MX2007000795A - Sello estatico. - Google Patents

Abstract

La invencion se refiere a un sello estatico del tipo que comprende un soporte (3). De acuerdo con la invencion, una capa de elastomero se deposita en frio sobre al menos un frente del soporte y posteriormente se configura, con la formacion opcional de filamentos o salientes (7), en un molde calentado que tambien se utiliza para endurecimiento. El soporte se caracteriza porque no toda la superficie del mismo se cubre con el elastomero y las zonas no cubiertas llevan a cabo una funcion diferente del sellado.

Description

SELLO ESTÁTICO La presente invención se refiere a un sello estático. El sello al cual se refiere puede utilizarse, por ejemplo, en aplicaciones de vehículos motores, con el propósito de proporcionar un sello entre una parte sin movimiento y una cubierta, como por ej emplo en el caso de una bandeja para aceite, un cabezal de cilindro, una bomba de aceite, una bomba de agua, en un alojamiento de engrane de sincronización, a fin de formar una junta del colector de inducción o cuando se ensamblan electrodos de celda de combustible. En la actualidad, hay varios tipos de sellos estáticos en existencia. Un sello se elabora de elastómero puro. Tal sello tiene la ventaja de ser barato y poseer cualidades de amortiguamiento. Sin embargo, el sello carece de resistencia mecánica antes del ensamble y existe poco control sobre la separación entre los centros de los orificios del perno, lo cual hace complicado el manejo y ensamble. Además, tal sello no tiene el beneficio de los límites de compresión y no proporciona una separación definida entre los elementos a sellarse, a menos que se inserten suplementos de ajuste, lo cual conduce al riesgo de ignición en la posición ajustada. Se elabora un segundo sello a partir de una pasta de silicona depositada directamente en el contenedor que está por sellarse. Este tipo de sello se utiliza, por ejemplo, en cubiertas de cabezal de cilindro. Aquí, el glóbulo de pasta se deposita por un robot en una línea de ensamble. La ventaja de tal sello es que es barato, siendo su desventaja esencial que se destruye cuando se retira la cubierta a la cual se aplica y que es difícil de aplicar un nuevo sello similar. Se elabora otro tipo de sello de una capa que contiene cartón (fibras y elastómero) elaborada mediante técnicas de elaboración de papel. Tales sellos se utilizan con frecuencia como juntas obturadoras para bandejas de aceite y algunas veces para cubiertas de cabezal de cilindro. Tal sello tiene la ventaja de ser económico, pero su estanqueidad es solo muy del promedio. Otro tipo de sello es un sello de tipo metal cubierto. Esta es una banda de material metálico, tal como acero inoxidable u otro material, con un grosor de aproximadamente 0.2 hasta 0.4 mm, el cual posee al menos una saliente continua para proporcionar una tensión que evita la fuga. Para proteger el acero, esta banda metálica se cubre con una capa de unos cuantos micrones de grosor de elastómero, tal como un nitrilo o un elastómero de tipo fluorado que forma una capa de superficie impermeable. Tal sello tiene un precio de costo razonable, ofrece buenas cualidades de sellado, pero necesita de equipos de producción significativos para su manufactura (una línea de cubierta). El Documento US-A-4 625 979 se refiere a una junta obturadora de cabezal de cilindro que comprende un núcleo que consiste en varias capas laminadas, por ejemplo, un núcleo metálico cubierto en ambos lados con dos capas fibrosas que contienen fibras de vidrio o asbestos unidos por un polímero. Las aberturas de paso de fluido se rodean por glóbulos de sellado de silicona de altura constante, depositados mediante impresión por pantalla y lindado cada uno en cualquier lado por un borde más rígido diseñado para limitar el deslizamiento del glóbulo de silicona cuando se ajusta. El documento WO-99/13248 se refiere a un sello estático que comprende un núcleo metálico elaborado de acero suave, cada uno de cuyos frentes se cubre con una capa de elastómero depositado en frío, colocándose todo en un molde caliente diseñado para configurar el elastómero y después endurecerlo, proporcionándose opcionalmente bordes o salientes de sellado. Los