ITPD20060025A1 - Pezzo di tenuta con armatura rigida - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda il campo tecnico dei pezzi di tenuta e/o guarnizioni destinati ad essere interposti tra due corpi o parti di un insieme meccanico che sono immobili l'uno rispetto all'altro. Nel campo di cui sopra è noto l'utilizzo di guarnizioni piatte o toriche che sono destinate ad essere interposte tra i due corpi, in modo da garantire una tenuta tra l'ambiente esterno e l'interno dei corpi nonché, eventualmente, tra camere distinte ricavate all'interno dei corpi.

Tali guarnizioni piatte o toriche permettono effettivamente di garantire una tenuta, ma presentano nondimeno l'inconveniente di imporre, per garantire una buona tenuta, la planarità delle due facce rivolte verso i due corpi assemblati.

Peraltro, tali guarnizioni piatte non sono in grado di garantire altre funzioni oltre alla loro funzione principale di tenuta.

Pertanto, emerge il bisogno di disporre di un nuovo tipo di pezzi di tenuta che siano in grado di garantire una tenuta tra due pezzi meccanici, immobili l'uno rispetto all'altro, sopportando al contempo difetti dimensionali e di superficie in corrispondenza delle interfacce dei due pezzi meccanici. L'invenzione mira anche a proporre un insieme con funzione complessa che presenti un costo funzionale e di messa in opera inferiore a quello dell'insieme delle disposizioni e dei pezzi che secondo l'arte antecedente devono essere messi in opera per garantire le medesime funzioni.

Allo scopo di raggiungere questo obiettivo, l'invenzione riguarda un pezzo di tenuta destinato ad essere interposto tra due corpi di un insieme meccanico, che sono immobili l'uno rispetto all'altro in condizione normale di utilizzo dell'insieme meccanico, il quale è caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un'armatura rigida ed almeno una guarnizione di tenuta in materia plastica sovrastampata sull'armatura, in modo da formare almeno due superfici di tenuta statiche destinate ciascuna a cooperare con una superficie complementare di uno dei due corpi dell'insieme meccanico.

La messa in opera di un'armatura rigida, su cui è sovrastampata una guarnizione di tenuta in materia plastica, quale, per esempio, un polimero naturale o sintetico, permette in tal modo di ottenere un pezzo di tenuta che presenta una certa rigidità, offrendo al contempo le qualità di tenuta procurate dalla materia plastica sovrastampata. Infatti, la guarnizione di tenuta sovrastampata è in grado di sopportare difetti relativamente importanti. Inoltre, la messa in opera di un'armatura rigida permette, al pezzo di tenuta, di garantire, per esempio, ma non necessariamente, una funzione di centratura relativa dei due corpi prima di un assemblaggio del dispositivo. Questa doppia funzione del pezzo di tenuta evita in tal modo di ricorrere ad altri pezzi meccanici e/o di procedere ad una lavorazione e ad un assemblaggio, operazioni che presentano costi di realizzazione e/o di messa in opera relativamente importanti.

Va notato che, nel senso dell'invenzione, l'armatura del pezzo di tenuta è ritenuta rigida rispetto alla flessibilità o alla durezza della guarnizione di tenuta, pertanto va considerato che quando una sollecitazione corrispondente a condizioni normali di utilizzo è applicata sul pezzo di tenuta conforme all'invenzione, sarà la guarnizione di tenuta a deformarsi in un primo tempo, mentre l'armatura rigida conserverà sostanzialmente la sua forma e le sue dimensioni iniziali. Ovviamente, sarà anche possibile utilizzare il pezzo di tenuta secondo l'invenzione applicando una sollecitazione su questo pezzo di tenuta in grado di causare anche una flessione o una deformazione dell'armatura rigida. L'armatura rigida può essere realizzata in tutti i materiali appropriati, quali, per esempio, metallo stampato o lavorato o anche una materia plastica quale, per esempio, ma non esclusivamente, PPS, poliammidi o delle materie plastiche semiaromatiche. Per quanto riguarda la guarnizione di tenuta, essa potrà essere realizzata in qualsiasi materia plastica appropriata, scelta per le sue proprietà di deformazione e la sua resistenza alle condizioni meccaniche, termiche e chimiche di utilizzo del pezzo di tenuta. Pertanto la guarnizione di tenuta potrà essere realizzata in materia plastica, come in HNBR o in EPDM o anche in polimero naturale o sintetico compatibile con i fluidi, i liquidi o i gas rispetto ai quali deve essere garantita la tenuta.

