PT97475A

PT97475A - Junta de empanque

Info

Publication number: PT97475A
Application number: PT97475A
Authority: PT
Inventors: Gerard Bonell; Richard E Arbuthnot
Original assignee: Jamak Fabrication Europ Ltd; Metalrax Group Plc
Priority date: 1990-04-25
Filing date: 1991-04-24
Publication date: 1993-07-30
Also published as: EP0455579A1; ATE119979T1; US5193822A; GB2243882A; IE911378A1; GB9009227D0; GB2243882B; DE69108093D1; EP0455579B1; DE69108093T2

Description

A invenção refere-se a juntas de empanque para serem utilizadas na produção de vedações à prova de fluídos, entre dois componentes. 0 material da junta de empanque é escolhido pela sua adaptabilidade tendo em vista a sua colocação. Por exemplo, uma junta de empanque para um motor I.C., ficará exposta, em diferentes zonas, ao fluído refrigerante, o qual pode ser uma mistura de água/anti-congelante/ anti-oxidante, óleo lubrificante, misturas de combustível e ar e/ou produtos de combustão e, em qualquer destes casos, em temperaturas altas ou baixas.

Exige-se frequentemente, que a união dotada com uma junta de empanque seja apertada fortemente sob uma carga específica determinada. Esta pressão de aperto é aplicada (frequentemente) a um certo número de pontos. Por exemplo, uma caixa de manivela pode ser aparafusada ao bloco de cilindro talvez em 10 ou 20 pontos, sendo segura por parafusos que passam por aberturas feitas na junta de empanque.

Verifica-se que certos materiais elastoméricos são muito apropriados para utilização nas juntas de empanque em termos de não serem influenciados pelas condições ambientais; todavia eles são excessivamente maleáveis e sujeitos a serem empurrados para fora da junta se esta última estiver excessivamente apertada. A tolerância disponível pode ser insuficiente nas utilizações práticas, tendo em vista as pressões de aperto exigidas por outros motivos. Este é o caso de certas borrachas de silicone, por exemplo.

As soluções conhecidas para este problema têm implicado a produção de uma série de inserções, que são peças torneadas ou peças compactas de pó metálico sinterizado, com dimensões exactas, as quais são depois ligadas, por exemplo, a uma chapa de metal prensada, que forma uma alma de reforço, que se prolonga em volta da periferia da junta de empanque e a referida alma é encerrada no material elastomérico.

Quando é muito apertado, o material elastomérico é comprimido de forma suficiente para formar uma vedação, estanque a fluídos, entre as duas peças apertadas. As peças de inserção actuam como espaçadores entre as peças apertadas uma na outra e mantêm a integridade do material elastoméricos entre os espaçadores. No entanto, esta é uma solução dispendiosa. 0 objectivo da presente invenção consiste em resolver o problema duma maneira económica.

De acordo com a invenção, uma junta de empanque compreende uma alma de reforço que é encerrada ao longo de uma parte substancial do seu comprimento periférico por um material elastomérico, e a citada alma é localmente espessada numa pluralidade de pontos ao longo do referido comprimento, por parte de reforço feita integralmente e unitariamente do material de reforço.

Preferencialmente, a alma é estampada a partir duma chapa metálica de espessura substancialmente uniforme e que é localmente espessada

Cu por meio duma operaçao de dobragem, de modo que, nos mencionados pontos de reforço, existem pelo menos duas espessuras diferentes.

Numa possível forma de realização, forma-se a alma estampada com saliências laterais, que são dobradas de modo a duplicar ou triplicar a espessura nos referidos pontos de reforço. No primeiro caso (duplicação), prefere-se estender a espessura duplicada, de forma a distribuir o material simetricamente em volta dum plano que inclui a periferia da junta de empanque. Com uma espessura triplicada, as saliências dobradas podem jazer nas faces opostas do material original e, a partir daí, serem simetricamente distribuídas sem necessitarem de esticamento.

Prefere-se também cunhar a parte mais espessa, de forma a obter-se o efeito de um controlo estreito das dimensões e acredita-se que isto também terá a tendência a fechar os rebordos das lâminas uma na outra, unindo-as.

