MXPA04007323A - Ensamble de arandela. - Google Patents

Abstract

Un ensamble de lavadora (30) incluye un miembro sellador elastico (44) que tiene una pared cilindrica (48) con un primer extremo axial (49) y un segundo extremo axial opuesto (51). Una pared (50) se extiende radialmente hacia dentro desde el primer extremo axial (51). El miembro (44) esta montado en un alojamiento (46) que tiene una base (54) y una falda (56) que se extiende axialmente desde la base. La falda (56) se extiende axialmente mas alla del segundo extremo axial (51) del miembro (44) y termina en una superficie anular (53) que tiene un diametro interno que es substancialmente coterminal en el sentido radial, con un diametro externo del segundo extremo axial (51).

Description

ENSAMBLE DE ARANDELA CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un ensamble de arandela, en particular, aunque no exclusivamente, para una llave o grifo doméstico.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las llaves o grifos del tipo disponible típicamente en los Estados Unidos y en Asia, consisten de una cabeza de llave conectada roscadamente a un cuerpo de llave; incluyendo el cuerpo de llave un pasaje para agua que tiene una entrada de fluido, una salida de fluido y un asiento de arandela entre ellas. Un vástago es retenido roscadamente dentro de la cabeza, de manera que la rotación del vástago en direcciones opuestas lo mueva en una dirección axial hacia arriba y hacia abajo, dentro del cuerpo de la llave. Un ensamble de arandela que incluye típicamente un disco de material elástico, está sujetado mediante un tornillo a un extremo del vástago. Consecuentemente, el ensamble de arandela gira con el vástago. El asiento de arandela está provisto como un inserto maquinado separadamente, retenido con un alma que se extiende a través del interior del cuerpo. El inserto es sustancialmente de forma cilindrica y, en un extremo superior, tiene una pestaña que se extiende radialmente, que es usada para soportara el inserto dentro del cuerpo de la llave. Radialmente hacia dentro de la pestaña está una espita que se extiende hacia arriba. La espita está formada con una superficie superior de curva suave, contra la cual empuja el ensamble de arandela cuando se cierra la llave. Un problema fundamental con este tipo de llave es que, debido a que el ensamble de arandela gira con el vástago, está sujeto a desgaste y desgarramiento. En consecuencia, sustancialmente todo el par de torsión aplicado cuando se hace girar la llave es transmitido a través del disco elástico, sobre el inserto. Cuanto más fuerte se gire el vástago, mayor será la compresión y mayores las fuerzas de fricción que inciden sobre el ensamble de arandela y sobre el disco. Si el ensamble de arandela sufre una falla catastrófica, por ejemplo, desgarramientos por desgaste del vástago, es probable que la llave gotee con una velocidad de flujo relativamente alta.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Es un objetivo de la presente invención proveer una forma alternativa de ensamble de arandela. De acuerdo con la presente invención se provee un ensamble de arandela para una llave o grifo, que incluye por lo menos: un miembro sellador elástico que tiene una pared cilindrica con primero y segundo extremos axiales, opuestos, y una primera pared que se extiende en una dirección radialmente hacia dentro desde el primer extremo radial; donde la primera pared y la pared cilindrica forman una cavidad dentro de la cual puede entrar fluido desde el segundo extremo axial durante el funcionamiento del ensamble de arandela con la llave; y un alojamiento que tiene una base y una falda que se extiende axialmente desde la base, para definir un asiento en el que es retenido el miembro sellador elástico; extendiéndose la falda axialmente más allá del segundo extremo axial de la pared cilindrica, y terminando en una superficie anular que tiene un diámetro interno dimensionado para ser sustancialmente coterminal en sentido radial con un diámetro exterior del segundo extremo axial, cuando el miembro sellador elástico está retenido en el asiento. De preferencia el asiento tiene una superficie interior, con una forma complementaria de una superficie exterior del miembro sellador elástico, con una superficie circunferencial de la pared cilindrica topando con la superficie interior del asiento. De preferencia el miembro sellador elástico está provisto de un labio que se extiende radialmente hacia dentro desde el segundo