ES2268197T3 - Junta de anillo deslizante con seguro contra la torsion. - Google Patents

Abstract

Junta de anillo deslizante, especialmente junta para mecanismo de arrastre (24), que comprende un anillo de deslizamiento y un contraanillo (28), en forma angular, que forman una superficie de obturación con sus patillas de obturación radiales, y cuerpos de obturación (1, 11, 25) en forma de trapecio, que están constituidos por un material elastómero, que están dispuestos entre la carcasa (26), que aloja a la junta de anillo deslizante y la superficie externa, radial, de la patilla axial (27) del anillo de deslizamiento y del contraanillo, estando equipados los cuerpos de obturación (1, 11, 25), en forma de trapecio, con un anillo de refuerzo metálico (3, 12, 13, 29) y teniendo el cuerpo de obturación (1, 11, 25) un anillo de refuerzo (3, 12, 29), que está dispuesto en el extremo interno, radial del cuerpo de obturación (1, 11, 25), en forma de trapecio, tolerándose la fijación entre el cuerpo de obturación (1, 11, 25) y la superficie externa radial de la patilla axial (27) del anillo de deslizamiento y del contraanillo como asiento forzado, caracterizada porque se ha moldeado sobre el anillo de refuerzo (3, 12, 29), hacia la superficie externa, radial, de la patilla axial del anillo de deslizamiento y del contraanillo, un perfil de obturación (4, 22, 23) elastómero, en forma ondulada y porque se ha configurado sobre el extremo (7) externo, axial del cuerpo de obturación (1, 11, 25), en forma de trapecio, directamente por encima de la superficie externa radial del anillo de refuerzo (3, 12, 29), una compensación de tracción (8, 20) en forma de un destalonado, especialmente a modo de radio.

Description

Junta de anillo deslizante con seguro contra la torsión.

La invención describe una junta de anillo deslizante, especialmente una junta para mecanismo de arrastre, que comprende un anillo de deslizamiento y un contraanillo en forma angular, que forman una superficie de obturación con sus patillas de obturación, radiales, y cuerpos de obturación en forma de trapecio, que están constituidos por material elastómero, que están dispuestos entre la carcasa, que aloja a la junta de anillo deslizante, y la superficie externa, radial, de la patilla axial del anillo de deslizamiento y del contraanillo, estando equipados los cuerpos de obturación, en forma de trapecio, con un anillo de refuerzo, metálico, y el cuerpo de obturación tiene un anillo de refuerzo, que está dispuesto en el extremo interno, radial, del cuerpo de obturación, en forma de trapecio, tolerándose como asiento forzado la fijación entre el cuerpo de obturación y la superficie externa, radial, de la patilla axial del anillo de deslizamiento y del contraanillo.

Las juntas para mecanismos de arrastre se emplean, en forma de una realización especial de las juntas de anillo deslizante, cuando puedan producirse fuertes ensuciamientos en los agregados, en las máquinas o en las instalaciones, dependiendo de su funcionamiento.

Se conoce, en general, la previsión de cuerpos de obturación, de material elástico, tal como, por ejemplo, de goma, entre las superficies externas, radiales, de las patillas axiales de los anillos de deslizamiento o bien de los contraanillos y la carcasa, que aloja a la junta para el mecanismo de arrastre, que ejercen, además de la función de la obturación hermética, también, al mismo tiempo, la función de la transmisión del momento de rotación y de la compresión axial de obturación.

Los momentos de rotación en una junta para mecanismo de arrastre, del tipo considerado, son transmitidos, en este caso, desde las superficies de deslizamiento, a través de las patillas axiales de los anillos de deslizamiento y de los contraanillos y de los cuerpos de obturación, hasta la carcasa. Para que los momentos de rotación puedan ser transmitidos desde las patillas axiales de los anillos de deslizamiento y de los contraanillos hasta los cuerpos de obturación, tiene que estar presente en este punto de fijación una fricción estática suficiente. En este caso, la fuerza, que es ejercida por los cuerpos de obturación sobre los anillos de deslizamiento y sobre los contraanillos, puede controlarse, entre otras cosas, a través de la posición inclinada y de las dimensiones de los cuerpos de obturación, en forma de trapecio.

