MXPA06011600A - Fuelle de obturacion. - Google Patents

Abstract

La invencion se relaciona con un fuelle de obturacion para una rotula comprendiendo una esfera, un vastago (6) que se extiende de la esfera referida y una caja que aloja la esfera. Segun la invencion, el fuelle de obturacion se extiende entre el vastago (6) y la caja de la esfera, comprendiendo una zona (12) de obturacion en el lado del vastago, una zona (13) de forro y una zona de obturacion en el lado de la caja y consiste de al menos una materia de elastomero. La invencion se caracteriza porque al menos una zona (12) de obturacion consiste de una materia de elastomero que es diferente que aquella de la zona (13) de forro.

Description

obturación consiste del mismo elastómero como la zona de forro se debe seleccionar una materia que es apropiada, en cuanto a', sus características tanto para las cargas mecánicas de la zona de forro " como las exigencias tribológicas de la zona de obturación. Esto tiene la consecuencia de que es necesario limitarse a unos pocos tipos de elastómeros, ya que se pueden emplear exclusivamente materias cuyo perfil de características es aceptable tanto para - las dos zonas de obturación también para la zona de forro. En consecuencia se selecciona una materia que representa ni para la zona- de forro ni tampoco para la zona de obturación la respectivamente' mejor materia sino el mejor compromiso para las respectivas zonas. Es- por lo tanto el objetivo de la invención realizar un fuelle de obturación de una rótula de manera tal que este se adapte mejor a los respectivos requerimientos, por ejemplo, en cuanto a la carga mecánica pero también la carga tribologica. El objetivo de la invención se alcanza mediante un fuelle de. obturación según la . reivindicación 1. Perfeccionamientos ventajosos de la invención son objeto de las reivindicaciones subordinadas . El inventor se ha dado cuenta de que es conveniente para un fuelle de obturación de una rótula y sus características si se usa para la zona de obturación en el lado del vástago y/o la zona de obturación en el lado de la caja una materia diferente que para la zona de forro. Por ejemplo, la zona de obturación en el lado del vástago debería tener buenas propiedades de deformación bajo tracción y presión. Algo similar es cierto para la zona de obturación en el lado de la- caja. Pero la zona de forro debería tener suficiente elasticidad para poder seguir los movimientos del vástago. Es posible, por 'ejemplo, producir la zona de obturación y la zona de forro del fuelle de obturación mediante el método de moldeo por inyección como componente inseparable, siendo que se inyectan diferentes materiales en las zonas diferentes. Pero es posible imaginarse también que la ' zona de obturación y la zona de forro sean respectivamente componentes separados que son conectados entre sí . Esta conexión puede producirse tanto como unión no positiva, unión positiva o material. Para esto pueden servir elementos de inserción que pueden . realizar conexiones a presión o de enganche, y/o están unidos en unión material con las materias. Este método puede combinarse en diversas modalidades con otros elementos qué permiten una mejoría adicional de la función del sistema de obturación mediante funciones de centrado y soporte. Estos elementos de soporte y centrado pueden consistir en cada caso de las materias más diversas, por ejemplo materia sintética, aceros o metales no ferrosos, y son asi según cada combinación capaces, según la modalidad, un soporte y/o- un centrado sencillo y particularmente resistente a la temperatura y/o resistentes a la corrosión. Según lo anterior se propone mejorar un fuelle de obturación de una rótula comprendiendo una esfera, un vástago partiendo de la esfera y una caja que aloja la esfera, siendo que el fuelle de obturación se extiende entre el vástago y la caja de la esfera y el fuelle de obturación tienen una zona de obturación en él lado del vástago, una zona de forro y una zona de obturación en el lado de la caja y consiste de al menos una materia de elastomero, en cuanto a que al menos una zona de obturación consiste de una materia diferente que la zona de forro elastómera. Preferentemente la materia usada para la zona de obturación en el lado del vástago es un elastomero que se diferencia de aquel usado para la zona de forro. Mediante el uso de diferentes .materias para ' la zona de forro y al menos una zona de obturación es posible realizar una adaptación al respectivo perfil de propiedades de la respectiva zona. Por ejemplo puéde aplicarse en la zona de obturación en el lado del vástago un elastomero que se desliza fácilmente, que además es particularmente resistente al desgaste. En- la zona del forro puede aplicarse un elastómero particularmente elástico. Pero no sólo las características mecánicas, sino también las características térmicas pueden adaptarse · a los requerimientos de la respectiva zona mediante una selección apropiada de materiales. Es una ventaja si tanto en la zona de obturación en el lado del vástago como también de la caja consiste de una materia de elastómero diferente que la zona de forro. Así es posible adoptar todas las tres zonas de un fuelle de obturación a determinados perfiles de propiedades. Al menos una zona de obturación, preferentemente ambas zonas de obturación, pueden tener una unión