ES2693282T3 - Conector de transferencia para transferir al menos un fluido - Google Patents

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Abstract

Un conector (1) para transferir al menos un fluido o para aplicar una presión neumática desde un conducto (2) de entrada a un conducto (3) de salida que puede girar con respecto al conducto (2) de entrada, en el cual el conector (1) comprende: - un árbol giratorio (17) que define el conducto (3) de salida en el mismo, que tiene una abertura (70) de entrada, dicho árbol giratorio (17) que define un eje geométrico de rotación (S-S) y que comprende un disco (19) de sellado que se extiende radialmente desde dicho árbol giratorio (17); - una cámara (5) de inserción a la que dicho conducto (2) de entrada se puede sellar de manera hermética, conduciendo dicha cámara (5) de inserción a dicha abertura (70) de entrada del conducto (3) de salida; - al menos un primer conjunto (100) de cilindro-pistón que comprende un cilindro (9) y un pistón (21) deslizable en dicho cilindro (9), teniendo dicho pistón (21) una superficie (22) de sellado orientada hacia el disco (19) de sellado, y dicho cilindro (9) estando conectado de manera fluida o pudiendo conectarse a dicha cámara (5) de inserción; estando configurado dicho pistón (21) para ser accionado selectivamente entre: una posición de sellado, en la cual la superficie (22) de sellado está a una distancia mínima o en contacto con el disco (19) de sellado de manera que un camino de fluido sellado se forma entre dicha cámara (5) de inserción y dicha abertura (70) de entrada del conducto (3) de salida para impedir que el fluido pase a través del espacio entre la superficie (22) de sellado de pistón y el disco (19) de sellado, y para obligar al fluido a pasar desde la cámara (5) de inserción al conducto (3) de salida, por lo tanto desde el conducto (2) de entrada al conducto (3) de salida; y una posición de no sellado, en la cual la superficie (19) de sellado se aleja del disco (19) de sellado, de manera que un camino de fluido no sellado se forma entre dicha cámara (5) de inserción y dicha abertura (70) de entrada del conducto (3) de salida, el fluido siendo libre para atravesar el espacio entre la superficie (22) de sellado del pistón y el disco (19) de sellado en lugar de hacerlo pasar desde la cámara (5) de inserción a la abertura (70) de entrada del conducto (3) de salida, por lo tanto entre el conducto (2) de entrada y el conducto (3) de salida.

Description

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DESCRIPCION
Conector de transferencia para transferir al menos un fluido
La presente invencion se refiere en general al campo del sellado del transporte de un fluido, por ejemplo, un gas, desde un conducto fijo a un aparato que gira con respecto al conducto fijo, o a la transferencia de una presion neumatica desde un conducto fijo a un aparato que gira con respecto al conducto fijo. Mas particularmente, el dispositivo se refiere a un conector de transferencia de un fluido o una presion neumatica desde un conducto fijo a un conducto giratorio.
Se conocen sistemas para transferir una presion neumatica desde un conducto fijo a un conducto giratorio, en los que un arbol de salida giratorio hueco esta acoplado de manera giratoria a un arbol de entrada fijo hueco, y en el que una o mas juntas anulares estan dispuestas en contacto de sello permanente tanto con el arbol de entrada como con el arbol de salida, para evitar o reducir una fuga de fluido o presion transferida en el espacio entre los dos arboles.
La tecnica anterior mencionada antes tiene el inconveniente de que las juntas de sellado se desgastan debido a la friccion de deslizamiento entre los arboles de entrada y salida. Esto implica la necesidad de tener que reemplazarlos con frecuencia para evitar o reducir las fugas de fluido debido a un desgaste excesivo, pero esto a menudo requiere costes muy altos, debido no solo al coste de las juntas de sellado, que puede ser alto como tal, sino especialmente debido a los costes de mano de obra para desmontar el dispositivo en el que estan montados, por ejemplo, una unidad de cubo de ruedas de un vehiculo pesado, por ejemplo, un camion o un camion articulado.
Otro inconveniente de la tecnica anterior es que las juntas, que estan en contacto deslizante continuo con el conducto estacionario y/o con el conducto giratorio con respecto al estacionario, sufren la temperatura operativa, lo que implica un empeoramiento del rendimiento de la capacidad de sellado. De hecho, bajo temperaturas operativas reducidas en ambientes frios, tales juntas tienden a aumentar la rigidez de las mismas, acelerando el proceso de desgaste por friccion y reduciendo el sello.
La ausencia de un control de desgaste de tales juntas podria causar que las fugas del fluido se transfieran desde el conducto de entrada al conducto de salida.
Ademas, tales juntas tienden a endurecerse con el tiempo, incluso si no se usan, empeorando asi la capacidad de sellado.
Por lo tanto, el objetivo tecnico de la presente invencion es implementar un conector para transferir fluidos, particularmente un gas, o presion neumatica, desde un conducto de entrada fijo a un conducto de salida giratorio, que tenga caracteristicas tales como para obviar los inconvenientes mencionados con referencia a la tecnica anterior.
Particularmente, el objeto de la presente invencion es proporcionar un conector de transferencia de fluido que evite la necesidad de reemplazar frecuentemente las juntas de sellado entre el conducto de entrada y el conducto de salida.
Un objeto adicional de la invencion es implementar un conector de transferencia de fluido adecuado para transferir presiones neumaticas muy altas desde el conducto de entrada al conducto de salida durante la rotacion relativa entre ellas.
Una aplicacion preferida es la presurizacion y el ajuste de la presion de los neumaticos del vehiculo mientras el vehiculo funciona y mientras las ruedas giran.
Estos y otros objetos se logran mediante un conector de transferencia de un fluido o una presion neumatica desde un conducto de entrada fijo a un conducto de salida giratorio de acuerdo con la reivindicacion 1.
Algunas realizaciones ventajosas son el objeto de las reivindicaciones dependientes.
De acuerdo con un aspecto de la presente invencion, un conector de transferencia de un fluido ha de aplicar una presion neumatica desde un conducto de entrada a un conducto de salida que puede girar con respecto al conducto de entrada, en el que el conector comprende un arbol giratorio que define el conducto de salida en el mismo, dicho arbol giratorio comprendiendo un disco de sellado que sobresale radialmente desde dicho arbol giratorio.
El conector comprende ademas una camara de insercion en la que el conducto de entrada se puede asegurar de manera hermetica, y en el que dicha camara conduce hacia la abertura de entrada del conducto de salida.
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El conector comprende un primer conjunto de cilindro-piston que comprende un cilindro y un piston deslizable en dicho cilindro, en el que el piston tiene una superficie de sellado orientada hacia el disco de sellado, y el cilindro esta conectado de manera fluida o se puede conectar a la camara de insercion.
El piston esta configurado para ser accionado selectivamente entre una posicion de sellado en la cual la superficie de sellado esta a una distancia minima o en contacto con el disco de sellado, en la cual se implementa un sello fluido entre dicha camara de insercion y dicha abertura de entrada del conducto de salida del arbol giratorio, y una posicion de no sellado en la cual la superficie de sellado se aleja del disco de sellado, en la cual no hay un sello fluido entre dicha camara de insercion y dicha abertura de entrada del arbol giratorio del conducto de salida del arbol giratorio.
De acuerdo con una realizacion, el cilindro es un cilindro anular que comprende una pared del cilindro exterior dispuesta radialmente hacia afuera de dicho disco de sellado que permite su libre rotacion, una pared del cilindro interior coaxial con la pared del cilindro exterior, una pared de extremo que conecta dicha pared del cilindro exterior la y dicha pared del cilindro interior, en la que dicha pared del cilindro exterior, dicha pared del cilindro interior y dicha pared de extremo definen un espacio de cilindro anular interior entre ellas, y en la que dicho piston deslizable es un piston anular que se recibe de manera deslizante en el espacio cilindrico y se puede accionar variando la presion en la camara de presion.
De acuerdo con una realizacion, la pared del cilindro interior tiene una forma tubular cilindrica, y esta configurada para ser atravesada por dicho arbol giratorio.
De acuerdo con una realizacion, el conector comprende un conducto de fluido de sellado conectable a una fuente de fluido de sellado y que se abre en una camara de sellado definida por la superficie de sellado del piston, por el disco de sellado y por el cilindro para transferir y presurizar un fluido de sellado en dicho camara de sellado y para proporcionar una capa o pelicula de fluido de sellado de sellado en un espacio intermedio de sellado entre la superficie de sellado del piston y una superficie opuesta de contra sellado del disco de sellado.