Os troços duplos podem corresponder aos locais dos parafusos de aperto. Uma localização exacta da junta de empanque em relação a todos os parafusos pode ser alcançada pela realização de reentrâncias com fendas de extremidades abertas nos troços duplicados, sendo a reentrância ou rebordo de ranhura cunhado para determinar precisamente as tolerâncias dimensionais em relação à junta de empanque completa.

Uma outra contribuição para a exactidão e rigor é proporcionada, de acordo com uma característica da invenção, pela abertura de furos circulares no material da chapa original da qual se faz a alma de reforço, em zonas que correspondem à extremidade de cada linha onde é necessária uma dobragem.

Numa outra forma possível de realização, em vez de empregar a técnica da dobragem para obter um espessamento localizado, emprega-se a técnica da realização de ilhós. A estampagem pode ser inserida entre rebordos geralmente paralelos, para formar saliências, e as mencionadas saliências podem ser roladas para dentro ou para fora, sendo seguidas, de preferência para uma operação de cunhagem, afim de controlar a espessura final, a localização simétrica da mencionada espessura em relação à restante parte da alma de reforço e também as tolerâncias dimensionais dos troços espessados.

As juntas de empanque deste tipo são, na maior parte dos casos, geralmente produzidos como uma formação circular periférica contínua. De acordo com um outro aspecto da invenção, o reforço é feito de duas peças que se encostam topo-a-topo. Desta maneira, as duas peças podem ter a forma de um L ou a forma de um U, por exemplo. As extremidades livres dos dois componentes que vão ser posteriormente unidas uma à outra, têm uma espessura e largura reduzidas, sendo depois soldadas uma na outra e a soldadura é posteriormente alisada de forma a manter as dimensões gerais da união de solda dentro das dimensões da chapa noutros pontos.

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Descrever-se-á agora com mais pormenores uma forma de realização da invenção, com referências aos desenhos anexados, nos quais a Figura 1 é uma vista de extremidade, fragmentada, de um reforço para uma junta de empanque; a Figura 2 é uma vista ainda mais fragmentada do mencionado reforço, numa fase inicial da fabricação; e as Figuras 3 e 4 são cortes segundo as linhas 3.3 e 4.4, mas através da junta de empanque completa, ilustrada em escala ampliada.

Referindo agora os desenhos, a junta de empanque compreende (geralmente) um elemento semelhante a um aro, que tem uma alma de reforço embutida no material elastomérico. A fim de reduzir ao mínimo o desperdício do material da chapa metálica quando se forma a alma, esta é feita de duas ou mais partes ligadas umas às outras. Cada uma das partes é, geralmente, semelhante a uma tira. A tira tem uma largura uniforme e, neste exemplo, é espessada localmente, na zona dos parafusos de fixação.

Na Figura 1, as áreas espessadas 10 compreendem duas espessuras do material da chapa e, por conseguinte, as referidas áreas têm o dobro da espessura dos troços da tira de intervenção 12 que se prolonga, geralmente, entre as zonas localmente espessadas. Os troços espessados são estendidos de forma a ficarem simetricamente distribuídos em torno do plano P, como se observa nas Figuras 3 e 4.

8 A Figura 2 mostra o reforço da junta de empanque metálica numa fase inicial da produção, quando as saliências 14 se prolongam lateralmente desde os troços 12, antes de serem dobradas para formarem as partes espessadas. As saliências podem-se prolongar para dentro ou para fora do aro. Faz-se um furo substancialmente circular 16 numa zona que irá encostar em cada extremidade de cada linha de dobragem 18, para facilitar a operação de dobragem e proporcionar uma localização mais exacta da dobra. As reentrâncias encurvadas 20, como na Figura 1 que vão ficar colocadas nos parafusos de fixação, podem ser realizadas na fase operacional representada na Figura 2, ou na fase operacional ilustrada na Figura 1, após a dobragem, ou numa combinação das duas fases, significando que uma das reentrâncias, por exemplo a 24 na Figura 2, pode ser realizada na fase operacional representada na Figura 2, e as outras das mencionadas reentrâncias, 28, pode ser realizada durante a fase operacional representada na Figura 1 e, possivelmente, para dimensões mais estreitas, de forma que a reentrância 24 tem uma maior abertura em tomo do parafuso e a reentrância 28 localiza-se com maior exactidão junto do parafuso. Em qualquer caso, o troço espessado é, de preferência, cunhado como uma operação final, a fim de controlar as dimensões e a localização duma forma mais exacta. A cunhagem pode ter o efeito de marginar os rebordos das reentrâncias, o que pode evitar qualquer separação da peça 14 na eventualidade de uma colocação inadequada, por exemplo por um mecânico numa manutenção posterior de um motor equipado com uma junta de empanque deste tipo.