no positiva y/o positiva y/o material con la zona de forro. De esta manera es posible crear diferentes opciones de unión de las diferentes zonas y materias del fuelle de obturación. Por ejemplo puede producirse una unión material para materias de la zona de obturación y de la zona de forra que pueden integrarse físicamente o reticularse mediante soldadura por fricción o mediante pegado.. En el caso de materias que no es posible unir por integración ni pueden .reticularse, puede seleccionarse una. unión ' positiva . Con relación a los tipos posibles, de unión de las diferentes zonas del fuelle de obturación se remite a Dubbel: "Taschenbuch für den Maschinenbau", edición 15a; capitulo sobre uniones.de componentes en las páginas 387s. En una modalidad ventajosa de la zona de forro del fuelle de obturación- puede insertarse al menos un elemento de refuerzo que se dispone preferentemente cerca de al menos una de las zonas de obturación. De esta manera puede lograrse en el sitio de la unión hacia una de las zonas de obturación una estabilización de..la zona' de forro. Se reduce, en particular en el caso de materias con elasticidad diferente, la carga mecánica fuerte de la materia más suave por batanado mediante un elemento de refuerzo . Como complemento al elemento de refuerzo del área de forro, al menos una zona de obturación puede tener ' un elemento de refuerzo que está dispuesto preferentemente cerca de la zona de forro. Los elementos de refuerzo de la zona de forro y de la zona de obturación crean una unión particularmente estable entre la zona de forro y la zona de obturación. Los elementos de refuerzo impiden de manera efectiva la deformación de los elementos, individuales y además permiten aumentar la fuerza de presión para unir el sitio de contacto entre zona de forro y zona de obturación. Los elementos de refuerzo pueden estar incluidos por incrustación respectivamente moldeo en la materia sintética de la zona de forro y/o de la zona de obturación, eventualmente en base a adhesión o inclusión por vulcanización. El elemento de refuerzo puede consistir de materia sintética y/o de metal. Un elemento de refuerzo de materia sintética puede insertarse, por ejemplo, en un fuelle de obturación que se aplica particularmente en un ambiente húmedo o acuoso. Por ejemplo un fuelle de obturación de una rótula en un soporte en el área de dirección de un vehículo puede protegerse de la corrosión o el ataque con .ácidos mediante el uso de elementos de refuerzo de materia sintética que son accesibles en la superficie del fuelle de obturación. Un elemento de refuerzo de metal puede . usarse cuando lo requieren las temperaturas particularmente altas de la aplicación del fuelle de obturación y de la rótula y un elemento de refuerzo de materia sintética no sería apropiado debido a fenómenos de ablandamiento. El elemento de refuerzo puede estar dispuesto con simetría rotatoria respecto al vástago. Así se logra una estabilización uniforme alrededor de la zona por obturar en el vástago y/o en la caja de rótula y en el sitio , de unión entre la zona de obturación y la zona de forro. En una variante conveniente de realización del fuelle de obturación, la zona de forro y/o las zonas de obturación tienen al menos un labio de obturación que permite la obturación con relación al vástago o a la caja. Éste labio de obturación, que puede estar colocado a presión, por ejemplo, en el vástago y/o en la caja de la rótula de manera parecida a un muelle de hoja, impide que suciedad o agua puedan penetrar en la zona de soporte de la esfera. Por otro lado puede impedirse mediante un labio de obturación asi que grasa o aceite eventualmente presente en la caja de rótula se salga del fuelle de obturación. Para realizar la obturación en el vástago y/o en la caja de la . rótula de manera particularmente confiable puede preverse un elemento de obturación adicional al menos en una zona de obturación como obturación redundante. Este tipo de obturación doble es particularmente apropiada en el caso de que se presenten eventualmente presiones. Una variante de acondicionamiento ventajosa prevé disponer al menos entre el vástago y la zona de obturación en el lado del vástago y/o entre la caja y la zona de obturación en el lado de la caja al menos un elemento de centrado. Este elemento de centrado, que puede tener una construcción similar al elemento de refuerzo, permite una • alineación óptima del fuelle de obturación en . las superficies por obturar de la rótula. Es ventajoso si la zona de forro consiste de caucho de cloropreno, preferentemente con una dureza de aproximadamente 50 ± 10 Shore A. El caucho de cloropreno es particularmente resistente al clima y se mantiene elástico hasta cerca de -40 grados Celsius. El caucho de cloropreno se distingue además por su resistencia a aceites y grasas. Mediante la selección de la dureza Shore A se ajusta la elasticidad de la materia a una gama favorable para la zona de forro. Para la zona de obturación puede aplicarse convenientemente un caucho dé nitrilo como HNBR, o caucho de flúor (FPM) , preferentemente teniendo una dureza' de aproximadamente 70 ± 10 Shore A. Estos elastómeros tienen excelentes propiedades de obturación y sus características de deslizamiento pueden adaptarse al caso concreto de aplicación mediante aditivos apropiados. Una ventaja esencial de estas