MXPA04011757A - Metodo para fabricar un sello compuesto. - Google Patents
Metodo para fabricar un sello compuesto.Info
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Abstract
Un metodo para fabricar un sello para fluidos (10) para sellar un miembro relativamente giratorio, en donde el sello para fluidos (10), tiene un miembro de sellado elastomerico (18) unido a un inserto de PTFE (30). Una pastilla de material de PTFE (30), tiene una porcion de cuerpo (32) y una porcion de extremo (54) de un espesor mayor que la porcion de cuerpo (32). La pastilla (30) se coloca en una cavidad del molde (62) con un lado de la pastilla (30) opuesto a la porcion superficial de la cavidad del molde. El material elastomerico es forzado hacia la cavidad del molde (62) para formar una preforma moldeada del miembro de sellado elastomerico (18) y unir la preforma (18) a un lado opuesto de la pastilla (30). La preforma moldeada (18) y la pastilla unida (30), se retiran de la cavidad del molde (62). La porcion de extremo de la pastilla (54) y una porcion de extremo de la preforma (18) se recortan para formar el sello para fluidos (10).
Description
MÉTODO PARA FABRICAR UN SELLO COMPUESTO
Esta invención se relaciona generalmente con juntas de labios radiales, para utilizarse con miembros relativamente giratorios, y más particularmente con un método para hacer una junta de labios compuesta, formada de dos materiales que no son similares.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los sellos para fluidos del tipo de labios emplean típicamente un miembro de sellado flexible que tiene uno o más labios de sellado adaptados para acoplarse contra una superficie de sellado en un miembro relativamente giratorio. El propósito de un sello para fluidos del tipo de labios, es retener los fluidos de aplicación, usualmente lubricantes, y evitar el ingreso de contaminantes del medio ambiente. La selección del material del miembro de sellado se determina por varios factores, incluyendo el medio en el cual está operando el sello. Con frecuencia se utilizan materiales elastoméricos como el material del labio de sellado, en aplicaciones en donde la junta de labios está expuesta a un medio sucio, que contiene contaminantes tales como agua, sal y abrasivos tales como suciedad, lodo, arena, etc., los cuales serían dañinos a los soportes de eje utilizados en ciertas aplicaciones de equipo pesado, por ejemplo. La junta de labios puede hacerse también de otros materiales, tales como materiales de politetrafluoroetileno (PTFE) . Sin embargo, los elastómeros son con mucho más resistentes al desgaste que los materiales de PTFE bajo las condiciones contaminadas referidas anteriormente. Por otra parte, ciertas condiciones ambientales favorecen a los materiales de PTFE con respecto a los elastómeros, tales condiciones incluyen temperaturas altas y bajas y/o condiciones de funcionamiento en seco o con poco lubricante. No es poco común que el sello se someta no sólo a un medio contaminado, sino también a condiciones de temperaturas bajas o altas y/o baja capacidad lubricante. En el pasado, se ha empleado un labio de sellado con un borde del labio compuesto de material elastomérico/PTFE, un ejemplo del cual se describe en la Patente de los Estados Unidos No. 6,213,476, cedida a favor del cesionario de esta invención. Sin embargo, algunas veces se han encontrado dificultades en la fabricación de tales labios de sellado compuestos de material elastomérico/PTFE.
SPMftRIO DE LA INVENCIÓN Se ha encontrado que en el moldeo de un material elastomérico para un inserto de PTFE para formar un labio de sellado compuesto de material elastomérico/PTFE, el material elastomérico, conforme fluye hacia el molde, tiende a desplazar o desviar el inserto de PTFE en una condición llamada "corrimiento". El hecho de que el inserto de PTFE sea, de manera típica, relativamente delgado, usualmente tiene un espesor de 0.508 milímetros (0.020 pulgadas) o menos, hace incluso más difícil mantener al inserto estático mientras que se une al material elastomérico en un moldeo por compresión. De acuerdo con la presente invención, se ha descubierto que formando una extensión en un extremo del inserto de PTFE, el inserto se manipula más fácilmente cuando se carga en la cavidad del molde y permanecerá en su lugar durante el proceso de moldeo . Además, de acuerdo con la invención, una pastilla de material de PTFE que tiene una porción de cuerpo y una porción de extremo extendida de mayor espesor que la porción de cuerpo, está apoyada en la cavidad del molde. El material elastomérico es forzado hacia la cavidad del molde para formar una preforma moldeada del miembro de sellado elastomérico, y unirla a la pastilla. Después de que la preforma y la pastilla unidas se han retirado de la cavidad del molde, una porción de extremo de la preforma y la porción de extremo extendida de la pastilla se recortan para formar un miembro elastomérico y el inserto de PTFE.
