ES2878133T3 - Fuelle de estanqueidad - Google Patents

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Abstract

Fuelle de estanqueidad que comprende una camisa (1) de un material elástico de caucho que por el lado frontal presenta respectivamente a ambos lados una zona marginal (2, 3), disponiéndose en al menos una de las zonas marginales (2, 3) un anillo tensor (4, 5) para la fijación del fuelle de estanqueidad, disponiéndose el anillo tensor (4, 5) sin un enlace químico exclusivamente en arrastre de forma en la zona marginal (2, 3), configurándose el anillo tensor (4, 5) fundamentalmente en forma de L, visto en la sección longitudinal del fuelle de estanqueidad, con un brazo axial (6) y con un brazo radial (7), presentando el anillo tensor (4, 5) perforaciones (8) atravesadas por el material elástico de caucho de la respectiva zona marginal (2, 3), practicándose las perforaciones (8) en el brazo axial (6) y en el brazo radial (7) repartidas uniformemente en la dirección perimetral (9), caracterizado por que las perforaciones (8) en el brazo axial (6) y en el brazo radial (7) se practican, visto en la dirección perimetral (9), de forma escalonada entre sí.

Description

DESCRIPCIÓN
Fuelle de estanqueidad
Ámbito técnico
La invención se refiere a un fuelle de estanqueidad que comprende una carcasa de un material elástico de caucho que por el lado frontal presenta respectivamente a ambos lados una zona marginal, disponiéndose en al menos una de las zonas marginales un anillo tensor para la fijación del fuelle de estanqueidad, disponiéndose el anillo tensor sin un enlace químico exclusivamente en arrastre de forma en la zona marginal, configurándose el anillo tensor, visto en la sección longitudinal del fuelle de estanqueidad, fundamentalmente en forma de L, con un brazo axial y con un brazo radial, presentando el anillo tensor perforaciones atravesadas por el material elástico de caucho de la respectiva zona marginal y practicándose las perforaciones en el brazo axial y en el brazo radial de forma uniformemente repartida en la dirección perimetral.
Estado de la técnica
Por el documento DE 4209646 A1 se conoce un fuelle de estanqueidad de este tipo.
El fuelle de estanqueidad se configura como una tapa protectora para un cilindro de freno de un freno de disco, presentando el fuelle de estanqueidad axialmente, por una parte, un resalte de fijación y comprendiendo axialmente, por otra parte, un inserto de refuerzo en forma de un anillo rodeado, al menos parcialmente, por el material del fuelle de estanqueidad.
El anillo presenta perforaciones y se dispone en una bolsa anular abierta, por un lado. El material del fuelle de estanqueidad atraviesa las perforaciones. Se suprime una unión adhesiva entre el material del fuelle de estanqueidad y el anillo. En su lugar, mediante la penetración del material del fuelle de estanqueidad en las perforaciones del anillo se crea una unión en arrastre de forma que une los dos componentes firmemente entre sí. De este modo, el anillo se puede recubrir por inyección con el material del fuelle de estanqueidad sin necesidad de adoptar medidas especiales para crear una adhesión.
Por el documento FR 2754 024 A1 se conoce otro fuelle de estanqueidad. El fuelle de estanqueidad citado también comprende las características del preámbulo de la reivindicación 1, practicándose especialmente las perforaciones en el brazo axial y en el brazo radial repartidas uniformemente en la dirección perimetral.
Visto en la dirección perimetral, las perforaciones en el brazo axial y en el brazo radial se practican en un plano radial común, como se representa en la figura 3.
Por el documento DE 102006039861 A1 se conoce otro fuelle de estanqueidad. Por el lado frontal, a ambos lados de la camisa, se disponen las zonas marginales que se van transformando una en otra en una sola pieza y que se configuran con la camisa en un solo material. La camisa del fuelle de estanqueidad citado presenta varios pliegues. El fuelle de estanqueidad se configura como un fuelle.