Secondo una caratteristica dell'invenzione il pezzo di tenuta comprende almeno tre superfici di tenuta statica, due delle quali sono destinate a cooperare con uno dei due corpi ed una delle quali è destinata a cooperare con l'altro corpo.

Preferibilmente, ma non in modo strettamente necessario, le prime due superfici di tenuta sono allora parallele tra loro, mentre una terza superficie di tenuta statica è perpendicolare alle prime due superfici di tenuta statica.

Secondo ancora un'altra caratteristica dell'invenzione, le superfici di tenuta si estendono alla periferia dell'armatura rigida.

Secondo un'altra caratteristica dell'invenzione, almeno una delle superficie di tenuta statica comprende almeno un cordone o cuscinetto, elasticamente deformabile, di appoggio e di recupero del gioco, allo scopo, in particolare, di garantire l'immobilità del pezzo di tenuta secondo l'invenzione rispetto ai pezzi meccanici tra i quali esso è interposto.

Secondo l'invenzione, le superfici di tenuta possono essere formate da più guarnizioni distinte, sovrastampate sull'armatura rigida. Tuttavia, secondo una forma preferita, ma non strettamente necessaria, dell'invenzione, le superfici di tenuta statica sono formate da una medesima guarnizione sovrastampata sull'armatura rigida, in modo, preferibilmente ma non esclusivamente, da rivestire almeno in parte quest'ultima .

Secondo l'invenzione, le superfici di tenuta possono essere piatte o, al contrario, presentare almeno un cordone o un labbro periferico di tenuta statica.

Secondo l'invenzione l'armatura rigida può essere piena o, al contrario, perforata.

In tal modo, secondo una caratteristica dell'invenzione, l'armatura rigida presenta almeno un alesaggio passante di comunicazione tra due camere o canali ricavati ciascuno in un corpo dell'insieme meccanico.

Secondo una forma preferita di realizzazione dell'invenzione, il pezzo di tenuta comprende, in relazione con almeno una delle estremità dell'alesaggio di comunicazione, almeno un elemento sovrastampato di tenuta che definisce almeno una superficie di tenuta statica, destinata a cooperare con una superficie complementare di uno dei due corpi dell'insieme meccanico. Preferibilmente, ma non in modo strettamente necessario, il pezzo di tenuta presenterà anche un tale elemento sovrastampato in relazione con ciascuna delle due estremità dell'alesaggio di comunicazione, che sbocca per esempio su due facce opposte dell'armatura rigida. In alcune configurazioni di utilizzo può risultare necessario regolare la circolazione di fluido al livello dell'alesaggio di comunicazione. A questo scopo il pezzo di tenuta comprende, in relazione con una delle estremità di questo alesaggio di comunicazione, almeno una membrana elastica sovrastampata che chiude detta estremità e che presenta almeno una fessura diametrale per il passaggio di fluido. Una tale fessura possiede quindi una funzione di valvola o di filtro che rende possibile, per esempio, la circolazione di aria contrastando al contempo, per esempio, il passaggio di gocce di acqua che possono essersi depositate sulla sua superficie.

Secondo un'altra caratteristica dell'invenzione, il pezzo di tenuta comprende anche almeno un alesaggio di passaggio ricavato nell'armatura rigida per il passaggio di un organo meccanico costitutivo dell'insieme meccanico e mobile rispetto ai due corpi. Preferibilmente il pezzo meccanico presenta allora una guarnizione di tenuta, sovrastampata sull'armatura rigida in relazione con l'alesaggio di passaggio per formare almeno un labbro di tenuta dinamica destinato a cooperare con l'organo mobile. Va notato che se questa guarnizione di tenuta dinamica può essere sovrastampata sull'armatura rigida, indipendentemente dagli altri elementi o guarnizioni di tenuta presenti su quest'ultima, preferibilmente, le guarnizioni di tenuta dinamica e/o statiche sono sovrastampate in modo da formare un insieme monoblocco che preferibilmente, ma non in modo strettamente necessario, rivestirà almeno in parte l'armatura rigida.

