MXPA05010464A - Sello de vastago de valvula cuadrado invertido. - Google Patents

Abstract

Se describe un sello de vastago de valvula de un motor de combustion interna en donde el sello de vastago de valvula incluye una superficie periferica exterior y una superficie sellante interior. La superficie sellante interior minimiza la entrada de un liquido hacia arriba desde un area de orificio de admision dentro del area de motor de cabeza al tener por lo menos un labio sellante colocado sobre una porcion superior de la superficie sellante interior y que se extiende alejandose de la superficie sellante interior. El labio sellante incluye una esquina inferior generalmente cuadrada.

Description

SELLO DE VASTAGO DE VÁLVULA CUADRADO INVERTIDO CAMPO TÉCNICO Las modalidades de la invención que se describe aqui se dirigen en general a sellos de vástagos de válvula de motores de combustión interna.

ANTECEDENTES En los motores de combustión interna de válvula superior convencionales, por lo menos dos válvulas realizan un movimiento reciprocante (de vaivén) para proporcionar comunicación intermitente entre los múltiples de admisión y de escape y una cámara de combustión. Las válvulas incluyen vástagos de válvula que comúnmente se colocan en guias de vástago de válvula, soportando movimiento axial en un componente de motor tal como la cabeza de motor. La lubricación es suministrada a las porciones superiores de los vástagos de válvula por una aspersión de aceite lubricante dentro de la cubierta de válvula colocada sobre la cabeza de motor o por flujo de gravedad desde un brazo oscilante asociado. El aceite fluye por la fuerza de gravedad y puede ser impulsado por una diferencial de presión en el múltiple versus la presión en el cárter a lo largo del extremo superior libre del vástago de válvula hacia los múltiples y las cabezas de válvula.

Los sellos de guia de válvula que se encuentran entre el vástago de válvula y la guia de válvula tienen diversos propósitos. En primer lugar, minimizan el consumo de aceite del motor al limitar la entrada de aceite al múltiple y a la cámara de combustión. En segundo lugar, ayudan a minimizar las partículas de escape que contribuyen a la contaminación. En tercer lugar, son útiles para minimizar el desgaste de la guia, lo cual es de importancia particular con motores diesel debido a la naturaleza de su funcionamiento. El vástago de válvula, la guia de válvula y los sellos de guia de válvula están envueltos anularmente por un resorte de válvula de compresión helicoidal que sirve para desviar la válvula a una posición cerrada. Los extremos longitudinales del resorte de válvula están limitados por rebordes sobre los retenedores de sello de vástago de válvula correspondientes, los retenedores de resorte de válvula o las superficies de apoyo de resorte, por lo que mantienen una alineación y ubicación apropiadas de la válvula y del resorte de válvula. Típicamente, un reborde sobre el retenedor del sello de vástago de válvula sujeta el extremo inferior del resorte de válvula, pero no está fijo a ninguna otra parte del motor. Durante la operación del motor, las válvulas se abren al transmitir fuerzas impulsoras desde las levas que giran en sincronía con la rotación del motor hacia los extremos del vástago de las válvulas por medio de brazos oscilantes. Los sellos de vástago de válvula actuales están relacionados principalmente con evitar o controlar el flujo de aceite en una dirección "descendente". En otras palabras, los diseños de sello de vástago de válvula actuales están dirigidos a evitar el flujo de aceite desde el área de la cabeza de un motor al área de orificio de un motor. Existe la necesidad por un sello de válvula que minimice el flujo de liquido en una dirección ascendente, es decir, desde el á-rea de orificio al área de cabeza.

DESCRIPCIÓN BREVE DE IA INVENCIÓN En las modalidades y métodos descritos se utiliza un sello de vástago de válvula de un motor de combustión interna en donde el sello de vástago de válvula incluye una superficie periférica exterior y una superficie sellante interior. La superficie sellante interior minimiza la entrada de un liquido hacia arriba desde un área de orificio de admisión hacia el área de motor de cabeza que tiene por lo menos un labio sellante colocado sobre una porción superior de la superficie sellante interior que se extiende alejándose de la superficie sellante interior. El labio sellante incluye una esquina inferior generalmente cuadrada.

