MXPA00012837A - Empaque con soporte integral. - Google Patents

Abstract

Se proporciona un empaque que tiene un soporte integral que es adecuado para uso en una conexion con una cubierta termica en un montaje de empaque-cubierta termica. El soporte integral puede incluir una cavidad receptora disenada para colocar con precision y retener una porcion de la cubierta termica. El soporte y empaque integrales pueden incorporar ademas rasgos integrales adicionales para mejorar la colocacion y conexion de la cubierta termica al empaque. Tambien se describe un metodo para ensamblar un montaje de empaque-cubierta termica.

Description

EMPAQUE CON SOPORTE INTEGRAL CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona generalmente con empaques. Más particularmente, la presente invención se relaciona con un empaque que tiene un soporte integral que es adecuado para uso con una cubierta térmica en un ambiente de alta temperatura.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los empaques con frecuencia se utilizan como una capa de material colocada entre superficies o partes de contacto que necesitan una junta sellada. Los empaques se utilizan comúnmente para evitar el escape de gas o las fugas entre dos superficies de contacto que se unen por remaches, una tarea que es difícil de llevar a cabo en ambientes de alta temperatura y alta presión tales como las de un motor de combustión interna. Una aplicación común involucra la colocación de un empaque metálico entre la cabeza de cilindro y el múltiple de escape. Otra aplicación involucra la colocación de un empaque entre el múltiples de escape y el reborde del tubo de escape. Los empaques para cualquier aplicación se consideran empaques de alta temperatura, y más particularmente empaques múltiples de escape, puesto que los empaques proporcionan un sello contra las fugas que se pretende que evite que los subproductos de combustión que salen del motor escapen dentro del compartimiento del motor de un vehículo. Debido a que el escape de un motor es extremadamente caliente, comúnmente se incorporan cubiertas térmicas en el sistema de escape para proteger otros componentes debajo del cofre de la temperatura excesiva y para ayudar a proteger a las personas de quemaduras y otros daños que pueden resultar de contacto físico con el sistema. En general, tales cubiertas térmicas se forman de un material resistente a la corrosión, tal como acero aluminizado, el cual se forma por troquelado para adaptarse generalmente a la forma de un múltiple y al mismo tiempo proporcionar un espacio de aire entre los componentes. En algunos casos, se puede utilizar una cubierta térmica de capas múltiples para mejorar adicionalmente la resistencia al calor y para proporcionar un aspecto amortiguador de sonido. Tales empaques de tipo de múltiple típicamente se instalan al colocar el empaque entre un primer componente coincidente tal como la cabeza de cilindro, y un segundo componente coincidente, tal como el múltiple de escape. Las aberturas formadas en el empaque después se alinean con las aberturas correspondientes formadas con los componentes coincidentes. Comúnmente, después- se hace pasar un sujetador roscado a través de las aberturas seleccionadas del primer componente coincidente y del empaque para acoplar la abertura roscada correspondiente formada en el segundo componente coincidente. Después se incorpora habitualmente una cubierta térmica dentro del montaje y se fija de manera convencional En muchos montajes conocidos, la cubierta térmica se une a diversos componentes, tales como componentes de motor, utilizando una pluralidad de sujetadores separados, lengüetas y separadores. En otras aplicaciones, la cubierta térmica se une a un componente, tal como un bloque de cilindro, con un material sellante. Sin embargo, ambos métodos necesariamente involucran el uso de componentes de sujeción adicionales o materiales sellantes o ambos, que con frecuencia se pierden o se desalojan, causando una mala alineación y montajes menos seguros. Además, tales métodos de ensamblado convencionales de cubierta térmica con frecuencia involucran procedimientos de colocación y ensamblado más complicados y que consumen tiempo. Basados en tales limitaciones, existe la necesidad en la industria por un empaque mejorado que proporcione soporte para un montaje de cubierta térmica, de una manera eficiente, confiable y económica.

