ES2924869T3 - Aparato codificador - Google Patents

Abstract

Un aparato codificador lineal sellado (2, 102) para proporcionar una medida del desplazamiento relativo de dos miembros relativamente móviles. El aparato codificador lineal sellado (2, 102) que comprende al menos un labio de sellado alargado (12, 112), en el que al menos una porción de sellado (118) del labio de sellado alargado (12, 112) se mantiene en tensión (T) a lo largo su longitud. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Aparato codificador

La presente invención se refiere a un aparato codificador. Más específicamente, la invención se refiere a lo que comúnmente se conoce como un aparato codificador estanco, también conocido como dispositivo de codificación cerrado.

Los dispositivos de codificación se utilizan habitualmente para medir el desplazamiento relativo entre partes móviles una con respecto a la otra, de una máquina. Por ejemplo, los dispositivos de codificación se utilizan en muchas industrias para proporcionar retroalimentación de posición (o sus derivados, por ejemplo, velocidad y/o aceleración) a un sistema de control de una máquina, por ejemplo, control de retroalimentación para la posición / movimiento de una parte de una máquina con respecto a la otra parte de la máquina.

Habitualmente, un dispositivo de codificación comprende una escala que tiene una serie de características de posición dispuestas en una parte de la máquina, y una cabeza lectora para leer la escala dispuesta en la otra parte de la máquina. El desplazamiento relativo de las partes primera y segunda de la máquina provoca el movimiento relativo de la escala del codificador y la cabeza lectora, lo que permite determinar la extensión del desplazamiento. En otras palabras, la cabeza lectora puede detectar la posición relativa de la escala y la cabeza lectora y, por lo tanto, la posición relativa de las partes de la máquina, a lo largo de la dimensión de medición del codificador.

Las tecnologías utilizadas por dichos dispositivos de codificación pueden requerir que el entorno en el que se utilizan esté limpio y libre de contaminación, por ejemplo, polvo, suciedad y humedad (que podría ser, por ejemplo, a base de aceite y/o agua). La contaminación en la escala y/o la cabeza lectora puede afectar negativamente al rendimiento del dispositivo de codificación. En muchas industrias, las máquinas que utilizan dispositivos de codificación funcionan en un entorno adecuadamente limpio, en cuyo caso se puede utilizar lo que comúnmente se conoce como “codificador expuesto” (o “dispositivo de codificación abierto”).

Es conocido el uso de dispositivos de codificación en entornos en los que hay contaminantes, siendo un ejemplo los entornos de máquinas herramienta. En entornos de máquinas herramienta, los contaminantes tales como refrigerante, aceite, virutas y/o residuos de un objeto que se está mecanizando pueden contaminar la escala y/o la cabeza lectora e interferir con el funcionamiento correcto del codificador. En estas circunstancias, se pueden utilizar dispositivos de codificación estancos (también conocidos como cerrados). Para minimizar la contaminación, la escala y el cabezal de lectura pueden estar encapsulados cuando se usan en entornos de máquinas herramienta y similares. Por lo general, la escala está dispuesta en el interior de una carcasa protectora, y, habitualmente está dispuesto al menos un labio de estanqueidad (también denominado tira o elemento de estanqueidad) que proporciona una junta entre partes móviles una con respecto a la otra (por ejemplo, entre la carcasa protectora y otra parte)).

Los documentos DE102004060093A1 y US2014/0338446 muestran dispositivos de codificación estancos de ejemplo, tal y como como se ha descrito anteriormente.

Los dispositivos de codificación estancos que funcionan en entornos de máquinas herramienta o similares se enfrentan al problema de que el labio de estanqueidad es bombardeado por contaminantes, incluido el aceite lubricante. Con el tiempo, la eficacia del labio de estanqueidad puede disminuir, lo que aumenta la posibilidad de que los contaminantes entren en la carcasa protectora e interfieran con el correcto funcionamiento del dispositivo de codificación.

El documento DE3402613 describe instrumentos de medición de longitud encapsulados, en los que se propone extender los labios de estanqueidad de plástico y montarlos en una carcasa con un pretensado de aproximadamente el 5 % de la longitud total.

La presente invención se refiere a un aparato codificador mejorado. En particular, la invención se refiere a un aparato codificador estanco/cerrado que tiene una configuración de estanqueidad mejorada.

De acuerdo con un primer aspecto de la invención, se da a conocer un aparato codificador lineal estanco para proporcionar una medida del desplazamiento relativo de dos elementos móviles uno con respecto al otro, que comprende una carcasa protectora y al menos un labio de estanqueidad alargado, en el que al menos una parte de estanqueidad del labio de estanqueidad se mantiene en tensión a lo largo de su longitud (es decir, tal que al menos la parte de estanqueidad del labio de estanqueidad está en tensión neta a lo largo de su longitud), el labio de estanqueidad alargado tiene una curvatura natural, y el labio de estanqueidad alargado se deforma alejándose de su curvatura natural en una configuración menos curvada mediante el alojamiento protector, con el fin de mantener al menos la parte de estanqueidad en tensión.

Se ha encontrado que mantener al menos la parte de estanqueidad de un labio de estanqueidad en tensión a lo largo de su longitud puede aumentar la longevidad del labio de estanqueidad. Se ha encontrado que el labio de estanqueidad es menos propenso a la deformación, lo que puede reducir la eficacia del labio de estanqueidad.

Tal como se comprenderá, el aparato codificador lineal estanco comprenderá una escala y una cabeza lectora para leer la escala. La escala y al menos un receptor de la señal de la escala del conjunto de cabeza lectora pueden estar situados en un primer lado del al menos un labio de estanqueidad alargado (por ejemplo, de tal manera que el labio de estanqueidad proporciona la escala y al menos una parte de recepción de la señal de la escala del conjunto de cabeza lectora con al menos alguna protección contra cualquier contaminación presente en un segundo lado del al menos un labio de estanqueidad alargado).

