MXPA05003406A - Elemento unificador y metodo para ensamblar un sello. - Google Patents

Abstract

Un elemento unificador anular (30) que contiene un miembro de engranaje con un rotor (36), un miembro de engranaje con un estator (32), y un miembro posterior (34). La superficie radialmente exterior del elemento unificador comprende dos areas de diametro diferente, una correspondiente al miembro de engranaje con el rotor, y la otra correspondiente al miembro posterior. El miembro de engranaje con el estator se extiende radialmente hacia adentro desde el lado radialmente interior del elemento unificador anular. Un conjunto sellador para sellar un eje giratorio y un alojamiento de cojinete (68) comprende un rotor (50) que comprende un collarin de engranaje anular (52) que se extiende en una direccion axial que comprende una ranura (54) sobre un lado radial del mismo, un estator (10) que comprende un collarin de engranaje anular (12) que se extiende en una direccion axial que comprende una ranura (14) sobre un lado radial del mismo, y un elemento unificador anular que comprende un elemento unificador anular que comprende, un miembro de engranaje con el estator, un miembro de engranaje con el toro, y un miembro posterior.

Description

ELEMENTO UNIF1CADOR Y MÉTODO PARA ENSAMBLAR UN SELLO REFERENCIA A SOLICITUDES RELACIONADAS Esta solicitud reclama prioridad a la solicitud de patente estadounidense en trámite número 60/414,862, presentada el 30 de septiembre de 2002, titulada "SELLO DE LABERINTO", incorporada como referencia en su totalidad a la presente solicitud.

CAMPO DE LA 1NVENICÓN La presente invención se refiere a dispositivos de sellado de laberinto para proporcionar un sello dinámico entre un eje giratorio y un alojamiento de cojinete, y a un método para ensamblarlos.

DESCRIPCIÓN DE TÉCNICAS RELACIONADAS Los sellos para ejes giratorios de tipo laberinto son bien conocidos en la técnica. Típicamente, estos dispositivos incluyen dos estructuras de anillo concéntricas, que comprenden un rotor y un estator. El rotor está engranado de forma sellada con un eje giratorio y el estator está engranado de forma sellada con un alojamiento de cojinete. Muchos tipos diferentes de sellos se han usado para tratar de sellar el espacio entre el rotor giratorio y el estator fijo. Estos incluyen anillos toroidales, juntas de labios de caucho, y sellos de laberinto. Los sellos de laberinto son el tipo de sello más efectivo. Las rutas o ranuras contorneadas específicamente están formadas sobre las superficies interiores de los anillos de sello para crear un laberinto que se extiende entre el exterior del alojamiento de cojinete y el interior del alojamiento de cojinete. La ruta de laberinto sirve como una barrera hidrodinámica para mantener los lubricantes fluidos dentro del alojamiento de cojinete y evitar que entren contaminantes en el alojamiento de cojinete. Mientras más elaborada sea la ruta, menos oportunidad hay de que pasen materiales contaminantes a través de la estructura y en el alojamiento de cojinete. Un método para hacer una ruta más elaborada es aumentar la cantidad de área de superficie que debe ser atravesada por los materiales contaminantes, es decir, aumentar la longitud de la ruta. Con el fin de lograr un sello de laberinto efectivo, muchos han creado elaboradas estructuras selladoras que incluyen crestas y valles sobre los lados tanto del rotor como del estator, los cuales se aseguran entre sí para formar un sello. Aumentando el número de crestas y valles, el área de superficie / longitud total de la ruta aumenta, logrando de este modo el objetivo anteriormente indicado de bloquear los contaminantes. Dados los espacios relativamente pequeños y las tolerancias involucradas, la cantidad y tamaño de estos separadores es limitada. En otro aspecto de los sellos para eje giratorio, se necesita que los contaminantes que migran en el sistema sean expulsados tan rápidamente como sea posible. La concentración de partículas de material puede dañar el sello y/o causar aumento del desgaste del rotor y del estator. Además, cualquier fluido lubricante empujado fuera del sistema del mismo modo debe ser recapturado y regresado al interior del rotor. La pérdida de fluido lubricante conducirá a piezas dañadas y aumentará el calor fricciona! del sistema. En una configuración típica de rotor y estator, debe mantenerse algún espacio mínimo para evitar que el rotor y el estator hagan contacto uno con el otro. En algunas aplicaciones, tales como el tren de aterrizaje de aeronaves, el rotor gira a velocidades de más de aproximadamente 5000 rpm. Si una superficie del rotor hace contacto con una superficie del estator en estas velocidades, desarrolla calor friccional, los componentes se desgastan y la eficiencia general y la vida útil del aparato disminuyen. Por lo tanto, es importante mantener el rotor y el estator separados. Con frecuencia se emplean dispositivos de sellado de caucho o plásticos entre el rotor y el estator para mantenerlos separados en dirección radial proporcionando un contacto de baja fricción entre los dos componentes. También sería beneficioso si el mismo dispositivo sellador pudiera evitar el contacto en dirección axial, en el caso de que el rotor fuera empujado hacia el estator. Si el rotor fuera a moverse lejos del estator, puede ocurrir el problema inverso. A medida que el rotor se mueve axialmente lejos del estator, el espacio entre los componentes se hace más ancho, aumentando la probabilidad de que entren contaminantes en el alojamiento de cojinete o de que ocurran fugas de grasa hacia el exterior. Ambos son escenarios indeseables, es deseable un sello que "unifique" el rotor y el estator asegurándolos juntos efectivamente. El sello deberá proporcionar un ensamblaje fácil de los componentes, pero resistir y evitar que el rotor se desacople del estator en dirección axial. Los sellos de laberinto anteriores han fallado en proporcionar un sello efectivo que sea duradero y resistente al desgaste, unifique el rotor y el estator, y evite el contacto entre el rotor y el estator durante periodos de movimiento axial. Es a estas necesidades percibidas que la presente invención está dirigida.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención proporciona un elemento unificador y un conjunto para un sello de laberinto que provee un sello dinámico entre un eje giratorio y un alojamiento de cojinete. El elemento unificador excluye contaminantes del alojamiento de cojinete, mientras que evita también pérdida de lubricantes del cojinete. La configuración unificada, que no hace contacto, también evita el desgaste del rotor y del estator en el caso de movimiento axial.