De acuerdo con una realizacion, el piston tiene una superficie de empuje opuesta a dicha superficie de sellado, en la que dicha superficie de empuje define al menos parcialmente una camara de presion que tiene una entrada de fluido de accionamiento del piston para influir en dicha superficie de empuje para mover el piston hacia el disco entre dicha posicion de no sellado y dicha posicion de sellado.
De acuerdo con una realizacion, el conducto de fluido de sellado esta en comunicacion con el conducto de fluido de accionamiento del piston y un flujo parcial de dicho fluido de accionamiento de piston forma dicha pelicula de sellado.
El conector puede comprender ventajosamente una camara de salida exterior al cilindro y opuesta a la camara de insercion.
La camara de salida puede comprender ademas un agujero de salida configurado para ser atravesado por el arbol giratorio.
Cuando el piston anular esta en la posicion de no sellado, la superficie de sellado del piston se separa o se aleja del disco de sellado montado en el arbol giratorio. En tal situacion, el fluido, despues de entrar en la camara de conexion a traves del conducto de entrada, tiene fugas entre el arbol giratorio y la abertura de entrada, luego pasa a traves de la hendidura anular, luego pasa a traves del espacio entre la superficie de sellado del piston y el disco de sellado, luego debe pasar entre el disco de sellado y la pared del cilindro exterior y, finalmente, avanza filtrandose entre el arbol giratorio y la abertura de salida.
En otros terminos, cuando la superficie de sellado del piston anular se separa o se aleja del disco de sellado montado en el arbol giratorio, no se implementa ningun sello entre el conducto de entrada y la abertura de salida. En otros terminos, en esta configuracion de ausencia de sello, el fluido que entra en la camara de entrada prefiere pasar a traves del camino descrito anteriormente en lugar de a traves del conducto de salida.
En cambio, cuando el piston anular esta en la posicion de sellado, en la cual la superficie de sellado esta a una distancia minima o en contacto con el disco de sellado, el fluido queda bloqueado por el sello entre el piston anular y el disco de sellado, y por lo tanto el fluido, despues de filtrarse entre el arbol giratorio y la abertura de entrada aguas abajo de la camara de conexion, no puede avanzar mas hacia la abertura de salida. Por el contrario, se invitara a dicho fluido a pasar a traves del arbol giratorio hueco y, por lo tanto, a traves del conducto de salida.
Los medios de valvula dispuestos a lo largo del conducto de salida pueden establecer un valor de umbral de presion en la camara de conexion, por encima del cual el fluido que entra en la camara de conexion logra acceder al conducto de salida.
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Esto permite interrumpir temporalmente la comunicacion de fluido entre la camara de conexion y la abertura de salida (lo que ocurrina a lo largo del espacio intermedio entre el arbol giratorio y la porcion tubular interior, y a traves de la hendidura anular y alrededor del disco de sellado) cuando se desee transferir un fluido o una presion neumatica desde el conducto de entrada al conducto de salida.
En esta situacion, la presion o el fluido a transferir se aplica, a traves del conducto de entrada, a la camara de conexion y, por lo tanto, a una abertura del conducto de salida formado por el arbol giratorio hueco, en el que dicha abertura pone en comunicacion fluida la camara de conexion con el conducto de salida.
El fluido o la presion neumatica en la camara de entrada tenderfan a escaparse a traves del espacio intermedio entre el arbol giratorio y el cilindro hacia la abertura de salida.
Sin embargo, tal fuga se evita o al menos se reduce considerablemente por la aplicacion de sellado entre el piston anular y el disco de sellado.
La unica aplicacion de sellado temporal y la posibilidad de controlar la presion de la aplicacion de sellado entre el piston y el disco de sellado resuelve el problema del desgaste por friccion y permite la aplicacion de presiones extremadamente altas desde el conducto de entrada hacia el conducto de salida.
Una vez que se ha transferido la cantidad deseada de fluido, o se ha alcanzado una presion deseada en el conducto de salida o en una aplicacion aguas abajo del conducto de salida, por ejemplo, en un neumatico, se puede evitar un reflujo de fluido no deseado a traves de medios de valvula, por ejemplo, a traves de una valvula de retencion, asociada a la aplicacion aguas abajo o al conducto de salida.
De esta manera, por lo tanto, no es necesario mantener permanentemente la presion en la camara de conexion o mantener permanentemente la aplicacion de sellado entre el piston y el disco de sellado.
Ventajosamente, el conector de acuerdo con la invencion, ademas de permitir la transferencia de un fluido desde un conducto estacionario a un conducto que puede girar con respecto al conducto estacionario, de manera similar permite transferir un fluido desde un conducto giratorio a un conducto estacionario. En otros terminos, tambien permite un camino inverso.
Por ejemplo, tal conector tambien puede usarse para desinflar una rueda durante el movimiento del vehfculo.
Ademas, tal conector, ademas de permitir transferir un fluido desde un conducto de entrada a un conducto de salida para aumentar la presion en el conducto de salida, por ejemplo, para inflar una rueda, tambien permite aspirar un gas desde el conducto de salida hacia el conducto de entrada, por ejemplo, para obtener un vacfo en el conducto de salida.
De acuerdo con una posible realizacion, el conector de acuerdo con la invencion se puede usar para obtener un sello que es temporal y se mueve entre un arbol giratorio y una estructura fija que soporta el arbol giratorio. Por ejemplo, el conector de acuerdo con la invencion se puede usar para lograr un sello entre un eje geometrico de una helice en una embarcacion o un barco. En tal caso, el eje geometrico de la helice sustituye al arbol giratorio.
Estas y otras caracterfsticas y ventajas de la presente invencion seran evidentes a partir de los dibujos adjuntos, que ilustran realizaciones de la invencion y, junto con la descripcion general de la invencion anterior, y la descripcion detallada de las realizaciones dadas a continuacion, sirven para explicar los principios de la presente invencion.
La figura 1 es una vista esquematica en corte transversal de un conector de transferencia de fluido de acuerdo con una realizacion de la invencion, que tiene una unidad de cilindro-piston de sellado;
la figura 2 es una vista esquematica en corte transversal de un conector de transferencia de fluido de acuerdo con una realizacion adicional de la invencion, que tiene dos unidades de cilindro-piston de sellado;
la figura 3 muestra un conector de acuerdo con la invencion, que tiene dos pares de unidades de cilindro-piston;
la figura 4 muestra un conector que tiene dos unidades de cilindro y piston que cooperan con dos discos de sellado distintos;
la figura 5 muestra una realizacion diferente de un conector de acuerdo con la invencion, que tiene dos unidades de cilindro-piston y dos discos de sellado;
la figura 6 ilustra un conector como en la figura 2, que comprende un conducto que pasa oblicuamente a traves del disco para suministrar una cantidad de fluido dentro del arbol giratorio;
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la figura 7 ilustra en una vista en corte una realizacion adicional de un conector de acuerdo con la invencion, en el que el fluido de accionamiento del piston coincide con el fluido a transferir entre el conducto de entrada y el conducto de salida;
la figura 8 muestra esquematicamente una planta de presurizacion de un neumatico de vehiculo que comprende un conector de acuerdo con la invencion.
Con referencia a la figura 1, un conector para transferir un fluido o una presion neumatica desde un conducto 2 de entrada a un conducto 3 de salida que puede girar con respecto al conducto 2 de entrada comprende un arbol giratorio 17 que define el conducto 3 de salida que tiene una abertura 70 de entrada y define un eje geometrico de rotacion (S-S).
El arbol giratorio 17 comprende un disco 19 de sellado que se extiende radialmente con respecto al arbol giratorio.
El arbol giratorio 17 comprende una abertura 3' de salida adecuada para poner en comunicacion el conducto 3 de salida con una unidad de consumo o una aplicacion aguas abajo con respecto al conducto 2 de entrada, por ejemplo, una rueda cuya presion debe controlarse, o cualquiera unidad de consumo que necesita dicho fluido para ser transferido.
El conector comprende una camara 5 de insercion que conduce hacia la abertura 70 de entrada del conducto 3 de salida, a la que el conducto 2 de entrada se puede conectar de manera sellada.