El al menos un labio de estanqueidad alargado puede comprender una parte de la raíz, por ejemplo, a través de la cual el al menos un labio de estanqueidad alargado puede ser montado en un elemento de terceros, tal como una pieza de máquina o una carcasa protectora (explicado con más detalle a continuación). La parte de la raíz puede comprender una o más características para montar el labio de estanqueidad alargado en un elemento de terceros. Por ejemplo, la parte de la raíz puede comprender una parte abombada del labio de estanqueidad alargado, por ejemplo, que tiene una forma de sección transversal, en general, redonda o circular.

Tal como se comprenderá, la parte de estanqueidad comprende la parte del labio de estanqueidad alargado que interactúa con (por ejemplo, toca) otro elemento (por ejemplo, otro labio de estanqueidad alargado, como se describe con más detalle a continuación) para proporcionar una barrera contra la contaminación. La parte de estanqueidad puede comprender una región que rodea la parte de la superficie que interactúa con (por ejemplo, toca) otro elemento. La región que forma la parte de estanqueidad (que, por lo tanto, está en tensión, de acuerdo con la invención) podría comprender al menos un cuarto de la extensión de la parte de estanqueidad alargada tomada en la dirección de la anchura, opcionalmente al menos un tercio de la extensión de la parte de estanqueidad alargada tomada en la dirección de la anchura, por ejemplo, al menos la mitad de la extensión de la parte de estanqueidad alargada tomada en la dirección de la anchura.

La parte de estanqueidad del al menos un labio de estanqueidad alargado puede ser distal con respecto a la parte de la raíz. En otras palabras, la parte de la raíz y la parte de estanqueidad del labio de estanqueidad alargado pueden estar dispuestas hacia bordes opuestos del labio de estanqueidad alargado. La parte de estanqueidad puede estar situada hacia (o en) el borde libre del labio de estanqueidad alargado, y la parte de la raíz puede estar situada hacia (o en) un borde fijo (por ejemplo, montado) del labio de estanqueidad alargado. Por consiguiente, de acuerdo con la invención, opcionalmente el borde libre del labio de estanqueidad alargado se mantiene en tensión a lo largo de su longitud. Opcionalmente, al menos la cuarta parte del labio de estanqueidad alargado (tomado en la dirección de la anchura) que comprende el borde libre del labio de estanqueidad alargado, se mantiene en tensión a lo largo de su longitud. Opcionalmente, al menos el tercio del labio de estanqueidad alargado (tomado en la dirección de la anchura) que comprende el borde libre del labio de estanqueidad alargado se mantiene en tensión a lo largo de su longitud. Opcionalmente, al menos la mitad del labio de estanqueidad alargado (tomado en la dirección de la anchura) que comprende el borde libre del labio de estanqueidad alargado se mantiene en tensión a lo largo de su longitud.

Opcionalmente, el aparato codificador lineal estanco comprende un par de labios de estanqueidad alargados, por ejemplo, un primer labio de estanqueidad alargado y un segundo labio de estanqueidad alargado. Cada labio de estanqueidad alargado puede comprender una parte de estanqueidad. El par de labios de estanqueidad alargados pueden ser configurados para formar una junta entre sus respectivas partes de estanqueidad. La parte de estanqueidad del primer labio de estanqueidad alargado puede comprender la parte del primer labio de estanqueidad alargado que está en contacto con el segundo labio de estanqueidad alargado. La parte de estanqueidad del segundo labio de estanqueidad alargado puede comprender la parte del segundo labio de estanqueidad alargado que está en contacto con el primer labio de estanqueidad alargado. Al menos la parte de estanqueidad del primer y/o segundo labio de estanqueidad alargado se puede mantener en tensión a lo largo de su longitud, de acuerdo con la invención.

Elementos separados pueden proporcionar un par de labios de estanqueidad alargados. Opcionalmente, cada uno de los labios de estanqueidad alargados en un par puede formar parte del mismo elemento.

Opcionalmente, la tensión del al menos un labio de estanqueidad alargado a lo largo de su longitud varía a lo ancho del al menos un labio de estanqueidad alargado. Por ejemplo, la tensión hacia su borde libre puede ser mayor que la tensión hacia su borde fijo (por ejemplo, la parte de la raíz de la junta). Opcionalmente, la tensión del al menos un labio de estanqueidad alargado a lo largo de su longitud es mayor para la parte de estanqueidad que para la parte de la raíz. Opcionalmente, la parte de estanqueidad del al menos un labio de estanqueidad alargado está bajo mayor tensión que el resto del al menos un labio de estanqueidad alargado.

La curvatura natural puede ser alrededor de un eje teórico perpendicular a la longitud y la anchura del labio de estanqueidad alargado. Opcionalmente, el labio de estanqueidad alargado se deforma en una configuración menos curvada, por ejemplo, una configuración recta, para poner en tensión la al menos una parte de estanqueidad. Opcionalmente, la longitud de al menos la parte de estanqueidad del labio de estanqueidad alargado es mayor en el estado deformado en comparación con la longitud de la parte de estanqueidad cuando presenta su curvatura natural. Opcionalmente, cuando muestre su curvatura natural (por ejemplo, cuando el labio de estanqueidad alargado no sea deformado a la fuerza, por ejemplo, cuando no haya una fuerza externa sobre el labio de estanqueidad alargado; al menos ninguna fuerza externa sobre el eje teórico perpendicular a la longitud y la anchura del labio de estanqueidad alargado) el borde proximal o dentro de la parte de estanqueidad del labio de estanqueidad alargado, es más corto que la longitud del borde proximal o dentro de la parte de la raíz. En consecuencia, opcionalmente, cuando presenta su curvatura natural, la longitud de la parte de estanqueidad del labio de estanqueidad alargado es más corta que la longitud de la parte de la raíz del labio de estanqueidad alargado.