DESCRIPCIÓN BREVE DE LA INVENCIÓN La presente invención reconoce las limitaciones asociadas con los empaques disponibles actualmente. Además, la invención es particularmente útil respecto a montajes de empaques-cubiertas térmicas para ambientes de alta temperatura, tales como un motor de combustión interna. Un rasgo principal de la presente invención es la inclusión de un soporte integral como una parte de un empaque. El soporte integral se diseña para retener una porción de la cubierta térmica sin que se requieran componentes adicionales o materiales sellantes. Con tal diseño, el usuario puede sujetar la cubierta térmica a un componente sin agregar elementos de sujeción innecesarios o complicados, por lo que se minimiza el número de elementos que se incluyen en el montaje. Por lo tanto, se proporciona una ventaja importante por sistemas en los que los componentes adicionales o las etapas de ensamblado pueden llevar a una mala alineación y una retención menos efectiva y que requiere más tiempo. Además, debido a que las partes adicionales no necesariamente se fijan al soporte, un empaque construido de acuerdo con los principios de la presente invención se puede instalar en el montaje de empaque-cubierta térmica con una colocación y alineación precisas, de una manera expedita, efectiva en cuanto a costos y más eficiente. De acuerdo con una modalidad de la invención, se proporciona un empaque que tiene un soporte integral, que es adecuado para uso en relación con un montaje de empaque-cubierta térmica. Además del empaque, el montaje típico de empaque-cubierta térmica también incluye una cubierta térmica y un primero y segundo componentes coincidentes. En la práctica, el primero y segundo componentes coincidentes tendrán por lo menos una abertura de conexión correspondiente y por lo menos una abertura de flujo de fluido, aunque es posible, y generalmente se prefiere una pluralidad de cada tipo de abertura. El empaque el cual típicamente se forma de acero, acero inoxidable, cobre o una combinación de metales, está constituido de una porción inferior y una porción superior. La porción inferior típicamente es de naturaleza plana e incluye por lo menos una abertura de conexión y por lo menos una abertura de flujo de fluido. La abertura de conexión y la abertura de flujo de fluido del empaque generalmente corresponderán a una o más aberturas respectivas en el primero y segundo componentes coincidentes cuando el empaque se incorpora en el montaje de empaque-cubierta térmica. La porción superior del empaque se localiza en la parte superior de la porción inferior e incluye un soporte integral que tiene una cavidad receptora. La cavidad receptora se configura generalmente para recibir y retener una porción de la cubierta térmica. En otra modalidad de la presente invención, un empaque tal como el tipo descrito previamente incluye además formaciones integrales, tales como pliegues o botones o ambos, que se extienden dentro o desde la superficie de la cavidad receptora. En una modalidad preferida, las formaciones integrales en la superficie del soporte integral corresponden generalmente a formaciones similares en la cubierta térmica para mejorar adicionalmente la colocación horizontal y la retención de la cubierta térmica dentro de la cavidad receptora. o Además de la construcción de un empaque mejorado, la presente invención también describe un método mejorado para instalar un empaque y una cubierta térmica en un montaje de empaque-cubierta térmica. Este método utiliza las ventajas derivadas de tal empaque mejorado para proporcionar un método mejorado para construcción de un montaje de empaque-cubierta térmica .