Para ayudar adicionalmente a sostener la pastilla durante el proceso de moldeo, el molde se diseña de manera preferida con un lóbulo incorporado, que se acopla con el extremo de base de la pastilla.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Estas y otras ventajas y características de la invención se apreciarán fácilmente conforme la misma se entienda mejor, mediante la referencia a la siguiente descripción, cuando se considere con relación a los dibujos acompañantes, en donde: La Figura 1 es una vista seccional radial de una porción de un montaje de sello para fluidos que tiene un sello para fluidos proporcionado con un labio de sellado de una construcción compuesta, de acuerdo con la invención; La Figura 2 es una vista en sección de un molde utilizado para hacer el montaje de sello de la Figura 1, de acuerdo con la invención; y La Figura 3 es una vista en sección similar a la Figura 2, en la cual la pastilla de PTFE es de una configuración diferente.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE IA MODALIDAD PREFERIDA Refiriéndose ahora más particularmente a los dibujos, se muestra en la Figura 1, un montaje de sello para fluidos del tipo de labios (10), que tiene un receptáculo o portador anular rígido (12), de manera preferida en la forma de una cubierta metálica con forma de copa, cilindrica, que tiene una pared cilindrica (14) y un reborde radial anular (16). El montaje de sello (10) también incluye un sello para fluidos (17) que tiene un miembro de sellado anular (18) portado por el receptáculo (12). El miembro de sellado (18) está hecho de cualquier material elastomérico adecuado, tal como un elastómero de hule, silicona, poliacrílico, fluoroelastómero, etilen acrílico, nitrilo hidrogenado o nitrilo. El miembro de sellado (18) tiene una porción de cuerpo anular (20) fija al reborde (16) del receptáculo (14), y una sección acodada anular (22), que se extiende radialmente hacia fuera desde la porción de cuerpo (20) a una inclinación axialmente hacia fuera, terminando en un labio anular (26) , que proporciona un borde del labio de sellado (28 ) . Un inserto no elástico anular (30) , formado de material de PTFE, el cual es relativamente más duro que el material del miembro de sellado (18) se une al lado axialmente interno de la sección acodada (22) y el labio (26) del miembro de sellado (18). El inserto (30) tiene una porción de cuerpo (32) , de manera preferida de un espesor uniforme, del orden de aproximadamente 0.508 milímetros (0.020 pulgadas) o menos. El inserto (30) tiene un labio anular (36) que proporciona un borde del labio de sellado (38). Los bordes del labio de material elastomérico y de PTFE (28) y (38), están adaptados para acoplar de manera hermética una superficie de sellado cilindrica (42) de un miembro giratorio (44) . Juntos, el labio (26) del miembro de sellado (18) y el labio (36) del inserto (30), proporcionan un labio de sellado anular (46) de construcción compuesta. El labio elastomérico (26) está colocado en un lado del labio de sellado compuesto (46) , el cual se refiere aqui como el lado contaminado o del aire, mientras que el labio de PTFE (36) , está colocado en un lado opuesto, referido aqui como el lado protegido o del fluido. El labio de sellado compuesto (46) está pretendido para proteger que contaminantes tales como polvo, suciedad, arena, suciedad del camino, sal, agua, etc., entren al lado del fluido. El borde del labio elastomérico (28) se extiende circunferencialmente de manera continua, para proteger el labio de PTFE (36) del lado del aire. El borde del labio de PTFE (38) es, de igual manera, de manera preferida continuo circunferencialmente . Como tal, el labio de sellado compuesto (46) proporciona una superficie de sellado que tiene una banda continua de material elastomérico en el lado del aire, y una banda continua de PTFE en el lado del fluido . El método para hacer el sello (17) se muestra en la Figura 2, e involucra el uso de una pastilla anular (50) de material de PTFE. La pastilla (50) tiene una porción de cuerpo anular (52), al menos una porción de la cual se vuelva el inserto de PTFE (30), y también tiene una porción o parte superior del extremo anular (54) en un lado de la porción de cuerpo. La parte superior (54) de la pastilla