El conector comprende ademas un conjunto 100 de cilindro-piston que comprende un cilindro 9 y un piston 21 deslizable en el cilindro 9, en el que el piston 21 tiene una superficie 22 de sellado orientada hacia el disco 19 de sellado, y en el que el cilindro 9 esta conectado de manera fluida a la camara 5 de insercion.
El piston 21 esta configurado para ser accionado selectivamente entre una posicion de sellado entre el conducto 2 de entrada y el conducto 3 de salida, y una posicion de no sellado entre el conducto 2 de entrada y el conducto 3 de salida.
En la posicion de sellado, la superficie 22 de sellado esta a una distancia minima o en contacto con el disco 19 de sellado implementando un sello fluido entre la camara 5 de insercion y la abertura 70 de entrada del conducto 3 de salida del arbol giratorio 17.
En la posicion de no sellado, la superficie 19 de sellado se aleja o se separa del disco 19 de sellado retirando un sello fluido entre la camara 5 de insercion y la abertura 70 de entrada del arbol giratorio del conducto 3 de salida del arbol giratorio 17.
Esto permite interrumpir temporalmente el sello en el camino de comunicacion de fluido entre la camara 5 de insercion y el ambiente exterior cuando la transferencia de fluido o de la presurizacion neumatica se activa desde el conducto 2 de entrada al conducto 3 de salida. Precisamente, el camino de comunicacion de fluido podria ocurrir a lo largo del espacio intermedio 15 entre el arbol giratorio 17 y una pared 12 del cilindro interior, y entre el disco 19 de sellado y el cilindro 9 (figura 1).
A traves del conducto 2 de entrada, la presion a transferir o el fluido a transferir se introduce en la camara 5 de insercion y a la abertura 70 de entrada del conducto 3 que se extiende en la camara 5 de insercion. El fluido o presion neumatica en la camara 5 de insercion tenderia a escaparse a traves del espacio intermedio entre el arbol giratorio 17 y la pared 12 del cilindro interior hacia afuera. Sin embargo, tal dispersion se evita o al menos se reduce considerablemente mediante el sello de aplicacion entre el piston 21 y el disco 19 de sellado.
El hecho de que la aplicacion de sellado sea solo temporal, y la posibilidad de controlar la presion de la aplicacion de sellado entre el piston 21 y el disco 19 de sellado (que gira junto con el arbol giratorio 17 con respecto a un alojamiento exterior de la unidad de piston-cilindro que permanece estacionaria) resuelve el problema del desgaste por friccion y permite transferir altas presiones desde el conducto 2 de entrada al conducto 3 de salida durante la rotacion relativa entre ellos.
Una vez que se ha transferido una cantidad deseada de fluido, o se alcanza la presion neumatica deseada en el conducto 3 de salida en una aplicacion (por ejemplo, un neumatico) aguas abajo del conducto 3 de salida, se puede evitar un reflujo no deseado de fluido a traves de los medios de valvula. 46, por ejemplo, mediante una valvula de retencion, conectada con la aplicacion aguas abajo o el conducto 3 de salida. Por lo tanto, no es necesario mantener permanentemente la presion en la camara de entrada 5 o mantener permanentemente la aplicacion de sellado entre el piston 21 y el disco 19 de sellado.
La figura 1 muestra una primera realizacion de un conector de acuerdo con la invencion, en el que el arbol giratorio 17 dentro del cual se obtiene el conducto 3 de salida, tiene un primer extremo libre insertado en la camara 5 de insercion, en el que dicho extremo libre comprende la abertura 70 de entrada del conducto 3 de salida.
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Tal configuracion del conector de acuerdo con la invencion, mostrada en las figuras 1, 2, 6, en el que el arbol giratorio 17 tiene un extremo libre dispuesto en la camara 5 de insercion y un segundo extremo libre que se extiende fuera del conector 1, es particularmente adecuado para transferir una presion neumatica o fluido desde una parte estacionaria de una maquina a una parte giratoria de la maquina, o desde la estructura de un vehiculo a una rueda soportada por un cubo monolateral. Por ejemplo, una configuracion de este tipo es adecuada para inflar o llevar presion a un neumatico del vehiculo, en un arbol del eje, por ejemplo, un arbol del eje de direccion.
Los medios 46 de valvula comprenden una valvula de retencion adecuada para abrir/cerrar la abertura 70 de entrada.
De acuerdo con una posible realizacion, la valvula 46 de retencion se puede accionar mediante un piston 74 de accionamiento, insertado en un extremo del conducto 2 de entrada, a fin de ser empujado contra la valvula 46 por la presion del fluido que entra en el conducto 2 de entrada.
El piston 74 de accionamiento puede ser controlado electricamente, por ejemplo, por un solenoide, para controlar la aplicacion de presion neumatica o la transferencia de fluido desde el conducto 2 de entrada al conducto 3 de salida.
De tal manera, la valvula 46 de retencion se acciona solo al sobrepasar una presion de fluido predeterminada, o en un caudal de fluido predeterminado, a traves del conducto de entrada.
En otros terminos, los medios 46 de valvula estan configurados para abrir el paso de fluido entre la camara 5 de insercion y el conducto 3 de salida solo en condiciones predeterminadas de presion y caudal del fluido que entra, particularmente cuando el piston 21 esta en la posicion de sellado.
En otros terminos, los medios 46 de valvula estan configurados para abrir el paso de fluido entre la camara 5 de insercion y el conducto 3 de salida al sobrepasar un umbral de presion predeterminado del fluido en la camara 5 de insercion, o al sobrepasar un valor predeterminado de la diferencia entre la presion en la camara 5 de insercion y la presion en el conducto 3 de salida.
Alternativamente, los medios 46 de valvula pueden comprender una electrovalvula, por ejemplo, accionada por una unidad de control exterior, por ejemplo, para permitir el paso del fluido desde la camara 5 de insercion al conducto 3 de salida solo cuando el piston 21 esta en la posicion de sellado.
En el conector mostrado en la figura 1, el cilindro 9 es un cilindro anular que comprende una pared 11 del cilindro exterior dispuesta radialmente exterior con respecto al disco 19 de sellado que permite su libre rotacion con respecto al cilindro 9, una pared 12 del cilindro interior coaxial con la pared 11 del cilindro exterior, una pared 13 de extremo que conecta la pared 11 del cilindro exterior con la pared 12 del cilindro interior.
La pared 11 del cilindro exterior, la pared 12 del cilindro interior y la pared 13 de extremo definen entre ellas un espacio 10 de cilindro anular interior.
En particular, el piston deslizable 21 puede ser un piston anular que se recibe de manera deslizable en el espacio 10 de cilindro y se puede accionar variando la presion en la camara 24 de presion.
La pared 12 del cilindro interior puede tener una forma tubular cilindrica y estar configurada para ser atravesada por el arbol giratorio 17.
La pared del cilindro interior tiene un valor de longitud medido en una direccion paralela al eje geometrico S-S para permitir la rotacion libre del disco 19 de sellado y el arbol giratorio.
La pared tubular 12 del cilindro interior esta configurada para permitir la rotacion del arbol giratorio 17 en su interior. Particularmente, dicha pared tubular del cilindro interior esta configurada para dejar un espacio intermedio 15 o un pasaje entre esta y el arbol giratorio 17.
Un cojinete rodante 75 interpuesto entre el arbol giratorio 17 y la pared tubular 12 del cilindro interior soporta de manera giratoria el arbol giratorio 17. Alternativamente, el cojinete rodante 75 puede estar interpuesto entre el arbol giratorio 17 y la pared 13 de extremo.
De acuerdo con una realizacion, la pared 11 del cilindro exterior puede tener una forma tubular cilindrica.
El conector puede comprender un conducto 29 de fluido de sellado que se puede conectar a una fuente 30de fluido de sellado, por ejemplo, una bomba de fluido de sellado, y abrirse a una camara 27 de sellado definida por la superficie 22 de sellado del piston 21, por el disco 19 de sellado por el cilindro 9 para transferir y presurizar un fluido de sellado en la camara 27 de sellado. De tal manera, dicho fluido de sellado genera una capa de sellado o una
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pelicula de fluido de sellado en un espacio intermedio de sellado entre la superficie 22 de sellado del piston y una superficie 34 de contra sellado opuesta del disco 19 de sellado.