En un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un elemento unificador anular que comprende un miembro de engranaje con el rotor, un miembro de engranaje con el estator, y un miembro trasero. La superficie radialmente externa del elemento unificador comprende dos áreas de diámetro diferente, una correspondiente al miembro de engranaje con el rotor y la otra correspondiente al miembro trasero, y el miembro de engranaje con el estator se extiende radialmente hacia adentro desde el lado radialmente interior del elemento unificador anular. En otro aspecto de la presente invención, se proporciona un conjunto sellador para sellar un eje giratorio y un alojamiento de cojinete, el cual comprende un rotor que incluye un collarín de engranaje anular que se extiende en dirección axial, que comprende una ranura sobre un lado radial del mismo, un estator que incluye un collarín de engranaje anular que se extiende en dirección axial, que comprende una ranura en un lado radial del mismo, un miembro de engranaje con el rotor, y un miembro posterior. El miembro de engranaje con el rotor se extiende desde el elemento unificador en una dirección radial para engranar en la ranura del estator. En un aspecto adicional de la presente invención, se proporciona un método para ensamblar un conjunto sellador para sellar un eje giratorio y un alojamiento de cojinete el cual comprende: proporcionar un rotor que incluye un collarín de engranaje anular que se extiende en dirección axial, con una ranura sobre un lado radial del mismo; proporcionar un elemento unificador que comprende un miembro de engranaje con el estator, un miembro de engranaje con el rotor, un vacío que comprende el área entre el miembro de engranaje con el estator y el miembro de engranaje con el rotor, y un miembro posterior; engranar el elemento unificador con el rotor de tal forma que el miembro de engranaje con el rotor del elemento unificador sea retenido dentro de la ranura sobre el collarín anular de engranaje con el rotor; proporcionar además un estator que comprende un collarín de engranaje anular que se extiende en dirección axial, que comprende una ranura en un lado radial del mismo; y finalmente engranar el rotor y el elemento unificador con el estator de tal forma que el miembro de engranaje con el estator se desvíe sobre el vacío hasta que el elemento unificador esté en posición, luego el miembro de engranaje con el estator se extienda en el área de la ranura del estator. Una característica de la presente invención es el nuevo diseño de un elemento unificador con forma única. El elemento unificador es anular con una sección transversal que es sustancialmente rectangular para ajustar dentro de los confines de las ranuras en el rotor y en el estator. El elemento unificador comprende además un miembro de engranaje con el estator para engranar de forma asegurada una ranura sobre el estator y un miembro posterior que se extiende para hacer contacto con la pared trasera del estator para evitar el movimiento axial. Si el movimiento axial cambia el rotor hacia el estator, el elemento unificador hará contacto antes de que pueda ocurrir cualquier desgaste del rotor y del estator. El miembro posterior en este anillo está diseñado precisamente para hacer contacto con la pared trasera del estator antes de que el rotor haga contacto con el estator. Esta característica evitará cualquier desgaste de los componentes principales, y preservará la ruta del laberinto. Tal como se deben dar cuenta los conocedores de la materia, son posibles muchas modalidades diferentes de un elemento unificador de laberinto y del método de ensamblaje de acuerdo con la presente invención. Se exponen usos, objetos, ventajas y novedosas características adicionales de la invención en la descripción detallada que sigue y se harán más evidentes para los conocedores de la materia bajo examen de lo siguiente o por medio de la práctica de la invención.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La figura 1 es una vista despiezada ¡sométrica de un conjunto sellador en una modalidad de la presente invención. La figura 2 es una vista seccional transversal de una modalidad de la presente invención, que comprende una sección transversal del conjunto sellador incluyendo una vista aumentada del elemento unificador y el área circundante. La figura 3 es una vista seccional transversal de una configuración de rotor y estator sin el elemento unificador en una modalidad de la presente invención.

