ES2693084T3 - Disposición de estanqueidad con elemento de amortiguación - Google Patents

Abstract

Disposición de estanqueidad (10) que comprende: - un primer elemento de máquina (12) y un segundo elemento de máquina (14), que están separados entre sí formando un intersticio de estanqueidad (18) y están dispuestos a lo largo de un eje de movimiento (16) de manera móvil traslacional relativamente entre sí; - un elemento de estanqueidad (24) con un labio de estanqueidad (26) que está dispuesto al menos por secciones en una ranura de sujeción (20) del primer elemento de máquina (12) y sirve para el sellado de una zona de baja presión (N) respecto a una zona de alta presión (H) de la disposición de estanqueidad; - un elemento de pretensión deformable, elástico que está dispuesto en la ranura de sujeción (20) y que sirve para pretensar el elemento de estanqueidad (24) con su labio de estanqueidad (26) contra una superficie de estanqueidad (28) del segundo elemento de máquina (14); caracterizada por que la disposición de estanqueidad comprende: - al menos un elemento de amortiguación (36) deformable, elástico para el apoyo axial del elemento de estanqueidad (24) que está introducido suelto en la ranura de sujeción (20), estando dispuesto el elemento de amortiguación (36) en dirección axial al menos por secciones entre un flanco de ranura (30) dispuesto en el lado de baja presión de la ranura de sujeción (20) y el elemento de estanqueidad (24), estando formado entre el elemento de amortiguación (36) y la superficie de estanqueidad (28) del segundo elemento de máquina (14) un espacio libre (42) que está limitado en dirección radial por la superficie de estanqueidad (28) del segundo elemento de máquina (14) y una pared interior (40) del elemento de amortiguación (36) orientada a la superficie de estanqueidad (28) y se extiende de manera continuada desde la pared interior (40) del elemento de amortiguación (36) hasta la superficie de estanqueidad (28) del segundo elemento de máquina (14), comprimiéndose en dirección axial el elemento de amortiguación (36) en caso de una solicitación de presión de la zona de alta presión (H) por medio del elemento de estanqueidad (24) y deformándose libremente en el interior del espacio libre, cubriendo parcialmente en dirección axial el elemento de amortiguación (36) el intersticio de estanqueidad (18) en el estado solicitado con presión de la zona de alta presión (H) de la disposición de estanqueidad (10) y no tocando la superficie de estanqueidad (28) del segundo elemento de máquina (14) en caso de una solicitación con presión máxima predefinida del lado de alta presión (H), y en la que el elemento de amortiguación (36) se compone de un material con un módulo de elasticidad menor en comparación con el módulo de elasticidad del material del elemento de estanqueidad (24).

Description

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DESCRIPCION

Disposicion de estanqueidad con elemento de amortiguacion

La invencion se refiere a una disposicion de estanqueidad que comprende un primer elemento de maquina y un segundo elemento de maquina que estan separados entre si formando un intersticio de cojinete o de estanqueidad y estan dispuestos a lo largo de un eje de movimiento de manera movil traslacional relativamente entre si. La disposicion de estanqueidad presenta un elemento de estanqueidad con un labio de estanqueidad que esta dispuesto al menos por secciones en una ranura de sujecion de uno de los dos elementos de maquina y esta sellado por la una zona de alta presion de la disposicion de estanqueidad respecto a una zona de baja presion de la disposicion de estanqueidad. En la ranura de sujecion esta dispuesto un elemento de pretension elastico para pretensar el elemento de estanqueidad con su labio de estanqueidad contra una superficie de estanqueidad del otro de los dos elementos de maquina.

Tales disposiciones de estanqueidad encuentran en la practica una amplia aplicacion y estan asentadas, por ejemplo, desde hace tiempo en amortiguadores y actuadores hidraulicos.

La vida util de estas disposiciones de estanqueidad depende de manera decisiva de la longevidad del elemento de estanqueidad utilizado.

El elemento de estanqueidad esta sometido durante el funcionamiento de la disposicion frecuentemente a elevadas cargas mecanicas. Asi, una solicitacion con presion de la zona de alta presion de la disposicion de estanqueidad o el movimiento relativo traslacional de los dos elementos de maquina puede provocar tales elevadas cargas mecanicas del elemento de estanqueidad que este puede ser cargado excesivamente en su zona de apoyo en un flanco de ranura de la ranura de sujecion dispuesto en el lado de baja presion y, dado el caso, incluso deformarse plasticamente. En el caso extremo, el elemento de estanqueidad puede extruirse bajo las cargas en el interior del intersticio de estanqueidad entre los dos elementos de maquina. En su conjunto, esto es desventajoso para la capacidad de sellado del elemento de estanqueidad y puede producir una perdida funcional total del elemento de estanqueidad. Por ello, en la practica el elemento de estanqueidad, que, por ejemplo, puede estar compuesto de un caucho fluorado (FKM) o de un politetrafluoroetileno (PTFE) que puede soportar una carga termica mas elevada, debe estar dimensionado con el suficiente tamano para poder resistir suficientemente las cargas que se producen durante el funcionamiento. Un dimensionamiento mayor del elemento de estanqueidad, sin embargo, puede provocar a su vez un peor comportamiento de retraccion en frio del elemento de estanqueidad. Las consecuencias pueden ser un peor coeficiente de friccion, asi como una peor capacidad de sellado del elemento de estanqueidad en la zona de baja temperatura.