DESCRIPCIÓN BREVE DE LOS DIBUJOS Los rasgos y aspectos inventivos de la presente invención se volverán evidentes ante la lectura de la siguiente descripción detallada, reivindicaciones y dibujos, de los cuales lo siguiente es una descripción breve: La figura 1 es una vista despiezada de una modalidad de la presente invención que ilustra la unión de una cubierta térmica a la porción superior de un empaque, en un montaje común de empaque-cubierta térmica. La figura 2 es una vista en sección lateral de una modalidad de la presente invención que muestra generalmente la unión de la cubierta térmica al soporte integral de un empaque. La figura 3 es una vista en sección lateral de otra modalidad de la presente invención, generalmente similar a la modalidad que se muestra en la figura 2, en donde el empaque y la cubierta térmica incluyen características adicionales construidas de acuerdo con un aspecto adicional de la presente invención. La figura 4 es una vista en sección lateral de otra modalidad adicional de la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA MODALIDAD PREFERIDA La figura 1 muestra una vista despiezada de una modalidad particular de la presente invención. Se ilustra un empaque 10 construido de acuerdo con los principios de la presente invención, entre un primero y segundo componentes 12 y 14, respectivamente. Como se representa en la modalidad dibujada, el primer componente 12 coincidente puede tomar la forma de la cabeza de cilindro, mientras que el segundo componente 14 coincidente puede tomar la forma, correspondientemente, del múltiple de escape. Durante el proceso de ensamblado, el empaque 10 se encierra o se "interpone" entre el primer componente 12 coincidente y el segundo componente 14 coincidente, los cuales se conectan físicamente por un conectador 16 convencional, tal como por ejemplo el perno 18 y una arandela 20 de resorte mostrada. Una cubierta 22 térmica cubre una porción de uno o ambos componentes coincidentes 12, 14 y se acopla al empaque 10 en una posición indicada generalmente por la flecha. Tomadas en combinación, las partes 10, 12, 14, 16 y 22 se denominan colectivamente como un montaje 24 de empaque-cubierta térmica. De acuerdo con los principios de esta invención, el empaque 10 incluye una porción 26 inferior y una porción 28 superior. La porción 26 inferior tiene una superficie exterior que es sustancialmente plana y que es preferiblemente de un espesor uniforme. La porción 26 inferior del empaque 10 incluye además por lo menos una abertura 30 de conexión y una abertura 32 de flujo de fluido. La abertura 30 de conexión y el flujo 32 de fluido generalmente corresponden a aberturas 34, 36 dimensionadas similarmente del primer componente 12 coincidente y una abertura 38, 39 dimensionada similarmente del segundo componente 14 coincidente para propósitos de construir el montaje 24. Como se muestra en la modalidad que se ilustra, el empaque 10 incluye comúnmente una pluralidad de aberturas de conexión y de flujo de fluido diseñadas para que correspondan con una pluralidad de aberturas coincidentes tanto en el primero como en el segundo componentes coincidentes. La función principal de las aberturas de conexión, las cuales generalmente se localizan hacia la periferia exterior del empaque 10, es conectar el empaque 10 y el primero y segundo componentes 12, 14 coincidentes. Correspondientemente, la función principal de las aberturas correspondientes y generalmente alineadas es facilitar la transferencia de flujo de diversos gases o fluidos, o ambos, que fluyen entre el primero y segundo componentes coincidentes, 12, 14. La porción 28 superior del empaque 10 incluye un soporte 40 integral que tiene una cavidad 42 receptora. El soporte 40 preferiblemente tiene forma de c o forma de s cuando se observa en su sección transversal, pero otras construcciones que proporcionan una cavidad 42 receptora con otras configuraciones geométricas están completamente dentro del alcance propuesto de la presente invención. En una modalidad preferida, la cavidad 42 se diseña para recibir y retener una porción de la cubierta 22 térmica. Además, la longitud del soporte 40 integral tomado a lo largo del plano de montaje será aproximadamente la longitud del empaque 10 y de la cubierta 22 térmica para proporcionar la cantidad preferida de cobertura de la cubierta térmica y soporte estructural para la misma. Sin embargo, tal congruencia de componentes no es requerimiento para la práctica de la invención. De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, el soporte 40 integral de la porción 28 superior del empaque 10 puede incluir adicionalmente un colocador de soporte, tal como por ejemplo, una o más proyecciones, orificios o indentaciones. En la figura 1, el colocador de soporte incluye una pluralidad de pliegues 44 y botones 46. Además, en base en la aplicación, la superficie de la cavidad 42 receptora puede incluir varias porciones rugosas, de formaciones superficiales u otras proyecciones. Por ejemplo, se puede utilizar una superficie plegada o arrugada para mejorar adicionalmente la cantidad de fricción de contacto que se proporciona cuando una parte coincidente, tal como una cubierta térmica, es retenida friccionalmente en el mismo. La cubierta 22 térmica incluye un borde superior o reborde 48 que puede incluir adicionalmente un colocador de cubierta térmica, el cual generalmente corresponde y complementa el colocador de soporte del soporte 40 integral. El colocador de cubierta térmica del reborde 48 puede incluir, por ejemplo, los pliegues 50 y los botones 52 que se ilustran. La figura 2 muestra una vista en sección lateral de una modalidad de un montaje 24 de empaque-cubierta térmica, el cual ilustra adicionalmente ciertas características de la presente invención. En la modalidad que se ilustra, se proporciona un empaque 10 el cual tiene un soporte 40 integral generalmente en forma de s. De acuerdo