La figura 4 es una vista seccional transversal de un elemento uniflcador de una modalidad de la presente invención. La figura 5 es una vista seccional transversal de una modalidad de la presente invención que comprende una sección transversal del conjunto sellador incluyendo un rotor, estator y elemento unificador. La figura 6 es una vista seccional transversal del conjunto sellador de una modalidad de la presente invención con una vista aumentada del anillo toroidal del estator. La figura 7 es una vista isométrica del conjunto sellador en una modalidad del conjunto sellador de la presente invención mostrando un puerto de drenaje de lubricante y un puerto de expulsión de contaminantes.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La presente invención comprende un novedoso elemento unificador para su uso entre un eje giratorio y un alojamiento de cojinete que comprende un estator. El elemento unificador es un anillo anular formado para ajusfar en las ranuras formadas en el rotor y el estator. Este elemento unificador unifica el rotor y el estator, evitando la separación y restringiendo el movimiento. Este elemento unificador también contiene un miembro trasero el cual, en el caso de movimiento axial, proporcionará un componente no metálico para evitar el contacto del rotor y el estator.

En otro aspecto de la presente invención, se proporciona un conjunto sellador de laberinto. El conjunto sellador de laberinto comprende un estator que se engrana a un alojamiento de cojinete, y un rotor que se engrana a un eje giratorio. Se define una ruta de laberinto entre los dos componentes para evitar la migración de lubricantes y/o contaminantes en cualquier dirección. El estator comprende un collarín que se extiende axialmente con una ranura. Esta ranura se ajusta con una ranura similar sobre el rotor. El elemento unificador anular está contenido dentro de la cavidad resultante. En otra modalidad de la presente invención, se proporciona un método para ensamblar un conjunto sellador. Se emplea un elemento unificador entre un eje giratorio y un alojamiento de cojinete para evitar el derrame de lubricante desde el alojamiento y la entrada de contaminantes en el alojamiento. Además, el elemento unificador unifica el conjunto sellador y evita el contacto del rotor y el estator. La invención será descrita ahora por medio de sus modalidades específicas, con el entendimiento de que la presente descripción debe ser considerada como una ejemplificación de los principios de la invención. Las modalidades que sirven como ejemplo de la presente invención se muestran en las figuras en donde los números se refieren a aspectos similares de las diversas modalidades. Con referencia a la figura 1, el elemento unificador de la presente invención mostrado en un conjunto sellador que comprende generalmente un estator 10 engranado de manera sellante al eje mediante un anillo toroidal 60, y un elemento unificador 64, un rotor 50 que está engranado de manera sellante al eje por medio de un anillo toroidal 60, y un elemento unificador 30 localizado entre el rotor 50 y el estator 10. A medida que el rotor gira, el elemento unificador evita que el rotor haga contacto con el estator proporcionando un amortiguador de baja fricción entre los dos componentes y además retiene la lubricación dentro de él excluye los contaminantes del alojamiento de cojinete. El elemento unificador puede ser visualizado en mayor detalle en las figuras 2 y 4, las cuales muestran un corte del conjunto y una vista seccional transversal del elemento unificador, respectivamente. Observando una sección transversal, el elemento unificador comprende un miembro de engranaje con el rotor 36, un miembro posterior 34 y un miembro de engranaje con el estator 32. En una modalidad de la presente invención, la superficie radialmente exterior del elemento unificador comprende dos áreas de diámetro diferente. Los diámetros diferentes incluyen un diámetro en el área del miembro posterior 34 y un diámetro diferente en el área del miembro de engranaje con el rotor 36. Una pared 38 se forma por la disparidad en diámetros entre el miembro trasero 34 y el miembro de engranaje con el rotor 36. Esta pared 38 funciona para retener el elemento unificador dentro de un rotor 50 durante el ensamblaje, y para unificar el rotor 50 y el estator 10 después del ensamblaje, En una modalidad preferida de la presente invención, la pared 38 está colocada en aproximadamente el punto medio axial del elemento unificador. Sin embargo, un conocedor de la materia reconocerá que la posición de la pared 38 variará dependiendo de la funcionalidad requerida del elemento unificador y la configuración del conjunto de rotor y estator. En una modalidad preferida de la presente invención, la pared 38 es sustancialmente perpendicular al eje de rotación. El miembro de engranaje con el estator 32 se extiende desde el lado radialmente interior del elemento unificador 30. El miembro de engranaje con el estator 32 se extiende desde aproximadamente el punto medio del elemento unificador en un ángulo. La longitud y localización exacta del miembro de engranaje con el estator dependerá de las características del rotor y del estator así como de la comodidad en lo que concierne al ensamblaje . El miembro de engranaje con el estator debe tener suficiente fortaleza para unificar el conjunto sellador, mientras que es suficientemente flexible para desviarse durante el ensamblaje. Hay un vacío 40 formado por el área entre el miembro de engranaje del rotor 36 y el miembro de engranaje del estator 32. Este vacío 40 proporciona un área para que el miembro de engranaje con el estator 32 se desvíe hacia adentro cuando el rotor, el estator y el elemento unificador sean trasladados juntos en un conjunto sellador. Mientras la forma particular del elemento unificador 30 incluyendo la pared 38, el miembro posterior 34, el miembro de engranaje con el rotor 36 y el miembro de engranaje con el estator 32 son críticos para su operación, las dimensiones exactas de estos componentes, así como también las del elemento unificador por sí solo variarán de acuerdo con el uso que se pretenda del elemento unificador. Estas modificaciones en dimensión serán evidentes para un conocedor de la materia y están dentro del alcance de esta invención. Así, el elemento unificador de la presente invención no está limitado a aplicaciones selladoras de cualquier tamaño particular, y es aplicable igualmente a una amplia gama de usos. El elemento unificador 30 de la presente invención comprende un material apropiado para su propósito propuesto dependiendo de la temperatura particular, presión, coeficiente de fricción, y otras características de operación. Los materiales comunes para uso en el elemento unificador de la presente invención comprenden polímeros o resinas fluorinados. En una modalidad de la presente invención, el elemento unificador 30 comprende un material plástico lúbrico. En una modalidad preferida de la presente invención, el elemento unificador comprende politetrafluoroetileno (PTFE). En una modalidad más preferida de la presente invención, el elemento unificador 30 comprende PTFE cargado. El PTFE cargado comprende PTFE con un rellenador disperso en él. Los rellenadores incluyen, pero no están limitados a, rellenadores estructurales tales como vidrio, y lubricantes como grafito, disulfuro de molibdeno, y otros lubricantes sólidos.