Por tanto, el objetivo de la invencion es perfeccionar la disposicion de estanqueidad mencionada al principio, asi como un amortiguador o actuador hidraulico provisto de ella, de tal modo que su elemento de estanqueidad este mejor protegido durante el uso contra cargas excesivas, de tal modo que el elemento de estanqueidad pueda estar dimensionado con menor tamano, con una vida util no modificada del elemento de estanqueidad, o, dado el caso, pueda estar fabricado de un material menos resistente respecto a cargas mecanicas con un coeficiente de friccion mejorado, por ejemplo, respecto a PTFE.

El objetivo referente a la disposicion de estanqueidad se resuelve mediante una disposicion de estanqueidad con las caracteristicas indicadas en la reivindicacion 1. El amortiguador o actuador hidraulico de acuerdo con la invencion presenta las caracteristicas indicadas en la reivindicacion 11.

Perfeccionamientos de la invencion son objeto de la descripcion, las reivindicaciones dependientes, asi como de los ejemplos de realizacion representados en el dibujo.

La disposicion de estanqueidad presenta de acuerdo con la invencion un elemento de amortiguacion elastico, deformable para el apoyo axial del elemento de estanqueidad y que esta dispuesto en direccion del eje de movimiento, es decir, en direccion axial, al menos por secciones entre un flanco de ranura del lado de baja presion de la ranura de sujecion y el elemento de estanqueidad. El elemento de amortiguacion a este respecto se compone de un material con un modulo de elasticidad menor en comparacion con el modulo de elasticidad del material del elemento de estanqueidad.

El elemento de estanqueidad se puede apoyar en el elemento de amortiguacion en el estado de funcionamiento solicitado con presion de la disposicion de estanqueidad o en un desplazamiento (arrastre) axial, concomitante al movimiento relativo de los dos elementos de maquina, del elemento de estanqueidad en direccion hacia el lado de baja presion de la disposicion de estanqueidad. El elemento de amortiguacion se deforma a este respecto bajo la fuerza de presion orientada axialmente del elemento de estanqueidad contra el elemento de amortiguacion debido a su modulo de elasticidad menor en comparacion con el material del elemento de estanqueidad. Una sobrecarga, asi como un dano concomitante a ello del elemento de estanqueidad, se pueden contrarrestar de manera segura por medio de ello incluso en aplicaciones de alta presion o presion maxima o valores de aceleracion elevados del movimiento relativo traslacional de los dos elementos de maquina. El elemento de estanqueidad se puede

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dimensionar, ademas, con menor tamano en su conjunto, es decir, que se puede realizar con un volumen total menor de lo que es posible esto sin tal elemento de amortiguacion. Esto es ventajoso desde el punto de vista del comportamiento de retraccion en frio del elemento de estanqueidad. Ademas, el elemento de estanqueidad puede componerse de un material de menor resistencia respecto a cargas mecanicas sin que esto tenga consecuencias negativas sobre la vida util del elemento de estanqueidad. El elemento de estanqueidad puede estar fabricado (componerse) asi de un material que se caracterice, por un lado, por un coeficiente de friccion particularmente bajo, pero que, debido a su menor resistencia respecto a cargas de funcionamiento estaticas/dinamicas, hasta ahora se habia contemplado como inapropiado para el uso en una disposicion de estanqueidad del tipo mencionado al principio. El coeficiente de friccion reducido permite a este respecto un desgaste menor y un area de aplicacion tecnica mas amplia de la disposicion de estanqueidad. Mediante el elemento de amortiguacion, ademas, pueden contrarrestarse posibles vibraciones no deseadas en la disposicion de estanqueidad que se producen por el efecto de sacudidas (efecto stock-slip) del elemento de estanqueidad que se apoya en la superficie de estanqueidad del segundo elemento de maquina.

Entre el elemento de amortiguacion y la superficie de estanqueidad del segundo elemento de maquina se forma un espacio libre en el que el elemento de amortiguacion se puede deformar elasticamente al ser solicitado por la fuerza de presion orientada en la direccion axial del lado de baja presion del elemento de estanqueidad en direccion hacia el segundo elemento de maquina. Este espacio libre garantiza, por tanto, que el elemento de amortiguacion se pueda expandir libremente transversalmente al eje de movimiento. El espacio libre esta limitado por la superficie de estanqueidad del segundo elemento de maquina y una pared interior orientada a la superficie de estanqueidad del elemento de amortiguacion en direccion radial. El espacio libre se extiende, dicho con otras palabras, de manera continuada desde la pared interior del elemento de amortiguacion hasta la superficie de estanqueidad del segundo elemento de maquina. Por un espacio libre se entiende un volumen espacial de la disposicion de estanqueidad en el que no esta dispuesto ningun cuerpo solido, es decir, ningun componente de la disposicion de estanqueidad. En su conjunto, de esta manera se pone a disposicion el espacio de deformacion necesario para el efecto de amortiguacion. Ademas, de esta manera puede aumentarse una superficie de apoyo efectiva del elemento de amortiguacion para el elemento de estanqueidad de manera proporcional a la fuerza de presion del elemento de estanqueidad contra el elemento de amortiguacion, es decir, proporcional a una presion atmosferica imperante en la zona de alta presion de la disposicion de estanqueidad.

Una proteccion aun mas mejorada del elemento de estanqueidad contra una sobrecarga o dano se obtiene de acuerdo con la invencion por que el elemento de amortiguacion cubre parcialmente en direccion axial el intersticio de estanqueidad al menos en el estado solicitado con presion de la disposicion de estanqueidad (o de la zona de alta presion). En este caso, el elemento de amortiguacion cumple la funcion adicional de un elemento de bloqueo por medio del cual el intersticio de estanqueidad puede ser instalado parcialmente en su anchura interior dinamicamente, es decir, en funcion de la fuerza de presion ejercida sobre el elemento de amortiguacion. De esta manera se puede contrarrestar de manera segura, en particular en aplicaciones de alta presion o presion maxima, el riesgo de una deformacion plastica del elemento de estanqueidad en el intersticio de estanqueidad formado entre los dos elementos de maquina, es decir, una extrusion del elemento de estanqueidad en el intersticio de estanqueidad.