Con el fin de conseguir un efecto específico sobre el flujo de potencia en el cuerpo de obturación, se ha propuesto en la publicación DE OS 16 50 024 la integración de un cuerpo metálico, amortiguador, en los cuerpos de obturación. En este caso debe conseguirse un cuerpo de obturación a ser insertado, de manera desprendida, entre el anillo de deslizamiento y la carcasa de la máquina, que permite, en el caso de la configuración más sencilla, un movimiento axial proporcionalmente grande del anillo de deslizamiento sin que se pierda, en este caso, el contacto, resistente a la rotación, ni sobre el dorso del anillo de deslizamiento como ni sobre la carcasa de la máquina.

Mediante una fijación de este tipo de un cuerpo amortiguador se consigue que el cuerpo de obturación sea solicitado tanto a la compresión como también a la flexión, en el caso de un desplazamiento axial del anillo de deslizamiento, en contra de lo que ocurre en el caso de la solicitación de empuje, usual, en los cuerpos de obturación conocidos.

En esta solución se influencia ciertamente de manera específica el flujo de potencia en el cuerpo de obturación, sin embargo, no puede impedirse un vuelco del cuerpo de obturación. De este modo puede producirse un asiento disminuido del cuerpo de obturación, especialmente sobre el dorso del anillo de deslizamiento y, de este modo, una fricción estática disminuida y momentos de rotación transmisibles, demasiado bajos. Al mismo tiempo, cuando se produzca el vuelco del cuerpo de obturación, pueden penetrar impurezas y agentes lubrificantes por debajo del cuerpo de obturación, lo cual puede conducir a un efecto negativo, duradero, sobre el flujo de potencia.

En la publicación US 3,279,804 se propone fijar sobre el extremo externo, radial, del cuerpo de obturación, piezas estampadas metálicas a modo de anillos de refuerzo de manera, que se produzca una fijación rígida del cuerpo de obturación sobre la carcasa. De este modo quedaría excluido un vuelco del cuerpo de obturación por el extremo externo, radial. La publicación divulga, además, la fijación de una pieza estampada, arqueada en forma de S, sobre el extremo externo, radial, del cuerpo de obturación. Con esta solución se encuentra en contacto, únicamente, una patilla de la pieza estampada con la carcasa, la otra patilla está alejada de la carcasa y está rodeada con un material elastómero de tal manera, que se produce un cierre hermético entre la pieza estampada y la carcasa.

Sin embargo, en este caso es posible únicamente un cierre hermético de manera condicionada, puesto que una patilla de la pieza estampada metálica, en forma de circular, está en fijación directa con la carcasa, con lo que la pieza estampada predetermina el asiento del cuerpo de obturación en la carcasa. Para conseguir una estanqueidad sobre la carcasa mediante el material elastómero, que se encuentra en el otro extremo de la patilla, éste tiene que sobresalir por encima del extremo externo, radial, de la pieza estampada. Puesto que, sin embargo, los materiales gomaelásticos son prácticamente incompresibles, se deformará el material gomaelástico durante el montaje con una intensidad tal, que puede ser dañado o incluso destruido.

Puesto que el material gomaelástico sobresale más allá del anillo de refuerzo y que el anillo de refuerzo no es elástico, pueden presentarse dificultades en el momento de la inserción de la junta de anillo deslizante en la carcasa. En este caso es muy costoso y requiere mucho tiempo el empleo de ayudas para el montaje o de dispositivos.

Otro inconveniente reside en la fijación rígida del cuerpo de obturación sobre el anillo de refuerzo. El desplazamiento radial y axial del anillo de deslizamiento conducen a tensiones por tracción, que son máximas sobre las superficies externas, axiales, de los cuerpos de obturación. Una fijación rígida sobre el anillo de refuerzo conduce, por lo tanto, en las superficies externas de los cuerpos de obturación a picos de tensión, que pueden conducir a un desprendimiento de la fijación entre el anillo de refuerzo y el cuerpo de obturación.

La fijación del cuerpo de obturación a través de un anillo de refuerzo sobre la carcasa condiciona, además, que, en este caso, puede transmitirse un gran momento de rotación. Esto plantea, a su vez, un inconveniente con relación al flujo de potencia puesto que las fuerzas periféricas máximas se presentan sobre las superficies externas, radiales, de los anillos de deslizamiento o bien de los contraanillos.