En otro aspecto de la presente invención, se proporciona un conjunto sellador que comprende el elemento unificador 30 de la presente invención. Un ejemplo de un conjunto sellador de la presente invención puede ser mejor visualizado en las figuras 1 y 2. El conjunto sellador comprende un rotor 50, un estator 10, y un elemento unificador 30. El rotor 50 está engranado de forma sellante a un eje que corre a través del centro del conjunto sellador. El rotor 50 comprende un collarín anular 52 que se extiende axialmente, que contiene una ranura de rotor 54 localizada sobre un lado radialmente hacia adentro del collarín 52. El estator 10 está engranado de forma sellante a un alojamiento de cojinete 68 y comprende un collarín anular 12 que se extiende axialmente, que comprende una ranura de estator 14 localizada en un lado radialmente hacia afuera del collarín 12. Un elemento unificador 30 comprende un miembro de engranaje con el rotor 36, un miembro de engranaje con el estator 32, y un miembro posterior 34 reside dentro del área formada por el espacio entre el collarín anular 52 del rotor y el collarín anular 12 del estator. Más precisamente, el elemento unificador 30 reside parcialmente dentro de cada una de la ranura del rotor 54 y ranura del estator 14 con el miembro posterior 34 extendiéndose hacia la pared posterior 20 del estator . La figura 3 muestra la porción detallada de la figura 2 sin el elemento unificador en su sitio. En una modalidad de la presente invención, el conjunto sellador incluye un rotor 50, que está engranado de forma sellante al eje mediante un anillo toroidal 60. El rotor incluye un collarín anular 52, que contiene una ranura 54 localizada en un lado radialmente hacia adentro del mismo. La ranura 54 comprende dos paredes opuestas 58a y 58b. De forma similar, el estator 10 comprende un collarín anular 12 que contiene una ranura 14. La ranura del estator 14 también comprende dos paredes opuestas 18a y 18b. En una modalidad preferida de la presente invención, las paredes opuestas de la ranura del rotor 58a, 58b y las paredes opuestas de la ranura del estator 18a, 18b, son aproximadamente perpendiculares al eje del eje. En una modalidad de la presente invención, mostrada en la figura 3, cada pared opuesta de la ranura del rotor está alineada axialmente con la correspondiente pared opuesta de la ranura del estator, de forma tal que la pared opuesta 58a está alineada axialmente con la pared opuesta 18b. Esta configuración forma un área de sección transversal rectangular en la cual están alojados el miembro de engranaje con el rotor 36 y el miembro de engranaje interior 32 del elemento unificador 30. En una modalidad preferida de la presente invención, al menos una de las paredes de la ranura del estator 54 y la pared correspondiente de la ranura del rotor 14 están descentradas, de tal forma que uno de los pares de pared de la ranura del rotor 58a o 58b y la pared de la ranura del estator 18a o 18b no están en alineación axial. Un ejemplo de este descentramiento se muestra en la figura 5, en donde una pared de la ranura del estator 18b comprende la pared posterior del estator 20. La figura 5 también ilustra otra modalidad de la presente invención, en la cual una pared de la ranura del rotor es eliminada de tal forma que no hay pared de la ranura del rotor 58b como se muestra en la figura 3. En esta modalidad, el elemento unificador está ajustado a presión en el rotor. El elemento unificador de la modalidad ajustada a presión comprende un diámetro exterior constante a través de la longitud del elemento unificador. Con referencia a la figura 7, en otra modalidad de la presente invención, el estator 10 incluye además un puerto de drenaje de aceite 22 en el lado del eje interior del sello para facilitar el drenaje de aceite que ha migrado en el elemento unificador. En el transcurso del tiempo, el lubricante puede rezumar pasando el estator y el elemento unificador. El puerto de drenaje de aceite 22 proporciona una ruta para que el aceite pase de regreso al lado de la cavidad del cojinete del sello para lubricar el eje giratorio. En una modalidad adicional de la presente invención, el estator 10 comprende además un puerto de expulsión 24 localizado sobre el lado atmosférico del estator. El puesto de expulsión 24 permite expeler del conjunto cualquier contaminante que migre en el área del sello. En una modalidad preferida de la presente invención, el conjunto sellador