diversos sellos conocidos en la técnica anterior se diseñan para llevar a cabo solo una función de sellado. El objeto de la invención es proporcionar un sello estático que lleva a cabo no solo una función de sellado sino también al menos otra función, mientras es al mismo tiempo simple de producir. Para este propósito, el sello al cual se refiere, el cual es del tipo que comprende una capa de soporte, en al menos un frente del cual existe una capa de elastómero depositada en frío que después se configura, con la formación opcional de rebordes o salientes, en un molde caliente en el cual también toma lugar el endurecimiento, se caracteriza en que la capa de soporte no se cubre del todo en su superficie con el elastómero, llevando a cabo las áreas que no se cubren una función diferente de la función de sellado. En una modalidad de este sello, la capa de soporte es una capa de soporte perforada, la cual puede perforarse o tejerse a fin de definir mallas, actuando el área o las áreas no cubiertas con elastómero como un filtro o filtros. El sello cumple así con las funciones de sellado alrededor de ciertas aberturas que contiene, exponiendo el área o áreas que no se cubren con elastómero, la capa de soporte perforada que actúa como un filtro, por ejemplo, para un circuito de aceite, agua o aire. En otra modalidad de este sello, la capa de soporte es una placa metálica, generalmente de forma rectangular, que forma un electrodo de celda de combustible, en el cual la parte central no se cubre con elastómero y el área periférica se cubre, en al menos un frente, con elastómero, proporcionándose aberturas para permitir que los fluidos y los pernos de ajuste pasen a través de éste. Las capas de soporte actúan como electrodos, alternativamente ánodos y cátodos, y el área periférica que contiene el elastómero evita fugas entre dos placas adyacentes, permitiendo esta área periférica que los pernos y los fluidos pasen a través sin fugarse. Otra posibilidad es que la capa de soporte sea una membrana semi-permeable diseñada para colocarse entre un ánodo y un cátodo de una celda de combustible, sin cubrirse la parte central de la membrana con elastómero y cubriéndose el área periférica con elastómero en al menos un frente, con objeto de sellar al menos un electrodo de ánodo o cátodo adyacente. En otra modalidad de este sello, la capa de soporte es un refuerzo eléctricamente conductor que comprende al menos un área no cubierta con elastómero, para propósitos de conexión eléctrica, proporcionando el resto de la superficie cubierta con elastómero el aislamiento eléctrico y la estanqueidad. El objeto aquí, puede ser, por ejemplo, conectar eléctricamente un alojamiento sellado a través del refuerzo del sello. En otra modalidad adecuada, por ejemplo, para sellar circuitos impresos, en el campo electrónico, el soporte es un refuerzo eléctricamente aislante, tal como un material sintético, que comprende al menos un área no cubierta con elastómero, cubriéndose el resto del área con elastómero y proporcionando estanqueidad y contribuyendo al aislamiento eléctrico. En otra modalidad de este sello, la capa de soporte comprende al menos un área no cubierta con elastómero, que comprende una deformación tri-dimensional. La deformación puede corresponder, por ejemplo, a un canal prensado para sujetar partes extra o para utilizarse como un deflector de fluidos. El grosor de la capa de elastómero se encuentra entre 0 y 2 mm„ después del moldeo. El grosor de la capa de elastómero puede ser constante-o puede ser variable en un frente dado del sello o puede variar entre los dos frentes, si se cubren ambos frentes. Una posibilidad es que el sello comprenda bordes o salientes que se elevan por encima de la capa de elastómero hasta una altura de entre 0.05 y 2 mm. Los bordes pueden ser continuos o discontinuos y su altura puede o no ser constante. De este modo, como una posibilidad, la altura de un borde es variable a lo largo de la longitud del borde y/o la altura del borde es diferente de un borde a otro en los dos frentes del sello, si se cubren ambos frentes. De acuerdo con una característica de la invención, el elastómero cubre el reborde del soporte y opcionalmente forma un glóbulo.