con la presente invención, se muestra una cubierta 22 térmica retenida dentro de la cavidad 42 receptora del soporte 40 integral. La vista en sección lateral que se muestra en la figura 3 ilustra una modalidad de un montaje 20 de empaque-cubierta térmica similar al mostrado en la figura 2, el cual ilustra adicionalmente la interconexión de un colocador de soporte del empaque 10 con un colocador de cubierta térmica de la cubierta 22 térmica. El colocador de cubierta térmica tal como los pliegues 44 y botones 46 se pueden agregar opcionalmente a la cubierta térmica para colocar de una manera más adecuada la cubierta térmica, particularmente en la dirección lateral o de "deslizamiento" . Como se observa mejor en la modalidad de la figura 1, los pliegues 44 y botones 46 del empaque 10 corresponden con los pliegues 50 y botones 52 complementarios de la cubierta 22 térmica. Tales formaciones sirven para colocar con mayor precisión la cubierta 22 térmica y para mejorar la retención de la cubierta 22 dentro de la cavidad 42 receptora del empaque 10. Para ciertas aplicaciones, puede ser deseable incorporar un medio adicional para fijar de manera firme la cubierta 22 térmica al empaque 10. En tales casos, la porción 28 superior del empaque 10, la cubierta 22 térmica o una capa separadora adicional (no mostrada) colocada entre el primero y segundo componentes 12, 14 coincidentes se puede conformar para incluir un dispositivo de inmovilización (no mostrado) para asegurar, fijar o sujetar más firmemente la cubierta 22 térmica al soporte 40 integral. De manera más común, el dispositivo de inmovilización se utilizará para fijar más firmemente la cubierta 22 térmica dentro de la cavidad 42 receptora. Por ejemplo, el empaque 10, la cubierta 22 térmica o una capa separadora adicional pueden incluir lengüetas o broches prefabricados diseñados para fijarse o sujetarse firmemente a una formación en el empaque 10 o la cubierta 22 térmica, por lo que "inmovilizan" o aseguran de manera adicional a la cubierta 22 térmica en su lugar. La figura 4 es una vista en sección lateral de otra modalidad adicional de la presente invención en la cual la porción 28 superior del empaque 10 incluye una saliente o resalto generalmente plano. La saliente o resalto, o la porción 28 superior incluye un colocador integral o un soporte para alinear apropiadamente el empaque 10 y la cubierta 22. Sin embargo, el colocador/soporte también se puede utilizar en conexión con la fijación de la cubierta 22 térmica al empaque 10. Por ejemplo, la porción 28 superior puede incluir una formación tal como un orificio con un reborde que coincide con la estructura correspondiente en la cubierta 22. La cubierta 22 térmica se puede colocar por encima del empaque 10 (como se muestra) , o, según se desee para algunas aplicaciones, la cubierta 22 térmica se puede fijar por debajo del empaque 10. Una tuerca ranurada, una tuerca soldada, un tornillo de lámina metálica, un vastago soldado o una diversidad de componentes convencionales similares también se pueden utilizar para fijar los componentes. Otro aspecto de la presente invención proporciona un método para construir un montaje 24 de empaque-cubierta térmica mejorado. El método incluye las etapas de: (i) colocar un empaque 10 que incluye un soporte 28 integral entre un primero y segundo componentes coincidentes 12, 14; (ii) utilizar un conector para conectar el segundo componente 14 coincidente al primer componente 12 coincidente, por lo que se fija el empaque 10 entre el primero y segundo componentes coincidentes 12, 14; y (iii) unir la cubierta 22 térmica al soporte 28 integral del empaque 10. En un método preferido, el empaque 10 tiene un soporte 28 integral que se coloca entre el primer componente 12 coincidente y el segundo componente 14 coincidente. Un conector 16, tal como un perno 18, se utiliza para conectar físicamente el segundo componente 14 coincidente al primer componente 12 coincidente, por lo que se fija o "interpone" el empaque 10 entre los mismos. El conector 16 puede incluir cualquier dispositivo convencional, pero preferiblemente un perno 18 que coincide con los requerimientos de ingeniería para la aplicación. En el método preferido de ensamblado, primero se inserta un perno 18 a través de la abertura 38 de conexión del segundo componente 14 coincidente, después se inserta adicionalmente a través de la abertura 30 de conexión del empaque 10 y se inserta dentro de la abertura 34 de conexión del primer componente 12 coincidente. Para facilitar la retención de los componentes, la abertura 34 de conexión del primer componente coincidente generalmente se rosca para recibir y fijar de manera rígida el perno 18. En una etapa separada, la porción 54 inferior de la cubierta 22 térmica se une al segundo componente coincidente o a un componente en proximidad cercana al mismo. En el método preferido para construir el montaje 24 de empaque-cubierta térmica, la cubierta 22 térmica y el segundo componente 14 coincidente incluirán por lo menos un dispositivo de colocación diseñado para acoplarse entre si. Como se muestra en la figura 1, la cubierta 22 térmica incluye un orificio 56 de colocación en la porción 54 inferior el cual está dimensionado para deslizarse sobre y acoplarse de manera general con la característica 58 de conexión integral en el segundo componente 14 coincidente. En relación con otra etapa del montaje, el reborde 48 de la cubierta 22 térmica se recibe dentro de la cavidad 42 receptora del empaque 10 y se retiene físicamente en la misma. Se han descrito modalidades preferidas de la presente invención. Sin embargo, una persona habitualmente experta en la técnica notará que ciertas modificaciones pueden introducirse dentro de las enseñanzas de esta invención. Por lo tanto, las siguientes reivindicaciones se deben estudiar cuidadosamente para determinar el alcance verdadero y el contenido de la invención.

