ES2379943T3 - Disposición de obturación para la descarga de presión - Google Patents

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Abstract

Obturación entre dos partes (4a, 4b) de máquina que pueden moverse en traslación una respecto a otra, que comprende una disposición (1) de obturación y una primera y una segunda partes (4a, 4b) de máquina, entre las que se dispone la disposición (1) de obturación para obturar un lado de alta presión (H) con respecto a un lado de baja presión (N), estando compuesta la disposición (1) de obturación por un anillo (2) de obturación viscoplástico y al menos un elemento (3) de pretensado elástico, estando previstos en el anillo (2) de obturación uno o varios orificios (6) de descarga o canales (6') de descarga, que por un lado en el estado bajo presión de la disposición (1) de obturación presentan aberturas (61) en el lado de baja presión, dirigidas al lado de baja presión (N) y por otro lado aberturas (62) en el lado de alta presión, estando cerrada/s la/s abertura/s (61) en el lado de baja presión en el estado de la disposición (1) de obturación montado en un espacio (5) de ranura en una de las partes (4a, 4b) de máquina a través de un flanco (51) de ranura del espacio (5) de ranura en el lado de baja presión, asociado al lado de baja presión (N) en el estado bajo presión o a través del al menos un elemento (3) de pretensado, o estando limitada/s a través del flanco (51) de ranura en el lado de baja presión, a través un fondo (53) de ranura del espacio (5) de ranura y a través del elemento (3) de pretensado, y apoyándose el anillo (2) de obturación en el estado montado, sin presión con una componente (220) de fuerza orientada de manera axial en el flanco (51) de ranura en el lado de baja presión, con lo que el anillo (2) de obturación se comprime contra el flanco (51) de ranura y se evita una unión entre el lado de baja presión y las aberturas (61) en el lado de baja presión, que está caracterizada porque el elemento (3) de pretensado se apoya en una superficie (21) externa del anillo (2) de obturación dirigida al fondo (53) de ranura y al menos en un flanco (26) lateral del anillo (2) de obturación en el lado de alta presión, configurado en el lado de alta presión (H) y/o apoyándose el anillo (2) de obturación en el estado montado en el flanco (51) de ranura en el lado de baja presión y un flanco (52) de ranura del espacio (53) de ranura, en el lado de alta presión, de modo que se produce una apertura de los orificios (6) de descarga o de los canales de descarga excepto en una posición de descarga de presión y se produce una unión entre el lado de baja presión y las aberturas (61) en el lado de baja presión con una fuerza de reacción con respecto a la componente (22) de fuerza orientada de manera axial en la posición de descarga de presión.

Description

Disposición de obturación para la descarga de presión
La invención se refiere a una disposición de obturación entre dos partes de máquina que pueden moverse en traslación una respecto a otra para obturar un lado de alta presión con respecto a un lado de baja presión, compuesta por un anillo de obturación viscoplástico y al menos un elemento de pretensado elástico, estando previstos en el anillo de obturación uno o varios orificios de descarga o canales de descarga, que por un lado en el estado bajo presión de la disposición de obturación presentan aberturas en el lado de baja presión, dirigidas al lado de baja presión y por otro lado aberturas en el lado de alta presión.
En el caso de las disposiciones de obturación, entre partes de máquina que pueden moverse una respecto a otra, en el estado de funcionamiento, es decir, en el caso de un movimiento de traslación de las dos partes de máquina una respecto a otra, puede aparecer una acumulación de presión de los medios en los espacios entre cada uno de los elementos de obturación, como una obturación primaria y una secundaria. Esto está provocado por cocientes de velocidad desfavorables de las partes de máquina, por ejemplo de una biela en relación con el espacio de montaje. Una presión excesiva, por ejemplo, en el lado de baja presión, puede llevar a un daño en las partes de máquina hasta reventar y a un fallo de toda la disposición de obturación.