(50) está extendida y es de un espesor incrementado con relación a la porción de cuerpo (52), como se muestra claramente en la Figura 2. Las superficies (56) y (58) de la porción de cuerpo (52) y de la parte superior (54) de la pastilla (50), están conectadas por una superficie de transición curvada, de manera preferida arqueada, cóncava,
(60) . Refiriéndose además a la Figura 2, la pastilla (50) y una preforma elastomérica (61) del miembro de sellado (18), a ser descritos más completamente aqui posteriormente, se muestran en una cavidad del molde (62) de una herramienta de moldeo (66). La cavidad del molde se forma por superficies opuestas, contorneadas (68, 70) y (72) de la respectivas partes del molde separadas (74, 76 y 78). La superficie (72) de la parte del molde (78), incluye una sección (80) que tiene segmentos superficiales (82) y (84), los cuales, de manera preferida, corresponden en configuración y están adaptados para sostener las superficies respectivas (56) y (58) de la porción de cuerpo (52) y la parte superior (54) de la pastilla (50). Los segmentos superficiales (82) y (84), están conectados por un segmento superficial convexo curvo (86) , que corresponde en configuración y está adaptado para sostener la superficie arqueada (60) de la pastilla (50), el segmento superficial (86) está formado sobre un lóbulo (88) de la parte del molde (78). En un sentido más amplio, no hay necesidad de una correspondencia exacta en la configuración de los segmentos superficiales (82, 84, 86) de la cavidad del molde y las superficies (56, 58, 60) de la pastilla, debido a que la presión y el calor del moldeo forzarán la pastilla contra estas superficies del molde. La sección (80) termina en una pared (90) adaptada para acoplar y localizar el extremo de base (92) de la pastilla (50). La superficie contorneada (72) de la parte del molde (78), se forma un con segundo lóbulo (94) adyacente a la pared (90), para establecer un dique (96) que formará un obturador elastomérico (98) como se describe más completamente a continuación . Con la herramienta de moldeo (66) abierta, la pastilla (50) se coloca en la sección (80) de la superficie contorneada (72) de la parte del molde (78), con las superficies (56, 58 y 60) respectivamente, sostenidas completamente en una relación superficie a superficie por los segmentos superficiales (82, 84 y 86) de la sección (80), y con el extremo de la base (92) de la pastilla (50) que se une a tope a la pared (90) . El extremo libre de la parte superior (54) de la pastilla (50) se une a tope a una superficie (93) de la cavidad del molde (62). Cuando las partes del molde (74, 76 y 78) están cerradas, y con la pastilla (50) apoyada en su lugar en la sección (80) de la superficie contorneada (72) de la parte del molde (78) como se describió anteriormente, el material elastomérico es forzado hacia la cavidad del molde (62) para formar la preforma (61) del miembro de sellado (18) y unirse al inserto de la pastilla. La preforma (61) incluye una parte que forma el labio (100). La parte superior (54) de la pastilla (50), siendo más gruesa que la porción de cuerpo (52), hace a la pastilla (50) más fácil de manejar cuando se carga en el molde. La parte superior (54), en cooperación con el lóbulo (88), evita que la pastilla (50) se resbale o deslice en el molde antes y durante la introducción del material elastomérico en la cavidad del molde (62). La pared (90) de la parte del molde (78) , proporciona un retén que se acopla con el extremo de base (92) de la porción de cuerpo (54) de la pastilla (50), para ayudar a evitar que la pastilla se mueva mientras el material elastomérico está fluyendo hacia el molde. Después de que la preforma (61) se fija y se une a la pastilla (50) , el molde se abre y el portador, la preforma y la pastilla unida se retiran, tras lo cual, la parte que forma el labio (100) de la preforma y la pastilla, se cortan o seccionan transversalmente a lo largo de la linea (102), dejando un labio elastomérico (26) y el inserto de PTFE (30) con su labio (36), y descartando la porción interna de la parte (100) de la preforma y la parte interna de la pastilla, incluyendo la parte superior engrosada (54). El sello para fluidos (17) que incluye el miembro de sellado elastomérico (18) y el inserto de PTFE (30) está ahora completo. El