En ambas zonas marginales se dispone respectivamente un anillo tensor. Una de las zonas marginales rodea de forma impermeabilizante un pivote esférico de una junta esférica, y la otra zona marginal se une de forma impermeabilizante a una carcasa. La bola de junta de la junta esférica se apoya de forma giratoria y pivotante en el interior de una carcasa.
La inserción de los anillos tensores en las zonas marginales tiene lugar durante un proceso de vulcanización, de manera que los anillos tensores compuestos de un material metálico se recubran de antemano con un agente adhesivo que posteriormente es necesario para una unión por adherencia de materiales al material elástico de caucho de las zonas marginales.
Para la fabricación del fuelle de estanqueidad antes citado, los anillos tensores dotados del agente adhesivo se introducen en una herramienta de vulcanización, se posicionan y a continuación se recubren por inyección o se aplican alrededor con el material elástico de caucho del que se componen la camisa y sus zonas marginales. Una vez completado el proceso de vulcanización, el fuelle de estanqueidad se desmolda de la herramienta de vulcanización. El recubrimiento de los anillos tensores con un agente adhesivo requiere mucho tiempo, resulta costoso y es perjudicial para el medio ambiente.
Para recubrir los anillos tensores con un agente adhesivo se requiere el uso de varios productos químicos y máquinas. Aparte del hecho de que un tratamiento previo como éste de los anillos tensores con el agente adhesivo requiere mucho tiempo, también consume energía y resulta caro, mediante el tratamiento previo del anillo tensor con un agente adhesivo se generan cantidades considerables de productos químicos contaminados que deben eliminarse como residuos peligrosos o tratarse en un costoso proceso de reciclaje.
En la figura 3 del documento DE 102006039861 A1 se revela un anillo tensor que en su extremo radialmente interior presenta unas garras de retención dispuestas adyacentes a distancia en la dirección perimetral. Las escotaduras a través de las cuales las garras de retención están separadas unas de otras en dirección perimetral se configuran fundamentalmente semicirculares y se abren radialmente hacia el interior. Las garras de retención garantizan una fijación segura de la zona marginal correspondiente en un componente correspondiente de una junta esférica. De este modo, la zona marginal en la que se dispone un anillo de apoyo de este tipo se asegura de forma fiable contra un desplazamiento axial no deseado.
Por el documento EP 2 711 593 A1 se conoce otro fuelle de estanqueidad. Los anillos tensores utilizados en este fuelle de estanqueidad se componen de un material metálico resistente y están completamente rodeados por el material elástico de caucho de las respectivas zonas de fijación. Gracias a la disposición de los anillos tensores en las zonas marginales que forman las zonas de fijación para el fuelle de estanqueidad, los respectivos anillos tensores están protegidos contra la corrosión, la pérdida o los daños mecánicos como, por ejemplo, el impacto de piedras. También resulta ventajoso que con la integración de los anillos tensores se impide un deterioro de la zona marginal, especialmente de la zona de obturación, mediante el montaje de elementos tensores externos en forma de banda.
Por el documento US 2015/0030376 A1 se conoce otro fuelle de estanqueidad en el que una camisa de un material elástico de caucho rodea, al menos en parte, con sus zonas marginales dispuestas a ambos lados por el lado frontal, respectivamente un anillo tensor. Los anillos tensores se configuran, visto en la sección longitudinal del fuelle de estanqueidad, fundamentalmente en forma de L y presentan un brazo axial y un brazo radial. Por lo tanto, en el brazo axial pueden practicarse perforaciones configuradas cerradas, repartidas uniformemente en la dirección perimetral y atravesadas por el material elástico de caucho de la zona marginal correspondiente de la camisa.
Por el documento US 5,466,084 se conoce un fuelle de estanqueidad, similar a los fuelles de estanqueidad antes descritos, presentando un anillo tensor, configurado fundamentalmente circular, perforaciones radialmente interiores atravesadas por la correspondiente zona marginal de la camisa compuesta de un material elástico de caucho. De este modo resulta una unión en arrastre de forma.