Por la publicación EP 0005159 A puede verse una junta de anillo deslizante en la que un cuerpo de obturación presenta sobre su periferia interna una sección transversal con perfil ondulado. En este tipo de juntas con anillo deslizante no se dan solicitaciones por tracción de tal manera, que puede desistirse a una compensación por tracción.

Así pues, la tarea de la invención consiste en paliar los inconvenientes anteriormente citados y en desarrollar una junta de anillo deslizante que garantice una fijación óptima sobre el anillo deslizante y, por lo tanto, una transmisión segura del momento de rotación y con la que puedan influenciarse, específicamente, las tensiones por tracción, que se presentan en el cuerpo de obturación en forma de trapecio y que no requiera una cavidad adicional para su montaje.

Esta tarea se resuelve, según la invención, por medio de las características de la reivindicación 1, otros desarrollos de la invención están documentados en las reivindicaciones dependientes.

Mediante la configuración, según la invención, del cuerpo de obturación es posible, ahora, garantizar una fijación óptima del cuerpo de obturación sobre el anillo deslizante y, de este modo, una transmisión segura del momento de rotación. En este caso, el perfil de la junta, elastómero, en forma ondulada, ofrece, por un lado, la posibilidad de un montaje fácil y, por otro lado, se garantiza, por medio del perfil ondulado, que el material elastómero no sea sometido a una solicitación excesiva. No puede producirse una solicitación excesiva puesto que el material elastómero, en exceso, puede desviarse, durante el montaje, hasta los valles de las ondas.

El dimensionado entre la superficie interna, radial del cuerpo de obturación y la superficie externa, radial, de los anillos de deslizamiento o de los contraanillos se ha realizado en forma de ajuste forzado. Así pues no existe una fijación desprendida, sino que las piezas se mantienen unidas mediante fijación no positiva. De este modo se dispone, además de las fuerzas aplicadas por las dimensiones y por la posición inclinada del cuerpo de obturación, de otras fuerzas, que aumentan la fricción estática y que favorecen una transmisión óptica del momento de rotación. De este modo pueden transmitirse incluso momentos de rotación máximos, como los que se presentan, por ejemplo, en el momento del pegado de las superficies deslizantes debido a la suciedad o a la corrosión. Otra ventaja, según la invención, se desprende del ajuste forzado, dado que las piezas no pueden desprenderse entre sí durante el montaje y debido a que no puede verificarse un desplazamiento del cuerpo de obturación, cuando se acumule suciedad sobre el anillo deslizante.

En contra de lo que ocurre con la altura radial de los cuerpos de obturación, en forma de trapecio, la altura del perfil de obturación, elastómero, es pequeña y se encuentra en el intervalo desde aproximadamente un milímetro hasta pocos milímetros. Debido a la altura reducida del perfil de obturación, en forma ondulada, el cuerpo de obturación está sometido igualmente, tan solo, a un pequeño asiento, lo cual tiene un efecto positivo, a su vez, sobre el comportamiento al entretenimiento y sobre la transmisión del momento de rotación.

Mediante la inserción, según la invención, del anillo de refuerzo en los cuerpos de obturación sobre la superficie periférica interna, radial, del cuerpo de obturación, ya no es posible un retorcido del cuerpo de obturación sobre la periferia interna. Por este motivo el cuerpo de obturación no puede levantarse del anillo de deslizamiento y no pueden penetrar impurezas ni productos lubrificantes por debajo del cuerpo de obturación.

Mediante los movimientos axiales y radiales de los anillos de deslizamiento o bien de los contraanillos se producen, entre otras cosas, tensiones por tracción en los cuerpos de obturación. Estas tensiones por tracción alcanzan su máximo sobre las superficies externas de los cuerpos de obturación. De este modo la fijación entre el cuerpo de obturación y el anillo de refuerzo queda sometida a la máxima solicitación en este punto. Para minimizar o para desviar estas solicitaciones se forma en esta zona una compensación de tracción en el cuerpo de obturación. La compensación de tracción se configura a modo de un destalonado en forma de cuello hueco directamente en la zona de fijación entre el material elastómero y el anillo de refuerzo sobre el cuerpo de obturación.