comprende el rotor 50 y el estator 10 con el elemento unificador 30 alojado en él. El miembro de engranaje con el rotor 36 del elemento unificador 30 se engrana con la ranura del rotor 54 de tal forma que los lados axialmente exteriores del miembro de engranaje con el rotor 36 haga contacto con las paredes opuestas de la ranura del rotor 54. En una modalidad más preferida de la presente Invención, el miembro de engranaje con el rotor 36 "flota" dentro de la ranura del rotor 54 de forma tal que reduzca al mínimo el contacto y fricción durante la operación. Cuando hay un cambio axial del rotor del estator con relación uno al otro, el miembro de engranaje con el rotor 36 hará contacto entonces con la pared correspondiente de la ranura del rotor 54. De forma similar, el miembro de engranaje con el estator 32 hace contacto con la ranura del estator y/o la pared de la ranura 18a. Durante la operación, el elemento unificador "flota" dentro de la cavidad formada entre el rotor y el estator. Sin embargo, el miembro de engranaje con el estator 32, que está unido de forma flexible al elemento unificador 30, proporciona un medio para mantener el elemento unificador 30 en su posición, haciendo contacto con la pared 18a de la ranura del estator 14 lo que deber mover el conjunto durante la operación. En una modalidad adicional de la presente invención, el elemento unificador 30 también contiene un miembro posterior 34. El miembro posterior 34 evita que el rotor y el estator hagan contacto directamente uno con el otro en el caso de un movimiento axial de uno hacia el otro. Si el rotor se mueve hacia el estator, el miembro posterior 34 del elemento unificador 30 hará contacto con la pared trasera del estator 20 antes de que el rotor y el estator hagan contacto directo. El rotor 50 hará contacto y presionará contra el elemento unificador 30 por medio de una de las paredes opuestas 58a de la ranura del rotor 54. Esta acción empujará el miembro posterior 34 del elemento unificador contra la pared trasera del estator 20. Dado que el elemento unificador está construido preferiblemente de un material plástico lúbrico, la fuerza friccionan entre el elemento unificador 30 y el rotor 50, y el elemento unificador 30 y el estator 10 serán significativamente menores que el contacto directo entre el rotor 50 y el estator 10. El elemento unificador 30 proporciona por este medio un amortiguador resistente al desgaste entre los componentes rotor y estator. Esto sirve para prolongar la vida útil del rotor y del estator reduciendo al mínimo el roce entre estas dos partes. Cuando el elemento unificador 30 alcanza el final de su vida útil, puede ser reemplazado fácilmente, con menos tiempo de parada de las operaciones y menos costo de reemplazo que los asociados con el reemplazo del rotor y del estator. Tal como se muestra en la figura 6, en otra modalidad de la presente invención, el estator 10 está engranado de forma sellante con el alojamiento para cojinete 68, con un anillo toroidal 64. El anillo toroidal reside dentro de una ranura formada en el lado radialmente exterior del estator. La ranura está formada únicamente de forma que la superficie del fondo de la ranura está inclinada de tal manera que un lado de la ranura es más profundo que el lado opuesto de la ranura. En la configuración que se muestra en la figura 6, el lado más próximo al cuerpo del alojamiento de cojinete es menos profundo que el lado más lejano del cuerpo del alojamiento de cojinete. El efecto de esto es ocasionar que el anillo toroidal se comprima y aumente la presión en el alojamiento de cojinete, lo que hará que el estator comience a moverse alejándose del cuerpo del alojamiento de cojinete. Esta presión aumentada detendrá el movimiento del estator. El ángulo y posición específicos que se muestran en la figura 6 son solamente a manera de ejemplo. En diversas modalidades, la superficie inclinada puede comprender una porción del fondo de la ranura, o la totalidad del fondo de la ranura. Se debe entender que este principio y la ranura inclinada para el anillo toroidal pueden usarse para asegurar el rotor 50 al eje giratorio mediante una ranura similar sobre la superficie radialmente interna del rotor. Adicionalmente, se puede usar una pluralidad de posibles formas de la ranura para aumentar la compresión del anillo toroidal cuando ocurra movimiento axial indeseable. En otro aspecto de la presente invención, se proporciona un