Por el documento EP 2080941 A1 se conoce otro fuelle de estanqueidad con un anillo tensor fundamentalmente en forma de L, practicándose en la zona de transición entre el brazo axial y el brazo radial perforaciones repartidas uniformemente en la dirección perimetral y presentando el brazo radial escotaduras configuradas radialmente en el lado perimetral interior con una forma aproximadamente semicircular. Las perforaciones y las escotaduras se practican, visto en dirección perimetral, en la misma posición, de forma similar al anillo tensor utilizado en el fuelle de estanqueidad del documento FR 2754024 A1.
Representación de la invención
La invención se basa en la tarea de perfeccionar un fuelle de estanqueidad del tipo mencionado al principio de manera que éste pueda fabricarse de un modo sencillo y económico, y de manera que la contaminación ambiental causada por la fabricación del fuelle de estanqueidad se reduzca a un mínimo. En especial, durante la fabricación del fuelle de estanqueidad no deben producirse residuos que deban eliminarse como residuos peligrosos o tratarse en un costoso proceso de reciclaje. Además, cuando las perforaciones están situadas en el brazo axial y en el brazo radial se consigue la mejor sujeción mecánica posible entre el anillo tensor y la respectiva zona marginal.
Según la invención, esta tarea se resuelve mediante un fuelle de estanqueidad con las características de la reivindicación 1. Las configuraciones ventajosas se mencionan en las reivindicaciones con referencia directa o indirecta a la reivindicación 1.
Para resolver la tarea se prevé practicar las perforaciones en el brazo axial y en el brazo radial de forma escalonada entre sí, visto en la dirección perimetral.
La disposición en arrastre de forma de los anillos tensores en la zona marginal respectiva es el único tipo de unión; no es necesario utilizar ningún enlace químico adicional. En este caso resulta ventajoso que el fuelle de estanqueidad pueda fabricarse en su conjunto de un modo sencillo, económico y respetuoso con el medio ambiente. Para la fabricación del fuelle de estanqueidad, los anillos tensores no tratados previamente, especialmente los anillos tensores que no están dotados de un agente adhesivo, se introducen en una herramienta de vulcanización, se posicionan y a continuación se recubren por inyección o se aplican alrededor con el material elástico de caucho del que se componen la camisa y sus zonas marginales. La unión, exclusivamente en arrastre de forma y sin embargo permanente, entre los anillos tensores y el material elástico de caucho de las respectivas zonas marginales se logra gracias a que los salientes y los destalonamientos de los anillos tensores están rodeados por el material elastomérico y, por consiguiente, quedan retenidos en el material elastomérico de las zonas marginales.
Una vez completado el proceso de vulcanización, el fuelle de estanqueidad listo para su uso se desmolda de la herramienta de vulcanización junto con los anillos tensores rodeados por las zonas marginales.
De este modo, los anillos tensores se mantienen en su posición prevista en el fuelle de estanqueidad únicamente mediante una unión en arrastre de forma.
El anillo tensor, visto en la sección longitudinal del fuelle de estanqueidad, se configura fundamentalmente en forma de L, con un brazo axial y con un brazo radial. Una forma de L como ésta permite que las zonas marginales del fuelle de estanqueidad se fijen de un modo especialmente sencillo y fiable en los elementos de máquina respectivamente adyacentes. Mediante los elementos tensores, las zonas marginales se fijan de forma impermeabilizante, bajo pretensión elástica, en los elementos de máquina respectivamente adyacentes.
Como ya se ha descrito al principio, una de las zonas marginales rodea, por ejemplo, un pivote esférico de una junta esférica, cuya bola de junta se aloja de forma giratoria y pivotante en el interior de una carcasa. Por el contrario, la otra zona marginal impermeabiliza estáticamente la carcasa.
Cuanto más fuerte sea la sujeción mecánica de los anillos tensores en la respectiva zona marginal, mejor se mantienen los elementos tensores en su posición dentro de las zonas marginales solamente mediante la unión en arrastre de forma.