extremo axial, a una abertura a través de la cual el fluido puede entrara en la cavidad; creando dicho labio, junto con la pared cilindrica y la primera pared, un rebajo en el miembro sellador para acomodar la compresión axial de la pared cilindrica, así como la presión de fluido que actúa para impulsar hacia fuera la deformación del labio. Es preferible que cada una de la base y la primera pared esté provista de un agujero axial, a través del cual pueda pasar un sujetador para fijar el ensamble de arandela a un vástago de la llave. Es preferible formar el interior de la base con un reborde que sobresalga axialmente alrededor del agujero formado a través de ella; y que la primera pared tenga una porción con grosor reducido, que cubre dicho reborde. De acuerdo con la presente invención también se provee una llave que incluye por lo menos: un ensamble de arandela que incluye un miembro sellador elástico y un alojamiento; donde el miembro sellador elástico incluye una pared cilindrica con primero y segundo extremos axiales opuestos; una primera pared que se extiende en una dirección radialmente hacia dentro desde el primer extremo axial y la primera pared y la pared cilindrica forman una cavidad dentro de la cual puede entrar fluido desde el segundo extremo axial durante la operación del ensamble de arandela con la llave; y el alojamiento incluye una base y una falda que se extiende axialmente desde la base para definir un primer asiento en el que es retenido el miembro sellador elástico; extendiéndose la falda axialmente más allá del segundo extremo axial de la pared cilindrica, y terminando en una superficie anular que tiene un diámetro interno dimensionado para que sea sustancialmente coterminal en sentido radial con un diámetro exterior del segundo extremo axial, cuando el miembro sellador elástico está retenido en el primer asiento; un vastago, al que está acoplado el ensamble de arandela; y un inserto que forma un segundo asiento para el ensamble de arandela; estando provisto el inserto de una pestaña anular y una espita que se extiende axialmente desde la pestaña; teniendo la espita un diámetro externo menor que el diámetro interno de la superficie anular; donde la llave está en una posición totalmente cerrada cuando se hace avanzar el ensamble de arandela, mediante el vástago, linealmente hacia el inserto, hasta una posición en la que la espita topa contra el segundo extremo axial de la pared cilindrica, y la superficie anular de la falda topa contra la pestaña. De acuerdo con la invención, también se provee un ensamble de arandela para una llave, que incluye por lo menos: un miembro sellador elástico que tiene una pared cilindrica con primero y segundo extremos axiales, opuestos, y una primera pared que se extiende en una dirección radialmente hacia dentro desde el primer extremo axial; donde la primera pared y la pared cilindrica forman una cavidad dentro de la cual puede entrar fluido desde el segundo extremo axial, durante el funcionamiento del ensamble de arandela con la llave; y un alojamiento que tiene una base y una falda que se extiende axialmente desde la base, para definir un asiento, en el que es retenido el miembro sellador elástico; extendiéndose la falda axialmente más allá del segundo extremo axial de la pared cilindrica y terminando en una superficie anular que tiene un diámetro interno sustancialmente de la misma dimensión que un diámetro externo del segundo extremo axial, de tal manera que una superficie circunferencial exterior del segundo extremo axial permanezca adyacente a la superficie anular cuando el miembro sellador elástico está retenido en el asiento.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Se describirá ahora, a manera de ejemplo únicamente, una modalidad de la presente invención, con referencia a los dibujos anexos, en los cuales: La figura 1 es una representación esquemática del vástago de una llave, que incorpora una arandela de la técnica anterior. La figura 2 es un dibujo en corte de una primera modalidad de la presente invención, en el momento del contacto inicial con un inserto de una llave. La figura 3 es una vista en sección que ilustra el ensamble de arandela en contacto sellador pleno con el inserto; y La figura 4 es una vista isométrica de un miembro sellador incorporado en el ensamble de arandela.