El elemento de amortiguacion esta configurado de acuerdo con la invencion de tal modo que el elemento de amortiguacion en caso de una solicitacion con presion maxima predefinida del lado de alta presion de la disposicion de estanqueidad, es decir, en caso de una fuerza de presion maxima del elemento de estanqueidad contra el elemento de amortiguacion, no toca la superficie de estanqueidad del segundo elemento de maquina. De lo contrario, el elemento de amortiguacion podria influir en un desplazamiento relativo de los dos elementos de maquina.

El elemento de amortiguacion puede presentar de acuerdo con la invencion una forma de seccion transversal poligonal, redonda, ovalada o eliptica, o tambien otra forma de seccion transversal. El elemento de amortiguacion puede estar dispuesto en su estado no cargado por completo dentro de la ranura de sujecion. Dicho con otras palabras, el elemento de amortiguacion en su estado no cargado transversalmente al eje de movimiento no sobresale sobre el flanco de ranura del lado de baja presion en direccion hacia el segundo elemento de maquina.

En el caso constructivo mas sencillo, el elemento de amortiguacion, en el estado no cargado, se apoya preferentemente con su extremo opuesto al segundo elemento de maquina en una direccion ortogonal respecto al eje de movimiento en el primer elemento de maquina. El primer elemento de maquina sirve al elemento de amortiguacion en este caso como contrasoporte, de tal modo que el elemento de amortiguacion se deforma en funcion de su compresion axial por parte del elemento de estanqueidad y apoyandose en el flanco de ranura del lado de baja presion esencialmente en direccion del segundo elemento de maquina. De acuerdo con una forma de realizacion preferente de la invencion, el elemento de amortiguacion puede hacer contacto o apoyarse en una espaldilla o en la base de ranura de la ranura de sujecion del primer elemento de maquina.

Se entiende que el elemento de amortiguacion puede estar apoyado directamente (inmediatamente) o por medio del elemento de pretension en el primer elemento de maquina.

Desde puntos de vista tecnicos de la fabricacion, se ha revelado como ventajoso que el elemento de amortiguacion este dispuesto o introducido suelto en la ranura de sujecion.

El elemento de amortiguacion, de acuerdo con la invencion, puede estar formado en particular de una sola pieza con el elemento de pretension. Esto es ventajoso desde el punto de vista de los costes, asi como tambien de cara a un montaje simplificado de la disposicion de estanqueidad.

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El elemento de amortiguacion puede estar fijado por secciones, de acuerdo con un perfeccionamiento de la invencion, en el elemento de estanqueidad o en el flanco de ranura del lado de baja presion de la ranura de sujecion.

El elemento de estanqueidad, de acuerdo con la invencion, puede estar dispuesto con holgura axial en la ranura de sujecion. De esta manera, se puede ajustar correspondientemente a la necesidad el comportamiento de respuesta de la disposicion de estanqueidad o del elemento de estanqueidad.

Para la compensacion de presion, dado el caso, requerida entre el lado de baja presion y el lado de alta presion de la disposicion de estanqueidad (denominada situacion de inversion de presion), el elemento de estanqueidad puede presentar un canal de compensacion de presion por medio del cual el lado de baja presion se pueda conectar fluidicamente con el lado de alta presion.

De acuerdo con un perfeccionamiento de la invencion, el elemento de estanqueidad presenta una seccion de apoyo que esta dispuesta separada axialmente del borde de estanqueidad hacia el lado de alta presion y por medio de la cual el elemento de estanqueidad puede apoyarse en la superficie de estanqueidad.

El elemento de amortiguacion puede componerse en particular de un material deformable elasticamente de volumen constante. De esta manera, se puede ajustar de manera simplificada una deformacion, proporcional a la carga de presion del elemento de amortiguacion, del elemento de amortiguacion transversalmente al eje de movimiento. El elemento de amortiguacion puede componerse a este respecto en particular de un elastomero. Se entiende que el elastomero puede presentar agregados como, por ejemplo, fibras y/o particulas de metal para ajustar conforme a la necesidad su capacidad de carga mecanica o termica.

De acuerdo con una forma de realizacion alternativa de la invencion, el material del elemento de amortiguacion puede presentar inclusiones de aire o gas, en particular inclusiones de dioxido de carbono, nitrogeno u otros gases inertes. El material del elemento de amortiguacion en este caso no es deformable elasticamente con volumen constante.

El elemento de estanqueidad puede estar formado en particular de politetrafluoroetileno o de otro polimero fluorado, en particular un copolimero fluorado que comprenda preferentemente monomeros PTFE. Se entiende que los materiales mencionados pueden contener tambien agregados.

De acuerdo con la invencion, uno de los dos elementos de maquina puede estar configurado con una carcasa o cilindro y el respectivamente otro de los dos elementos de maquina, como un vastago guiado en la carcasa/cilindro. El elemento de estanqueidad esta formado en este caso como un elemento de sellado radial. El elemento de pretension y el elemento de amortiguacion presentan a este respecto preferentemente una forma anular cerrada.

La disposicion de estanqueidad de acuerdo con la invencion puede ser empleada en una pluralidad de componentes tecnicos. Asi, de acuerdo con la invencion, amortiguadores de vibraciones o golpes, actuadores hidraulicos o accionamientos hidraulicos, en particular en vehiculos de construccion, pueden presentar la disposicion de estanqueidad anteriormente descrita.