El labio de estanqueidad alargado puede comprender un elemento. El elemento puede ser alargado. El elemento puede ser longitudinal. Opcionalmente, el elemento está configurado para inducir la curvatura natural en el labio de estanqueidad alargado. El elemento puede ser un alambre, por ejemplo un alambre metálico, tal como un alambre de acero o un alambre de plástico. Opcionalmente el elemento es un cordón. Opcionalmente el elemento es un cordón de fibra de vidrio. Opcionalmente, el elemento es un filamento fibroso. El elemento puede estar dispuesto en/hacia/próximo al borde de la parte de la raíz del labio de estanqueidad alargado. El elemento puede estar dispuesto (por ejemplo, incrustado en) la parte de la raíz del labio de estanqueidad alargado. Opcionalmente el elemento es más rígido que el resto del labio de estanqueidad alargado. Opcionalmente, la rigidez a compresión longitudinal del elemento es mayor que la del resto del labio de estanqueidad alargado. Opcionalmente, la rigidez (por ejemplo, rigidez a la compresión) del material del elemento es mayor que la del material del labio de estanqueidad alargado que rodea el elemento. Opcionalmente, el elemento está bajo tensión de compresión cuando el labio de estanqueidad alargado presenta su curvatura natural. Opcionalmente, el elemento tiene una mayor energía de deformación en comparación con el resto del labio de estanqueidad alargado cuando el labio de estanqueidad alargado presenta su curvatura natural.

Opcionalmente, cuando el labio de estanqueidad alargado presenta su curvatura natural, el material del labio de estanqueidad alargado hacia el borde de la parte de la raíz del labio de estanqueidad está bajo mayor tensión que el material del labio de estanqueidad alargado hacia el borde de la parte de estanqueidad del labio de estanqueidad alargado. Tal como se comprenderá, cuando un elemento, tal como un alambre o cordón, está presente y se usa para inducir dicha tensión, el propio elemento estará bajo compresión, por lo que el “material” del labio de estanqueidad alargado puede incluir el material que rodea el elemento, pero no el propio elemento. En consecuencia, el “material” podría ser el cuerpo principal del labio de estanqueidad alargado. Opcionalmente, el “material” podría ser el material plástico/elastómero del labio de estanqueidad alargado (tal como se describe con más detalle a continuación).

Opcionalmente, el labio de estanqueidad alargado tiene una curvatura natural y la carcasa protectora sujeta el labio de estanqueidad alargado de tal manera que deforma el labio de estanqueidad alargado en una configuración lineal. Opcionalmente, la carcasa protectora comprende una parte de retención de la raíz de la junta para retener la parte de la raíz del labio de estanqueidad alargado. La parte de la raíz del labio de estanqueidad alargado puede tener una curvatura natural mayor que la curvatura del al menos un retenedor de la raíz de la junta. En otras palabras, opcionalmente, el radio de curvatura de la parte de la raíz del labio de estanqueidad alargado es más pequeño que el radio de curvatura del al menos un retenedor de la raíz de la junta. Opcionalmente, la parte de retención de la raíz de la junta es lineal (en cuyo caso el radio de curvatura es infinito). Opcionalmente, la parte de la raíz del labio de estanqueidad alargado está curvada.

Opcionalmente, la escala y al menos el receptor de la señal de escala del conjunto de cabeza lectora pueden estar situados en el interior de la carcasa protectora (de tal manera que están protegidos de la contaminación externa a la carcasa protectora). La carcasa protectora puede estar conectada a (o formar parte de) una primera de dos partes móviles una con respecto a la otra, de una máquina (cuyo aparato codificador está configurado para controlar la posición relativa). El conjunto de cabeza lectora puede estar conectado a (o formar parte de) una segunda de las dos partes móviles una con respecto a la otra de una máquina. Puede estar dispuesto un elemento de conexión entre la segunda de las dos partes móviles una con respecto a la otra de la máquina y al menos el receptor de señales. La carcasa protectora puede proporcionar una ranura longitudinal a lo largo de la cual se puede desplazar el elemento de conexión. Una junta puede estar dispuesta a lo largo de la ranura longitudinal para sellar la ranura y permitir que el elemento de conexión (y por lo tanto al menos el receptor de la señal de la escala) se mueva a lo largo de la ranura mientras se mantiene la estanqueidad. El elemento de conexión puede comprender un elemento en forma de cuchilla (por ejemplo, rígido). El elemento similar a una cuchilla podría comprender un primer y un segundo borde (en otras palabras, bordes delantero y trasero). El elemento en forma de cuchilla podría estrecharse hacia los bordes primero y segundo.

El material de al menos la parte de estanqueidad del labio de estanqueidad alargado puede comprender plásticos. El material de al menos la parte de estanqueidad del labio de estanqueidad alargado puede comprender un elastómero. El elastómero puede ser caucho de acrilonitrilo-butadieno (NBR). El elastómero puede ser caucho de acrilonitrilo butadieno hidrogenado (HNBR). El elastómero puede ser caucho de etileno propileno dieno (EPDM). El elastómero puede ser caucho de silicona (tal como VMQ). El elastómero puede ser un elastómero fluorado. El elastómero fluorado puede ser caucho de fluorocarbono (tal como FKM). El elastómero fluorado puede ser elastómero perfluorado (como FFKM). El elastómero fluorado puede ser un caucho de tetrafluoroetileno/propileno (FEPM). El elastómero puede ser caucho de fluorosilicona (tal como FVMQ). El material de al menos la parte de estanqueidad del labio de estanqueidad alargado puede comprender poliuretano (PU). El material de al menos la parte de estanqueidad del labio de estanqueidad alargado puede comprender poliuretano termoplástico (TPU). El poliuretano termoplástico (TPU) puede ser un poliuretano termoplástico a base de poliéster. El poliuretano termoplástico (TPU) puede ser un poliuretano termoplástico a base de poliéter. Cada uno de los materiales mencionados en el presente documento de al menos la parte de estanqueidad del labio de estanqueidad alargado se puede usar junto con cualquier elemento dado a conocer en el presente documento (por ejemplo, un alambre metálico, tal como un alambre de acero, o un alambre de plástico, o un cordón tal como un cordón de fibra de vidrio o un filamento fibroso).