materias radica en su resistencia a la deformación por tracción y presión, así como a temperaturas mayores . Características y ventajas - adicionales de la invención resultan de las reivindicaciones subordinadas y de la siguiente descripción de unos ejemplos de realización preferentes con referencia a los dibujos. En detalle, las figuras muestran lo siguiente: Figura 1: vista seccionada de la zona de obturación en el lado del vástago de un fuelle de obturación comprendiendo goma de obturación y goma de forro que tienen un elemento de refuerzo y un elemento combinado de refuerzo y centrado; Figura 2 : vista seccionada de la' zona de obturación en el . lado del vástago según la figura 1 con un elemento combinado de refuerzo/centrado modificado; Figuras 3 a 6: vista seccionada de la zona de obturación en el lado del vástago de un fuelle de obturación en diferentes modalidades de un elemento de centrado; Figuras 7 y 8: vista seccionada de la zona de obturación en el lado del vástago de un fuelle de obturación teniendo un anillo de protección en el lado del vástago; Figura 9: vista seccionada de la zona de obturación en el lado del vástago de un fuelle de obturación comprendiendo un anillo de protección en el lado del vástago y una obturación adicional colocada en el anillo de protección. La figura 1 muestra una vista seccionada de la zona 12 de obturación en el lado del vástago de un fuelle de obturación. El fuelle de obturación está insertado sobre un vástago 6 (se muestra sólo parcialmente) de una rótula. La zona 12 de obturación consiste de una goma 1 de obturación que debe tener, por ejemplo, las siguientes características, enumeradas a continuación a manera · de puntos claves: Buena deformación bajo tracción y presión, bajo índice de fricción relativo a la materia del vástago 6, elasticidad hasta -20 grados Celsius, no tener tendencia a la fractura hasta -40 grados Celsius, estable a la temperatura en lo posible hasta 120 grados Celsius y, además resistencia a aceites y grasas. Para, la obturación en el ' lado del vástago, la goma 1 de obturación tiene tres labios 8 de obturación en dirección radial del vástago y dos labios de obturación en dirección axial del vástago 6 hacia el ojo 7 de palanca. Los labios 8 de obturación se representan en las figuras, 1 a 9 por razones de sencillez en estado no deformado y se proyectan por este' motivo tanto hasta el interior de la zona del vástago .6 como de la zona del ojo 7 de palanca. Mediante atornillado del ojo 7 de palanca con el vástago 6 la cavidad de la rótula se vuelve libre de intersticio y se cierra herméticamente. A la goma 1 de obturación sigue abajo a la izquierda en la figura 1 la goma 2 de forro de la zona 13 de forro. La zona 13 de forro tiene usualmente en un fuelle de obturación una sección transversal abombada. En la figura 1 se muestra solamente el principio de la zona 13 de forro por lo que no se aprecia su curso abombado. La goma 2 de forro consiste aquí de una materia distinta de la goma 1 de obturación. La goma 2 de forro debería tener las siguientes características: resistente al clima y elástica hasta -40 grados Celsius, estable a la temperatura hasta 100 °C, siendo que no se debe presentar calcinación o chamuscado hasta aproximadamente 150 grados Celsius y además, la goma de forro debe ser resistente a grasas y aceites. La goma 1 de obturación y la goma 2 de forro se tocan en el área 14 de contacto. En el área 14 de contacto se crea un cierre estanco de la rótula ya sea mediante presión de unión y/o pegado respectivamente soldadura de la goma 1 de obturación y la goma 2 de forro. En el área 14 de contacto se encuentra incorporado en la goma 1 de obturación un elemento 3 de refuerzo que tiene una sección transversal angulada. De manera correspondiente, en la goma 2 de forro se encuentra incorporado un elemento 5 combinado de refuerzo/centrado. Este elemento 5 combinado de refuerzo/centrado está encerrado por secciones por la goma 2 de forro y otras secciones del elemento 5 combinado de refuerzo/centrado se extiendén en dirección radial y axial hacia el vástago 6. El elemento 5 combinado de refuerzo/centrado está asentado sobre un talón en el vástago y impide de esta manera el deslizamiento de la zona de forro hacia extensión del vástago. El elemento 5 combinado de refuerzo/centrado sirve por un lado para centrar la zona 13 de forro respecto al ' vástago 6 e impedir su deslizamiento y por el otro para crear en la zona del área 14 de. contacto con el elemento 3 de refuerzo de la goma 1 de obturación una conexión estable y estanca entre los materiales de la zona 13 de forro y de la zona 12 de obturación. La figura 2 muestra la misma vista seccionada de la zona 12 de obturación según la figura 1. A diferencia de la figura 1 el elemento 5 combinado de refuerzo/centrado tiene una configuración diferente. El elemento 5 combinado de refuerzo/centrado hace contacto con el. vástago 6 sólo en dirección axial, pero no envuelve el talón- 6.1 del vástago 6. Esto permite un posicionamiento centrado y simultáneamente un movimiento axial de la goma 2 de forro a lo largo del vástago 6. La figura 3 muestra otra modalidad posible de la zona 12 de obturación en el lado del vástago de un fuelle de obturación. Durante el montaje de un fuelle de obturación en una rótula se desliza primeramente un elemento 11 de centrado redondo