Para lograr la mejor unión en arrastre de forma posible, el anillo tensor presenta perforaciones atravesadas por el material elástico de caucho de la respectiva zona marginal. Las perforaciones en los anillos tensores pueden practicarse mediante troquelado o corte por láser. Mediante los procedimientos de fabricación citados pueden realizarse perforaciones circulares, angulares o de cualquier otra geometría.
Por el lado perimetral exterior, las perforaciones están completamente rodeadas por una pared límite que forma un componente del respectivo anillo tensor. Gracias a la pared límite cerrada en sí misma, la unión en arrastre de forma de los anillos tensores en la respectiva zona marginal es especialmente resistente y duradera.
Las perforaciones en el brazo axial y/o en el brazo radial se practican repartidas uniformemente en dirección perimetral.
Pueden darse aplicaciones en las que para el posicionamiento de los anillos tensores en la respectiva zona marginal sea suficiente que sólo el brazo axial o sólo el brazo radial presente perforaciones para una sujeción con el material elástico de caucho de la zona marginal. Sin embargo, es posible obtener la mejor sujeción mecánica entre los anillos tensores y las respectivas zonas marginales si las perforaciones se practican en el brazo axial y en el brazo radial. Como consecuencia de la disposición uniformemente repartida de las perforaciones en la dirección perimetral, las cargas mecánicas en las zonas marginales, especialmente en las zonas en las que el material elástico de caucho de las zonas marginales atraviesa las perforaciones, son uniformes; de este modo se suprimen los picos de tensión que reducen la vida útil debido a una carga irregular de las zonas marginales, visto en dirección perimetral.
Visto en dirección perimetral, las perforaciones en el brazo axial y en el brazo radial se practican de forma escalonada entre sí. De este modo existe la posibilidad de prever escotaduras comparativamente grandes, a fin de obtener la mejor unión en arrastre de forma posible de los anillos tensores en la respectiva zona marginal.
Si las perforaciones en el brazo axial y en el brazo radial se practicaran, visto en dirección perimetral, en el mismo punto, prácticamente opuestas unas a otras, se produciría un debilitamiento no deseado del material resistente del que se componen los anillos tensores.
Preferiblemente se prevé disponer respectivamente en las dos zonas marginales un anillo tensor y disponer los dos anillos tensores sin un enlace químico exclusivamente en arrastre de forma en la respectiva zona marginal.
Los anillos tensores se componen de un material resistente.
Según una configuración ventajosa se puede prever que los anillos tensores se compongan de un material metálico. Los anillos tensores de este tipo se pueden fabricar de un modo sencillo y económico y, por este motivo, también resultan adecuados para fuelles de estanqueidad fabricados en grandes series.
En lugar de un material metálico, también pueden utilizarse materiales poliméricos para los anillos tensores.
Según una configuración ventajosa se puede prever que el brazo radial presente en su extremo libre y radialmente interior garras de retención dispuestas adyacentes a distancia en la dirección perimetral.
En dependencia de las respectivas circunstancias de la aplicación, las garras de retención pueden disponerse en un extremo libre y radialmente exterior del brazo radial.
Con el fin de obtener una buena unión en arrastre de forma entre la zona marginal y el anillo tensor a pesar de las garras de retención previstas, se puede prever practicar una perforación en cada garra de retención.
Durante el uso previsto del fuelle de estanqueidad, las garras de retención pueden insertarse en la superficie del componente correspondiente. Como se ha explicado antes, en el caso de los componentes correspondientes puede tratarse, por ejemplo, de un pivote esférico de una junta esférica o de una carcasa que rodea la bola de junta de la junta esférica. Este único proceso de montaje del fuelle de estanqueidad garantiza una fijación segura de las zonas marginales en los componentes correspondientes y relativamente móviles unos respecto a otros.
Las garras de retención antes descritas pueden preverse en general en sólo uno de los anillos tensores o en ambos anillos tensores.