Opcionalmente, al menos la parte de estanqueidad del al menos un labio de estanqueidad se mantiene en un estado deformado elásticamente.

Opcionalmente, al menos una parte de estanqueidad del labio de estanqueidad alargado se mantiene en una configuración estirada elásticamente para ponerlo en tensión a lo largo de su longitud. Es decir, opcionalmente la parte de estanqueidad mínima del labio de estanqueidad alargado se mantiene de tal manera que se estira dentro de su límite elástico. En consecuencia, la longitud de al menos la parte de estanqueidad se puede aumentar manteniéndola en tensión. El aumento de longitud de al menos la parte de estanqueidad es opcionalmente de al menos 0,1 %, opcionalmente de al menos 0,5 %, opcionalmente de al menos 1 %, opcionalmente de al menos 2 %, opcionalmente de al menos 3 %, opcionalmente de al menos 4 %, opcionalmente de al menos 5 %.

Opcionalmente, cuando se tira hasta una configuración recta, la longitud de al menos la parte de estanqueidad aumenta, el aumento de longitud debido a dicha tensión es opcionalmente de al menos 0,1 %, opcionalmente de al menos 0,5 %, opcionalmente de al menos 1 %, opcionalmente de al menos 2 %, opcionalmente al menos 3 %, opcionalmente al menos 4 %, opcionalmente al menos 5 %.

Opcionalmente, al menos una parte de estanqueidad del labio de estanqueidad alargado puede ser elásticamente deformable.

A continuación se describirán realizaciones de la invención, únicamente a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

Las Figuras 1(a) y 1(b) son ilustraciones esquemáticas de una realización de un aparato codificador estanco que comprende un labio de estanqueidad alargado, según un aspecto de la presente invención, en el que parte de la carcasa protectora está recortada para mostrar la escala y el receptor de la señal de la escala situado en el interior de la carcasa protectora;

la figura 1 (c) es una sección transversal del aparato codificador estanco de las figuras 1(a) y 1 (b);

la figura 1(d) es una sección transversal a través de una carcasa para el aparato codificador estanco de las figuras 1(a) y 1 (b), que tiene elementos de base y laterales separados;

la figura 2(a) es una sección transversal a través de un labio de estanqueidad alargado, según una realización de la invención;

la figura 2(b) muestra esquemáticamente el labio de estanqueidad alargado de la figura 2(a) en un estado de equilibrio antes de ser montado en una carcasa protectora;

la figura 2(c) muestra esquemáticamente la forma del elemento de estanqueidad de la figura 2(b) cuando está montado en el retenedor de la raíz de la junta lineal de la carcasa protectora del aparato codificador de la figura 1;

la figura 3 es una sección transversal a través de una realización alternativa de un aparato codificador estanco, que comprende una junta de labio alargado, según la invención;

la figura 4 muestra un labio de estanqueidad alargado visto en el plano P de la figura 2(a);

la figura 5 muestra una sección transversal a través de un codificador de cojinete integral estanco que comprende una junta de labio alargado, según la invención; y

la figura 6 muestra un diagrama de flujo que ilustra un método para fabricar un labio de estanqueidad alargado, según la invención.

Con referencia a las figuras 1 (a) a 1 (c), está dispuesto un aparato codificador estanco 102 lineal, de acuerdo con la invención. El aparato codificador estanco 102 comprende una escala 104 que tiene una pluralidad de características (no mostradas) y un conjunto de cabeza lectora 103, que comprende un receptor de la señal de la escala 106 para recibir una señal de la escala. En la realización descrita, el módulo codificador estanco 102 es un codificador óptico, en el que el conjunto de cabeza lectora 103 utiliza radiación electromagnética (EMR) en el rango de infrarrojos a ultravioleta para leer la escala 104. En particular, en esta realización descrita, el aparato codificador de medida de posición es un codificador absoluto óptico. En consecuencia, la escala comprende una serie de características identificables de manera única, por ejemplo códigos, que el conjunto de cabeza lectora 103 puede leer y procesar para determinar una posición única a lo largo de la escala 104. Sin embargo, tal como se comprenderá, el aparato codificador de medición de posición no tiene que ser necesariamente un codificador absoluto. Por ejemplo, podría ser un codificador óptico incremental. Además, el aparato codificador no necesita ser un codificador óptico, por ejemplo, el aparato codificador podría ser un codificador magnético, capacitivo o inductivo.