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS Como se muestra en la figura 1, la caña 10 de una llave (no mostrado) comprende un cuerpo exterior 12 y un vástago 14 que se extiende axialmente. Un extremo inferior 16 del cuerpo exterior 12 está formado con una rosca exterior para atornillar en el cuerpo de la llave (no mostrado). El primer extremo 18 del vástago 14 más cercano al extremo inferior 16, está formado con una cabeza 20 de diámetro incrementado. El segundo extremo opuesto 22 del vástago 14 está formado con una pluralidad de nervaduras 24 que se extienden longitudinalmente, circunferencialmente espaciadas. Una arandela 26 del tipo de disco está fijada a la cabeza 20 por medio de un tornillo 28. Un maneral (no mostrado) se acopla con las nervaduras 24 en el segundo extremo 22, para facilitar la rotación manual del vástago 14 en direcciones dextrógira o levógira, para permitir la apertura y el cierre de la llave. La figura 2 ilustra una modalidad del ensamble 30 de arandela de acuerdo con la presente invención, junto con un inserto 32 de llave típico. El inserto 32 tiene la forma de un tubo cilindrico corto 34, con una pestaña 36 que se extiende radialmente hacia fuera, formada alrededor de la circunferencia exterior, cerca de un extremo superior del tubo 34. Extendida axialmente hacia arriba desde la pestaña 36 hay una espita 38 que tiene una superficie superior 40 de curva suave o radio uniforme. Está formado un espaldón 42 alrededor de la circunferencia exterior del tubo 34, entre la pestaña 36 y la espita 38. Para abrir una llave, usando la arandela 26 de la técnica anterior, mostrada en la figura 1, el vástago 14 es girado en dirección dextrógira para presionar la arandela 26 sobre la superficie superior 40 de la espita 38. Cuando hay contacto pleno entre la superficie de la arandela 26 y la superficie superior 40, se forma un sello que previene que pase agua a través de un pasaje central en el inserto 32, cerrando de esa manera la llave. Si se continúa girando el vástago 14 adicionalmente en dirección dextrógira, se empuja más fuerte la arandela 26 contra la espita 38, comprimiendo adicionalmente la arandela 26 y, en particular un anillo de la arandela 26, entre la espita 38 y la cabeza 20. Suponiendo que la arandela 26 no se desgarre ni falle de otra manera, el factor limitante sobre la fuerza de cierre de la llave es la compresibilidad de la arandela 26. Es decir, la rotación dextrógira del vástago 14 para cerrar la llave se detiene cuando la persona que gira la llave 14 no puede comprimir adicionalmente la arandela 26. Por supuesto esto puede variar de una persona a otra, dependiendo de su fuerza física. Un ensamble de arandela 30 de acuerdo con una modalidad de la invención comprende un miembro sellador elástico 44 y un alojamiento rígido 46 que aloja el miembro sellador elástico 44. El miembro sellador elástico 44 tiene una pared cilindrica 48 con un primer extremo axial 49 y un segundo extremo axial 51 opuesto; y una primera pared 50 que se extiende radialmente hacia dentro desde el primer extremo axial 49 formando, con la pared cilindrica 48, una cavidad 52 dentro de la cual el fluido puede entrar desde el segundo extremo axial 51. El alojamiento 46 tiene una base 54 y una falda que se extiende axialmente desde la base para definir un asiento 56. La forma interior del alojamiento 46 (es decir, la forma del asiento) es complementaria de la forma exterior del miembro sellador elástico 44. La falda 56 se extiende axialmente más allá del segundo extremo axial 51 de la pared cilindrica 48, y termina en una superficie anular 53 que tiene un diámetro interno que es sustancialmente coterminal, en sentido radial, con un diámetro exterior del segundo extremo axial 51 del miembro 44. Como se muestra en la figura 3, la falda 56 topa con la pestaña 36 y se asienta en el espaldón 42 cuando el ensamble de arandela es forzado o empujado a su máximo sobre el inserto 32, lo que corresponde a la condición CERRADA o estanca de la llave. El miembro sellador elástico 44 incluye un labio o membrana 58 que se extiende radiaimente hacia dentro a través del segundo extremo axial 51, a una abertura 60, a través de la cual puede entrar el fluido en la cavidad 52. El labio o membrana 58, junto con la primera pared 50 y la pared cilindrica 48, crean en efecto un rebajo circunferencial 62 en el interior del miembro sellador 44. El rebajo tiene dos efectos: El primero es que provee una región en la que la presión de fluido puede actuar para tender a deformar el labio (o membrana) 58 y porciones adyacentes del miembro sellador elástico 54, hacia fuera de la cavidad 52 De esa manera, la presión del