De tal manera, una cantidad de fluido de sellado, al pasar a traves del conducto 29 de sellado, alcanza la camara de sellado entre la superficie de sellado del piston 22 y la superficie 34 de contra sellado del disco 19 de sellado. Tal fluido de sellado es, por ejemplo, un aceite con una viscosidad tal que forma una capa de fluido entre la superficie de sellado del piston, que es estacionaria, y la superficie de contra sellado del disco 19, que, en cambio, gira. La presencia de dicho fluido de sellado en la camara de sellado evita que el fluido que entra a traves del conducto 2 de entrada se filtre fuera de la camara 5 de insercion a traves del cojinete 75, el espacio intermedio 15, la camara 27 de sellado, lo que obliga a dicho fluido a pasar a traves de la unica abertura disponible, que es la abertura 70 de entrada del conducto de salida.
En otros terminos, tal fluido de sellado coopera con la presion ejercida por el piston 21 contra el disco 19, formando asi un sello entre el piston 21 y el disco 19, cuando el piston 21 esta en la posicion de sellado.
Por esta razon, y como se describira mas adelante, para lograr un excelente sello, no siempre sera necesario que el piston 21 entre en contacto directo con el disco 19 de sellado, pero el piston puede permanecer a una distancia del disco 19 que es igual al grosor de la capa o pelicula de sellado de fluido de sellado que se forma entre la superficie 22 de sellado del piston 21 y la superficie 34 de contra sellado del disco.
Ventajosamente, la capa de sellado o la pelicula de fluido de sellado que se forma entre la superficie 22 de sellado del piston 21 y la superficie 34 de contra sellado del disco 19 permite evitar el contacto directo entre el piston 21, que generalmente es estacionario, y el disco giratorio 19, evitando de esta manera el desgaste por friccion de deslizamiento entre ellos.
Para mejorar el sello entre la superficie 22 de sellado del piston 21 y la superficie 34 de contra sellado del disco 19, la superficie 22 de sellado del piston y/o la superficie 34 de contra sellado del disco pueden tener relieves anulares 78 sobre el eje geometrico de rotacion S-S, para que el contacto entre dichas superficies sea mas uniforme.
Particularmente, la superficie 22 de sellado del piston y la superficie 34 de contra-sellado del disco pueden estar conformadas de manera complementaria para aumentar el area de contacto entre ellas y, por lo tanto, para mejorar el sello.
El piston 21 tambien comprende una superficie 23 de empuje opuesta a la superficie 22 de sellado, y dicha superficie 23 de empuje define al menos parcialmente una camara 24 de presion que tiene una entrada 25 de fluido de accionamiento del piston para influir en la superficie 23 de empuje para mover el piston 21 contra el disco 19 entre dicha posicion de no sellado y dicha posicion de sellado.
De acuerdo con una realizacion mostrada en las figuras, el conducto 29 de fluido de sellado esta en comunicacion con el conducto 25 de fluido de accionamiento del piston, y un flujo parcial del fluido de accionamiento del piston forma la capa o pelicula de sellado.
En este caso, el fluido de sellado corresponde al fluido de accionamiento del piston.
De acuerdo con una realizacion, el fluido de accionamiento de piston se selecciona de un liquido y un gas. Por ejemplo, el fluido de accionamiento del piston es un liquido seleccionado de aceite, por ejemplo, para su uso como accionamiento hidraulico, lubricante, agua. Se prefiere que el fluido de accionamiento del piston sea un liquido o un lubricante, ya que su mayor viscosidad permite obtener un mejor sellado entre el conducto de entrada y el conducto de salida, sobre todo cuando el fluido de sellado coincide con el fluido de accionamiento del piston. Un fluido que tiene una alta densidad y/o una alta viscosidad es particularmente adecuado para su uso como fluido de sellado, ya que, ademas de permitir un mejor sellado, tambien permite que no se mezcle con el fluido que se transfiere entre el conducto de entrada y el conducto de salida. Sin embargo, esto no excluye el uso de un gas como el fluido de sellado.
El conducto 29 de fluido de sellado puede extenderse de manera ramificada dentro de al menos uno entre el piston 21 y el disco 19 que conduce a diferentes puntos de la camara 27 de sellado. De tal manera, el fluido de sellado puede distribuirse adecuadamente y formar una capa de fluido de sellado homogenea.
De acuerdo con una realizacion, al menos uno entre el piston 22 y el disco 19 de sellado forma un conducto 33 de fluido de sellado que tiene una entrada dispuesta radialmente exterior a la superficie 22 de sellado o a la superficie 34 de contra sellado y que se abre en la camara 27 de sellado para formar dicha pelicula de sellado.
El piston 21 tiene una forma tal que el area de empuje efectivo de la superficie 23 de empuje del piston es mas grande que el area de empuje efectivo de la superficie de sellado del piston 22 para permitir que el piston 21 se desplace contra la presion del fluido de sellado en la posicion de sellado. De esta manera, se evita que la presion del liquido de sellado en la camara 27 de sellado cancele la fuerza para desplazar el piston 21 a su posicion de sellado.
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El hecho de que la presion del fluido de sellado y/o la presion del fluido de accionamiento del piston sea mayor que la presion del fluido a transferir entre el conducto de entrada y el conducto de salida, garantiza un sello que evita, en el sello, fugas del fluido a transferir entre el conducto de entrada y el conducto de salida, tambien cuando dicho fluido a transferir es un gas.
El conector, como se muestra en las figuras 1, 2 y 6, pueden comprender una placa deflectora 79 montada en el extremo libre del arbol giratorio 17 dispuesta en la camara 5 de insercion, alrededor de la abertura 70 de entrada del arbol giratorio. Esta placa deflectora 79 tiene como objetivo desviar un posible reflujo de fluido de accionamiento del piston desde la camara 24 de empuje a la camara 5 de insercion, a fin de evitar una mezcla de dicho fluido de accionamiento del piston con el fluido que entra por el conducto 2 de entrada.
En el caso de que el fluido de accionamiento del piston sea un liquido, por ejemplo, aceite, dicho fluido, despues de haber sido sometido a reflujo en la camara 5 de insercion y despues de haber sido desviado por la placa deflectora 79 se precipita hacia abajo en la camara 5 de insercion y es recibido por una porcion 80 de recogida de la camara 5 de insercion.
La camara 5 de insercion puede estar provista de una abertura 35 de descarga con una valvula 36 de descarga correspondiente para descargar el fluido residual formado por el fluido de accionamiento del piston que se ha filtrado en la camara 5 de insercion o por una parte del liquido a transferir desde el conducto 2 de entrada al conducto 3 de salida que se ha filtrado en la camara 5 de insercion a traves del espacio intermedio 15, o liquido por parte del fluido/liquido que se transferira desde el conducto 2 de entrada al conducto 3 de salida, caido en la camara de insercion en la abertura 70 de entrada del conducto 3 de salida, o se deja en la camara 5 de insercion despues de la finalizacion de la transferencia de fluido.
La valvula 36 de descarga puede ser accionada automaticamente por medios de control de valvula, por ejemplo, por un accionador accionado por un nivel del liquido 37, por ejemplo, por un conmutador flotante.
Se puede proporcionar una bomba electrica 38 de descarga (mostrada en la figura 6) para la eliminacion de dicho fluido residual en un tanque 39 de fluido. Dicho tanque puede conectarse a un circuito de recirculacion que devuelve dicho fluido residual al conducto 25 de fluido de accionamiento del piston, o al conducto 25 de fluido de sellado, por ejemplo, por medio de la bomba 30 de fluido de sellado.
De acuerdo con una realizacion, por ejemplo, mostrada en la figura 6, el conector puede comprender un conducto 89 de retorno configurado para permitir el retorno del fluido desde el conducto 3 de salida al tanque 39 de fluido, para formar un circuito de fluido cerrado. Dicha aplicacion resulta ser muy util, por ejemplo, en el caso de que se implemente un circuito de fluido dentro de la rueda, por ejemplo, para calentar o enfriar la rueda durante el movimiento del vehiculo.
De acuerdo con una realizacion, el conducto 89 de retorno comprende una salida 89" que conduce a la camara 7 de salida para dirigir dicho fluido en dicha camara 7 de salida para que luego pueda ser recibido y transportado por la bomba 38 al tanque 39.