método para ensamblar un conjunto sellador. Durante el ensamblaje, el elemento unificador 30 de una modalidad de la presente invención, se inserta entre el estator 10 y el rotor 50 para formar un conjunto sellador. El método preferido para ensamblar el conjunto sellador comprende primero engranar el elemento unificador 30 y el rotor 50, luego engranar el elemento unificador y el rotor con el estator 10 y el alojamiento para cojinete. El método comprende además, proporcionar un elemento unificador 30 que comprende: un miembro de engranaje con el rotor 36, un miembro de engranaje con el estator 32, un miembro posterior 34, y proporciona un rotor que comprende un collarín anular del rotor 52 que se extiende en una dirección axial y que tiene una ranura 54 en él; y colocar el elemento unificador 30 dentro del rotor 50 de manera tal que el miembro de engranaje con el rotor 36 del elemento unificador se engrane con la ranura 54 en el collarín anular del rotor. El contacto entre el miembro de engranaje con el rotor 36 y las paredes opuestas de la ranura del rotor 58a, 58b, retiene de forma segura el elemento unificador en su posición. El rotor ensamblado 50 y el elemento unificador 30 están engranados al estator 10. El estator 10 comprende un collarín anular 12 que se extiende hacia el rotor 50 y que tiene una ranura 14 sobre un lado radialmente externo del mismo. A medida que el elemento unificador 30 se desliza alrededor del collarín anular 12, el miembro de engranaje con el estator 32 ha sido empujado más allá del labio 16 del estator, el miembro de engranaje con el estator 32 está libre para flexionarse hacia atrás en una posición extendida dentro de la ranura del estator 14. El miembro de engranaje con el estator 32, en la posición extendida, se extenderá en la ranura 14 después de la circunferencia exterior del labio 16 del estator. En esta posición, el miembro de engranaje con el estator 32 servirá para proporcionar un medio para retener el elemento unificador 30 y el rotor 50 con el estator 10 para evitar el movimiento axial del rotor fuera del estator. En esta posición, el elemento unificador 30 unifica el rotor 50 y el estator 10 llenando el vacío entre ellos y haciendo contacto con las paredes opuestas de la ranura del rotor 58a, 58b. El miembro de engranaje 32 descansa dentro de la ranura 14 sobre el estator 10, pero no hace contacto con las paredes opuestas 18a, 18b, durante la operación normal. Si y cuando una fuerza axial se le aplica para mover el rotor 50 fuera del estator 10 la pared opuesta 58b hará contacto con el miembro de engranaje con el rotor 36 en el área de la pared 38. Esto empujará el elemento unificador 30 para que se mueva con el rotor 50. El movimiento del elemento unificador 30 será detenido por contacto del miembro de engranaje con el estator 32 con la pared opuesta 18a de la ranura del estator 14. Por medio de esta acción, el conjunto sellador que comprende el rotor, el elemento unificador, y el estator, está unificado. El únicos medio para desensamblar el conjunto sellador es aplicar suficiente fuerza axial para dañar irreparablemente el elemento unificador. Además del efecto unificador en el conjunto sellador, el elemento unificador también crea una relación sin contacto entre el rotor y el estator. En el caso de movimiento axial del rotor 50 hacia el estator 10, el rotor hará contacto con el elemento unificador 30 y empujará el miembro posterior 34 en contacto con la pared trasera 20 del estator. El elemento unificador 30 está diseñado de tal forma que el miembro posterior 34 se extienda hacia el estator más lejos que el collarín anular del rotor 52. Así, se evita que el collarín anular del rotor haga contacto con la pared trasera del estator, aumentando así la vida útil del rotor y del estator, evitando el desgaste indebido de los componentes. A pesar de que la presente invención ha sido descrita con referencia a modalidades particulares, debe reconocerse que esas modalidades son meramente ilustrativas de los principios de la presente invención. Los conocedores de la materia se darán cuanta que el elemento y conjunto unificador de la presente invención pueden ser construidos e implementados con otros materiales y en otras formas y modalidades. De acuerdo con esto, la descripción de la presente solicitud no debe leerse como limitante de la presente invención, así como también otras modalidades caen dentro del alcance de la presente invención.