teniendo una sección transversal casi en forma de S sobre el vástago 6 ' cónico hasta que se tope con el talón 6.1 del vástago 6. A continuación se desliza la goma 2 de forro de la zona 13 de forro sobre el vástago 6 y el elemento 11 de centrado. La goma 2 de forro se mantiene a una distancia "constante con relación al vástago 6 y alrededor de éste mediante el -elemento 11 de centrado. En la siguiente etapa se desliza la goma 1 de obturación sobre el vástago 6. La goma 1 de obturación que se proyecta también en un intersticio entre ¦ la goma 2 de forro y el elemento 11 de centrado se sujeta de esta manera en unión no positiva. En el área del vástago 6, el elemento 11 de centrado actúa como cierta protección de obturación. Pero la obturación del fuelle de obturación es efectuada principalmente por los tres labios 8 de obturación en el lado del vástago y los dos labios 8 de obturación hacia el ojo 7 de palanca de la goma 1 de obturación. En el sitio 14 de contacto entre la goma 1 de obturación y la goma 2 de forro, los dos elementos 3 y 4 de refuerzo producen un cierre material estanco. Los dos elementos 3 y 4 de. refuerzo que son envueltos en cada caso por la goma 1 de obturación y la goma 2 de forro producen una presión de unión de área a la materia de la goma entre los elementos 3 y 4 de refuerzo. La figura 4 muestra una modalidad diferente de la zona 12 de obturación de un fuelle de obturación en el lado del vástago representada en la figura 3. En la goma .1 de obturación se prescindió de materia de goma en dirección axial del vástago. De esta manera se reduce el numero de los - labios 8 de obturación de extensión radial a dos y se genera una cavidad 15 entre la goma 1 de obturación y el elemento 11 de centrado. En esta cavidad 15 que está contigua al vástago 6 puede introducirse, por ejemplo, una grasa que obtura la zona en forma adicional.' Alternativamente a esto puede depositarse en la cavidad 15 un medio de lubricación, por ejemplo un aceite, que reduce la fricción entre la goma 1 de obturación y el vástago 6. La figura 5 y la figura 6 muestran cada una otras modalidades diferentes de la zona 12 de obturación en el lado del vástago con diferentes elementos de centrado 11. A diferencia de la variante mostrada en la figura 4, toda el área 14 de contacto entre la goma 1 de obturación y la goma 2 de forro se extiende paralelamente al eje longitudinal del vástago 6. La goma 2 de forro se extiende en cada caso hasta el ojo 7 de palanca. En el ojo 7 de palanca, un labio 9 de obturación de la goma 2 de forro y tres labios 8 de obturación de la goma 2 de obturación obturan ahora la cavidad de la rótula. La figura 7 .y la figura 8 ¦ muestran en cada caso modalidades diferentes de la zona 12 de obturación en el lado del vástago. En ambas figuras se coloca un anillo 11.1 de protección en el talón 6.1 del vástago 6. Este anillo 11.1 de protección que se extiende tanto en dirección axial como también en dirección radial entre el vástago 6 y el elemento 11 de centrado, reduce la abrasión y con esto el desgaste en la zona del elemento 11 de centrado. Un fuelle de obturación cuya zona 12 de obturación en el lado del vástago está realizada de semejante manera ofrece, gracias a ello, una vida útil más larga. Según la figura 8, el elemento 11 de centrado-está conformado en el lado del fuelle como anillo 11.2 de centrado que representa la pista contraria para el anillo 11.1 de protección. En esto se logra una guia definida y protegida contra la corrosión de estos componentes que tienen movimiento rotatorio entre si. Mediante' un emparejado de materias apropiado, por ejemplo, acero sobre acero, se puede lograr una rotación relativa de baja fricción del anillo 11.2 de centrado en el lado del fuelle con relación al anillo 11.1 de protección. En la figura 9 se representa en la zona 12 de obturación en el lado de vástago otra modalidad del anillo 11.1 de protección. Este anillo 11.1 de protección se extiende, en comparación con el anillo 11.1 de las figuras 7 y 8, sobre un área parcial mayor del vástago 6 de extensión cónica y tiene en su parte inferior un ensanchamiento. En este ensanchamiento en el anillo 11.1 de protección puede insertarse una segunda goma 10 de obturación a presión. La segunda goma 10 de obturación funciona adicionalmente como obturación redundante para los labios 8 y 9 de obturación de la goma 1 de obturación y de la goma 2 de forro en el vástago 6. Se entiende que las características de la invención mencionadas en lo precedente pueden aplicarse no sólo en la combinación indicada en cada caso, sino también en otras combinaciones o por si solas, sin que por esto rebasen el marco de la invención.. Lista de símbolos de referencia 1 Goma de obturación 2 Goma de forro 3 Elemento de refuerzo de la goma de obturación 4 Elemento de refuerzo de la goma de forro 5 Elemento combinado de refuerzo/centrado de la goma de forro 6 . Vástago (se muestra sólo una parte) 6.1 Talón en el vástago 7 Ojo de palanca 8 Labio de obturación de la goma de obturación 9 Labio de obturación de la goma de forro 10 Goma de obturación 11 Elemento de centrado 11.1 anillo de protección 1.2 Anillo de centrado 2 ¦ Zona de obturación en el lado del vástago 3 ' Zona de forro (se muestra sólo en parte) 4 Área de contacto entre la zona de obturación en el lado del vástago y la zona de forro 5 Cavidad