De acuerdo con una realizacion, el piston 21 puede estar provisto de juntas anulares interiores y exteriores 26 dispuestas en el espacio intermedio entre el piston 21 y la pared 12 del cilindro interior y la pared 11 del cilindro exterior para aislar de manera hermetica la camara 24 de presion de la camara 27 de sellado, particularmente definido por la superficie 22 de sellado del piston 21, el arbol giratorio 17, el disco 19 de sellado y el cilindro 9.
El piston 21 puede estar bloqueado para no girar con respecto al cilindro 9 o, alternativamente, se puede permitir que el piston gire con respecto al cilindro 9. En ambos casos, las juntas anulares 26 no estan sujetas a friccion y desgaste permanentemente, sino solo cuando el piston 21 se mueve temporalmente con respecto al cilindro 9.
De acuerdo con una realizacion adicional, el piston 21 puede estar provisto de al menos una junta anular delantera 28 (mostrada en la figura 6) alojada en la superficie 22 de sellado y que se extiende alrededor del arbol giratorio 17, adecuada para aplicar de manera hermetica el disco 19 de sellado cuando el piston 21 esta en la posicion de sellado. Ademas, al menos dicha junta delantera 28 no esta sujeta a un desgaste por friccion permanente, sino solo durante el sellado.
En la realizacion en la que el piston 21 puede girar libremente junto con el disco 19 de sellado dentro del cilindro 9, al menos dicha junta delantera 28 esta sometida a una presion casi estatica.
En la realizacion en la que se evita que el piston 21 gire junto con el disco 19 de sellado dentro del cilindro 9, al menos dicha junta delantera 28 se somete a desgaste por friccion solo cuando el piston 21 esta en la posicion de sellado.
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En tal caso, el conector comprende al menos un miembro 42, 43 de aplicacion deslizable que permite que el piston 21 se deslice con respecto al cilindro 9 a lo largo del eje geometrico de rotacion S-S, pero evita que el piston 21 gire con respecto al cilindro 9 sobre el eje geometrico de rotacion S-S.
Por ejemplo, la aplicacion deslizable es un miembro 42 de proyeccion integral al cilindro 9 y aplicado de manera deslizante en una ranura correspondiente en el piston 21 en una direccion paralela al eje geometrico de rotacion S-S (mostrado, por ejemplo, en las figuras 1,2, 3, 4, 5).
De acuerdo con una realizacion, se puede proporcionar al menos una junta delantera en la superficie 34 de sellado del disco (no mostrada). Particularmente, al menos dicha junta delantera en la superficie de sellado del disco puede estar presente ademas o en reemplazo de la junta delantera 28 en el piston 21.
Particularmente, las juntas delanteras 28 podrian no ser necesarias en el caso de que la pelicula de sellado sea suficiente para formar un sello en condiciones de funcionamiento.
En tal caso, se obtiene la importante ventaja de no tener que reemplazar dichas juntas, lo que reduce los costes de mantenimiento del conector.
De acuerdo con una realizacion mostrada en la figura 1, el conector 1 puede comprender un conector electrico 81 que comprende una porcion estacionaria 82 con respecto al conducto 2 de entrada, y una porcion giratoria 83 integral al arbol giratorio 17, en la cual la porcion estacionaria 82 esta en comunicacion electrica con la porcion giratoria 83. Se pueden conectar diferentes longitudes de circuitos electricos o electronicos a la porcion estacionaria 82 y la porcion giratoria 83. Por ejemplo, dicho conector electrico puede conectar una fuente de energia electrica y/o una unidad central electrica integral al conducto 2 de entrada y sensores o unidades de consumo integrales al conducto 3 de salida, por ejemplo, montados en una rueda de un vehiculo que esta fijo al arbol giratorio 17.
La porcion giratoria 83 se puede conectar a una unidad de consumo de la rueda, por ejemplo, a traves del cable 84.
La porcion estacionaria 82 y la porcion giratoria 83 pueden estar conectadas electricamente entre si mediante contactos deslizantes o mediante contactos electromagneticos o de induccion magnetica.
De acuerdo con una segunda realizacion, mostrada en la figura 2, dos conjuntos 100 de cilindro-piston estan dispuestos en dos lados opuestos del disco 19 de sellado y se adaptan para ser desplazados en la aplicacion de sellado con el disco de sellado en ambos lados del disco 19 de sellado, creando asi dos barreras de sellado para interrumpir la comunicacion de fluido entre el conducto 2 de entrada y el conducto 3 de salida.
Cada conjunto 100 de cilindro-piston de esta realizacion puede tener las mismas caracteristicas del conjunto de cilindro-piston descrito anteriormente.
En el conector de esta segunda realizacion, dos pistones anulares 21 estan alojados de manera deslizante en el cilindro 9 en dos lados opuestos del disco 19 de sellado y cada piston 21 define una camara 24 de presion junto con el cilindro 9.
El conducto de fluido del fluido 25 de accionamiento del piston, o dos conductos independientes del fluido 25 de accionamiento del piston conducen a las camaras 24 de empuje para presurizar tales camaras 24 de empuje para desplazar los pistones 21 en ambos lados en la aplicacion de sellado con el disco 19 de sellado, por lo tanto creando dos barreras de sellado para interrumpir o abrir selectivamente la comunicacion de fluido entre la camara 5 de insercion y el conducto 3 de salida.
El conector 1, como se muestra en la figura 2, puede comprender una camara 7 de salida, dispuesta en el lado opuesto del conjunto o conjuntos 100 de piston-cilindro con respecto a la camara 5 de insercion. En particular, dicha camara 7 de salida pasa a traves de la entrada y la salida desde el arbol giratorio 17, y es adecuada para recoger el fluido residual que posiblemente se filtre a traves de un paso 14 de salida del conjunto 100 de cilindro-piston dispuesto en un lado opuesto al conjunto de cilindro-piston dispuesto en la proximidad del primer extremo libre 84 del arbol giratorio 17.
De acuerdo con una realizacion adicional (figuras 2, 6), el arbol giratorio 17 define un conducto auxiliar interior 48 que esta separado del conducto 3 de salida y que tiene una abertura que conduce a la camara 27 de sellado del cilindro 9 para transportar el fluido de sellado de la camara 27 de sellado a un orificio 88 de salida del fluido de sellado fuera del arbol giratorio 17 (por ejemplo, para suministrar aceite lubricante o fluido de sellado en un neumatico destinado a ser presurizado) o para dispensar o suministrar el liquido de sellado en la camara 27 de sellado de una pluralidad de cilindros 9 a traves del mismo arbol giratorio 17.
De acuerdo con otra realizacion, mostrada en la figura 3, dos pares de conjuntos 100 de cilindro-piston como se describe anteriormente estan montados a lo largo de un mismo arbol giratorio 17, dentro del cual se define el conducto 3 de salida.
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Tal realizacion es particularmente ventajosa en el caso de que el arbol giratorio 17 sea el eje geometrico de un vehiculo, uniendo dos ruedas opuestas del vehiculo, particularmente en el caso de un eje geometrico para las ruedas de accionamiento.
Esta realizacion difiere de las realizaciones de las figuras anteriores en que la camara 5 de insercion esta interpuesta entre dos pares de conjuntos 100 de cilindro-piston. En cuanto a las realizaciones descritas en las figuras anteriores, la camara 5 de insercion se puede asegurar de manera hermetica al conducto 2 de entrada y conduce a la abertura 70 de entrada del conducto 3 de salida. Por lo tanto, tanto el conducto 2 de entrada como la abertura 70 de entrada del conducto de salida estan interpuestos entre los dos pares de conjuntos 100 de cilindro- piston.
Tambien se muestran medios 120 de suspension elastica en la figura 3, que son adecuados para conectar elasticamente el conector 1 de acuerdo con la invencion, o particularmente una carcasa 4 que contiene el conector, a una estructura fija, por ejemplo, un vehiculo.
La figura 4 muestra una realizacion de un conector de acuerdo con la presente invencion, que comprende dos conjuntos de piston-cilindro unicos montados en un mismo arbol giratorio 17.
Cada unidad de cilindro-piston se implementa de acuerdo con las caracteristicas del conector de la figura 1.
La camara 5 de insercion esta interpuesta entre dos conjuntos 100 de cilindro-piston, en particular dispuestos mutuamente especularmente. La camara 5 de insercion se puede asegurar de manera hermetica al conducto 2 de entrada y conduce a la abertura 70 de entrada del conducto 3 de salida. Por lo tanto, tanto el conducto 2 de entrada como la abertura 70 de entrada del conducto de salida estan interpuestos entre los dos conjuntos 100 de cilindro- piston formados cada uno por un unico piston 21 y un unico disco 19 de sellado.