Claims (23)

REIVINDICACIONES

1. Un elemento unificador anular que comprende un miembro de engranaje con el rotor, un miembro de engranaje con el estator, y un miembro posterior; caracterizado porque la superficie radialmente exterior del elemento unificador comprende dos áreas de diferente diámetro, una correspondiente al miembro de engranaje con el rotor y la otra correspondiente al miembro posterior; y caracterizado además porque el miembro de engranaje con el estator se extiende radialmente hacia adentro desde el lado radialmente interior del elemento unificador anular.

2. El elemento unificador de la reivindicación 1, caracterizado además porque la unión entre las dos áreas de diferente diámetro es sustancialmente perpendicular al eje de rotación.

3. El elemento unificador de la reivindicación 1, caracterizado además porque el miembro de engranaje con el estator se extiende desde aproximadamente el punto medio axial del elemento unificador.

4. El elemento unificador de la reivindicación 1, caracterizado además porque el elemento unificador contiene un polímero o resina fluorinado.

5. El elemento unificador de la reivindicación 1, caracterizado además porque el elemento unificador contiene politetrafluoroetileno rellenado.

6. Un conjunto sellador para sellar un eje giratorio y un alojamiento de cojinete que comprende: un rotor, que comprende: un collarín de engranaje anular que se extiende en una dirección axial que incluye una ranura en un lado radial del mismo; un estator, que comprende: un collarín de engranaje anular que se extiende en una dirección axial que incluye una ranura en un lado radial del mismo; y Un elemento unificador anular que comprende: un miembro de engranaje con el estator; un miembro de engranaje con el rotor; y un miembro posterior; caracterizado porque el miembro de engranaje con el rotor se engrana con la ranura del rotor; y caracterizado además porque el miembro de engranaje con el estator se extiende desde el elemento unificador en una dirección radial para engranarse con la ranura del estator.

7. El conjunto sellador de la reivindicación 6, caracterizado porque la ranura del rotor y la ranura del estator están al menos parcialmente alineadas axialmente formando un vacío entre ellas.

8. El conjunto sellador de la reivindicación 7, caracterizado además porque el elemento unificador es retenido al menos parcialmente dentro del vacío formado por la alineación al menos parcial de la ranura del rotor y la ranura del estator.