propio fluido ayuda a formar un sello durante el proceso de cierre, forzando el labio 58 y las porciones adyacentes del miembro sellador elástico, contra la caña 38. Otro efecto del rebajo 62 es que permite un grado de deformación del labio 58 y la pared cilindrica 48, diagonalmente hacia dentro, que tiende a reducir el tamaño del rebajo 62 cuando el ensamble de arandela es empujado más fuerte contra el inserto 32. Esto tiene el beneficio de contribuir a que el miembro sellador elástico 44 dé de sí un tanto, además de lo que le provee su elasticidad natural. Tanto la primera pared 50 como la base 54 están formadas con respectivos agujeros axiales 64 y 66, dispuestos en alineación mutua. Cuando se usa el ensamble de arandela 30 con la caña 10, el tornillo 28 pasa a través de los agujeros 64, 66 para sujetar el ensamble de arandela 30 a la cabeza 20 del vástago. El interior de la base 54 está formado con un reborde 68 sobresaliente alrededor del agujero 66. Adicionalmente, la primera pared 50 tiene una porción 70 de espesor reducido, que cubre el reborde 68. Cuando el tornillo 28 sujeta el ensamble 30 de arandela al vástago 14, la cabeza del tornillo 28 sujeta la porción 70 al reborde 68. Esto ayuda a retener el miembro sellador elástico 44 en el alojamiento 46. Sin embargo, el miembro sellador elástico 44 es retenido primariamente dentro del alojamiento 46 al dimensionar relativamente esos componentes para que formen entre ellos un ajuste de interferencia. Se describirá ahora el funcionamiento 30 del ensamble de arandela. El ensamble de arandela 30 es reemplazado en la caña 10, desenroscando el tornillo 28, retirando la arandela de disco convencional 26 de la técnica anterior, haciendo pasar el fuste del tornillo 28 a través de los agujeros 64 y 66, y luego atornillando el tornillo 28 nuevamente en la cabeza 20 del vástago 14. Supóngase que la llave está abierta, de manera que el agua está fluyendo hacia arriba a través del inserto 32. Para cerrar la llave, se hace girar el vástago 14 en dirección dextrogira. Esto hace que el vástago 14 se mueva axialmente en dirección descendente, haciendo avanzar el ensamble de arandela 30 hacia el inserto 32. A medida que continúa este avance, el segundo extremo axial 51 del miembro sellador elástico hace contacto inicialmente con la superficie superior 40 de la espita 38. Esto constituye un punto de CIERRE inicial para la llave. Sin embargo, dependiendo de la presión de fluido, todavía puede fluir algo de fluido a través de la llave. Para CERRAR totalmente la llave, se gira adicionalmente el vástago 14 en dirección dextrogira. Consecuentemente, el miembro sellador elástico 44 es comprimido por la espita 38. Adicionalmente, el labio 58 y las porciones adyacentes del miembro sellador elástico pueden flexionarse en diagonal hacia adentro, de una manera que anulan el rebajo 62. Simultáneamente la presión de fluido dentro de la cavidad 52, y que actúa dentro del rebajo 62, tendrá un efecto contrario, que tiende a empujar el labio 58 contra la espita 38. De esa manera se incrementa el efecto sellador por la presión del agua que actúa dentro del miembro sellador elástico 44. Eventualmente, a medida que se continúa girando el vástago 14 en dirección dextrogira, la falda 56 y, más particularmente su superficie anular 53, hace contacto con la pestaña 36 que asienta en el espaldón 42. Esto constituye el límite axial para el movimiento descendente del ensamble de presión 30. Si se intentara girar adicionalmente el vastago 14 en dirección dextrógira, se aplicaría fuerza adicional al alojamiento 46, lo que protege al miembro sellador elástico 44 contra las fuerzas excesivas de desgarramiento/fricción. Está contemplado que el alojamiento esté hecho de un material plástico, tal como ACETAL. Sin embargo, alternativamente, el alojamiento puede estar hecho de un metal o una aleación, incluyendo el bronce, pero sin limitación a él. El miembro sellador elástico 44 ventajosamente está hecho de un material huloso y, de preferencia, un material huloso que tenga una dureza en la escala Shore, del orden de 60 a 100. Un material particularmente bien adecuado es SANTOPRENE. Todas las modificaciones y las variaciones de la modalidad descrita en lo anterior, como serían aparentes para quienes tengan experiencia relevante en la materia, se considera que están dentro del alcance de la presente invención, cuya naturaleza debe ser determinada a partir de la descripción y de las reivindicaciones que vienen a continuación.