Esto puede ser una simple cubierta para proteger el reborde o un glóbulo que posee propiedades de sellado. De acuerdo con otra característica de la invención, el soporte comprende ranuras en al menos uno de sus frentes, promoviendo la sujeción del elastómero. Sin embargo, se obtendrá un entendimiento claro de la invención a partir de la siguiente descripción, la cual se refiere al dibujo esquemático acompañante que muestra, a manera de ejemplos no limitantes, diversas modalidades de este sello. La Figura 1 es una vista plana de un sello que lleva a cabo una función de filtro. La Figura 2 es una vista plana de un electrodo para una celda de combustible. La Figura 3 es un corte transversal, parcial, agrandado y a una escala agrandada, de varios componentes de una celda de combustible. La Figura 4 es una vista de los componentes observados en la Figura 3 en la posición ensamblada. La Figura 5 es un corte transversal a través de una membrana de una celda de combustible. La Figura 6 es una vista en perspectiva de un componente para llevar a cabo una función de conexión eléctrica. La Figura 7 es un corte transversal a través de parte de un sello que comprende un canal de distribución de fluido. La Figura 8 es un corte transversal a través de un sello que también comprende un canal de distribución de fluido.

La Figura 9 es una vista en perspectiva de un sello que comprende una parte deformada en tres dimensiones. Las Figuras 10 y 1 1 son dos secciones transversales a través del borde de dos sellos, en los cuales el borde se cubre con elastómero. Las Figuras 12 y 13 son dos cortes transversales, parciales, a través de la parte central de un sello, en las cuales el elastómero se ancla en una ranura. La Figura 1 muestra un sello 2 que comprende una capa de soporte 3 que consiste en una malla tejida, o una capa de soporte perforada. Esta capa de soporte puede hacerse de diversos tipos de materiales, en particular de acero inoxidable, aluminio o plástico. En al menos uno de los dos frentes de la capa de soporte 3 se deposita una capa de elastómero 4 cuyo grosor varía, después del moldeo, entre 0 y 2 mm. La capa de soporte tiene orificios 5 para el paso de pernos de apriete y otros orificios 6 para el paso de fluidos, rodeándose los orificios para el paso de fluido en al menos un frente de la capa de soporte por un borde 7, y siendo la altura de los bordes entre 0.05 y 2 mm, a partir de la capa de elastómero. Debe observarse que la capa de soporte perforada 3 permanece visible en un área no cubierta por elastómero, actuando esta área como un filtro para el paso de fluidos tales como aceite, aire o agua. La Figura 2 muestra un electrodo para una celda de combustible. Este electrodo consiste en una placa 8 cuya parte central no se cubre con elastómero. El elastómero 9 se presenta en el área periférica, en ambos lados de la placa. Esta área periférica contiene orificios 10 para el paso de pernos de apriete y orificios 12 para el paso de fluidos. Como se muestra en las figuras 3 y 4, las capas de elastómero incluyen bordes 13 para mejorar el sello. El grosor de la capa de elastómero puede variar entre 0 y 2 mm por frente, y la altura de los bordes en comparación con la capa de elastómero entre 0.05 y 2 mm. Es posible tener capas de elastómero de diferentes alturas en los dos frentes, como puede observarse en las figuras 3 y 4, y tener una capa de elastómero cuya altura no es constante incluso sobre un frente, como lo muestran las mismas figuras. La altura de los bordes 13, cuando se proporcionan éstos, puede o no ser constante. En las Figuras 3 y 4, las capas de elastómero se configuran para la sujeción sin fugas de una membrana semi-permeable. Debe observarse que en las Figuras 3 y 4, una de las placas es un ánodo A mientras que la otra es un cátodo C. La Figura 5 muestra una variante en la cual la membrana 14 es en sí una capa de soporte, sin cubrirse la parte central de la membrana con elastómero, y cubriéndose sus dos frentes con elastómero 9 en las dos áreas periféricas. La Figura 6 muestra un sello 15 que comprende una capa de soporte que consiste en un refuerzo metálico conductor 16, cubriéndose ambos frentes con una capa de elastómero 17 que incorpora bordes resistentes a fugas 1 8. El metal no se cubre por completo con elastómero y, por consiguiente, puede funcionar como un conector eléctrico a un alojamiento sellado. Siguiendo el mismo principio, para el sellado de circuitos impresos, el refuerzo del sello es aislante y se hace, por ej emplo, de material sintético, proporcionando el elastómero sobre el moldeado un sellado y contribuyendo al aislamiento eléctrico. La Figura 7 muestra un sello con una capa de soporte 19 cubierta de manera local, en ambos frentes, con dos capas de elastómero 20 y 22. La capa de elastómero 22 es discontinua y deja un canal 23 para la formación de un canal de distribución de fluido. La Figura 8 muestra un sello con una capa de soporte 24 cubierta en ambos frentes y localmente con capas de elastómero 25 y 26. En un área no cubierta con elastómero, la capa de soporte 24 comprende una presión 27 que forma un canal de distribución de fluido. Como se indicó antes, la capa de elastómero tiene un grosor que varía entre 0 y 2 mm por frente, con la posibilidad de grosores asimétricos en los dos frentes, como se muestra en la figura 8, con o sin bordes 28, de altura entre 0.05 y 2 mm medidos a partir de la superficie de la capa de elastómero. La Figura 9 muestra un sello que comprende una capa de soporte presionada en tres dimensiones 29, en un área no cubierta con elastómero 30. La parte deformada puede funcionar como un deflector de fluido, o para sujetar partes extra. Una capa de elastómero puede depositarse en cualquiera o ambos frentes, con un grosor de capa de elastómero de entre 0 y 2 mm por frente, con la posibilidad de grosores asimétricos entre los dos frentes y con la posibilidad de bordes en cualquier frente. Puede utilizarse un número de diferentes métodos de producción.