dique (96) forma un obturador elastomérico (98) que acopla el extremo de base (92) del inserto (30). El borde del labio elastomérico (28) y el borde del labio de PTFE (38) se forman a lo largo de la linea de separación (102). La Figura 3 es similar a la Figura 2, pero muestra una pastilla (150) de una construcción algo diferente de la pastilla (50). La pastilla (150) es similar a la pastilla (50), en que la porción de cuerpo (152) es la misma, pero es diferente en la configuración de la parte superior (154). La parte superior (154) de la pastilla (150) es generalmente similar a la parte superior (54) de la pastilla (50) en que es más gruesa que la porción de cuerpo (152) de la pastilla (150). Sin embargo, el incremento en el espesor se logra por el desplazamiento de la superficie (153) de la parte superior de (154) en el lado del aire, mientras que el espesor incrementado de la parte superior (54) de la pastilla (50) se incrementa en espesor por el desplazamiento de la superficie correspondiente de la parte superior (54) hacia el lado del fluido. De otra manera, la pastilla (150) es similar a la pastilla (50) y el resto de la cavidad del molde es la misma y la formación de la preforma elastomérica (161) es sustancialmente la misma, excepto que parece ser algo más delgada en la región a lo largo de la parte superior de la pastilla ( 155 ) .
Claims (8)
- REIVINDICACIONES : 1. Un método para fabricar un sello para fluidos para sellar un miembro relativamente giratorio, en donde el sello para fluidos tiene un miembro de sellado elastomérico unido a un inserto de PTFE, el método comprende : proporcionar un molde que tiene una cavidad del molde, proporcionar una pastilla de material de PTFE que tiene una porción de cuerpo de un espesor predeterminado y una porción de extremo de un espesor mayor que el espesor de la porción de cuerpo, colocar la pastilla en la cavidad del molde con un lado de la pastilla, opuesto a la porción superficial de la cavidad del molde, forzar el material elastomérico hacia la cavidad del molde para formar una preforma moldeada del miembro de sellado elastomérico, y unir la preforma moldeada a un lado de la pastilla, opuesto al lado de la misma, y retirar la preforma moldeada y la pastilla de la cavidad del molde y recortar una porción de extremo de la preforma moldeada y la porción de extremo de la pastilla para formar el sello para fluidos que tiene el miembro de sellado elastomérico unido al inserto de PTFE.
- 2. El método según la reivindicación 1, en donde el material de la pastilla es relativamente más duro que el material elastomérico .
- 3. El método según la reivindicación 1, en donde la pastilla, cuando se coloca en la cavidad del molde, tiene un lado de la misma apoyado completamente en la porción superficial de la cavidad del molde.
- 4. El método según la reivindicación 1, en donde la cavidad del molde tiene una pared que proporciona un retén que se acopla con el extremo de base de la pastilla, cuando la pastilla se coloca en el molde.
- 5. El método según la reivindicación 4, en donde la cavidad del molde tiene un lóbulo adyacente a la pared, adaptado para formar un dique, para establecer una porción de unión a tope del material elastomérico que se acopla con el extremo de base de la pastilla, cuando la pastilla se coloca en el molde, y el material elastomérico es forzado hacia el molde.
- 6. El método según la reivindicación 1, en donde el material de la pastilla es relativamente más duro que el material elastomérico, y en donde la pastilla, cuando se coloca en la cavidad del molde, tiene un lado de la misma apoyado completamente en la porción superficial de la cavidad del molde.
- 7. El método según la reivindicación 6, en donde la cavidad del molde tiene una pared que proporciona un retén, que se acopla con el extremo de base de la pastilla, cuando la pastilla se coloca en el molde.
- 8. El método según la reivindicación 7, en donde la cavidad del molde tiene un lóbulo adyacente a la pared, adaptado para formar un dique, para establecer una porción de unión a tope del material elastomérico que se acopla con el extremo de base de la pastilla, cuando la pastilla se coloca en el molde, y el material elastomérico es forzado hacia el molde.
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