Claims (11)

( - 13 - REIVINDICACIONES

1.- Un ensamble de arandela para una llave o grifo, caracterizada porque incluye por lo menos: 5 un miembro sellador elástico que tiene una pared cilindrica con primero y segundo extremos axiales, opuestos, y una primera pared que se extiende en una dirección radialmente hacia dentro desde el primer extremo axial; donde la primera pared y la pared cilindrica forman una cavidad dentro de la cual puede entrar fluido desde el 10 segundo extremo axial durante el funcionamiento del ensamble de arandela con la llave; y un alojamiento que tiene una base y una falda que se extiende axialmente desde la base, para definir un asiento en el que es retenido un miembro sellador elástico; extendiéndose axialmente la 15 falda más allá del segundo extremo axial de la pared cilindrica, y terminando en una superficie anular que tiene un diámetro interno dimensionado para ser sustancialmente coterminal en sentido radial con un diámetro externo del segundo extremo radial, cuando el miembro sellador elástico está retenido en el asiento. 20

2.- El ensamble de arandela de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque el asiento tiene una superficie interior que tiene una forma complementaria de una superficie exterior del miembro sellador elástico, con una superficie circunferencial de la pared cilindrica que topa la superficie interior 25 del asiento.

3.- El ensamble de arandela de conformidad con las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado además porque el miembro sellador elástico está provisto de un labio que se extiende radialmente hacia dentro desde el segundo extremo axial a una abertura a través de la cual puede entrar fluido en la cavidad; el labio crea, junto con la pared cilindrica y la primera pared, un rebajo en el miembro sellador para acomodar la compresión axial de la pared cilindrica, así como la presión de fluido que actúa para forzar una deformación del labio hacia fuera.

4.- El ensamble de arandela de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado además porque cada una de la base y la primera pared está provista de un agujero axial, a través del cual puede pasar un sujetador para fijar el ensamble de arandela a un vástago de la llave.

5.- El ensamble de arandela de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado además porque el interior de la base está formado con un reborde que sobresale axialmente alrededor del agujero, formado a través de ella, y la primera pared tiene una porción con espesor reducido que cubre dicho reborde.

6.- Una llave o grifo, caracterizada porque incluye por lo menos: un ensamble de arandela que incluye un miembro sellador elástico y un alojamiento; donde el miembro sellador elástico incluye una pared cilindrica con primero y segundo extremos axiales, opuestos; una primera pared que se extiende en una dirección radialmente hacia dentro desde el primer extremo axial; y la primera pared y la pared cilindrica forman una cavidad dentro de la cual puede entrar fluido desde el segundo extremo axial durante el funcionamiento del ensamble de arandela con la llave; y el alojamiento incluye una base y una falda, que se extiende axialmente desde la base, para definir un primer asiento en el que es retenido el miembro sellador elástico; extendiéndose la falda axialmente más allá del segundo extremo axial de la pared cilindrica y que termina en una superficie anular que tiene un diámetro interno dimensionado para ser sustancialmente coterminal en sentido radial con un diámetro exterior del segundo extremo axial cuando el miembro sellador elástico está retenido en el primer asiento; un vástago al que está acoplado el ensamble de arandela; y un inserto que forma un segundo asiento para el ensamble de arandela; estando provisto el inserto de una pestaña anular y una espita que se extiende axialmente desde la pestaña; teniendo la espita un diámetro externo menor que el diámetro interno de la superficie anular; donde la llave está en posición totalmente cerrada cuando se hace avanzar el ensamble de arandela, mediante el vástago, linealmente hacia el inserto, hasta una posición en la que la espita topa contra el segundo extremo axial de la pared cilindrica, y la superficie anular de la falda topa contra la pestaña.

7.- La llave de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada además porque el primer asiento tiene una superficie interior que tiene una horma complementaria de una superficie exterior del miembro sellador elástico, con una superficie circunferencial exterior de la pared cilindrica que topa con la superficie interior del primer asiento.

8.- La llave de conformidad con la reivindicación 6 o 7, caracterizada además porque el miembro sellador elástico está provisto de un labio que se extiende radialmente hacia dentro desde el segundo extremo axial, a una abertura a través de la cual puede entrar fluido en la cavidad; el labio crea, junto con la pared cilindrica y la primera pared, un rebajo en el miembro sellador, para acomodar la compresión axial de la pared cilindrica así como la presión de fluido que actúa para forzar una deformación del labio hacia fuera.

9. - La llave de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizada además porque cada una de la base y la primera pared está provista de un agujero axial, a través del cual puede pasar el sujetador para fijar el ensamble de arandela al vástago de la llave.

10. - La llave de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada además porque el interior de la base está formado con un reborde que sobresale axialmente, alrededor del agujero formado a través de ella; y la primera pared tiene una porción con extremo reducido, que cubre el reborde.

11. - Un ensamble de arandela para una llave, caracterizado porque incluye por lo menos: un miembro sellador elástico que tiene una pared cilindrica con primero y segundo extremos axiales, opuestos, y una primera pared que se extiende en una dirección radialmente hacia dentro desde el primer extremo axial; donde la primera pared y la pared cilindrica forman una cavidad dentro de la cual puede enterara fluido desde el segundo extremo axial durante el funcionamiento del ensamble de arandela con la llave; y un alojamiento que tiene una base y una falda que se extiende axialmente desde la base, para definir un asiento en el que es retenido el miembro sellador elástico; extendiéndose la falda axialmente más allá del segundo extremo axial de la pared cilindrica y que termina en una superficie anular que tiene un diámetro interno, que tiene sustancialmente la misma dimensión que un diámetro externo del segundo extremo axial, de tal manera que una superficie circunferencial del segundo extremo axial permanece adyacente a la superficie anular cuando el miembro sellador elástico está retenido en el asiento.