Una disposición de obturación para la descarga de presión presenta orificios o canales de descarga, que de manera comparable a una válvula de retención sirven para la descarga de presión. Una disposición de obturación de este tipo se ha dado a conocer por los documentos DE 101 17 662 C1 o US 2002/153665 A1. En una posición de presión base, en la que la disposición de obturación obtura un lado de alta presión con respecto a un lado de baja presión, los orificios o canales de descarga previstos en este caso en un anillo de obturación están cerrados y en una posición de descarga de presión, dicho de otro modo, con una posición de presión invertida, están libres, es decir, abiertos, de modo que una presión existente en un espacio en el lado de baja presión al alcanzar una sobrepresión puede salir hacia el lado de alta presión. En el caso de las disposiciones de obturación conocidas para la descarga de presión no en todas las situaciones de funcionamiento está garantizado, que en la posición de descarga de presión no exista ninguna unión directa entre el lado de alta presión y el lado de baja presión.
La invención se basa en el objetivo de evitar las desventajas del estado de la técnica, mejorando en particular la estanqueidad en la posición de descarga de presión.
El objetivo se soluciona según la invención mediante una disposición de obturación entre dos partes de máquina que pueden moverse en traslación para obturar un lado de alta presión con respecto a un lado de baja presión, compuesta por un anillo de obturación viscoplástico y al menos un elemento de pretensado elástico, estando previstos en el anillo de obturación uno o varios orificios de descarga o canales de descarga, que por un lado en el estado bajo presión de la disposición de obturación presentan aberturas en el lado de baja presión, dirigidas al lado de baja presión y por otro lado aberturas en el lado de alta presión, estando cerrada/s la/s abertura/s en el estado de la disposición de obturación montado en un espacio de ranura a través de un flanco de ranura del espacio de ranura en el lado de baja presión, asociado al lado de baja presión en el estado bajo presión o a través del al menos un elemento de pretensado, o estando limitada/s a través del flanco de ranura en el lado de baja presión, a través de un fondo de ranura del espacio de ranura y a través del elemento de pretensado. El anillo de obturación en el estado montado, sin presión se apoya con una componente de fuerza orientada de manera axial en el flanco de ranura en el lado de baja presión.
Mediante la componente de fuerza axial, es decir, orientada en paralelo a la dirección del movimiento de traslación de las dos partes de máquina, el anillo de obturación se comprime o presiona contra el flanco de ranura en el lado de baja presión y de este modo evita una unión entre el lado de baja presión o un espacio, que en el lado de baja presión sigue a la disposición de obturación, y la abertura en el lado de baja presión del orificio de descarga o del canal de descarga. La unión entre el espacio en el lado de baja presión y la abertura en el lado de baja presión sólo se permite con una fuerza de reacción correspondiente con respecto a la componente de fuerza axial, es decir, en la posición de descarga de presión.
Según la invención el elemento de pretensado se apoya en la superficie externa y al menos en un flanco lateral del anillo de obturación en el lado de alta presión, configurado en el lado de alta presión.
El elemento de pretensado se encuentra en parte entre el flanco lateral del anillo de obturación en el lado de alta presión y el flanco de ranura en el lado de alta presión. Mediante la sobredimensión axial del elemento de pretensado con respecto a la ranura o al espacio de ranura se genera una presión axial sobre el anillo de obturación y por tanto sobre la componente de fuerza axial para el apoyo del anillo de obturación en el flanco de ranura en el lado de baja presión. El elemento de pretensado está configurado preferiblemente como pieza moldeada.
Alternativa o adicionalmente con la disposición de obturación según la invención el anillo de obturación en el estado montado puede apoyarse en el flanco de ranura en el lado de baja presión y en un flanco de ranura en el lado de alta presión del espacio de ranura.