En otra forma de realización de la invención se propone configurar de manera ligeramente cónica las superficies periféricas externas de las patillas axiales de los anillos de deslizamiento y de los contraanillos. Mediante la configuración ligeramente cónica, se facilita el montaje, manteniéndose la realización de la fijación, sin embargo, siempre a modo de asiento forzado.

La configuración cónica de los anillos de deslizamiento y de los contraanillos sigue al cuerpo de obturación dado que, el material elastómero con el perfil en forma ondulada, está configurado también de manera cónica en la periferia interna del anillo de refuerzo de tal manera, que las superficies de los componentes están siempre dispuestas paralelamente entre sí en el momento del acoplamiento.

De acuerdo con la solicitación mecánica de la junta de anillo deslizante puede ser necesario transmitir a la carcasa momentos elevados. En este caso se propone, en la invención, integrar otro anillo de refuerzo en el cuerpo de obturación. Este anillo de refuerzo se dispone, según la invención, en el extremo externo, radial, del cuerpo de obturación y tiene, igualmente, sobre su lado, dirigido en sentido opuesto al de la carcasa, un perfil de obturación con forma ondulada. Con relación a las cotas de ajuste, esta fijación se ha realizado también a modo de ajuste forzado. Del mismo modo que en el anillo de refuerzo interno, radial, debe sobremoldearse en este caso, también, una compensación de tracción en forma de un destalona-
do.

El anillo de refuerzo está sometido durante el relleno del molde a presiones más o menos elevadas, en función de la fabricación. Al mismo tiempo, el material elastómero, líquido, debe fluir alrededor del anillo de refuerzo, lo cual podría conducir, a su vez, a deformaciones del anillo de refuerzo. Por lo tanto, se propone en la invención, dotar al anillo de refuerzo con orificios de tal manera, que el material elastómero, líquido, pueda fluir a través del anillo de refuerzo durante el relleno del molde.

La integración, según la invención, de un anillo de refuerzo en el cuerpo de obturación está prevista para el tipo de juntas para mecanismos de arrastre, en los que únicamente pueda realizarse, de manera costosa, desde el punto de vista de la tecnología de fabricación, una transmisión del momento de rotación con fijación positiva, en función del tamaño de la construcción.

Los ejemplos de realización, según la invención, de una junta para mecanismo de arrastre se han explicado a continuación con mayor detalle por medio de los dibujos y en la descripción que sigue. Muestran:

La figura 1 una sección a través de un ejemplo de realización, según la invención, de un cuerpo de obturación para una junta de anillo deslizante con un anillo de refuerzo, con una compensación de tracción y con un perfil de obturación en forma ondulada.

La figura 2 muestra una sección a través de un ejemplo de realización, según la invención, de un cuerpo de obturación para una junta de anillo deslizante con, respectivamente, un anillo de refuerzo sobre la superficie periférica interna radial y sobre la superficie periférica externa, radial, respectivamente una compensación de tracción y con, respectivamente, un perfil de obturación en forma ondulada.

La figura 3 muestra una sección a través de un ejemplo de realización, según la invención, de una junta de anillo deslizante o bien para mecanismo de arrastre en estado montado.

La figura 1 muestra la sección a través de un cuerpo de obturación 1, según la invención, para una junta de anillo deslizante, que comprende un cuerpo de obturación 2, en forma de trapecio, un anillo de refuerzo 3 y un perfil de obturación 4, en forma ondulada.

El anillo de refuerzo 3 se ha realizado en forma de L, en función de su fabricación, estando dirigida, en este caso, la patilla corta radialmente hacia el exterior. Con el fin de mantener en su posición al anillo de refuerzo 3 durante el relleno del molde, se han dejado entalladuras 6 en el cuerpo de obturación 1.

Sobre el lado 7 externo, radial, del cuerpo de obturación 1 se ha sobremoldeado una compensación de tracción 8. La compensación de tracción 8 se ha configurado, en este ejemplo de realización, como un destalonado aproximadamente en forma circular.

Sobre la superficie periférica 9 interna, radial, del cuerpo de obturación 1 se ha sobremoldeado otro perfil de obturación 4. La superficie se ha configurado en este caso en forma de ondas 10 y también puede realizarse en forma cónica según el anillo de deslizamiento o bien el contraanillo.

