento
de máquina (2) que está configurada en forma sustancialmente
congruente y que está abierta en dirección al segundo elemento de
máquina relativamente móvil (3), con una primera parte de sellado
(6) configurada en forma de alma radial que establece un sellado
estático en la ranura de montaje (5) y con una segunda parte de
sellado (7) que establece un sellado dinámico y que hace contacto de
sellado con la superficie (8) del segundo elemento de máquina (3)
que se ha de sellar y que puede moverse con relación a la ranura de
montaje (5), caracterizada porque el anillo de junta (1),
considerado en sección longitudinal, está configurado
sustancialmente en forma de T, porque la segunda parte de sellado
(7) se extiende en dirección axial y porque el anillo de sellado
(1) presenta axialmente por ambos lados en la parte frontal (9, 10),
juntamente con la superficie (11, 12) de la ranura de montaje
contigua (5), al menos un respectivo canal (13, 14) que se extiende
parcialmente dentro de la zona de la primera parte de sellado (6) y
que está destinado a realizar una respectiva solicitación frontal
con presión de la primera parte de sellado (6).
2. Disposición de junta según la reivindicación
1, caracterizada porque la primera parte de sellado (6)
presenta en sus lados frontales (15, 16) dispuestos uno frente a
otro en dirección axial y extendidos en dirección radial al menos
sendos cantos de sellado (17, 18) realzados en dirección axial, que
se extienden por el lado de su perímetro y que pueden aplicarse
herméticamente bajo pretensado elástico a las respectivas paredes
frontales (19, 20) de la ranura de montaje (5) contiguamente
adyacentes en dirección axialmente.
3. Disposición de junta según la reivindicación
2, caracterizada porque los cantos de sellado (17, 18) están
dispuestos en el extremo de los lados frontales (15, 16) que queda
radialmente alejado de la segunda parte de sellado (7).
4. Disposición de junta según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque la segunda parte
de sellado (7), considerado en sección longitudinal, está
preabombada en forma lenticular en dirección a la superficie móvil
(8) a sellar del segundo elemento de máquina (3).
5. Disposición de junta según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el fondo (21) de
la ranura de montaje (5) está configurado en forma
semicircular.
6. Disposición de junta según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque los lados
frontales (15, 16) están unidos por un arco (22) de forma
semicircular en el lado radialmente alejado de la segunda parte de
sellado (7).
7. Disposición de junta según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque las transiciones
(23, 24) entre las partes de sellado primera (6) y segunda (7) son
de configuración redondeada.
8. Disposición de junta según una de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque el anillo de
sellado (1) presenta los canales frontales (13, 14).
9. Disposición de junta según una de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque el anillo de
junta (1) es de un material polímero.
10. Disposición de junta según una de las
reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque el anillo de
sellado (1) está construido en una sola pieza y en un mismo
material.
11. Disposición de junta según una de las
reivindicaciones 1 a 10, caracterizada porque el anillo de
sellado (1) es de construcción simétrica con respecto a un plano
radial imaginario (28) axialmente dispuesto en su centro.
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