Va notato che l'armatura rigida potrà quindi presentare dei canali interni che collegano tra loro le diverse superfici di montaggio degli elementi o guarnizioni di tenuta in modo da facilitarne il sovrastampaggio e da garantire successivamente una perfetta immobilizzazione degli elementi o guarnizioni di tenuta sull'armatura rigida,

Altre diverse caratteristiche risulteranno dalla descrizione che segue realizzata con riferimento ai disegni che illustrano diverse forme, non limitative, di realizzazione di pezzi di tenuta secondo 1'invenzione .

La figura 1 è una sezione longitudinale di un pezzo di tenuta conforme all'invenzione.

La figura 2 è una sezione longitudinale di un insieme meccanico che incorpora il pezzo di tenuta, come illustrato in figura 1.

La figura 3 è una prospettiva parzialmente in spaccato, di un altro insieme meccanico che utilizza un'altra forma di realizzazione di un pezzo di tenuta secondo l'invenzione.

La figura 4 è una prospettiva, in vista dal basso, che mostra il pezzo di tenuta come utilizzato dall'insieme meccanico illustrato nella figura 3.

La figura 5 è una sezione longitudinale secondo il piano V-V della figura 3.

La figura 6 è una sezione longitudinale, analoga alla figura 5, che mostra il pezzo di tenuta da solo.

La figura 7 è una sezione longitudinale, analoga alla figura 6, che mostra una variante del pezzo di tenuta come illustrata nella figura 6.

Un pezzo di tenuta conforme all'invenzione, come illustrato nella figura 1 e indicato nel suo insieme con il riferimento 1, è destinato ad essere interposto, come mostra più in particolare la figura 2, tra due corpi 2 e 3 di un insieme meccanico 4. In condizioni normali di utilizzo dell'insieme meccanico 4, i due corpi 2 e 3 sono immobili l'uno rispetto all'altro e il pezzo 1 secondo l'invenzione è allora concepito per garantire una tenuta al livello dell'interfaccia dei due corpi 2 e 3.

Conformemente ad una caratteristica essenziale dell'invenzione, il pezzo di tenuta 1 comprende un'armatura rigida 10 sulla quale è sovrastampata almeno una guarnizione in materia plastica 11 che definisce quindi almeno due superfici di tenuta statica 12, 13, destinate ciascuna a cooperare con una superficie complementare di uno dei due corpi 2 e 3 dell'insieme meccanico.

Secondo l'esempio illustrato, le due superfici di tenuta statica 12 e 13 sono disposte sostanzialmente alla periferia dell'armatura rigida 10 e sono sostanzialmente perpendicolari l'una rispetto all'altra.

Pertanto, la prima superficie di tenuta statica 12 presenta una forma sostanzialmente cilindrica e si trova ad essere destinata a cooperare con la parete di un alesaggio 14 ricavato nel primo corpo 2. Per quanto riguarda la seconda superficie di tenuta statica 13, essa presenta una forma sostanzialmente anulare e si trova destinata a cooperare con una superficie piana 15 del secondo corpo 3.

Va notato che le superfici 12 e 13 presentano ciascuna due labbri o cordoni 16 di tenuta statica. Ovviamente, secondo l'invenzione, le superfici di tenuta statiche 12 e 13 potrebbero presentare solo un cordone di tenuta statica o, anche, presentare una superficie piana. Allo stesso modo, va notato che secondo l'esempio illustrato le parti di guarnizione di tenuta statica che definiscono le superfici di tenuta statica 12 e 13 sono collegate al livello esterno dell'armatura rigida tramite una membrana 17 di materia plastica ma, anche, all'interno dell'armatura rigida 10, al livello di canali 18 ricavati in quets'ultima.