Una posible realizacion del conector 1 de acuerdo con la invencion se muestra, por ejemplo, pero sin limitacion, en la figura 5, en la cual dos conjuntos de cilindro-piston estan montados en un mismo arbol giratorio 17. Los dos conjuntos 100 de cilindro-piston estan montados especularmente entre si. Particularmente, el conducto 2 de entrada tiene dos salidas opuestas diferentes, cada una de dichas salidas orientadas a una camara 24 de empuje interpuesta entre cada una de dichas salidas y la superficie 23 de empuje de cada uno de dichos pistones 21. Por lo tanto, el conducto 2 de insercion se separa en dos ramas opuestas que se extienden paralelas al eje geometrico de rotacion S-S del arbol giratorio 17, cada una de ellas hacia un piston respectivo 21.
La superficie 23 de empuje de cada uno de los dos pistones 21 puede definirse por una cavidad 23' obtenida en el piston. Por ejemplo, dicha cavidad tiene forma cilindrica o tubular.
El conducto 2 de entrada conduce a dicha cavidad 23' y comprende una rama 25', 25" de extremo al menos parcialmente dispuesta de manera deslizante dentro de la cavidad 23', y se extiende paralela al eje geometrico de rotacion S-S para permitir que el piston 21 se deslice libremente a lo largo del eje geometrico de rotacion S-S.
Una junta 26', en particular, puede estar interpuesta entre la rama 25', 25" de extremo y la cavidad 23'.
Ventajosamente, la cavidad 23' junto con la rama 25', 25" de extremo forma una camara 24 de empuje para empujar el piston 21 contra el disco 19 de sellado.
Alternativamente, la cavidad 23', junto con la rama 25', 25" de extremo y la junta 26', forman una camara 24 de empuje para empujar el piston 21 contra el disco 19 de sellado.
En el ejemplo representado en la figura, dos pistones cilindricos 21 distintos y dos discos 19 de sellado distintos estan presentes, en los cuales los pistones 21 estan dispuestos en un area central del conector, mientras que los discos 19 estan dispuestos en lados opuestos con respecto a dicha area central. Cuando la presion en las camaras 24 de presion excede un valor de umbral, los pistones 21 se alejan axialmente entre si hacia afuera del conector y, por lo tanto, hacia los discos 19.
En el ejemplo representado en la figura 5, se forman dos barreras de sellado opuestas entre el conducto 2 de entrada y el conducto 3 de salida.
Se puede proporcionar un miembro 13' de soporte, que comprende una porcion tubular 13" que tiene extremos opuestos, configurados de modo que pueden ser acoplables de manera deslizable con las cavidades 23' de los pistones.
De acuerdo con una realizacion, el conducto 2 de entrada se obtiene dentro de dicho miembro 13' de soporte. Ademas, la camara 5 de insercion esta interpuesta entre el conducto 2 de entrada y el conducto 3 de salida a traves
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de una abertura 70' en el conducto 2 de entrada, que pone en comunicacion fluida el conducto 2 de entrada con la camara 5 de insercion.
Los medios 46 de valvula estan dispuestos en esta abertura 70', y estan configurados para abrir el paso de fluido desde el conducto 2 de entrada al conducto 3 de salida solo despues de que los pistones 21 completaron su carrera de movimiento hacia los respectivos discos 19 de sellado, por lo tanto, solo cuando los pistones alcanzan la posicion de sellado.
Los medios de valvula 64 comprenden una valvula de retencion tipicamente cerrada. Dicha valvula se mantiene cerrada en virtud de la accion elastica de un resorte 46'. Cuando la presion del fluido dentro del conducto 2 de entrada excede la reaccion elastica del resorte 46' de la valvula 46, el fluido abre la valvula 46 que fluye en el conducto 3 de salida.
Al ajustar o seleccionar la fuerza elastica del resorte 46' para que la valvula 46 se abra solo despues de que los pistones hayan alcanzado la posicion de sellado, se obtiene un sistema automatico, que implementa la transferencia de fluido desde el conducto 2 de entrada al conducto 3 de salida solo cuando el sello entre ellos se ha formado.
La figura 6 representa una realizacion alternativa de la figura 2, y muestra un conector 1 que tiene dos unidades 100 de cilindro-piston adecuadas para actuar en lados opuestos en un mismo disco 19 de sellado. La realizacion de la figura 6 difiere de la de la figura 2 por la presencia de un conducto 33 de fluido de sellado que pasa a traves del disco 33 de sellado que se extiende de manera inclinada con respecto al eje geometrico de rotacion S-S entre una posicion radialmente exterior del disco y un conducto secundario 48 dentro del arbol giratorio 17, para dirigir un fluido de empuje hacia una unidad de consumo integral al conducto 3 de salida.
De acuerdo con una realizacion, por ejemplo, mostrada en la figura 6, un impulsor 41 esta formado a lo largo de una periferia exterior del disco 19 de sellado, de modo que, cuando el arbol giratorio 17 gira con respecto al cilindro 9 en una direccion predeterminada, bombea el fluido de piston o de sellado contra su fuga a traves del espacio intermedio entre el arbol giratorio y la pared 13 de extremo.
De acuerdo con una realizacion mostrada en la figura 6, el conector 1 puede comprender un impulsor 47 acoplado en el arbol giratorio 17 adecuado para generar un flujo de aire opuesto a la fuga de fluido hacia afuera desde la camara 24 de empuje hacia afuera a traves del espacio intermedio 14.
De acuerdo con una realizacion, por ejemplo, mostrada en la figura 6, el disco 19 de sellado puede tener un revestimiento 45 de baja friccion que forma la superficie de sellado del piston 21 y/o que forma una superficie opuesta del disco giratorio 19. Por ejemplo, dicho revestimiento es un revestimiento de PTFE aplicado a dicha superficie 22 de sellado o dicha superficie 34 de contra sellado, o en placas de PTFE reemplazables aseguradas frontalmente a dicho piston 21 y/o dicho disco giratorio 19.
El conector 1 descrito anteriormente desde el punto de vista de las caracteristicas tecnicas se describira ahora desde el punto de vista del funcionamiento del mismo.
En condiciones de descanso, por lo tanto, cuando no se desea una conexion de sellado entre el conducto 2 de entrada y el conducto 3 de salida, el piston, o los pistones 21, estan en la posicion de no sellado. El arbol giratorio 17 puede girar libremente, y no se establece contacto entre el disco 19 de sellado y los pistones 21.
Por otro lado, cuando se desea implementar una conexion de sellado entre el conducto 2 de entrada y el conducto 3 de salida, por ejemplo, para inflar un neumatico del vehiculo durante la conduccion del vehiculo, el fluido de accionamiento del piston se presuriza hasta que los pistones 21 avanzan contra el disco 19 de sellado. Al mismo tiempo, en aquellas realizaciones en las que se proporciona, el fluido de sellado se presuriza, que puede ser o no el mismo fluido de accionamiento del piston, generando una capa de fluido entre la superficie 22 de sellado del piston 21 y la superficie de contra sellado del disco giratorio 19. De tal manera, se genera el sello fluido entre la camara 5 de insercion y el conducto 3 de salida. En este punto, el pasaje entre el conducto 2 de entrada y el conducto 3 de salida se abre, por ejemplo, actuando sobre la valvula 46.
De tal manera, es posible transferir el fluido desde el conducto 2 de entrada al conducto 3 de salida, que esta girando con respecto al conducto 2 de entrada, mientras se implementa un sello temporal.
De acuerdo con una realizacion adicional del conector 1, por ejemplo, mostrado en la figura 7, la camara 5 de insercion esta contenida dentro de dicha pared 12 del cilindro interior, y el piston 21 es hueco y tiene forma de copa que tiene una cavidad interior 71 acoplada de manera deslizable fuera de dicha pared 12 del cilindro interior, de manera que, a medida que aumenta la presion en la camara 5 de insercion, el piston 21 es empujado contra el disco 19 de sellado.
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De acuerdo con una realizacion, el piston 21 comprende una segunda valvula 146 de retencion montada a horcajadas de una porcion 73 de cabeza adecuada para abrir un paso de fluido a traves de dicha porcion 73 de cabeza entre la camara 5 de insercion y la abertura 70 de entrada en el conducto 3 de salida.