Breve descripción del dibujo
A continuación, se describe más detalladamente por medio de las figuras 1 a 4 un ejemplo de realización del fuelle de estanqueidad según la invención. Éstas muestran respectivamente en una representación esquemática:
Figura 1 un ejemplo de realización del fuelle de estanqueidad en una representación en perspectiva, mostrándose los anillos tensores sólo parcialmente insertados en las zonas marginales, a fin de explicar su forma,
Figura 2 uno de los anillos tensores que presenta el diámetro mayor y en el que el brazo radial presenta garras de retención,
Figura 3 el otro anillo tensor utilizado, con un diámetro relativamente menor, que no presenta garras de retención, Figura 4 un ejemplo de realización de un conjunto de fuelle de estanqueidad en el que se utiliza el fuelle de estanqueidad según las figuras 1 a 3.
Realización de la invención
En la figura 1 se muestra un primer ejemplo de realización del fuelle de estanqueidad en una representación en perspectiva. Para poder representar más claramente la forma de los anillos tensores 4, 5 utilizados en las correspondientes zonas marginales 2, 3, los anillos tensores 4, 5 sólo se representan parcialmente rodeados por el material elástico de caucho de las zonas marginales 2, 3. Además, para una mayor claridad de la invención, un segmento está separado de la camisa 1.
A excepción de los anillos tensores 4, 5, el fuelle de estanqueidad se compone de un modo uniforme de un material elástico de caucho. En el ejemplo de realización mostrado, la camisa 1 no presenta ningún pliegue.
Alternativamente, el fuelle de estanqueidad puede configurarse como un fuelle.
El estado instalado del fuelle de estanqueidad se muestra en la figura 4 y se describe más adelante con mayor detalle.
En el ejemplo de realización mostrado, los anillos tensores 4, 5 están totalmente integrados en las respectivas zonas marginales 2, 3, estando los anillos tensores 4, 5 sujetos en las respectivas zonas marginales 2, 3 exclusivamente en arrastre de forma sin un enlace químico.
Como se ha descrito antes, de este modo se simplifica la fabricación del fuelle de estanqueidad. El fuelle de estanqueidad puede fabricarse de un modo sencillo y económico, no generándose durante la fabricación del fuelle de estanqueidad según la invención los productos químicos que tras la fabricación del fuelle de estanqueidad tendrían que eliminarse como residuos peligrosos o aportarse a un costoso proceso de reciclaje.
En el ejemplo de realización mostrado, los anillos tensores 4, 5 se componen de un material metálico. Las perforaciones 8 de los anillos tensores 4, 5 están perforadas.
Los dos anillos tensores 4, 5 se configuran respectivamente fundamentalmente en forma de L y presentan respectivamente un brazo axial y respectivamente un brazo radial. Para conseguir una buena unión en arrastre de forma de los anillos tensores 4, 5 en las zonas marginales 2, 3, las perforaciones 8 se prevén tanto en los brazos axiales 6, como también en los brazos radiales 7 y se practican repartidas uniformemente en la dirección perimetral 9.
En la figura 2 se muestra uno de los dos anillos tensores 4, 5, concretamente el anillo tensor 4, con el que se sujeta el fuelle de estanqueidad en la carcasa 15, como se explica más adelante con respecto a la figura 4.
Las perforaciones 8 en el brazo radial 7 se practican en las garras de retención 11, estando las garras de retención 11 separadas unas de otras visto en la dirección perimetral 9.
Las garras de retención 11 permiten fijar el fuelle de estanqueidad en la carcasa 15 de forma especialmente fiable y duradera.
En la figura 3 se muestra el anillo tensor 5 dispuesto en la zona marginal 3. Este anillo tensor 5 tiene un diámetro ligeramente menor que el anillo tensor 4 antes descrito según la figura 2 y se utiliza en la zona marginal 3 que rodea de forma impermeabilizante el pivote esférico 13 de la junta esférica 12.
En este anillo tensor 5, el brazo radial 7 se extiende radialmente hacia el exterior, mientras que el brazo axial 6 se extiende fundamentalmente paralelo a la superficie de obturación con la que la zona marginal 3 rodea de forma impermeabilizante el pivote esférico 13 de la junta esférica 12. Así se garantiza una presión uniforme de la zona de obturación contra la superficie a impermeabilizar.