DESCRIPCIÓN BREVE DE LOS DIBUJOS Las características y aspectos inventivos de la presente invención se volverán más 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 en sección transversal de un montaje de válvula que incluye una modalidad de un montaje de sello de vástago de válvula, la figura 2 es una vista en sección transversal del montaje de sello de vástago de válvula de la figura 1; la figura 3 es una vista en sección transversal agrandada de una primera modalidad del área de labio sellante de vástago de válvula; y la figura 4 es una vista en sección transversal agrandada de una segunda modalidad del área de labio sellante de vástago de válvula.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Con referencia ahora a los dibujos se muestran con detalle modalidades ilustrativas. Aunque los dibujos representan las modalidades, los dibujos no necesariamente están a escala y ciertas características pueden mostrarse de manera exagerada para ilustrar mejor y explicar el aspecto innovador de una modalidad. Además, las modalidades descritas en la presente no se pretende que sean exhaustivas o que limiten o restrinjan de alguna otra manera la invención a la forma y configuración precisas que se muestran en los dibujos y que se presentan en la siguiente descripción detallada. Con referencia ahora a la figura 1, un montaje 10 de vástago de válvula de motor de combustión interna está adaptado para ser recibido en una perforación 12 que se extiende axialmente de un componente de motor de combustión interna tal como una cabeza 14 de motor. La cabeza 14 de motor incluye una superficie 16 axial superior y una superficie 18 axial inferior. El montaje 10 de vástago de válvula incluye una guia 20 de vástago de válvula anular que rodea al vástago 22 de válvula. La guia 20 de vástago de válvula puede comprender dos secciones de guia anulares distintas (no mostradas) y se puede conformar a partir de metal pulverizado. La superficie 24 radialmente exterior de la guia 20 de vástago de válvula corresponde estrechamente al diámetro de la perforación 12 de manera que se obtiene un ajuste muy apretado entre la guía 20 de vástago de válvula y la pared 26 de perforación cuando se inserta la guía 20 de vástago de válvula. De igual manera, el diámetro de la superficie 28 interior radial de la guía 20 de vástago de válvula corresponde estrechamente al diámetro de la superficie 30 radialmente exterior del vástago 22 de válvula lo que resulta en un ajuste apretado entre el vástago 22 de válvula y la guía 20 de vástago de válvula, aunque no tan apretado de manera que evite que el vástago 22 de válvula realice el movimiento reciprocante dentro de la guía 20 de vástago de válvula. Un miembro 40 sellante colocado alrededor del extremo 42 superior de la guía 20 de vástago de válvula se extiende longitudinalmente sobre una porción tanto de la superficie 30 exterior radial del vástago 22 de válvula como sobre una porción de la superficie 24 exterior radial de la guía 20 de vástago de válvula . Además, el retenedor 50 de resorte superior del diseño convencional limita la porción 52 superior de un resorte 54 helicoidal. El retenedor 50 de resorte superior se une de manera separable a una porción 56 superior del vástago 22 de válvula de manera tal que el retenedor 50 de resorte realiza el movimiento reciprocante con el vástago 22 de válvula y de esta manera comprime el resorte 54. El miembro 40 sellante se mantiene en su lugar por un retenedor 60 de sello de vástago de válvula anular, típicamente de construcción metálica. Además, el retenedor 60 de sello se forma con un reborde 62 anular que tiene una superficie 64 inferior que se apoya en relación enfrentada con la superficie 16 superior de la cabeza 14 de motor. La superficie 66 superior del reborde 62 actúa como una superficie de apoyo para la porción 68 inferior del resorte 54 helicoidal. Debe hacerse notar que el retenedor de sello 60 puede comprender tanto una porción retenedora de sello como un soporte separado en forma de una arandela endurecida separada (no mostrada) . En tal distribución, la arandela endurecida incluye una porción con reborde interpuesta entre la porción 68 inferior del resorte 54 y