En resumen, la invencion se refiere a una disposicion de estanqueidad que comprende:

- un primer elemento de maquina y un segundo elemento de maquina, que estan separados entre si formando un intersticio de estanqueidad y estan dispuestos a lo largo de un eje de movimiento de manera movil traslacional relativamente entre si;

- un elemento de estanqueidad con un labio de estanqueidad que esta dispuesto al menos por secciones en una ranura de sujecion del primer elemento de maquina y sirve para el sellado de una zona de baja presion (N) respecto a una zona de alta presion (H) de la disposicion de estanqueidad;

- un elemento de pretension deformable, elastico que esta dispuesto en la ranura de sujecion y que sirve para pretensar el elemento de estanqueidad con su labio de estanqueidad contra una superficie de estanqueidad del segundo elemento de maquina; y

- al menos un elemento de amortiguacion deformable, elastico para el apoyo axial del elemento de estanqueidad que esta dispuesto en direccion axial al menos por secciones entre un flanco de ranura dispuesto en el lado de baja presion de la ranura de sujecion y el elemento de estanqueidad y en la que

el elemento de amortiguacion se compone de un material con un modulo de elasticidad menor en comparacion con el modulo de elasticidad del material del elemento de estanqueidad.

Una disposicion de estanqueidad similar se conoce por el documento WO 91/04430 A1. A continuacion, se explica la invencion con ayuda de ejemplos de realizacion reproducidos en el dibujo. En las figuras, se reproducen los componentes individuales de tal modo que se ilustra la interaccion funcional de los componentes.

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En el dibujo la Figura 1

la Figura 2 la Figura 3 la Figura 4 la Figura 5 la Figura 6 la Figura 7 la Figura 8 la Figura 9 la Figura 10 la Figura 11

muestran:

un primer ejemplo de realizacion de una disposicion de estanqueidad de acuerdo con la invencion en el estado no cargado, con dos elementos de maquina que estan dispuestos separados entre si formando un intersticio de estanqueidad y se pueden mover traslacionalmente relativamente entre si, estando selladas una contra otra una zona de alta presion H y una zona de baja presion N de la disposicion de estanqueidad por medio de un elemento de estanqueidad dispuesto en una ranura de sujecion, y estando asociado al elemento de estanqueidad un elemento de amortiguacion por medio el cual el elemento de estanqueidad se puede apoyar en un flanco de ranura del lado de baja presion de la ranura de sujecion;

la disposicion de estanqueidad de la figura 1 en un estado de funcionamiento solicitado con presion, en una representacion de corte de fragmento;

otro ejemplo de realizacion de la disposicion de estanqueidad en una representacion de corte de fragmento;

otro ejemplo de realizacion de la disposicion de estanqueidad en una representacion de corte de fragmento;

otro ejemplo de realizacion de la disposicion de estanqueidad en una representacion de corte de fragmento;

otro ejemplo de realizacion de la disposicion de estanqueidad en la que el elemento de amortiguacion presenta un lado interior abombado, en una representacion de corte de fragmento;

una disposicion de estanqueidad en la que el elemento de amortiguacion esta realizado de manera biconvexa, en una representacion de corte de fragmento;

una disposicion de estanqueidad en la que el elemento de amortiguacion presenta una forma de seccion transversal redonda o esencialmente redonda, en una representacion de corte de fragmento;

una disposicion de estanqueidad en la que el elemento de pretension abarca axialmente el elemento de estanqueidad, en una representacion de corte de fragmento;

una disposicion de estanqueidad en la que el elemento de estanqueidad esta provisto de un canal de compensacion de presion y de una seccion de apoyo, en una representacion de corte de fragmento;

un actuador hidraulico con una disposicion de estanqueidad de acuerdo con la invencion.

La figura 1 muestra una disposicion de estanqueidad 10 en una representacion de corte de fragmento. La disposicion de estanqueidad 10 comprende un primer elemento de maquina 12 y un segundo elemento de maquina 14. Los dos elementos de maquina 12,14 estan dispuestos a lo largo de un eje de movimiento 16 de manera movil traslacional relativamente entre si. El primer elemento de maquina 12 esta configurado ejemplarmente como una carcasa y el segundo elemento de maquina 14 como un vastago guiado en la carcasa. Los dos elementos de maquina 12,14 estan dispuestos separados uno de otro, de tal modo que entre los dos elementos de maquina 12,14 se forma un intersticio de cojinete o de estanqueidad 18 de manera en si conocida.

El primer elemento de maquina 12 presenta una ranura de sujecion 20. En la ranura de sujecion 20, esta dispuesto un elemento de pretension 22 elastico y un elemento de estanqueidad 24. El elemento de pretension 22 y el elemento de estanqueidad 24 estan configurados en cada caso con forma anular. El elemento de estanqueidad 24 presenta en el presente caso una forma de seccion transversal rectangular, pero puede presentar otra forma de seccion transversal distinta.

El elemento de pretension 22 sirve para pretensar el elemento de estanqueidad 24 con su labio de estanqueidad 26 en direccion hacia y contra una superficie de estanqueidad 28 del segundo elemento de maquina 14. El elemento de estanqueidad 24 se apoya, por tanto, en la superficie de estanqueidad 28 del segundo elemento de maquina 14 de manera estanqueizante. Mediante el elemento de estanqueidad 24, estan selladas una contra otra una zona de alta presion referenciada con H de la disposicion de estanqueidad 10 y una zona de baja presion referenciada con N de la disposicion de estanqueidad 10.