En esta forma de realización la componente de fuerza axial se aplica por el propio anillo de obturación, que se apoya en ambos lados en el flanco de ranura en el lado de baja presión y en el lado de alta presión del espacio de ranura y en esta posición se presiona o comprime. Visto en la dirección axial, el anillo de obturación presenta una sobredimensión con respecto al espacio de ranura.
En una forma de realización preferida de la disposición de obturación según la invención el anillo de obturación presenta en su superficie externa dirigida al fondo de ranura una o varias superficies parciales orientadas de manera oblicua con respecto al fondo de ranura.
La ventaja de esta forma de realización consiste en que la componente de fuerza axial se alcanza a través de la configuración geométrica de la superficie externa del anillo de obturación. Mediante el apoyo del elemento de pretensado que tensa el anillo de obturación en una superficie parcial oblicua del anillo de obturación, el anillo de obturación se pretensa o presiona en la dirección axial hacia el lado de baja presión. Mediante perfiles adecuados del anillo de obturación y/o del elemento de pretensado, en particular mediante la selección de la inclinación de la superficie de apoyo entre el anillo de obturación y el elemento de pretensado, puede ajustarse, es decir, aumentarse
o reducirse la componente de fuerza axial en función de las necesidades.
La disposición de obturación puede estar caracterizada además por dos elementos de pretensado.
Mediante dos elementos de pretensado, que en el anillo de obturación se apoyan preferiblemente en una superficie parcial del anillo de obturación orientada de manera oblicua con respecto al fondo de ranura y una orientada en paralelo, la componente radial y la componente axial de la fuerza transmitida a través de los elementos de pretensado al anillo de obturación pueden generarse en cada caso a través de un elemento de pretensado. De aquí se obtiene la ventaja de que para la disposición de obturación según la invención pueden utilizarse elementos de pretensado normalizados, tales como juntas tóricas, anillos cuadrados, anillos Quad® (marca registrada de la empresa Quadion Corporation, Minneapolis, EE.UU.), lo que en particular minimiza los costes de fabricación de la disposición de obturación.
Además, el anillo de obturación puede presentar en un flanco lateral en el lado de baja presión un canto de obturación adicional.
Mediante la configuración del canto de obturación adicional se evita que penetre un medio de presión, como líquido hidráulico o aceite lubricante, en un espacio parcial del espacio de ranura, en el que desembocan los orificios o canales de descarga en el lado de baja presión.
Además la primera parte de máquina es preferiblemente un cilindro y la segunda parte de máquina una biela de un pistón guiado en el cilindro.
La disposición de obturación según la invención para la descarga de presión es especialmente adecuada para su uso en un sistema hidráulico.
Un estado sin presión en el sentido de la invención es un estado en el que la disposición de obturación está montada en un espacio de ranura y el medio sometido a presión todavía no ha llegado a la disposición de obturación. Un estado bajo presión en el sentido de la invención es un estado en el que la disposición de obturación montada en el espacio de ranura se solicita con el medio sometido a presión.
Ventajas y características adicionales de la invención se obtienen a partir de la descripción y las figuras del dibujo. La disposición de obturación según la invención se muestra en ejemplos de realización en las figuras 1 a 3. Las características mostradas en las figuras deben entenderse de forma meramente esquemática y no a escala. En los dibujos se muestra:
Las figuras 1 a 3 en cada caso una disposición de obturación a modo de ejemplo entre dos partes de máquina que pueden moverse en traslación una respecto a otra.
En la figura 1 se muestra un corte a través de una disposición 1 de obturación, en la que un anillo 2 de obturación y un elemento 3 de pretensado están dispuestos entre una primera parte 4a de máquina y una segunda parte 4b de máquina. La segunda parte 4b de máquina, en este caso un pistón, se guía a lo largo de una dirección 100 de traslación con respecto a la primera parte 4a de máquina realizada como cilindro y puede moverse en la dirección 100 de traslación. Las dos partes 4a y 4b de máquina rodean un espacio 5 de ranura en forma de caja en corte con un flanco 51 de ranura en el lado de baja presión, un flanco 52 de ranura en el lado de alta presión opuesto y un fondo 53 de ranura.