La escala 104 y el receptor de la señal de escala 106 están situados en el interior de una carcasa protectora 108 que los protege de contaminantes externos a la carcasa protectora. La escala 104 está fijada a la carcasa protectora 108, mientras que el receptor de la señal de la escala 106 puede moverse a lo largo de la escala 104 en el interior de la carcasa protectora 108. En uso, la carcasa protectora 108 estará fijada a una primera parte de una máquina (no mostrada) y el receptor de la señal de la escala 106 estará fijado a una segunda parte de la máquina (no mostrada). En algunos casos, tal como se muestra en la figura 1 (d), la carcasa protectora puede ser modular y puede comprender un elemento de base 108a al que está fijada la escala. El elemento de base 108a puede ser un elemento separado de los elementos laterales 108b que pueden ser fijados al elemento de base 108a después de que el elemento de base 108a haya sido fijado a una primera parte de una máquina o similar. En otras realizaciones, el elemento de base 108a puede formar parte de la primera parte de la máquina. En realizaciones adicionales, la escala 104 puede ser fijada a cualquiera de los elementos laterales 108b y, en aún otras realizaciones, la carcasa protectora puede ser fijada a una máquina a través de uno de los elementos laterales 108b. Tal como se comprenderá, las partes primera y segunda de la máquina son móviles entre sí. El conjunto de cabeza lectora puede comprender, además, un bloque de montaje 114, que debe ser fijado directamente a la segunda parte de la máquina (por ejemplo, por medio de uno o más elementos de sujeción liberables, tal como pernos roscados que pasan a través de los orificios 115), y una cuchilla 116 que está conectada a y se extiende entre el bloque de montaje 114 y el receptor de la señal de la escala 106.

La carcasa protectora 108 comprende, además, una junta en forma de labios de estanqueidad alargados primero y segundo 112 (que forman un par de labios de estanqueidad alargados), que sella el interior de la carcasa protectora 108, en el que residen la escala 104 y el receptor de la señal de la escala 106, de contaminantes externos. La cuchilla 116 pasa entre el primer y el segundo labios de estanqueidad alargados 112. Los labios de estanqueidad alargados 112 están adaptados para poder separarse, lo que permite el movimiento de la cuchilla 116 y, por lo tanto, el receptor de la señal de la escala 106 a lo largo de la carcasa protectora 108 y, por lo tanto, la escala 104, pero también son suficientemente elásticos para cerrarse entre sí alrededor de la cuchilla 116, formando de este modo una barrera física para los contaminantes sólidos y fluidos (en particular líquidos y humedad). En otras palabras, la cuchilla 116 separa los labios de estanqueidad alargados 112 primero y segundo a medida que se mueve a lo largo de la junta, entre los labios de estanqueidad alargados 112 primero y segundo, y los labios de estanqueidad alargados 112 primero y segundo tienen suficiente elasticidad para cerrarse en ausencia de la cuchilla 116.

Cuando están montados en una carcasa de codificador, los labios de estanqueidad alargados 112 primero y segundo tienen un borde libre 120 y un borde fijo (por ejemplo, montado) 122. Los labios de estanqueidad alargados 112 primero y segundo tienen cada uno una parte de estanqueidad 118, que es la parte del labio de estanqueidad alargado 112 que interactúa con (por ejemplo, toca/se acopla a) otro elemento para cerrar un espacio. En la realización descrita, la barrera física a los contaminantes sólidos y fluidos está formada por la interacción de las partes de estanqueidad 118 de los labios de estanqueidad alargados 112 entre sí y/o con la cuchilla 116 cuando la cuchilla 116 está presente entre los labios de estanqueidad alargados 112. La parte de estanqueidad 118 de cada labio de estanqueidad alargado 112 comprende la parte del labio de estanqueidad alargado 112 que, en uso, forma la barrera física por interacción con la parte de estanqueidad 118 del otro labio de estanqueidad 112, así como la parte que forma la barrera física por interacción con la cuchilla 116. La parte de estanqueidad 118 de un primer labio de estanqueidad alargado 112 tiene (i) una primera parte de estanqueidad que interactúa con el segundo labio de estanqueidad alargado 112 y (ii) una segunda parte que interactúa con la cuchilla 116 para formar la barrera física a los contaminantes sólidos y fluidos. Las partes primera y la segunda de la parte de estanqueidad 118 en algunas realizaciones pueden ser colindantes, en otras realizaciones, las partes primera y la segunda de la parte de estanqueidad 118 pueden ser áreas superpuestas, en otras realizaciones, la primera área puede estar completamente dentro de la segunda área o la segunda área. puede estar completamente dentro de la primera área y, en aún otras realizaciones, las áreas primera y la segunda de la parte de estanqueidad 118 pueden ser áreas discretas.

La realización mostrada en la figura 1 (c) muestra la junta que comprende un par de labios de estanqueidad alargados 112. Tal como se comprenderá, el par de labios de estanqueidad alargados 112 podrían estar dispuestos por separado, por ejemplo, como elementos separados, tal como es el caso en esta realización descrita. En otras palabras, la junta podría estar realizada de un par de elementos de estanqueidad separados, cada uno de los cuales comprende un labio de estanqueidad alargado 112. Alternativamente, tal como se comprenderá, la junta puede estar fabricada de un solo elemento de estanqueidad que tenga un par integral de labios de estanqueidad alargados.112.

Al menos las partes de estanqueidad 118 de los labios de estanqueidad alargados 112 podrían estar fabricadas de un elastómero, por ejemplo poliuretano, o una composición de material que comprenda poliuretano. El elastómero puede ser, por ejemplo, caucho de acrilonitrilo-butadieno (NBR), caucho de acrilonitrilo butadieno hidrogenado (HNBR), caucho de etileno propileno dieno (EPDM) o caucho de silicona (VMQ). El elastómero puede ser un elastómero fluorado, por ejemplo caucho de fluorocarbono (FKM), elastómeros perfluorados (FFKM) o cauchos de tetrafluoroetileno/propileno (FEPM). El elastómero puede ser, por ejemplo, caucho de fluorosilicona (FVMQ). El material de al menos la parte de estanqueidad del labio de estanqueidad alargado puede comprender poliuretano (PU) y compuestos relacionados. El material de al menos la parte de estanqueidad del labio de estanqueidad alargado puede comprender poliuretano termoplástico (TPU). El poliuretano termoplástico (TPU) puede ser un poliuretano termoplástico a base de poliéster. El poliuretano termoplástico (TPU) puede ser un poliuretano termoplástico a base de poliéter.