Il pezzo di tenuta 1, secondo l'esempio illustrato, è destinato, oltre alla sua funzione di tenuta statica tra i due corpi 2 e 3, a garantire una tenuta dinamica intorno ad un elemento mobile 20 rispetto ai due corpi 2 e 3 dell'insieme meccanico 4 e situati all'interno di quest'ultimo. Pertanto, l'armatura rigida 10 presenta un alesaggio passante 21 per il passaggio dell'organo meccanico 20. Il pezzo di tenuta 1 è allora destinato a garantire una tenuta dinamica al livello dell'organo mobile 20, in modo da isolare ciascuna delle due camere ricavate, rispettivamente, nei corpi 2 e 3 per lo spostamento dell'organo mobile 20. A questo scopo il pezzo di tenuta 1 presenta una guarnizione di tenuta 25, sovrastampata sull'armatura rigida 10 in relazione con l'alesaggio di passaggio 21 e, secondo l'esempio illustrato, al livello di una delle sue estremità, per definire almeno un labbro di tenuta dinamica 26 destinato a cooperare con l'organo mobile 20.

Va notato che, secondo l'esempio illustrato, la guarnizione di tenuta dinamica 25 forma un insieme monoblocco con la guarnizione di tenuta statica 16. Secondo questo esempio di realizzazione, l'insieme, formato dalle guarnizioni 11 e 25, ricopre, almeno in parte, l'armatura rigida 10, restando inteso che le guarnizioni 11 e 25 potrebbero ricoprire interamente quest'ultima . Inoltre, secondo questo esempio, i cordoni di tenuta 16, presenti sulla sua superficie 13, possiedono, oltre alla loro funzione di tenuta, una funzione di appoggio per un recupero del gioco esistente tra i pezzi meccanici 2 e 3.

Le figure da 3 a 6 illustrano un'altra forma di realizzazione di un pezzo di tenuta 1 conforme all'invenzione.

Secondo quest'altra forma di realizzazione, la guarnizione di tenuta statica 11 presenta, oltre alle due superfici 12 e 13 di tenuta statica perpendicolari tra loro, una terza superficie di tenuta statica 30, sostanzialmente parallela alla superficie di tenuta statica 13 e perpendicolare alla superficie di tenuta statica periferica 12. Va notato che le tre superfici di tenuta statica 12, 13 e 30 si estendono quindi sostanzialmente alla periferia dell'armatura rigida 10. Secondo l'esempio illustrato, le superfici di tenuta statica 30 e 12 presentano ciascuna due cordoni di tenuta 16, mentre la superficie di tenuta statica 13 presenta un solo cordone di tenuta 16.

Peraltro, secondo l'esempio illustrato nelle figure<'>da 3 a 5, il pezzo di tenuta 15 presenta, oltre al suo alesaggio 21 per il passaggio di un organo mobile 20, associati alla sua guarnizione di tenuta 25, due alesaggi di comunicazione 35 e 36 tra due camere o canali, rispettivamente 37, 38 e 39, 40, ricavate nei due corpi 2 e 3.

Il pezzo di tenuta comprende quindi, in relazione con almeno una e, secondo l'esempio illustrato, esattamente una delle estremità di ogni alesaggio passante 36 e 35, un elemento sovrastampato di tenuta, rispettivamente 41 e 42, che definisce almeno una superficie di tenuta statica 43, 44, destinata a cooperare con una superficie complementare di uno dei corpi. Ogni superficie di tenuta statica 43, 44 presenta un cordone anulare 45, ricavato intorno all'estremità dell'alesaggio corrispondente, come mostrano più in particolare le figure 3 e 4. Beninteso, secondo la configurazione dei corpi 2 e 3, il pezzo di tenuta 1 potrebbe presentare una tale superficie di tenuta definita da un cordone, in relazione con ciascuna delle due estremità degli alesaggi di comunicazione 36 e 37.