9 A união entre um par de componentes de reforço é obtida pela soldadura 30 efectuada nas extremidades de encosto 32, 34, as quais, conforme está ilustrado, são mais estreitas do que os troços 12 e também podem ter uma espessura reduzida. A soldadura pode ser sujeita a um golpe de compressão ou mesmo a uma operação de cunhagem, para assegurar que a área da soldadura fica incluída nas dimensões das partes de tiras 12.

Realizam-se furos 36 para inserção dos componentes para a operação de soldadura. Fazem-se mais furos 38 para, que o material elastomérico 40 de revestimento se prolongue pela tira, para uma segurança adicional. As extremidades a serem soldadas uma na outra têm a largura reduzida, como em 32, 34 e possivelmente também a espessura, de forma a adequar a parte soldada às dimensões da tira 12. O material elastomérico de revestimento tem uma espessura total 42 maior do que os troços espessados 10, a fim de criar uma boa vedação por meio de junta de empanque em toda a periferia da junta de empanque, com um aperto controlado entre as setas 4 para a espessura do troço 10. v. 1

Claims

η /* ίο Reivindicações: 1. * - Junta de empanque, caracterizada pelo facto de compreender uma alma de reforço que é encerrada ao longo duma parte substancial do seu comprimento periférico por iam material elastomérico e é localmente espessada numa pluralidade de pontos ao longo do referido desenvolvimento periférico por partes de reforço feitas integral e unitariamente do material de reforço. 2. * - Junta de empanque, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo facto de a alma ser estampada a partir de chapa metálica de espessura substancialmente uniforme e que é localmente espessada por meio duma operação de dobragem de modo que nos mencionados pontos de reforço existem pelo menos duas espessuras diferentes. 3.1 - Junta de empanque, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo facto de a alma estampada ser formada com saliências laterais que são dobradas de modo a duplicar ou triplicar a espessura nos citados pontos. 4.a - Junta de empanque, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo facto de a espessura duplicada da alma possuir entalhes para distribuir simetricamente o material em relação a um plano que contém a periferia da junta. 11
5. - Junta de empanque, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo facto de a espessura tripla da alma incluir saliências dobradas que ficam nas faces opostas do material que fica entre as citadas saliências dobradas. 6. ® - Junta de empanque, de acordo com qualquer das reivindicações 2 a 5, caracterizada pelo facto de a parte mais espessa ser cunhada pelo menos para controlar as dimensões. 7. ®-Junta de empanque, de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizada pelo facto de as zonas localmente espessadas possuírem aberturas para a passagem de parafusos de aperto. 8. a - Junta de empanque, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo facto de as aberturas serem ranhuras com as extremidades abertas feitas nas zonas espessadas, com os rebordos das ranhuras cunhadas. 9. ® -Junta de empanque, de acordo com qualquer das reivindicações 2 a 8, caracterizada pelo facto de a chapa metálica a partir da qual a alma de reforço é feita por estampagem ter geralmente furos circulares nela perfurados em posições que correspondem à extremidade de cada linha em que é necessária uma dobragem para proporcionar o espessamento local. ! ί

12 10. a - Junta de empanque, de acordo com a reivindicação 1, caracteri-zada pelo facto de a alma de reforço compreender uma chapa metálica estampada que é espessada localmente por meio de formação de ilhós, proporcionando colares que são enrolados para dentro ou para fora. 11. *-Junta de empanque, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo facto de as zonas espessadas com ilhós serem cunhadas para controlar as dimensões. J 12. * - Junta de empanque, de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizada pelo facto de compreender a formação periférica de braçadeiras mediante o encosto topo-a-topo de duas partes. Lisboa, 24 de Abril de 1991 O Agente Oficial da Propriedade Industrial

Américo da Silva Carvalho Agente Oficial de Propriedade Industrial R. Castilho, 201-3. E-1000 USBOA Telefs. 65 13 39 - 65 46 13