El elemento 3 de pretensado que tensa radialmente el anillo 2 de obturación y que ejerce sobre el mismo una fuerza con una componente 220 de fuerza axial está configurado como pieza moldeada y se apoya en la superficie 21 externa y en un flanco 26 lateral posterior, dirigido al lado de alta presión H, del anillo 2 de obturación. Mediante el apoyo del elemento 3 de pretensado sujeto entre los dos flancos 51 y 52 de ranura en el flanco 26 lateral posterior del anillo 2 de obturación se ajusta la componente 220 de fuerza axial y se garantiza un apoyo del anillo 2 de obturación en el flanco 51 de ranura en el lado de baja presión. Mediante este apoyo se evita una unión entre el lado de baja presión N o un espacio que limita aquí en la disposición 1 de obturación y un canal 6’ de descarga previsto en el anillo 2 de obturación. Esta unión se libera sólo al aplicar una fuerza de reacción axial correspondiente y una separación del flanco 22 lateral en el lado de alta presión del flanco 51 de ranura en el lado de baja presión. Una abertura 61 en el lado de baja presión del orificio 6 de descarga se cierra en el estado montado mostrado tanto sin presión como en una posición de presión base mediante el elemento 3 de pretensado y sólo se libera al alcanzar una posición de descarga de presión mediante un desplazamiento y/o una deformación correspondiente del elemento 3 de pretensado. Una abertura 62 en el lado de alta presión del canal 6’ de descarga está prevista en una superficie lateral del anillo 2 de obturación, dirigida a la segunda parte 4b de máquina y está abierta en cada posición de presión.
En la figura 2 se muestra un ejemplo de realización de la disposición 1 de obturación, en el que la fuerza necesaria para el apoyo axial se aplica a través del propio anillo 2 de obturación o a través de su posición en el espacio 5 de ranura. El anillo 2 de obturación se apoya en el flanco 51 de ranura en el lado de baja presión y en el flanco 52 de ranura en el lado de alta presión, dicho de otro modo, queda sujeto entre los dos flancos 51 y 52 de ranura. En el flanco 26 lateral posterior está prevista una ranura 27 adicional, a través de la que el lado de alta presión H está unido con un espacio 54’ parcial adicional situado por detrás del elemento 3 de pretensado. El anillo 2 de obturación mostrado en corte presenta a lo largo de su circunferencia otras ranuras adicionales, preferiblemente a la misma distancia. El anillo 2 de obturación presenta una primera superficie 23 parcial recta, en o sobre la que se apoya el elemento 3 de pretensado, y una segunda superficie 24 parcial achaflanada.
En el ejemplo de realización mostrado en la figura 3 de la disposición 1 de obturación, el anillo 2 de obturación se apoya en los dos flancos 51 y 52 de ranura, presentando el flanco 26 lateral posterior, en el lado de alta presión, una prolongación, en la que está prevista la ranura 27 adicional.
Son concebibles otras formas de realización de la invención con uno o varios elementos de pretensado en espacios de montaje en forma de caja, en forma de escalón, tales como espacios de ranura, entre partes de máquina que pueden moverse en traslación una respecto a otra, tales como una biela o un pistón y un cilindro. Además también es concebible que el orificio de descarga o el canal de descarga esté previsto en toda su longitud o al menos parcialmente en la parte de máquina que presenta el espacio de ranura, en particular en los flancos de ranura y el fondo de ranura.