En uso, al menos la parte de estanqueidad 118 de los labios de estanqueidad alargados 112 se mantiene en tensión a lo largo de su longitud. Se ha encontrado que manteniendo al menos la parte de estanqueidad 118 en tensión a lo largo de su longitud, la integridad de la barrera física a los contaminantes sólidos y fluidos formada por la junta 111 se puede mantener durante más tiempo que si la parte de estanqueidad 118 no estuviera mantenida en tensión.

Al exponerse a contaminación tal como refrigerante, aceite u otros fluidos, el labio de estanqueidad alargado 112 puede absorber el contaminante. En el caso de que la parte de estanqueidad 118 del labio de estanqueidad alargado 112 no se mantenga en tensión, la absorción de contaminación puede hacer que el material se hinche, y el aumento resultante en la longitud de la parte de estanqueidad 118 puede provocar el pandeo de la junta y comprometer la integridad de la barrera física. Sin embargo, si al menos la parte de estanqueidad 118 del labio de estanqueidad alargado 112 se mantiene en tensión, es posible que al absorber la contaminación, las tensiones internas dentro de la parte de estanqueidad 118 se alivien antes de que la parte de estanqueidad 118 se hinche y tenga la posibilidad de pandearse. Esto puede permitir un tiempo de funcionamiento más prolongado antes de que las partes de estanqueidad 118 de los labios de estanqueidad alargados 112 se pandeen y se comprometa la integridad de la barrera física. Incluso podría ser que mantener las partes de estanqueidad 118 de los labios de estanqueidad alargados 112 en tensión pueda permitir que el material de la junta o al menos la parte de estanqueidad 118 alcance un punto de saturación de contaminantes antes de que se produzca el pandeo de la parte de estanqueidad 118 y, por lo tanto, evitar que la barrera física sea comprometida por este mecanismo. Si se puede reducir el aumento de la longitud de la parte de estanqueidad, entonces el labio de estanqueidad puede funcionar durante un período más largo antes de que se desestabilice la geometría de la junta o se puede evitar que la geometría del labio de la junta se desestabilice debido a la absorción de contaminación.

La junta no necesita tener un par de labios de estanqueidad 112. Por ejemplo, podría comprender solo un único labio de estanqueidad alargado 112, u opcionalmente podría comprender más de dos labios de estanqueidad, dependiendo de los requisitos del módulo codificador estanco 102 y la carcasa protectora 108 .

La figura 2(a) muestra un ejemplo de labio de estanqueidad alargado 112, en sección transversal, mostrando el labio de estanqueidad alargado 112 que se extiende en la dirección de la anchura W de la junta (en la que el labio de estanqueidad alargado 112 puede ser más ancho / más estrecho) y en la dirección del grosor Th de la junta (donde el labio de estanqueidad alargado 112 puede ser más grueso / más delgado). El labio de estanqueidad alargado 112 también se extiende en la dirección longitudinal ortogonal a las direcciones de la anchura W y del grosor Th (en la que el labio de estanqueidad alargado 112 puede ser más largo / más corto). Se muestra un plano P teórico que pasa a través de una parte de la raíz de la junta 124 y también se muestra un eje teórico A, ortogonal al plano P. La figura 2(b) muestra esquemáticamente el labio de estanqueidad alargado 112 antes de ser montado en la carcasa protectora 108 y en una posición de equilibrio, es decir, sin fuerzas externas actuando sobre el labio de estanqueidad alargado 112. En particular, la figura 2(b) muestra que el labio de estanqueidad alargado 112 no es lineal y, en particular, está curvado. El labio de estanqueidad alargado 112 está curvado de tal manera que la longitud L’ (situada en el plano P) de uno de los bordes alargados del labio de estanqueidad alargado 112 es más corta que la longitud L” del otro borde alargado del labio de estanqueidad alargado 112. En particular, la longitud L’ (situada en el plano P) del borde proximal o en el interior de la parte de estanqueidad 118 del labio de estanqueidad alargado 112 es más corta que la longitud L” del borde proximal o en el interior de la parte de la raíz 124 del labio de estanqueidad alargado 112. En otras palabras, la curvatura natural del labio de estanqueidad alargado 112 es sobre el eje teórico A (véanse las figuras 2(a) y 2(b)) que se extiende perpendicular a la longitud L y a la anchura W del labio de estanqueidad alargado 112 , de tal manera que una de las longitudes L’, L’’ del labio de estanqueidad alargado 112 es más corta que la otra.

Puesto que el labio de estanqueidad alargado 112 está en equilibrio, la curva que se muestra esquemáticamente en la figura 2(b) es la curvatura natural de esta realización. Otras realizaciones pueden tener una curvatura natural diferente. La curvatura deseada para el labio de estanqueidad alargado 112 puede estar dictada por la aplicación (en este caso, las dimensiones del codificador lineal y los contaminantes presentes en el entorno en el que funcionará el codificador), el material utilizado y las dimensiones (grosor, anchura, longitud) del propio labio de estanqueidad. La figura 4 muestra que un borde del labio de estanqueidad alargado 112 (el borde distal a la parte de la raíz de la junta 124 en la dirección de la anchura de la junta) puede ondular, en algunas realizaciones, en una dirección, en general, transversal al plano P.

Se apreciará que el labio de estanqueidad alargado 112 puede no estar limitado en forma (es decir, el labio de estanqueidad alargado 112 puede ser flexible) y se puede curvar alrededor de un eje paralelo a la dirección W de la anchura de la junta.