Claims (20)

REIVINDICACIONES

1. Un empaque para uso en la retención de una cubierta térmica en un montaje de empaque-cubierta térmica, el montaje de empaque-cubierta térmica incluye un primero y segundo componentes coincidentes, el empaque comprende: una porción inferior; y una porción superior colocada por encima de la porción inferior, en donde la porción superior incluye un soporte integral para retener una porción de la cubierta térmica.

2. El empaque como se describe en la reivindicación 1, en el que el primero y segundo componentes coincidentes incluyen cada uno por lo menos una abertura de conexión y por lo menos una abertura de flujo de fluido en alineación respectiva entre si.

3. El empaque como se describe en la reivindicación 2, en el que el empaque incluye por lo menos una abertura de conexión que corresponde a una abertura de conexión del primero y segundo componentes coincidentes y por lo menos una abertura de flujo de fluido que corresponde a la abertura de flujo de fluido del primero y segundo componentes coincidentes.

4. El empaque como se describe en la reivindicación 1, en el que el soporte integral incluye una cavidad receptora para recibir y retener la porción de la cubierta térmica.

5. El empaque como se describe en la reivindicación 4, en el que la cavidad receptora está constituida de uno o más pliegues integrales.

6. El empaque como se describe en la reivindicación 4, en el que la cavidad receptora tiene una configuración generalmente en forma de s.

7. El empaque como se describe en la reivindicación 4, en el que la cavidad receptora tiene una configuración generalmente en forma de c.

8. El empaque como se describe en la reivindicación 1, en el que el soporte integral incluye un colocador de soporte.

9. El empaque como se describe en la reivindicación 9, en el que el colocador de soporte incluye por lo menos un rasgo de superficie que se selecciona del grupo que consiste de proyecciones, orificios e indentaciones.

10. El empaque como se describe en la reivindicación 9, en el que el colocador de soporte incluye un pliegue y un botón.

11. El empaque como se describe en la reivindicación 5, en el que la superficie de la cavidad receptora incluye una deformación de superficie para facilitar el contacto friccional con una porción de la cubierta térmica.

12. El empaque como se describe en la reivindicación 1, en el que la porción superior del empaque incluye lengüetas integrales para fijar la cubierta térmica una vez que se retiene dentro de la cavidad receptora.

13. Un método para ensamblar un ensamble de empaque-cubierta térmica, en el que el ensamble está constituido de un empaque, una cubierta térmica y un primero y segundo componentes coincidentes, el método comprende las etapas de: proporcionar un empaque que tiene un soporte integral; colocar el empaque entre el primero y segundo componentes coincidentes; fijar el empaque entre el primero y segundo componentes coincidentes; y unir una cubierta térmica al soporte integral del empaque .

14. El método como se describe en la reivindicación 13, en el que el soporte integral del empaque incluye un colocador de soporte y la cubierta térmica incluye un colocador de cubierta térmica.

15. El método como se describe en la reivindicación 14, en el que el colocador de soporte está en comunicación complementaria con el colocador de cubierta térmica.

16. El método como se describe en la reivindicación 13, en el que el método incluye la etapa de unir la cubierta térmica al segundo componente coincidente.

17. El montaje de empaque-cubierta térmica, que incluye un primero y segundo componentes coincidentes, el montaje de empaque-cubierta térmica comprende: una cubierta térmica; y un empaque que tiene una porción inferior y una porción superior colocada por encima de la porción inferior, en donde la porción superior incluye un soporte integral y una cavidad receptora para retener una porción de la cubierta térmica.

18. El montaje de empaque-cubierta térmica, como se describe en la reivindicación 17, en el que la cubierta térmica incluye un colocador de cubierta térmica.

19. El montaje de empaque-cubierta térmica, como se describe en la reivindicación 18, en el que el soporte integral incluye un colocador de soporte que se complementa con el colocador de cubierta térmica.

20. El montaje de empaque-cubierta térmica, como se describe en la reivindicación 17, en el que el montaje incluye un dispositivo de inmovilización para fijar la cubierta térmica al soporte integral del empaque.