Pertanto, secondo un'altra caratteristica di questa forma di realizzazione, il pezzo di tenuta 1 presenta anche,.in relazione con una delle estremità dell'alesaggio di comunicazione 35, una membrana di chiusura 50 perforata da una fessura diametrale 51 destinata a garantire una funzione di valvola destinata a consentire il passaggio di gas ma a contrastare il passaggio di liquidi, quali acqua di condensazione.

Infine, va notato che, allo scopo di garantire una buona tenuta dei diversi elementi di tenuta sovrastampati sull'armatura rigida 10, anche l'interno degli alesaggi di comunicazione 35 e 36 si trova ricoperto della medesima plastica che costituisce i diversi elementi di tenuta. Inoltre, i diversi elementi o guarnizioni di tenuta sovrastampati sulla materia 10 sono collegati tra loro da veli di materie plastiche, in modo da formare tutti un insieme monoblocco che riveste, almeno in parte, l'armatura rigida 10.

Secondo l'esempio di realizzazione illustrato nelle figure da 3 a 6, l'alesaggio di comunicazione 35 è realizzato in relazione con un condotto. Tuttavia, nel senso dell'invenzione, questa forma di realizzazione dell'alesaggio 35 non è strettamente necessaria. Pertanto, la figura 7 illustra una variante di realizzazione del pezzo di tenuta 1 secondo la quale l'alesaggio 35 non è realizzato in relazione con un condotto e presenta una profondità identica alla profondità dell'alesaggio di comunicazione 35.

Peraltro, la variante illustrata nella figura 7 differisce da quella descritta in relazione con le figure da 3 a 6 per il fatto che la superficie 30 non presenta cordoni di tenuta. Infatti, secondo la variante di realizzazione dell'invenzione rappresentata nella figura 7, la superficie 30 è provvista di un cuscinetto periferico 52, elasticamente deformabile, destinato ad andare a poggiare contro il pezzo meccanico 2 per recuperare il gioco esistente tra i due pezzi meccanici 2, 3 e/o tra il pezzo di tenuta e i pezzi meccanici 2, 3. Beninteso, secondo l'invenzione questa funzione di<'>recupero di gioco potrebbe anche essere garantita da più cuscinetti indipendenti ripartiti sulla superficie 30 e/o sulla superficie 13.

Secondo la variante della figura 7, il pezzo di tenuta 1 comprende, inoltre, un labbro periferico 53 di tenuta statica. Pertanto, le funzioni di tenuta e di recupero di gioco si trovano dissociate.

Secondo gli esempi illustrati e descritti precedentmente, i pezzi di tenuta 1 conformi all'invenzione presentano tutti un alesaggio di passaggio per un organo mobile. Tuttavia, la presenza di un tale alesaggio non è strettamente necessaria alla realizzazione di un pezzo di tenuta conforme all'invenzione.

Pertanto, un tale pezzo di tenuta potrebbe, per esempio, comprendere esclusivamente un solo alesaggio di comunicazione tra due camere ricavate nei corpi 2 e 3, alesaggio che può essere associato o meno ad un elemento di tenuta statica.

Ovviamente, altre diverse modifiche possono essere apportate all'invenzione senza esulare dal suo ambito.

Claims (14)