Con el fin de proporcionar 108 la junta a la carcasa protectora, los labios de estanqueidad alargados 112 están montados en respectivos canales 126 de recepción de la raíz de la junta primero y segundo de la carcasa protectora, mostrado en la figura 1 (c). En la realización ilustrada, los canales de recepción 126 de la raíz de la junta son lineales y se extienden en la dirección longitudinal (paralelos al eje x, figura 1 (b)). Con el fin de montar los labios de estanqueidad alargados 112, los labios de estanqueidad alargados 112 son arrastrados a lo largo de sus respectivos canales de recepción 126 de la raíz de la junta. Al hacerlo, la parte de la raíz de la junta 124 se deforma y se aleja de su curvatura natural, lo que, a su vez, provoca al menos que la parte de estanqueidad 118 del labio de estanqueidad alargado 112 se deforme alejándose de su curvatura natural, y que al menos la parte de estanqueidad 118 del labio de estanqueidad alargado 112 se ponga en tensión. La figura 2(c) muestra esquemáticamente la deformación del labio de estanqueidad alargado 112 cuando se hace que la parte de la raíz de la junta 124 se adapte a una forma lineal. La fuerza efectiva aplicada por la forma lineal se ilustra esquemáticamente por las flechas F, que ilustran que, de manera efectiva, los extremos del labio de estanqueidad alargado 112 se tiran, en general, hacia abajo para forzar al labio de estanqueidad alargado 112 a salirse de su curvatura natural para volverse lineal. Esto hace que se estire la longitud del borde proximal o el interior de la parte de estanqueidad 118 del labio de estanqueidad alargado 112, aumentando, por lo tanto, la longitud L’ (situada en el plano teórico P) en longitud, que, como se ilustra esquemáticamente en la figura 2(c) , pone la parte de estanqueidad 118 del labio de estanqueidad alargado 112 en tensión T. Al menos el material de la parte de estanqueidad 118 del labio de estanqueidad alargado 112 es puesto en tensión.

En algunas realizaciones, el aumento en la longitud de la parte de estanqueidad 118 que se muestra en la figura 2(c) cuando la deformación del labio de estanqueidad alargado 112 como parte de la raíz de la junta 124 hace que se adapte a una forma lineal, hace que la longitud L’ sea sustancialmente igual a la longitud L”.

La magnitud de la tensión aplicada al labio de estanqueidad alargado 112, que incluye al menos la parte de estanqueidad 118, depende de la diferencia relativa en la curvatura entre los canales de recepción 126 de la raíz de la junta y los respectivos labios de estanqueidad alargados 112. Si bien en la presente realización los canales de recepción 126 de la raíz de la junta se describen como lineales, no es necesario que sea así. Por ejemplo, en otras realizaciones, los canales de recepción 126 de la raíz de la junta pueden ser curvados. En la realización ilustrada, los canales de recepción 126 de la raíz de la junta son canales continuos. Sin embargo, este no tiene por qué ser el caso, y los canales de recepción de la raíz de la junta 126 pueden adoptar la forma de una pluralidad de elementos de recepción de la raíz de la junta que, juntos, forman un canal. En las realizaciones descritas anteriormente, los labios de estanqueidad alargados 112 primero y segundo tienen una configuración idéntica, al igual que el canal de recepción de la raíz de la junta 126. Sin embargo, tal como se comprenderá, este no tiene por qué ser necesariamente el caso. Por ejemplo, los labios de estanqueidad alargados 112 primero y segundo podrían tener diferentes curvaturas naturales, diferentes formas de sección transversal y/o diferentes tamaños. Asimismo, los canales de recepción 126 primero y segundo podrían tener diferentes curvaturas (por ejemplo, uno podría ser lineal y el otro curvado), diferentes formas de sección transversal y/o diferentes tamaños.

Si bien se ha descrito la sujeción en tensión de al menos una parte de estanqueidad 118 de un labio de estanqueidad alargado 112 en relación con la realización que se muestra en las figuras 1 a 4, se apreciará que existen muchas otras formas de mantener en tensión al menos la parte de estanqueidad 118 de un labio de estanqueidad alargado, por ejemplo, estirando el labio de estanqueidad 112 y manteniendo el estado estirado usando abrazaderas. En dicho caso, el labio de estanqueidad alargado 112 no necesita tener una curvatura natural, y podría adoptar la forma de un labio de estanqueidad alargado lineal 112. Se puede aplicar una fuerza en la dirección de la longitud (es decir, paralela al eje x en la figura 1) para tirar de los extremos del labio de estanqueidad alargado lineal 112 en la dirección deseada de la tensión T, en lugar de aplicar una fuerza que tenga una componente perpendicular a la dirección deseada de la tensión T, como es el caso en la realización que se muestra en la figura 2.

En una realización, el labio de estanqueidad alargado 112 puede ser fabricado por extrusión, lo que se puede realizar de acuerdo con el método 200 que se muestra en la figura 6. En la realización que se muestra en la figura 2(a), un alambre 128 (tal como un alambre de metal, un alambre de plástico, un filamento fibroso o cualquier otro elemento similar adecuado) es incrustado en la parte de la raíz de la junta 124 durante el proceso de extrusión para formar un labio de estanqueidad alargado, sin endurecer, que tiene un elemento longitudinal (202) incrustado. Se apreciará que no es necesario incrustar el alambre 128 de la manera que se muestra en la figura 2(a) y que el alambre 128 puede ser incrustado fijándolo a una superficie del elemento de estanqueidad 112, o el alambre 128 puede ser incrustado de otras maneras. Después de la extrusión, se permite que el labio de estanqueidad alargado 112 cambie de forma (lo que puede incluir relajación) 204. Durante el cambio de forma 204, la presencia del alambre 128 reduce la velocidad a la que se puede contraer el material de la parte de la tira de estanqueidad 112. Esto significa que el material en el labio de estanqueidad alargado 112 distal con respecto a la parte de la raíz de la junta 124 se puede contraer a un ritmo diferente (que puede ser más rápido) que el material de la parte de la raíz de la junta 124 y esta tasa diferencial de contracción hace que la junta se curve, por ejemplo alrededor del eje A (204). Esta contracción diferencial puede conducir a que se arrugue el borde del labio de estanqueidad alargado 112 distal con respecto a la parte de la raíz de la junta 124, tal como se ha descrito anteriormente en relación con la figura 4; esto se puede deber a efectos del enfriamiento. Una vez que se ha obtenido la curvatura deseada del labio de estanqueidad alargado 112, el material del labio de estanqueidad alargado 112 es endurecido, para fijar la forma del labio de estanqueidad alargado 112 (206).