De acuerdo con una realizacion, la segunda valvula 146 de retencion esta montada alineada con dicha valvula 46, y dicha segunda valvula 146 es accionable a un valor de presion en la camara 5 de insercion mas alto que un valor de presion necesario para desplazar el piston, de modo que dicha segunda valvula abre un pasaje para el fluido solo cuando el piston esta en dicha posicion de sellado.
De tal manera, a medida que aumenta la presion del fluido en la camara 5 de insercion, la segunda valvula 146 permanece cerrada hasta alcanzar un valor de presion predeterminado. Mientras la valvula 146 esta cerrada, la presion del fluido que empuja contra la superficie 23 de empuje del piston hace que el piston 21 avance hacia el disco 19 de sellado. Cuando el piston 21 ha alcanzado el disco 19 de sellado, la progresion de dicho piston se detiene mediante el disco 19 de sellado. A medida que aumenta la presion del fluido contra la superficie 23 de empuje del piston 21, y a medida que aumenta la presion en la camara 5 de insercion contenida en la pared interior 12 del cilindro, tal presion alcanza un valor de presion por encima del cual se abre la valvula 146. Tal valvula 146 esta configurada de manera que cuando el piston 21 esta en la posicion de sellado, cuando la valvula 146 se acciona para abrir, se acciona para abrir tambien la valvula 46. De tal manera, el paso de fluido entre el conducto 2 de entrada y el conducto 3 de salida se abre.
La valvula 146 es una valvula que se abre cuando la presion a la que esta sujeta excede la fuerza elastica ejercida por un resorte 146' de expansion contenido en tal valvula 146. Por lo tanto, la valvula 146 se abre solo al exceder un valor de presion predeterminado en la camara de insercion.
Tambien en este caso, el conector 1 abre el paso entre el conducto 2 de entrada y el conducto 3 de salida solo cuando el piston 21 esta en la posicion de sellado.
Tambien en este caso, el conector 1 abre automaticamente el paso de fluido entre el conducto 2 de entrada y el conducto 3 de salida.
De acuerdo con una realizacion, un resorte 147 de retorno puede estar dispuesto entre el piston 21 y el cilindro 9, particularmente entre el piston 21 y una pared 113 que soporta de manera giratoria el arbol giratorio 17, para desplazar el piston 21 desde la posicion de sellado a la posicion de no sellado o posicion de reposo.
Un ejemplo de la aplicacion de un conector entre un conducto de entrada y un conducto de salida que puede girar con respecto al conducto de entrada se proporciona en la figura 8.
Particularmente, el conector puede usarse para llevar a una presion deseada o para presurizar o inflar un neumatico montado en un vehiculo, durante la conduccion del vehiculo. Por lo tanto, este dispositivo permite evitar detener el vehiculo, conectar una fuente de aire presurizado al neumatico y llevar a cabo la presurizacion de esa manera.
Una planta 300 de presurizacion de un neumatico durante la carrera de un vehiculo soportado por tal neumatico, puede comprender una fuente 201 de aire presurizado, por ejemplo, un tanque de aire presurizado conectado a un ventilador 202 de aire presurizado. Se puede proporcionar un dispensador 203 de aire presurizado, interpuesto entre la fuente 4 de aire presurizado y el conducto 2 de entrada, por ejemplo, para controlar la presion en el conducto 2 de entrada por ejemplo, para formar el sello y posteriormente abrir el paso entre el conducto 2 de entrada y el conducto 3 de salida. En el caso de que el conector 1 requiera un fluido de accionamiento de piston que sea diferente del fluido a transferir entre el conducto 2 de entrada y el conducto 3 de salida, por ejemplo, dicho fluido de accionamiento de piston es un aceite hidraulico, una bomba 204 de presion se proporciona para presurizar tal fluido. La bomba 204 de presion podria estar conectada a un tanque 205 de fluido de accionamiento de piston, en el que dicho tanque 205 esta, por ejemplo, aguas arriba de la bomba 204 de presion. La bomba 204 de presion esta conectada al conducto 25 de fluido de accionamiento del piston del conector 1, a fin de actuar para desplazar el piston 21 y formar el sello. Entre la bomba 204 de presion y el conector 1, se puede interponer un dispensador 208 de fluido de accionamiento del piston, para ajustar la presion para accionar el piston o los pistones 21. El dispensador 203 y el dispensador 208 pueden integrarse en un dispensador unico como se muestra esquematicamente en la figura 8. Una unidad 207 de control central, por ejemplo, una unidad informatica, puede controlar el dispensador 203 y/o 208. La unidad de control 207, asi como las bombas y el dispensador pueden, por ejemplo, pero no necesariamente, ser suministrados por fuentes electricas exteriores a traves de las lineas 210.
El dispensador puede tener, por ejemplo, pero no necesariamente, lineas 211, 212 de fluido de salida para suministrar otras unidades de consumo.
El conector 1 y la planta 300 pueden montarse en un vehiculo preexistente, para modificar tal vehiculo. De hecho, en vehiculos comerciales grandes como, por ejemplo, un camion o un camion articulado, generalmente estan presentes tanto una planta para proporcionar aire a presion como una planta para proporcionar aceite a presion para accionar los pistones hidraulicos.
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La porcion de la planta que comprende la bomba 204 de presion para presurizar el fluido de accionamiento del piston puede no estar presente, en el caso de que el fluido de accionamiento del piston coincida con el fluido a transferir entre el conducto de entrada y el conducto de salida, como para las realizaciones en las figuras 5, 7.
La presente invencion tambien puede referirse a un vehiculo que comprende tal conector 1 y tal planta 300 de presurizacion.
De acuerdo con una posible realizacion, el arbol giratorio 17 es un arbol de soporte de una helice para propulsar, por ejemplo, un medio anfibio, de un barco, de un submarino. En tal caso, el sello se implementa solo temporalmente accionando el piston 21 contra el disco giratorio, por ejemplo, solo cuando es requerido por una inmersion temporal, mientras que el sello se desactiva cuando no es requerido, permitiendo proteger las juntas, si las hay, o las partes mecanicas en un deslizamiento temporal. Tal dispositivo tambien se puede usar para implementar un sello entre el eje geometrico de la rueda de un medio anfibio.
En otros terminos, de acuerdo con una realizacion, el conducto 3 de salida se reemplaza por un arbol o eje geometrico de una helice para impulsar un medio de transporte, particularmente un medio anfibio, y el conducto 2 de entrada se reemplaza por una estructura de soporte de dicho medio de transporte.
Entre las multiples ventajas dadas por la presente invencion, se pueden identificar las siguientes.
El accionamiento del conector puede ser completamente automatico y configurable, de modo que el sellado se produce solo cuando se exceden los valores de presion predeterminados en el conducto de entrada, o al exceder los valores de diferencia de presion dados entre el conducto de entrada y el conducto de salida.
La operacion de configuracion de dicho conector puede tener lugar seleccionando las constantes elasticas de los resortes de los medios 46 de valvula y/o la valvula 146 de retencion.
En el caso de uso con un neumatico en movimiento, si el neumatico esta perforado, la insuflacion continua de un caudal de aire en el neumatico podria igualar o superar el caudal de aire que sale del agujero, evitando que el neumatico se desinfle hasta llegar a su destino.
Al controlar la entrada de caudal de aire al neumatico cuando se acciona, el desgaste del mismo neumatico puede optimizarse, ademas de ahorrar combustible en virtud de un nivel de presion optimo dentro del neumatico. De esta manera, la presion en el neumatico tambien se puede ajustar de acuerdo con el peso del vehiculo.
Un conector de acuerdo con la invencion puede montarse en la estructura del vehiculo, evitando tener que reemplazarlo cuando se reemplaza la rueda.
A las realizaciones preferidas del dispositivo descritas anteriormente, los expertos en la tecnica, con el objetivo de satisfacer necesidades especificas y contingentes, podran realizar una serie de modificaciones, adaptaciones y reemplazos de elementos con otros funcionalmente equivalentes, sin no obstante apartarse del alcance de las siguientes reivindicaciones.