Claims (9)

REIVINDICACIONES

1. Fuelle de obturación de una rótula comprendiendo una esfera, un vástago partiendo de la esfera y una caja alojando la esfera, siendo que el fuelle de obturación se extiende entre el vástago y la caja de la esfera y el fuelle de obturación tiene una zona de • obturación en el lado del vástago, una zona de forro y una zona de obturación en el lado de la' caja -y la zona de forro consiste de una materia de elastómero, caracterizado porque la zona de obturación en el lado del vástago consiste de una materia que se diferencia de la materia usada para la zona de forro del fuelle de obturación.

2. Fuelle de obturación, según la reivindicación 1, caracterizado porque la materia usada para la zona de obturación en el lado del vástago es un elastómero.

3. Fuelle de obturación según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque tanto la zona de obturación en el lado del vástago como también en el lado de la ' caja consisten de una materia elastómera diferente que la zona de forro.

4. Fuelle de obturación según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque al menos una zona de obturación, preferentemente ambas zonas de obturación, tienen una conexión con la zona de forro en unión no positiva y/o unión positiva y/o unión material .

5. Fuelle de obturación según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la zona de forro comprende al menos un elemento de refuerzo' que está dispuesto preferentemente cerca de al menos una zona de obturación.

6. Fuelle de obturación según . una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque al menos una zona de obturación comprende al menos un elemento de refuerzo que está dispuesto preferentemente cerca de la zona de forro.

7. Fuelle de obturación según una de las reivindicaciones 5 y 6 precedentes, caracterizado porque el elemento de refuerzo consiste de materia sintética y/o de metal . '

8. Fuelle de obturación según la reivindicación 7 precedente, caracterizado porque el elemento de refuerzo está dispuesto en simetría rotatoria con relación al vástago.

9. Fuelle de obturación según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la zona de forro y/o las zonas de obturación comprenden un labio de obturación que permite una obturación de la cavidad de la rótula en el vástago o en la caja. 10; Fuelle de obturación según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque al menos en . una zona de obturación se prevé un elemento de obturación adicional. 11. Fuellé de obturación - según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque al menos entre el vástago y la zona de obturación en el lado del vástago y/o entre la caja y la zona de obturación en el lado de la caja se prevé al menos un elemento de centrado. 12. Fuelle de obturación según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la zona de forro consiste de caucho de cloropreno, preferentemente teniendo una dureza de aproximadamente 50 ± 10 Shore A. 13. Fuelle de obturación .según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque al menos una zona de obturación consiste de un caucho de nitrilo, preferentemente teniendo una dureza de aproximadamente 70 ± 10 Shore A.