La ranura de sujecion 20 puede presentar en el caso constructivamente mas sencillo una forma de seccion transversal rectangular, como se muestra esto en la figura 1. La ranura de sujecion 20 comprende un flanco de ranura 30 dispuesto en el lado de baja presion y un flanco de ranura 32 dispuesto en el lado de alta presion que estan unidos entre si por medio de una base de ranura 34. El elemento de pretension 22 hace contacto en la base de ranura 34 y se apoya en esta en una direccion radial respecto al eje de movimiento 16.

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Como se desprende de la figura 1, el elemento de estanqueidad 24 esta dispuesto en la ranura de sujecion 20 con una holgura axial. Alternativamente, el elemento de estanqueidad 24 tambien puede estar dispuesto sujeto en direccion axial por arrastre de forma en la ranura de sujecion 20.

La disposicion de estanqueidad 10 presenta un elemento de amortiguacion 36 elasticamente deformable. El elemento de amortiguacion 36 esta dispuesto en direccion del eje de movimiento 16 entre el flanco de ranura 30 dispuesto en el lado de baja presion de la ranura de sujecion 20 y el elemento de estanqueidad 24.

El elemento de amortiguacion 36 posibilita un apoyo del lado de baja presion del elemento de estanqueidad 24, asi como una amortiguacion de un movimiento axial del elemento de estanqueidad 24 en direccion del flanco de ranura 30 de la ranura de sujecion 20 dispuesto en el lado de baja presion.

El elemento de amortiguacion 36 se apoya con su extremo 38 opuesto al segundo elemento de maquina 14 en el elemento de pretension elastico 22 y esta apoyado (elasticamente) por medio del elemento de pretension 22 en la base de ranura 34 de la ranura de sujecion 20 del primer elemento de maquina 12.

El elemento de amortiguacion 36 puede estar introducido suelto en la ranura de sujecion 20 y esta realizado en el presente caso a modo de ejemplo como un componente separado respecto al primer elemento de maquina 12, el elemento de pretension elastico 22 y el elemento de estanqueidad 24.

El elemento de amortiguacion 36 se compone de un material deformable elasticamente con un modulo de elasticidad menor en comparacion con el modulo de elasticidad del material del elemento de estanqueidad 24. De esta manera se garantiza que el elemento de amortiguacion 36, en el estado solicitado con presion de la zona de alta presion H y con una presion concomitante a ello del elemento de estanqueidad 24 contra el elemento de amortiguacion 36, se deforme mas facilmente que el elemento de estanqueidad 24 que se apoya en el axialmente.

El material del elemento de amortiguacion 36 no presenta inclusiones (relevantes) de gas o aire y, por tanto, es elasticamente deformable con volumen constante.

El material del elemento de estanqueidad 24 puede ser, por ejemplo, un material de polimero fluorado elastico, en particular un material de copolimero fluorado. Se entiende que el material del elemento de estanqueidad puede contener denominados agregados.

En el estado de funcionamiento no cargado de la disposicion de estanqueidad 10, el elemento de amortiguacion 36 esta dispuesto por completo dentro de la ranura de sujecion 20. El elemento de amortiguacion 36 no sobresale, con ello, con su pared interior 40 orientada hacia la superficie de estanqueidad 28 del segundo elemento de maquina 14 sobre el flanco de ranura 30 de la ranura de sujecion 20 dispuesto en el lado de baja presion en direccion hacia la superficie de estanqueidad 28. Dicho con otras palabras, la seccion transversal interior (no referenciada) del elemento de amortiguacion 36 es mayor en el estado de funcionamiento no cargado de la disposicion de estanqueidad 10 que la seccion transversal de paso (no referenciada) del primer elemento de maquina 12.

Entre el elemento de amortiguacion 36 y la superficie de estanqueidad 28 del segundo elemento de maquina 14 se forma un espacio libre 42. Por un espacio libre 42 se entiende un volumen espacial en el que no esta dispuesto ningun cuerpo solido, es decir, ningun componente de la disposicion de estanqueidad 10. El espacio libre 42 se extiende desde la pared interior 40 del elemento de amortiguacion 36 de manera continuada hasta la superficie de estanqueidad 28 del segundo elemento de maquina 14 y esta limitado por estos dos componentes en direccion radial.

En el estado solicitado con presion de la disposicion de estanqueidad 10 o de la zona de alta presion H, el elemento de estanqueidad 24 es movido o presionado en direccion hacia y con una fuerza de presion F contra el elemento de amortiguacion 36. El elemento de amortiguacion 36 se apoya en el flanco de ranura 30 dispuesto en el lado de baja presion y es comprimido por la fuerza de presion F en direccion axial. El elemento de amortiguacion 36 se deforma debido a ello transversalmente al eje de movimiento 16 en direccion hacia el segundo elemento de maquina 14, por tanto, en una direccion radial en el interior del espacio libre 40 de la disposicion de estanqueidad.

En el caso de una solicitacion de presion de la zona de alta presion H con una presion de funcionamiento maxima, el intersticio de estanqueidad 18 es cubierto parcialmente por el elemento de amortiguacion 36 en direccion axial, como se muestra esto en la siguiente figura 2.

Mediante la deformacion del elemento de amortiguacion 36 en el interior del espacio libre 18, puede aumentarse una zona de apoyo efectiva 44 del elemento de amortiguacion 36 para el elemento de estanqueidad 24 de manera proporcional a la presion. A este respecto, puede contrarrestarse de manera segura un dano o extrusion del elemento de estanqueidad 24 en el interior del intersticio de estanqueidad 18 mediante el cubrimiento axial parcial del intersticio de estanqueidad 18.