Un posible método es pre-cortar la capa de soporte, cubrir la capa de soporte con una capa a fin de proporcionar un amarre para el elastómero, depositar en frío elastómero sobre al menos un frente de la capa de soporte, moldear en caliente el elastómero y endurecerlo, y cortar el sello de manera parcial o total. La configuración de la capa de soporte al deformarla si la capa de soporte es metálica puede llevarse a cabo al mismo tiempo que se pre-corta, o durante el moldeo del elastómero, o durante el corte parcial o total del sello. Las Figuras 10 y 1 1 muestran un sello que comprende una capa de soporte 34 cuyo borde se cubre con una capa de elastómero 35. En la modalidad mostrada en la figura 10, el borde de la capa de soporte 34 simplemente se cubre con una capa 35 que continúa desde las capas de elastómero 36 que yacen sobre los dos frentes de la capa de soporte. En la modalidad mostrada en la Figura 1 1 , la capa de elastómero 36 que cubre parcialmente los dos frentes de la capa de soporte 34 continúa más allá del borde por un glóbulo 37 cuyo grosor es mayor que los grosores combinados de la capa de soporte y de las dos capas de elastómero 36. Las Figuras 12 y 13 muestran dos secciones de la capa de soporte 38, cada una con una ranura 39 introducida por la capa de elastómero 40. En el caso del sello de la Figura 13 , la capa de elastómero se nivela con los dos frentes de la capa de soporte, mientras que en la modalidad de la Figura 14 las dos capas de elastómero se sobreponen en los dos frentes de la capa de soporte 38. La profundidad de las ranuras se encuentra entre 0 y 1 mm, mientras que el grosor de la capa de elastómero que se sobrepone a cada frente de la capa de soporte 38 se encuentra entre 0 y 0.05 mm en la modalidad mostrada en la figura 14. El alojamiento del elastómero en las ranuras 39 ayuda a sujetarlo a la capa de soporte. Como será claro a partir del conteo anterior, la invención mejora enormemente sobre la técnica anterior al proporcionar un sello estático de una estructura simple que posee funciones diferentes de solo la estanqueidad. Esto sin mencionar que la invención no se limita únicamente a las modalidades de este sello arriba descrito a manera de ejemplos. Por el contrario, abarca todas las variantes del mismo.