9. El conjunto sellador de la reivindicación 6, caracterizado además porque el elemento unificador comprende además dos áreas adyacentes de diferente diámetro, un área correspondiente al miembro de engranaje con el rotor y la otra correspondiente al miembro posterior.

10. El elemento unificador de la reivindicación 9, caracterizado además porque la unión entre las dos áreas de diferente diámetro comprende una porción de pared.

11. El conjunto sellador de la reivindicación 10, caracterizado además porque el elemento unificador evita la separación del rotor y del estator en el caso de movimiento axial engranando una pared de la ranura del estator con el miembro de engranaje con el estator y se engrana con una pared de la ranura del rotor con la porción de pared que conecta las áreas de diferente diámetro del elemento unificador.

12. El conjunto sellador de la reivindicación 11, caracterizado además porque la porción de pared del elemento unificador es sustancialmente perpendicular al eje de rotación.

13. El conjunto sellador de la reivindicación 6, caracterizado además porque el elemento unificador evita el contacto entre el rotor y el estator engranando la pared exterior del estator y la pared interior del rotor en el caso de movimiento axial del rotor hacia el estator.

14. El conjunto sellador de la reivindicación 6, caracterizado además porque el elemento unificador comprende un polímero fluorinado o resina.

15. El conjunto sellador de la reivindicación 6, caracterizado además porque el elemento unificador contiene un material plástico lúbrico.

16. El conjunto sellador de la reivindicación 6, caracterizado además porque el elemento unificador contiene politetrafluoroetileno rellenado.

17. El conjunto sellador de la reivindicación 6, caracterizado además porque el estator incluye además un puerto de drenaje en el lado interior del sello, en donde se deja drenar el lubricante del sello de regreso al alojamiento del cojinete.

18. El conjunto sellador de la reivindicación 6, caracterizado además porque el estator incluye además un puerto de expulsión sobre el lado atmosférico del sello, en don de los contaminantes pueden ser expelidos del sello.

19. El conjunto sellador de la reivindicación 6, caracterizado además porque el estator incluye además un anillo toroidal para engranar de forma sellante el estator a un alojamiento de cojinete, dicho anillo toroidal reside dentro de una ranura formada en la circunferencia radialmente exterior del estator, dicha ranura comprende una superficie interior en donde un extremo de la superficie interior es menos profundo que el extremo opuesto de la superficie interior para proporcionar un mecanismo de cierre para evitar el movimiento del estator en una dirección fuera del alojamiento del cojinete.

20. El conjunto sellador de la reivindicación 6, caracterizado además porque el rotor incluye además un anillo toroidal para engranar de forma sellante el rotor a un eje, dicho anillo toroidal reside dentro de una ranura formada en la circunferencia radialmente interior del rotor, dicha ranura comprende una superficie interior en don de un extremo de la superficie interior es menos profundo que el extremo opuesto de la superficie interior para proporcionar un mecanismo de cierre para evitar el movimiento del rotor en una dirección fuera del alojamiento del cojinete.

21. Un método para ensamblar un conjunto sellador para sellar un eje giratorio y un alojamiento para cojinete que comprende: proporcionar un rotor que comprende: un collarín de engranaje anular que se extiende en una dirección axial que comprende una ranura en un lado radial del mismo; proporcionar un elemento unificador que comprende un miembro de engranaje con el estator, un miembro de engranaje con el rotor, un vacío que comprende el área entre el miembro de engranaje con el estator y el miembro de engranaje con el rotor, y un miembro posterior; engranar el elemento unificador con el rotor de tal forma que el miembro de engranaje con el rotor del elemento unificador sea retenido dentro de la ranura en el collarín de engranaje del rotor anulado; proporcionar un estator que comprende un collarín de engranaje anular que se extiende en una dirección axial que comprende una ranura sobre un lado radial del mismo; y engranar el rotor y el elemento unificador con el estator de tal forma que el miembro de engranaje con el estator se desvíe sobre el vacío hasta que el elemento unificador esté en su posición, luego se extiende el miembro de engranaje con el estator en el área de la ranura del estator.

22. El método de la reivindicación 21, caracterizado además porque el elemento unificador contiene además politetrafluoroetíleno rellenado.

23. El método de la reivindicación 21, caracterizado además porque la ranura del rotor y la ranura del estator están al menos parcialmente alineadas axialmente formando un vacío entre ellas, y el elemento unificador reside dentro de dicho vacío.