Claims (14)

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    REIVINDICACIONES
    1. - Un conector (1) para transferir al menos un fluido o para aplicar una presion neumatica desde un conducto (2) de entrada a un conducto (3) de salida que puede girar con respecto al conducto (2) de entrada, en el cual el conector (1) comprende:
    - un arbol giratorio (17) que define el conducto (3) de salida en el mismo, que tiene una abertura (70) de entrada, dicho arbol giratorio (17) que define un eje geometrico de rotacion (S-S) y que comprende un disco (19) de sellado que se extiende radialmente desde dicho arbol giratorio (17);
    - una camara (5) de insercion a la que dicho conducto (2) de entrada se puede sellar de manera hermetica, conduciendo dicha camara (5) de insercion a dicha abertura (70) de entrada del conducto (3) de salida;
    - al menos un primer conjunto (100) de cilindro-piston que comprende un cilindro (9) y un piston (21) deslizable en dicho cilindro (9), teniendo dicho piston (21) una superficie (22) de sellado orientada hacia el disco (19) de sellado, y dicho cilindro (9) estando conectado de manera fluida o pudiendo conectarse a dicha camara (5) de insercion;
    estando configurado dicho piston (21) para ser accionado selectivamente entre:
    una posicion de sellado, en la cual la superficie (22) de sellado esta a una distancia minima o en contacto con el disco (19) de sellado de manera que un camino de fluido sellado se forma entre dicha camara (5) de insercion y dicha abertura (70) de entrada del conducto (3) de salida para impedir que el fluido pase a traves del espacio entre la superficie (22) de sellado de piston y el disco (19) de sellado, y para obligar al fluido a pasar desde la camara (5) de insercion al conducto (3) de salida, por lo tanto desde el conducto (2) de entrada al conducto (3) de salida;
    y una posicion de no sellado, en la cual la superficie (19) de sellado se aleja del disco (19) de sellado, de manera que un camino de fluido no sellado se forma entre dicha camara (5) de insercion y dicha abertura (70) de entrada del conducto (3) de salida, el fluido siendo libre para atravesar el espacio entre la superficie (22) de sellado del piston y el disco (19) de sellado en lugar de hacerlo pasar desde la camara (5) de insercion a la abertura (70) de entrada del conducto (3) de salida, por lo tanto entre el conducto (2) de entrada y el conducto (3) de salida.
  2. 2. - El conector (1) de acuerdo con la reivindicacion 1, que comprende un conducto (29) de fluido de sellado que se puede conectar a una fuente (30) de fluido de sellado y que se abre en una camara (27) de sellado, al menos parcialmente definida por la superficie (22) de sellado del piston (21) y por una superficie (34) de contra sellado opuesta del disco (19) de sellado, para transferir y presurizar un fluido de sellado en dicha camara (27) de sellado y formar una capa o una pelicula de sellado de fluido de sellado entre dicha superficie (22) de sellado del piston (3) y dicha superficie (34) de contra sellado del disco (19).
  3. 3. - El conector de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, en el que dicho piston (21) tiene una superficie (23) de empuje opuesta a dicha superficie (22) de sellado, en la que dicha superficie (23) de empuje define al menos parcialmente una camara (24) de presion que tiene una entrada (25) de fluido de accionamiento del piston para influir en dicha superficie (23) de empuje para mover el piston (21) hacia el disco (19) entre dicha posicion de no sellado y dicha posicion de sellado;
    en el que dicho conducto (29) de fluido de sellado esta en comunicacion con el conducto de fluido (25) de accionamiento del piston y un flujo parcial de dicho fluido (25) de accionamiento del piston forma dicha pelicula de sellado.
  4. 4. - El conector (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el piston (21) tiene una forma tal que un area de empuje efectiva de la superficie de empuje del piston (23) es mas grande que un area de empuje efectiva de la superficie de sellado del piston (22) para permitir que el piston (21) se desplace contra la presion del fluido de sellado en la posicion de sellado.
  5. 5. - El conector (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que al menos uno entre el piston (22) y el disco (19) de sellado forma o comprende un conducto (33) de fluido de sellado que tiene una entrada dispuesta radialmente exterior a la superficie (22) de sellado o la superficie (34) de contra sellado y la abertura en la camara (27) de sellado para formar dicha pelicula de sellado.
  6. 6. - El conector de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho cilindro (9) es un cilindro anular que comprende una pared (11) del cilindro exterior dispuesta radialmente hacia afuera de dicho disco (19) de sellado que permite su libre rotacion, una pared (12) del cilindro interior coaxial con la pared (11) del cilindro exterior, una pared (13) de extremo que conecta dicha pared(11) del cilindro exterior y dicha pared (12) del cilindro interior, en el que dicha pared (11) del cilindro exterior, dicha pared (12) del cilindro interior y dicha pared (13) de extremo define entre ellos un espacio cilindrico anular interior (10);
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    en el que dicho piston deslizable (21) es un piston anular que se recibe de manera deslizable en el espacio (10) de cilindro y se puede accionar variando la presion en la camara (24) de presion.
  7. 7. - El conector de acuerdo con la reivindicacion 6, en el que dicha pared (12) del cilindro interior tiene una forma tubular cilindrica y esta configurada para ser atravesada por dicho arbol giratorio (17).
  8. 8. - El conector de acuerdo con al menos cualquier reivindicacion precedente, en el que dicho conducto (3) de salida comprende medios (46) de valvula configurados para abrir el pasaje de fluido entre dicha camara (5) de insercion y dicho conducto (3) de salida cuando dicho piston (21) esta en la posicion de sellado.
  9. 9. - El conector de acuerdo con la reivindicacion 8, en el que dichos medios (46) de valvula estan configurados para abrir el pasaje de fluido entre dicha camara (5) de insercion y dicho conducto (3) de salida al sobrepasar un umbral de presion predeterminado de dicho fluido en la camara (5) de insercion, o al sobrepasar un valor predeterminado de la diferencia entre la presion en la camara (5) de insercion y la presion en el conducto (3) de salida.
  10. 10. - El conector de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones precedentes, que comprende al menos un conjunto (100) de cilindro-piston adicional configurado como el primer conjunto (100') de cilindro-piston, en el que dicho piston (21) de dicho primer conjunto (100) de cilindro-piston y dicho piston (21) de dicha segunda unidad (100') de cilindro-piston estan dispuestos en dos lados opuestos del disco (19) de sellado y son adecuados para ser desplazados en la aplicacion de sellado con el disco (19) de sellado en ambos lados del disco (19) de sellado, creando asi al menos dos barreras de sellado para interrumpir la comunicacion de fluido entre el conducto (2) de entrada y el conducto (3) de salida.
  11. 11. - El conector (1) de acuerdo con cualquier reivindicacion precedente, en el que el arbol giratorio (17) define un conducto auxiliar interior (48), separado del conducto (3) de salida y que tiene una abertura que se abre hacia la camara (27) de sellado del cilindro (9).
  12. 12. - El conector (1) de acuerdo con la reivindicacion 1 o 6, en el que dicha camara (5) de insercion esta contenida dentro de dicha pared (12) del cilindro interior, y el piston (21) es hueco y tiene forma de copa, teniendo una cavidad interior (71) acoplada de manera deslizante fuera de dicha pared (12) del cilindro interior de manera que, a medida que aumenta la presion en la camara (5) de insercion, el piston (21) es empujado contra el disco (19) de sellado.
  13. 13. - El conector (1) de acuerdo con la reivindicacion 12, en el que el piston (21) comprende una segunda valvula (146) de retencion montada a horcajadas de una porcion (73) de cabeza adecuada para abrir un paso de fluido a traves de dicha porcion (73) de cabeza entre la camara (5) de insercion y la abertura (70) de entrada en el conducto (3) de salida, o ademas, en el que dicha segunda valvula (146) de retencion esta montada alineada a dicha valvula (46), y dicha segunda valvula (146) se puede accionar en un valor de presion en la camara (5) de insercion mas alto que el valor de presion necesario para desplazar el piston, de modo que dicha segunda valvula abre un pasaje para el fluido solo cuando el piston esta en dicha posicion de sellado.
  14. 14. - Un vehiculo compatible con al menos dos ruedas que tiene un neumatico inflable (215), en el que dicho vehiculo comprende un conector (1) como se define en al menos una de las reivindicaciones precedentes, en el que el conducto (2) de entrada esta conectado a una fuente (201) de aire a presion a bordo del vehiculo, y dicho conducto (3) de salida se puede conectar con el interior de dicho neumatico inflable (215), y dicho arbol giratorio (17) coincide con el eje geometrico de la rueda del vehiculo o con un cubo de rueda del vehiculo.
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