la superficie 16 superior de la cabeza 14 de motor y de esta manera se proporciona una superficie de apoyo para el resorte 54 helicoidal. Como se indica en lo anterior, el miembro 40 sellante tiene varios propósitos. En primer lugar, el miembro 40 sellante limita la entrada de aceite al múltiple y a la cámara de combustión. En segundo lugar, el miembro 40 sellante actúa para minimizar las partículas de escape que contribuyen a la contaminación. En tercer lugar, el miembro 40 sellante es útil para minimizar el desgaste de la guia 20 de vástago de válvula. En cuarto lugar, el miembro 40 sellante minimiza el flujo de liquido en la dirección ascendente. Es decir, minimiza el liquido que se desplaza de manera ascendente desde los orificios de admisión del motor en el aceite de motor de la cabeza. Los miembros 40 sellante se pueden elaborar de caucho, plástico, resina de poliamina o cualquier material elastomérico . En consecuencia, las figuras 2 y 3 muestran una primera modalidad del montaje 10 de vástago de válvula. La figura 3 es una vista despiezada del área A de sello en la figura 2. En esta modalidad se muestra un labio 70 sellante que se extiende hacia fuera desde una superficie 72 sellante interior del miembro 40 sellante. Una porción 74 superior del labio 70 sellante incluye una superficie 76 superior inclinada de manera descendente con una esquina 77 generalmente redondeada. La superficie 76 superior puede ser de sección transversal perpendicular respecto al vástago 22 de válvula además de tener otras geometrías que incluyen un cuadro o una superficie inclinada de manera ascendente. Una superficie 78 sellante que hace contacto con el vástago 22 de válvula se coloca encima de una muesca 80. La muesca 80, la cual se coloca en la porción 82 inferior del labio 70 sellante incluye una superficie inclinada cuadrada o hacia adentro que tiene una esquina 83 generalmente similar a un cuadro. Este diseño evita que el liquido fluya en la dirección ascendente, es decir, evita que el liquido se desplace hacia arriba desde los orificios de admisión del motor en el aceite de motor en la cabeza. La figura 4 presenta una segunda modalidad del montaje 10 de vástago de válvula. En esta modalidad, el área A de sello incluye por lo menos dos labios sellantes, un labio 70 superior y un labio 90 inferior. De manera general similar al diseño que se muestra en la figura 3, los labios 70 y 90 tanto superior como inferior incluye superficies 76, 92 inclinadas de manera descendente, superficies 78, 94 sellantes y muescas 80, 96. No obstante, en una modalidad, la porción 82 inferior del labio 70 sellante superior está inclinada en menos de un grado en comparación con la porción 98 inferior del labio 90 sellante inferior. Se muestra una separación 100 colocada entre el labio 70 sellante superior y el labio 90 sellante inferior. La separación 100 funciona como un amortiguador entre los dos labios sellantes y minimiza adicionalmente que el líquido se desplace hacia arriba desde los orificios de admisión al motor dentro del aceite de motor de cabeza. La descripción precedente se ha presentado únicamente para ilustrar y describir modalidades ejemplares de los métodos y sistemas de la presente invención. No se pretende que sea exhaustivo o que limite la invención a alguna forma precisa descrito. Se entenderá por aquellos expertos en la técnica que se pueden realizar diversos cambios y que los equivalentes pueden ser sustituidos por elementos de los mismos sin apartarse del alcance de la invención. Además pueden realizarse muchas modificaciones para adaptar una situación particular o un material a las enseñanzas de la invención sin apartarse del alcance esencial. Por lo tanto, se pretende que la invención no se limite a la modalidad particular descrita como el mejor modo contemplado para llevar a cabo esta invención, sino que la invención incluirá todas las modalidades que se encuentren dentro del alcance de las reivindicaciones. La invención se puede llevar a la práctica de otra manera a la especificada e ilustrada específicamente sin apartarse de su espíritu o alcance. El alcance de la invención está limitado únicamente por las siguientes reivindicaciones.