Las perforaciones 8 en el brazo axial 6 y en el brazo radial 7 de los respectivos anillos tensores 4, 5 se practican de forma escalonada entre sí, visto en la dirección perimetral 9. De este modo, las perforaciones 8 son especialmente grandes sin debilitar de manera desventajosa los anillos tensores 4, 5.
En la figura 4 se muestra en estado instalado el fuelle de estanqueidad según la invención durante su uso previsto. El conjunto comprende una junta esférica 12 con un pivote esférico 13, cuya bola de junta 14 se aloja de forma giratoria y pivotante en el interior de una carcasa 15. Mediante el elemento tensor 4 en la zona marginal 3, el fuelle de estanqueidad se fija en la carcasa 15 de forma estáticamente impermeabilizante.
Por otra parte, la zona marginal 3 rodea por el lado frontal el pivote esférico 13 de la junta esférica 12, rodeando de forma impermeabilizante la zona marginal 3, radialmente por el lado interior, el pivote esférico 13 con las faldas obturadoras 16. Por el lado frontal, en el lado de la zona marginal 3 axialmente opuesto a la zona marginal 4, se dispone una falda obturadora axial 17 que hace contacto de forma impermeabilizante con un ojal de palanca 18 de la junta esférica 12. Las faldas obturadoras 16 y la falda obturadora axial 17 proporcionan una obturación dinámica. El ojal de palanca 18 se mantiene en su posición mediante un elemento de fijación 19 en forma de una tuerca que se enrosca en el pivote esférico 13.
En estado instalado, el fuelle de estanqueidad se comprime, con respecto a su forma mostrada en la figura 1, en dirección axial, de manera que resulte, en el ejemplo de realización aquí mostrado, una forma fundamentalmente esférica de la camisa 1.
También son posibles geometrías diferentes de la camisa 1, por ejemplo, una camisa en forma de pliegue con dos pliegues.

Claims (6)

REIVINDICACIONES
1. Fuelle de estanqueidad que comprende una camisa (1) de un material elástico de caucho que por el lado frontal presenta respectivamente a ambos lados una zona marginal (2, 3), disponiéndose en al menos una de las zonas marginales (2, 3) un anillo tensor (4, 5) para la fijación del fuelle de estanqueidad, disponiéndose el anillo tensor (4, 5) sin un enlace químico exclusivamente en arrastre de forma en la zona marginal (2, 3), configurándose el anillo tensor (4, 5) fundamentalmente en forma de L, visto en la sección longitudinal del fuelle de estanqueidad, con un brazo axial (6) y con un brazo radial (7), presentando el anillo tensor (4, 5) perforaciones (8) atravesadas por el material elástico de caucho de la respectiva zona marginal (2, 3), practicándose las perforaciones (8) en el brazo axial (6) y en el brazo radial (7) repartidas uniformemente en la dirección perimetral (9), caracterizado por que las perforaciones (8) en el brazo axial (6) y en el brazo radial (7) se practican, visto en la dirección perimetral (9), de forma escalonada entre sí.
2. Fuelle de estanqueidad según la reivindicación 1, caracterizado por que en las dos zonas marginales (2, 3) se dispone respectivamente un anillo tensor (4, 5) y por que los dos anillos tensores (4, 5) se disponen sin un enlace químico exclusivamente en arrastre de forma en la respectiva zona marginal (2, 3).
3. Fuelle de estanqueidad según una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que los anillos tensores (4, 5) se componen de un material resistente.
4. Fuelle de estanqueidad según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que los anillos tensores (4, 5) se componen de un material metálico.
5. Fuelle de estanqueidad según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que el brazo radial (7) presenta en su extremo libre y radialmente interior (10) garras de retención (11) dispuestas adyacentes a distancia en la dirección perimetral (9).
6. Fuelle de estanqueidad según la reivindicación 5, caracterizado por que en cada garra de retención (11) se practica una perforación (8).
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