En la figura 2 se ha representado la sección a través de un cuerpo de obturación 11 para una junta de anillo deslizante con, respectivamente, un anillo de refuerzo 12, 13 sobre la superficie periférica interna, radial, 14 y sobre la superficie periférica externa, radial, 15. Los anillos de refuerzo 12, 13 tienen orificios 16, 17, que pueden obtenerse en forma de agujeros dispuestos de manera regular o de manera irregular en los anillos de refuerzo 12, 13. En este caso pueden fabricarse los anillos de refuerzo 12, 13 también a partir de chapas perforadas.

En las superficies externas, radiales, 18, 19 del cuerpo de obturación 11 se han dejado compensaciones de tracción 20, 21. Sobre los extremos radiales 14, 15 del cuerpo de obturación 11 se han sobremoldeado perfiles de obturación 22, 23 en forma ondulada, que también pueden discurrir de manera cónica.

La figura 3 muestra la sección a través de una junta para mecanismo de arrastre 24, que está montado en una carcasa 26 por medio de un cuerpo de obturación 25, en forma de trapecio. Sobre la superficie radial 27 del anillo de deslizamiento o bien del contraanillo 28 está fijado el cuerpo de obturación 25 por medio de un anillo de refuerzo 29.

Claims (5)

1. Junta de anillo deslizante, especialmente junta para mecanismo de arrastre (24), que comprende un anillo de deslizamiento y un contraanillo (28), en forma angular, que forman una superficie de obturación con sus patillas de obturación radiales, y cuerpos de obturación (1, 11, 25) en forma de trapecio, que están constituidos por un material elastómero, que están dispuestos entre la carcasa (26), que aloja a la junta de anillo deslizante y la superficie externa, radial, de la patilla axial (27) del anillo de deslizamiento y del contraanillo, estando equipados los cuerpos de obturación (1, 11, 25), en forma de trapecio, con un anillo de refuerzo metálico (3, 12, 13, 29) y teniendo el cuerpo de obturación (1, 11, 25) un anillo de refuerzo (3, 12, 29), que está dispuesto en el extremo interno, radial del cuerpo de obturación (1, 11, 25), en forma de trapecio, tolerándose la fijación entre el cuerpo de obturación (1, 11, 25) y la superficie externa radial de la patilla axial (27) del anillo de deslizamiento y del contraanillo como asiento forzado, caracterizada porque se ha moldeado sobre el anillo de refuerzo (3, 12, 29), hacia la superficie externa, radial, de la patilla axial del anillo de deslizamiento y del contraanillo, un perfil de obturación (4, 22, 23) elastómero, en forma ondulada y porque se ha configurado sobre el extremo (7) externo, axial del cuerpo de obturación (1, 11, 25), en forma de trapecio, directamente por encima de la superficie externa radial del anillo de refuerzo (3, 12, 29), una compensación de tracción (8, 20) en forma de un destalonado, especialmente a modo de radio.

2. Junta de anillo deslizante según la reivindicación 1, caracterizada porque el diámetro de la superficie externa, radial, de la patilla axial, del anillo de deslizamiento y del contraanillo, se reduce hacia el extremo externo, axial de tal manera, que se forma una unión ligeramente cónica entre el cuerpo de obturación (1) y el anillo de deslizamiento o bien el contra anillo.

3. Junta de anillo deslizante según una de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizada porque se ha previsto otro anillo de refuerzo (13) en el extremo externo, radial, del cuerpo de obturación (11), en forma de trapecio, en la carcasa que aloja a la junta de anillo deslizante, sobre cuya superficie externa, radial, se ha previsto un perfil de obturación (23) en forma ondulada y porque se tolera la unión entre la superficie externa, radial, del perfil de obturación (23), en forma ondulada, y la carcasa, como asiento forzado.

4. Junta de anillo deslizante según la reivindicación 3, caracterizada porque se ha configurado sobre el extremo (19) interno, axial, del cuerpo de obturación (11), en forma de trapecio, directamente por debajo del extremo radial del anillo de refuerzo (13), una compensación de tracción (21) en forma de un destalonado, especialmente como radio.

5. Junta de anillo deslizante según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque se han previsto orificios (16, 17) en el anillo de refuerzo (3, 12, 13, 29) de tal manera, que se establezca una comunicación entre el perfil de obturación (4, 22, 23), en forma ondulada, y el cuerpo de obturación (1, 11, 25), en forma de trapecio.