Claims (19)

REIVINDICACIONES

1. Un sello de vástago de válvula que comprende: un cuerpo anular que tiene una superficie exterior y una superficie sellante interior, la superficie sellante interior incluye una porción superior y una porción inferior, la porción superior tiene un diámetro menor que la porción inferior; y por lo menos un labio sellante colocado sobre la porción superior de la superficie sellante interior y que se extiende alejándose de la superficie sellante interior, por lo menos un labio sellante que tiene una esquina inferior generalmente cuadrada .

2. El sello de vástago de válvula como se describe en la reivindicación 1, en donde el cuerpo anular se forma de un material elastomérico .

3. El sello de vástago de válvula como se describe en la reivindicación 1, en donde el cuerpo anular incluye una separación entre un primer labio sellante y un segundo labio sellante de por lo menos un labio sellante.

4. El sello de vástago de válvula como se describe en la reivindicación 3, en donde una primera esquina inferior del primer labio sellante incluye un ángulo diferente en la segunda esquina inferior del segundo labio sellante.

5. El sello de vástago de válvula como se describe en la reivindicación 1, en donde por lo menos un labio sellante incluye una esquina superior generalmente redondeada.

6. El sello de vástago de válvula como se describe en la reivindicación 1, en donde por lo menos una porción de la superficie exterior está adaptada para acoplar selectivamente un retenedor de sello.

7. El sello de vástago de válvula como se describe en la reivindicación 1, que incluye además una muesca formada debajo de la superficie sellante.

8. El sello de vástago de válvula como se describe en la reivindicación 1, en donde por lo menos un labio sellante sella selectivamente un vástago de válvula y una esquina inferior generalmente cuadrada minimiza la entrada de un liquido hacia arriba desde el área del orificio de admisión al interior del área del motor de cabeza .

9. En un montaje de válvula de un motor de combustión interna que tiene un sello de vástago de válvula, en donde el sello de vástago de válvula incluye una superficie periférica exterior y una superficie sellante interior para minimizar la entrada de un liquido hacia arriba desde un área de orificio de admisión en el área de motor de cabeza, que comprende: por lo menos un labio sellante colocado sobre una porción superior de la superficie sellante interior y que se extiende alejándose de la superficie sellante interior, por lo menos un labio sellante tiene una esquina inferior generalmente cuadrada.

10. El montaje de válvula como se describe en la reivindicación 9, en donde el sello de vástago de válvula incluye una separación entre un primer labio sellante y un segundo labio sellante de por lo menos un labio sellante.

11. El montaje de válvula como se describe en la reivindicación 10, en donde una primera esquina inferior del primer labio sellante incluye un ángulo diferente en comparación con una segunda esquina inferior del segundo labio sellante.

12. El montaje de válvula como se describe en la reivindicación 9, en donde por lo menos un labio sellante incluye una esquina superior generalmente redondeada.

13. El montaje de válvula como se describe en la reivindicación 9, en donde por lo menos una porción de la superficie periférica exterior está adaptada para acoplar selectivamente un retenedor de sello.

14. El sello de vástago de válvula como se describe en la reivindicación 9, que incluye además una muesca formada debajo de la superficie sellante.

15. ün método para minimizar la entrada de un liquido hacia arriba desde un área de orificio de admisión en un área de motor de cabeza, que comprende las etapas de: proporcionar un cuerpo anular que tiene una superficie exterior y una superficie sellante interior, la superficie sellante interior incluye una porción superior y una porción inferior, la porción superior tiene un diámetro menor que la porción inferior; y colocar por lo menos un labio sellante sobre la porción superior de la superficie sellante interior que se extiende alejándose de la superficie sellante interior, por lo menos un labio sellante tiene una esquina inferior generalmente cuadrada.

16. El método como se describe en la reivindicación 15, que incluye además la etapa de formar el cuerpo anular a partir de un material elastomérico .

17. El método como se describe en la reivindicación 15, que incluye además la etapa de colocar un primer labio sellante y un segundo labio sellante de por lo menos un labio sellante separado una distancia predeterminada para formar una separación entre los mismos.

18. El método como se describe en la reivindicación 15, que incluye además la etapa de formar una primera esquina inferior del primer labio sellante en un ángulo diferente en comparación con una segunda esquina inferior del segundo labio sellante.

19. El método como se describe en la reivindicación 15, que incluye además formar una esquina superior generalmente redondeada sobre por lo menos un labio sellante.