En una disposición 1 de obturación para obturar un lado de alta presión H con respecto a un lado de baja presión N con al menos un orificio de descarga o un canal 6 de descarga para la descarga de presión, están dispuestos un anillo 2 de obturación y al menos un elemento 3 de pretensado en un espacio 5 de ranura entre dos partes 4a, 4b de máquina que pueden moverse con traslación una respecto a otra de tal manera, que el elemento 3 de pretensado tensa el anillo 2 de obturación tanto con una componente 210 de fuerza radial como con una componente 220 de fuerza axial, y el anillo 2 de obturación se apoya a través de superficies 20, 22 de apoyo definidas en la segunda parte 4b de máquina y el flanco 51 de ranura en el lado de baja presión.

Claims (5)

  1. REIVINDICACIONES
    1.- Obturación entre dos partes (4a, 4b) de máquina que pueden moverse en traslación una respecto a otra, que comprende una disposición (1) de obturación y una primera y una segunda partes (4a, 4b) de máquina, entre las que se dispone la disposición (1) de obturación para obturar un lado de alta presión (H) con respecto a un lado de baja presión (N), estando compuesta la disposición (1) de obturación por un anillo (2) de obturación viscoplástico y al menos un elemento (3) de pretensado elástico, estando previstos en el anillo (2) de obturación uno o varios orificios
    (6)
    de descarga o canales (6’) de descarga, que por un lado en el estado bajo presión de la disposición (1) de obturación presentan aberturas (61) en el lado de baja presión, dirigidas al lado de baja presión (N) y por otro lado aberturas (62) en el lado de alta presión, estando cerrada/s la/s abertura/s (61) en el lado de baja presión en el estado de la disposición (1) de obturación montado en un espacio (5) de ranura en una de las partes (4a, 4b) de máquina a través de un flanco (51) de ranura del espacio (5) de ranura en el lado de baja presión, asociado al lado de baja presión (N) en el estado bajo presión o a través del al menos un elemento (3) de pretensado, o estando limitada/s a través del flanco (51) de ranura en el lado de baja presión, a través un fondo (53) de ranura del espacio
    (5)
    de ranura y a través del elemento (3) de pretensado, y apoyándose el anillo (2) de obturación en el estado montado, sin presión con una componente (220) de fuerza orientada de manera axial en el flanco (51) de ranura en el lado de baja presión, con lo que el anillo (2) de obturación se comprime contra el flanco (51) de ranura y se evita una unión entre el lado de baja presión y las aberturas (61) en el lado de baja presión, que está caracterizada porque el elemento (3) de pretensado se apoya en una superficie (21) externa del anillo (2) de obturación dirigida al fondo (53) de ranura y al menos en un flanco (26) lateral del anillo (2) de obturación en el lado de alta presión, configurado en el lado de alta presión (H) y/o apoyándose el anillo (2) de obturación en el estado montado en el flanco (51) de ranura en el lado de baja presión y un flanco (52) de ranura del espacio (53) de ranura, en el lado de alta presión, de modo que se produce una apertura de los orificios (6) de descarga o de los canales de descarga excepto en una posición de descarga de presión y se produce una unión entre el lado de baja presión y las aberturas
    (61)
    en el lado de baja presión con una fuerza de reacción con respecto a la componente (22) de fuerza orientada de manera axial en la posición de descarga de presión.
  2. 2.- Obturación según la reivindicación 1, que está caracterizada porque el anillo (2) de obturación presenta en su superficie (21) externa dirigida al fondo (53) de ranura una o varias superficies (23, 24) parciales orientadas de manera oblicua con respecto al fondo (53) de ranura.
  3. 3.- Obturación según una de las reivindicaciones anteriores, que está caracterizada porque están previstos dos elementos (3, 3’) de pretensado.
  4. 4.- Obturación según una de las reivindicaciones anteriores, que está caracterizada porque el anillo (2) de obturación presenta en un flanco (22) lateral en el lado de baja presión un canto (25) de obturación adicional.
  5. 5.- Obturación según una de las reivindicaciones anteriores, que está caracterizada porque la primera parte (4a) de máquina es un cilindro y la segunda parte (4b) de máquina es una biela de un pistón guiado en el cilindro.
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