La figura 2 muestra la disposicion de estanqueidad 10 de la figura 1 en el estado solicitado con presion de la zona de alta presion H y con una presion de funcionamiento maxima del lado de alta presion. El elemento de estanqueidad 24

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hace contacto con su pared lateral 46 del lado de baja presion en el elemento de amortiguacion 36 y se apoya en el elemento de amortiguacion 36. El elemento de amortiguacion 36, frente al estado no cargado mostrado en la figura 1 de la disposicion de estanqueidad (y del elemento de amortiguacion 36), esta comprimido por el elemento de estanqueidad 24 en direccion axial y se ha deformado transversalmente al eje de movimiento 16, es decir, en direccion radial, en el espacio libre 42.

Como se desprende de la figura 2, el elemento de amortiguacion 36 sobresale de la ranura de sujecion en direccion hacia la superficie de estanqueidad 28 del segundo elemento de maquina 14. El intersticio de estanqueidad 18 es cubierto parcialmente, por tanto, en direccion axial por el elemento de amortiguacion 36. El elemento de amortiguacion sirve de este modo en el estado de funcionamiento solicitado con presion de la disposicion de estanqueidad 10 como elemento de bloqueo mecanico para el elemento de estanqueidad 24, por medio de lo cual se puede contrarrestar una deformacion plastica no deseada (extrusion) del elemento de estanqueidad 24 en el interior del intersticio de estanqueidad 18.

Debe tenerse en cuenta que la pared interior 40 del elemento de amortiguacion 36 esta dispuesta a distancia de la superficie de estanqueidad 28 del segundo elemento de maquina con la presion de funcionamiento maxima imperante en el lado de alta presion H de la disposicion de estanqueidad 10. De esta manera, se evita de manera segura una elevacion no deseada de la fuerza de friccion entre los dos elementos de maquina 12,14.

La figura 3 muestra otra forma de realizacion de una disposicion de estanqueidad 10 que se diferencia esencialmente del ejemplo de realizacion reproducido en la figura 1 en que el elemento de amortiguacion 36 esta apoyado directamente, es decir, inmediatamente en el primer elemento de maquina 12. El elemento de amortiguacion puede hacer contacto en particular en la base de ranura 34 de la ranura de sujecion 20 del primer elemento de maquina 12 y estar apoyado en esta -al menos en caso de ser comprimido en direccion axial por el elemento de estanqueidad 24. El elemento de amortiguacion 36 se extiende en el estado de funcionamiento no cargado mostrado de la disposicion de estanqueidad 10 en una direccion radial respecto al eje de movimiento 16 practicamente hasta el intersticio de estanqueidad 28. Dicho con otras palabras, el elemento de amortiguacion 36 presenta en el estado no cargado una seccion transversal interior (no mostrada) que es mayor que la seccion transversal de paso (no mostrada) del primer elemento de maquina 12.

El elemento de amortiguacion 36, al igual que en la disposicion de estanqueidad mostrada en la figura 1, esta realizado como un elemento de pretension elastico 22, y como componente separado respecto al elemento de estanqueidad 24.

El elemento de estanqueidad 24 presenta un labio de estanqueidad 26 con un angulo de superficie de contacto a1 del lado de alta presion y un angulo de superficie de contacto a2 del lado de baja presion, siendo a1, a2 en cada caso menores de 90°. El angulo de superficie de contacto a1 del lado de alta presion es preferentemente mayor que el angulo de superficie de contacto a2 del lado de baja presion.

En la figura 4 se muestra otro ejemplo de realizacion de la disposicion de estanqueidad 10 en una representacion de corte de fragmento. El elemento de amortiguacion 36 y el elemento de pretension elastico 22 estan realizados en esta forma de realizacion de una sola pieza uno con otro. El elemento de estanqueidad 24 presenta una forma de seccion transversal rectangular. Se entiende que el elemento de estanqueidad tambien puede presentar otra forma de seccion transversal, por ejemplo, la forma de seccion transversal mostrada en la figura 3.

La figura 5 muestra otro ejemplo de realizacion de la disposicion de estanqueidad 10 en la que el elemento de estanqueidad 24 abarca el elemento de amortiguacion 36 parcialmente desde el exterior radialmente. El elemento de amortiguacion, con ello, se apoya en direccion radial en el propio elemento de estanqueidad 24.

El elemento de pretension 22 elasticamente deformable puede presentar basicamente tambien otra forma de seccion transversal.

En la disposicion de estanqueidad 10 de acuerdo con la figura 6, el elemento de pretension 22 presenta en su estado no cargado una forma de seccion transversal esencialmente ovalada o eliptica. El elemento de amortiguacion puede presentar una pared interior abombada 40 como se muestra esto en el ejemplo de realizacion mostrado en la figura 6 de la disposicion de estanqueidad 10 de acuerdo con la invencion.

El elemento de amortiguacion 36 puede estar realizado de acuerdo con un perfeccionamiento de la invencion tambien planoconvexo o biconvexo. En el ultimo caso mencionado, la superficie de apoyo 44 y la superficie de contacto de ranura 48 dispuesta opuestamente del elemento de amortiguacion 36 estan abombadas hacia fuera, como se muestra esto en la disposicion de estanqueidad 10 representada en la figura 7.

El elemento de pretension 22 puede presentar, como se muestra esto en la figura 7, una forma de seccion transversal esencialmente redonda.