Claims (14)

1. REIVINDICACIONES 1 . Un sello estático del tipo que comprende una capa de soporte (3 , 8, 14, 16, 19, 24, 29, 34, 38), sobre al menos un frente del cual se deposita en frío una capa de elastómero que después se configura, con la formación opcional de bordes o salientes (7, 13, 18, 28), en un moldeo en caliente en el cual también toma lugar el endurecimiento, caracterizándose dicho sello en que la capa de soporte no se cubre del todo en su superficie con el elastómero, llevando a cabo las áreas que no se cubren una función diferente de una función de sellado.
2. 2. El sello según la reivindicación 1 , caracterizado porque la capa de soporte es una capa de soporte perforada (3), la cual puede perforarse o tejerse a fin de definir mallas, actuando el área o áreas no cubiertas con elastómero (4) como un filtro o filtros.
3. 3. El sello según la reivindicación 1 , caracterizado porque la capa de soporte es una placa metálica (8) generalmente de forma rectangular que forma un electrodo de celda de combustible, en el cual la parte central no se cubre con elastómero y el área periférica se cubre, en al menos un frente, con elastómero (9), proporcionándose aberturas ( 10, 12) a fin de permitir que pasen a través fluidos y pernos de apriete.
4. 4. El sello según la reivindicación 1 , caracterizado porque la capa de soporte es una membrana semi-permeable ( 14) diseñada para colocarse entre un ánodo (A) y un cátodo (C) de una celda de combustible, sin cubrirse la parte central de la membrana con elastómero y cubriéndose el área periférica con elastómero (9) en al menos un frente, con objeto de sellar al menos un electrodo de ánodo o cátodo adyacente.
5. 5. El sello según la reivindicación 1 , caracterizado porque la capa de soporte es un refuerzo eléctricamente conductor ( 16) que comprende al menos un área no cubierta con elastómero, para propósitos de conexión eléctrica, proporcionando el resto de la superficie cubierta con elastómero (17) el aislamiento eléctrico y estanqueidad.
6. 6. El sello según la reivindicación 1 , caracterizado porque el soporte es un refuerzo eléctricamente aislante, tal como un material sintético, que comprende al menos un área no cubierta con elastómero, cubriéndose el resto del área con elastómero y proporcionando estanqueidad y contribuyendo al aislamiento eléctrico.
7. 7. El sello según la reivindicación 1 , caracterizado porque la capa de soporte (29) comprende al menos un área no cubierta con elastómero, que comprende una deformación tri-dimensional.
8. 8. El sello según lo reivindicado en una de las reivindicaciones 1 -7, caracterizado porque un área (23) que no se deforma y no se cubre con elastómero y que yace entre áreas cubiertas con elastómero (22), o un área deformada (27) no cubierta con elastómero, actúa como un canal de distribución de fluido.
9. 9. El sello según lo reivindicado en una de las reivindicaciones 1 -8, caracterizado porque el grosor de la capa de elastómero se encuentra entre 0 y 2 mm, después del moldeo.
10. 10. El sello según la reivindicación 9, caracterizado porque el grosor de la capa de elastómero es variable en un frente dado del sello o puede variar entre los dos frentes, si se cubren ambos frentes.
11. 1 1 . El sello según lo reivindicado en una de las reivindicaciones 1 - 10, caracterizado porque comprende bordes o salientes que se elevan por encima de la capa de elastómero hasta una altura de entre 0.05 y 2 mm.
12. 12. El sello según la reivindicación 1 1 , caracterizado porque la altura de un borde es variable a lo largo de la longitud del borde y/o la altura de los bordes es diferente de un borde a otro o en los dos frentes del sello, su se cubren ambos frentes.
13. 13. El sello según lo reivindicado en una de las reivindicaciones 1 - 12, caracterizado porque el elastómero cubre el borde de la capa de soporte y forma opcionalmente un glóbulo (37).
14. 14. El sello según lo reivindicado en una de las reivindicaciones 1-13, caracterizado porque la capa de soporte comprende ranuras (39) en al menos uno de sus frentes, promoviendo la sujeción del elastómero.