1. RIVENDICAZIONI 1. Pezzo di tenuta destinato ad essere interposto tra due corpi (2, 3) di un insieme meccanico che sono immobili l'uno rispetto all'altro in condizioni normali di utilizzo dell'insieme meccanico, detto pezzo di tenuta essendo caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un'armatura rigida (10) ed almeno una guarnizione di tenuta (11) in materia plastica sovrastampata sull'armatura (10), in modo da formare almeno due superfici di tenuta statiche (12, 13) destinate ciascuna a cooperare con una superficie complementare di uno dei due corpi (2, 3) dell'insieme meccanico.
2. 2. Pezzo di tenuta secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno tre superfici di tenuta statica (12, 13, 30) due (12, 30) delle quali sono destinate a cooperare con uno dei due corpi (2) e un'altra (12) è destinata a cooperare con l'altro corpo (3).
3. 3. Pezzo di tenuta secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che due delle superfici di tenuta statiche (30, 13) sono parallele tra loro ed un'altra superficie di tenuta statica (12) è perpendicolare alle altre due (13, 30).
4. 4. Pezzo di tenuta secondo una delle rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzato dal fatto che le superfici di tenuta statica (12, 13, 30) si estendono alla periferia dell'armatura rigida.
5. 5. Pezzo di tenuta secondo una delle rivendicazioni da 1 a 4, caratterizzato dal fatto che le superfici di tenuta statica (12, 13, 30) sono formate da una medesima guarnizione (11) sovrastampata sull'armatura rigida (10).
6. 6. Pezzo di tenuta secondo una delle rivendicazioni da 1 a 5, caratterizzato dal fatto che ogni superficie di tenuta statica (12, 13, 30) comprende almeno un labbro o un cordone (16) di tenuta statica.
7. 7. Pezzo di tenuta secondo una delle rivendicazioni da 1 a 6, caratterizzato dal fatto di comprendere: - almeno un alesaggio di passaggio (21) ricavato nell'armatura rigida (10) per il passaggio di un organo meccanico (20) costitutivo dell'insieme meccanico e mobile rispetto ai due corpi (2, 3), - ed una guarnizione di tenuta (25) sovrastampata sull'armatura rigida (10) in relazione con l'alesaggio di passaggio (21), per formare almeno un labbro di tenuta dinamica (26) destinato a cooperare con l'organo mobile (20).
8. 8. Pezzo di tenuta secondo una delle rivendicazioni da 1 a 7, caratterizzato dal fatto che l'armatura rigida (10) presenta almeno un alesaggio passante (35, 36) di comunicazione tra due camere o canali (39, 40) ricavati ciascuno in un corpo (2, 3).
9. 9. Pezzo di tenuta secondo le rivendicazioni 7 e 8, caratterizzato dal fatto di comprendere: almeno un alesaggio di passaggio (21) ricavato nell'armatura rigida (10) per il passaggio di un organo meccanico (20) costitutivo dell'insieme meccanico e mobile rispetto ai due corpi (2, 3), - une guarnizione di tenuta (25) sovrastampata sull'armatura rigida (10) in relazione con l'alesaggio di passaggio (21), per formare almeno un labbro di tenuta dinamica (26) destinato a cooperare con l'organo mobile (20), - almeno un alesaggio passante (35, 36) ricavato nell'armatura rigida (10) per la comunicazione tra due camere o canali (39, 40) ricavati ciascuno in un corpo (2, 3).
10. 10. Pezzo di tenuta secondo la rivendicazione 8 o 9, caratterizzato dal fatto di comprendere, in relazione con una delle estremità dell'alesaggio di comunicazione (36), almeno un elemento sovrastampato di tenuta (42) che definisce una superficie di tenuta statica (43, 44) destinata a cooperare con una superficie complementare di uno dei corpi (2, 3).
11. 11. Pezzo di tenuta secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto di comprendere, in relazione con ciascuna delle due estremità dell'alesaggio di comunicazione (35), almeno un elemento sovrastampato di tenuta (41) che definisce almeno una superficie di tenuta statica (43) destinata a cooperare con una superficie complementare di uno dei corpi (2, 3).
12. 12. Pezzo di tenuta secondo una delle rivendicazioni da 8 a 11, caratterizzato dal fatto di comprendere, in relazione con una delle estremità dell'alesaggio di comunicazione (35), almeno una membrana elastica sovrastampata (50) che chiude detta estremità e presenta almeno una fessura diametrale (51).
13. 13. Pezzo di tenuta secondo una delle rivendicazioni da 7 a 12, caratterizzato dal fatto che le guarnizioni di tenuta dinamica e/o statica formano un insieme monoblocco sovrastampato sull'armatura rigida (10).
14. 14. Pezzo di tenuta secondo una delle rivendicazioni da 1 a 13, caratterizzato dal fatto che almeno una delle superfici di tenuta statica comprende almeno un cordone (16) o cuscinetto (52) elasticamente deformabile di appoggio e di recupero di gioco.