La figura 8 muestra otra disposicion de estanqueidad 10 en la que el elemento de estanqueidad 24 esta realizado escalonadamente en la zona superficial del lado de alta presion del elemento de estanqueidad 24.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

El elemento de pretension 22 puede abarcar, como es el caso en la disposicion de estanqueidad 10 mostrada en la figura 9, el elemento de estanqueidad 24 en direccion axial en el lado de alta presion. El elemento de pretension 22 actua en este caso el mismo como elemento de amortiguacion del lado de alta presion para el elemento de estanqueidad. En el funcionamiento de la disposicion de estanqueidad 10, el elemento de estanqueidad puede ser protegido de esta manera tambien en caso de un movimiento en direccion hacia el lado de alta presion (por ejemplo, en caso de una breve compensacion de presion en el lado de alta presion H y el lado de baja presion N) contra un golpe duro contra el flanco de ranura 32 y un dano resultante de ello.

El elemento de estanqueidad 24 puede estar provisto, de acuerdo con la forma de realizacion representada en la figura 10 de la disposicion de estanqueidad 10, de un canal de compensacion de presion 50. El canal de compensacion de presion 50 puede extenderse en particular a traves del elemento de estanqueidad 24 y presentar una primera abertura 52 dispuesta en el lado de baja presion y una segunda abertura 54 dispuesta en el lado de alta presion.

En el funcionamiento normal de la disposicion de estanqueidad 10, la primera abertura 52 del canal de compensacion de presion 50 esta sellada por el elemento de pretension 22 o, como se muestra esto en la figura 10, por el elemento de amortiguacion 36 respecto al lado de baja presion N. En el caso de que la presion imperante en el lado de baja presion N sobrepase una presion imperante en el lado de alta presion H, el elemento de estanqueidad 24 o el elemento de amortiguacion 36 puede ser desplazado por la caida de presion entre el lado de baja presion N y el lado de alta presion H axialmente en direccion hacia el lado de alta presion H. De esta manera, se puede obtener una conexion fluidica de la primera abertura 52 del canal de compensacion de presion 50 con el lado de baja presion N. De esta manera, se posibilita una compensacion de presion entre el lado de baja presion N y el lado de alta presion H.

El elemento de estanqueidad 24 puede presentar, segun un perfeccionamiento de la invencion, una seccion de apoyo 56 representada en la figura 10 que esta dispuesta en el lado de alta presion separada del borde de estanqueidad 26 en direccion axial. La seccion de apoyo puede hacer contacto por secciones en la superficie de estanqueidad 28 del segundo elemento de maquina 14.

A continuacion, se explica con mas detalle la funcion de la disposicion de estanqueidad 10 de acuerdo con la invencion con referencia a las figuras 1 a 5:

En el caso de una solicitacion con presion de la zona de alta presion H de la disposicion de estanqueidad 10 o de un movimiento del segundo elemento de maquina 14 relativamente al elemento de estanqueidad 24 en direccion R, el elemento de estanqueidad 24 es presionado axialmente en direccion hacia y contra el elemento de amortiguacion 36. El elemento de estanqueidad 24 se apoya en el elemento de amortiguacion 36. El elemento de amortiguacion 36 es presionado por el elemento de estanqueidad 24 con la fuerza de presion F contra el flanco de ranura 30 del lado de baja presion de la ranura de sujecion 20 y -debido a su menor coeficiente de elasticidad en comparacion con el material del elemento de estanqueidad- es comprimido en direccion axial. El elemento de amortiguacion 36 a este respecto se deforma radialmente en direccion hacia la superficie de estanqueidad 28 del segundo elemento de maquina 14 (figura 2). El elemento de amortiguacion 36 sobresale fuera de la ranura de sujecion 20 al menos durante la solicitacion con presion del lado de alta presion H de la disposicion de estanqueidad 10 con una presion de funcionamiento maxima. El elemento de amortiguacion 36 tapa (cubre) de esta manera parcialmente el intersticio de estanqueidad 18 entre los dos elementos de maquina 12,14 en direccion axial. El elemento de amortiguacion 36 sirve de este modo como un elemento de bloqueo dinamico por medio del cual se contrarresta una deformacion plastica y, por tanto, un dano/destruccion del elemento de estanqueidad 24 o su extrusion en direccion del eje de movimiento 16 y en el intersticio de estanqueidad 18 formado entre los dos elementos de maquina 12,14. El elemento de estanqueidad 24 puede estar dimensionado en la disposicion de estanqueidad de acuerdo con la invencion en su conjunto con menor tamano y/o estar formado de un material que sea menos resistente frente a cargas mecanicas que el politetrafluoroetileno comunmente utilizado. Asi, el elemento de estanqueidad 24 puede componerse en particular de otro polimetro fluorado o un copolimero fluorado, por ejemplo, con unidades de monomero PTFE, con un coeficiente de friccion aun menor respecto a politetrafluoroetileno.

La figura 11 muestra a modo de ejemplo el uso de la disposicion de estanqueidad 10 de acuerdo con la invencion en un amortiguador de golpes de efecto simple o un actuador hidraulico 100, como puede ser empleado este en vehiculos de construccion o maquinaria de construccion.

El actuador 100 comprende una disposicion de estanqueidad 10 como la explicada anteriormente. La disposicion de estanqueidad 10 mostrada esta configurada de manera puramente ejemplar de una forma correspondiente a la disposicion de estanqueidad mostrada en la figura 1. Debe tenerse en cuenta que el primer elemento de maquina 12 de la disposicion de estanqueidad 10 esta configurada en el presente caso como un vastago de embolo, mientras que el segundo elemento de maquina 14 de la disposicion de estanqueidad 10 esta configurado como cilindro hidraulico.

Como se desprende de la figura 11, el elemento de estanqueidad 24 y el elemento de pretension 22 estan dispuestos en la ranura de sujecion 20 del vastago de embolo.

Una boquilla de conexion designada con 102 del motor lineal hidraulico 100 sirve para la alimentacion de un fluido de trabajo para el accionamiento del vastago de embolo, es decir, para el desplazamiento del vastago de embolo en la

direccion de movimiento o trabajo designada con R relativamente al cilindro hidraulico. El actuador hidraulico 100 presenta en el cilindro hidraulico y en el vastago de embolo agentes de fijacion 104 para la fijacion del actuador en dos componentes que deben moverse uno contra otro.

5 Se entiende que el amortiguador o actuador hidraulico 100 tambien puede estar configurado con efecto doble. En este caso, deben solicitarse dos superficies de embolo contrapuestas con liquido hidraulico, de tal modo que el actuador 100 presenta dos direcciones de movimiento o trabajo R. La disposicion de estanqueidad 10 puede presentar en este caso un segundo elemento de amortiguacion que este dispuesto axialmente entre el flanco de ranura del lado de alta presion y el elemento de estanqueidad 24.

10 Las disposiciones de estanqueidad 10 explicadas anteriormente en relacion con las figuras 1 a 11 pueden utilizarse tambien en otros componentes tecnicos, por ejemplo, en un amortiguador de golpes o vibraciones, en particular para vehiculos de motor.

Claims (10)

1. 5

   10

   15

   20

   25

   30

   35

   40

   45

   50

   55

   60

   65

   REIVINDICACIONES

   1. Disposicion de estanqueidad (10) que comprende:

   - un primer elemento de maquina (12) y un segundo elemento de maquina (14), que estan separados entre si formando un intersticio de estanqueidad (18) y estan dispuestos a lo largo de un eje de movimiento (16) de manera movil traslacional relativamente entre si;

   - un elemento de estanqueidad (24) con un labio de estanqueidad (26) que esta dispuesto al menos por secciones en una ranura de sujecion (20) del primer elemento de maquina (12) y sirve para el sellado de una zona de baja presion (N) respecto a una zona de alta presion (H) de la disposicion de estanqueidad;

   - un elemento de pretension deformable, elastico que esta dispuesto en la ranura de sujecion (20) y que sirve para pretensar el elemento de estanqueidad (24) con su labio de estanqueidad (26) contra una superficie de estanqueidad (28) del segundo elemento de maquina (14); caracterizada por que la disposicion de estanqueidad comprende:

   - al menos un elemento de amortiguacion (36) deformable, elastico para el apoyo axial del elemento de estanqueidad (24) que esta introducido suelto en la ranura de sujecion (20), estando dispuesto el elemento de amortiguacion (36) en direccion axial al menos por secciones entre un flanco de ranura (30) dispuesto en el lado de baja presion de la ranura de sujecion (20) y el elemento de estanqueidad (24),

   estando formado entre el elemento de amortiguacion (36) y la superficie de estanqueidad (28) del segundo elemento de maquina (14) un espacio libre (42)

   que esta limitado en direccion radial por la superficie de estanqueidad (28) del segundo elemento de maquina (14) y una pared interior (40) del elemento de amortiguacion (36) orientada a la superficie de estanqueidad (28) y se extiende de manera continuada desde la pared interior (40) del elemento de amortiguacion (36) hasta la superficie de estanqueidad (28) del segundo elemento de maquina (14),

   comprimiendose en direccion axial el elemento de amortiguacion (36) en caso de una solicitacion de presion de la zona de alta presion (H) por medio del elemento de estanqueidad (24) y deformandose libremente en el interior del espacio libre, cubriendo parcialmente en direccion axial el elemento de amortiguacion (36) el intersticio de estanqueidad (18) en el estado solicitado con presion de la zona de alta presion (H) de la disposicion de estanqueidad (10) y no tocando la superficie de estanqueidad (28) del segundo elemento de maquina (14) en caso de una solicitacion con presion maxima predefinida del lado de alta presion (H), y en la que

   el elemento de amortiguacion (36) se compone de un material con un modulo de elasticidad menor en comparacion con el modulo de elasticidad del material del elemento de estanqueidad (24).
2. 2. Disposicion de estanqueidad de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizada por que el elemento de amortiguacion (36) esta apoyado con su extremo (38) opuesto al segundo elemento de maquina (14) en el primer elemento de maquina (12).
3. 3. Disposicion de estanqueidad de acuerdo con la reivindicacion 2, caracterizada por que el elemento de amortiguacion (36) esta apoyado directamente o por medio del elemento de pretension (22) en el primer elemento de maquina (12).
4. 4. Disposicion de estanqueidad de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que el elemento de amortiguacion (36) esta formado de una sola pieza con el elemento de pretension (22).
5. 5. Disposicion de estanqueidad de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que el elemento de amortiguacion (36) esta fijado en el elemento de estanqueidad (24) o en un flanco de ranura (30) del lado de baja presion de la ranura de sujecion (20).
6. 6. Disposicion de estanqueidad de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que el elemento de amortiguacion (36) se compone de un elastomero deformable de volumen constante.
7. 7. Disposicion de estanqueidad de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que el elemento de estanqueidad 24 se compone de politetrafluoroetileno o de otro polimero fluorado, en particular un copolimero fluorado.
8. 8. Disposicion de estanqueidad de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que el elemento de estanqueidad (24) esta dispuesto en la ranura de sujecion (20) con una holgura axial.
9. 9. Disposicion de estanqueidad de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que uno de los dos elementos de maquina (12,14) esta configurado con un cilindro y el otro de los dos elementos de maquina (12,14) con un vastago de cilindro guiado en el cilindro, siendo el elemento de estanqueidad (36) un elemento de estanqueidad radial.
10. 10. Amortiguador o actuador hidraulico (100) con una disposicion de estanqueidad (10) de acuerdo con una de las