Se apreciará que los labios de estanqueidad alargados 112 se pueden realizar de maneras alternativas, incluyendo (pero sin estar limitado a) moldeo por inyección u otros métodos de moldeo. Los métodos de moldeo pueden ser especialmente ventajosos si la junta se forma a partir de un solo elemento de estanqueidad que tiene un par de labios de estanqueidad alargados opuestos 112. Independientemente del método usado, todavía puede ser ventajoso incluir el alambre 128 en una parte de la raíz de la junta 124, por ejemplo, para ayudar al montaje del codificador, sin embargo, se comprenderá que disponer un cable es opcional.

En la realización descrita, el receptor de la señal de la escala 106 no se apoya contra la escala 104. En consecuencia, dicho codificador estanco se podría describir como “sin cojinete integral” o “sin cojinete”, y contrasta, por ejemplo, con la conocida configuración de un codificador lineal estanco de “cojinete integral” que desvía / lleva el receptor de la señal de la escala contra la escala y proporciona un acoplamiento compatible entre el receptor de la señal de la escala y su bloque de montaje. En la figura 5 se muestra un ejemplo de dicha disposición de “cojinete integral”. Se apreciará que la invención es aplicable a dispositivos de codificación de cojinete integral y sin cojinete.

La disposición de estanqueidad descrita en el presente documento permite la formación de una barrera física para sólidos y líquidos capaz de adaptarse al movimiento de la cuchilla 116 con respecto a la carcasa protectora 108, según lo requiera un codificador sin cojinetes o con cojinetes integrales. Colocando en tensión al menos una parte de estanqueidad 118 de un labio de estanqueidad alargado 112 a lo largo de su longitud, se prolonga la vida útil del labio de estanqueidad alargado 112. Esto puede permitir el uso de juntas más delgadas y/o más anchas, diseñadas para enfrentarse a geometrías / situaciones más difíciles, donde se requiere una estanqueidad. La invención puede permitir el uso de una gama más amplia de materiales que pueden tener mejores propiedades dinámicas y/o mejor resistencia al desgaste y/u otras propiedades mejoradas inherentes al material, pero que han sufrido previamente debido a la absorción de fluidos/contaminantes y, por lo tanto, se considera que son inadecuados para ciertas situaciones, por ejemplo el poliuretano.

Claims (12)

REIVINDICACIONES

1. Un aparato codificador lineal (102) estanco, para proporcionar una medida del desplazamiento relativo de dos elementos móviles uno con respecto al otro, que comprende una carcasa protectora (108) y al menos un labio de estanqueidad alargado (112), en el que al menos una parte de estanqueidad (118) del labio de estanqueidad alargado (112) es mantenido en tensión a lo largo de su longitud, caracterizado por que el labio de estanqueidad alargado (112) tiene una curvatura natural, y el labio de estanqueidad alargado (112) se deforma alejándose de su curvatura natural en una configuración menos curvada por la carcasa protectora (108) para mantener en tensión al menos la parte de estanqueidad (118).

2. Un aparato codificador lineal (102) estanco, de acuerdo con la reivindicación 1, en el que una parte de la raíz de la junta (124) del labio de estanqueidad alargado (112) está sujeta y deformada por una parte de retención de la raíz de la junta (126) de la carcasa protectora (108).

3. Un aparato codificador lineal (102) estanco, de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el labio de estanqueidad alargado (112) comprende un elemento longitudinal (202) configurado para inducir la curvatura natural en el labio de estanqueidad alargado (112).

4. Un aparato codificador lineal (102) estanco, de acuerdo con la reivindicación 2 o la reivindicación 3, en el que al menos una parte de la raíz de la junta (124) del labio de estanqueidad alargado (112) tiene una curvatura natural mayor que la curvatura del al menos un retenedor de la raíz de la junta (126).

5. Un aparato codificador lineal (102) estanco, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la curvatura natural es alrededor de un eje teórico (A) perpendicular a la longitud y anchura del labio de estanqueidad (112).

6. Un aparato codificador lineal (102) estanco, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el labio de estanqueidad alargado (112) se deforma en una configuración recta para poner en tensión la al menos una parte de estanqueidad (118).

7. Un aparato codificador lineal (102) estanco, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que la longitud de al menos la parte de estanqueidad (118) del labio de estanqueidad alargado (112) es más larga en el estado deformado en comparación con la longitud de la parte de estanqueidad (118) cuando presenta su curvatura natural.

8. Un aparato codificador lineal (102) estanco, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende un par de labios de estanqueidad alargados (112) y en el que los labios de estanqueidad alargados (112) están sujetos para formar una junta entre las partes de estanqueidad (118) de los labios de estanqueidad alargados (112).

9. Un aparato codificador lineal (102) estanco, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que al menos la parte de estanqueidad (118) del labio de estanqueidad alargado (112) comprende un elastómero.

10. Un aparato codificador lineal (102) estanco, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que una escala (104) y un receptor de la señal de la escala (106) de un conjunto de cabeza lectora (103) están situados en un primer lado del al menos un labio de estanqueidad alargado (112), y el receptor de la señal de la escala (106) se puede conectar a una parte en un segundo lado del labio de estanqueidad alargado (112).

11. Un aparato codificador lineal (102) estanco, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que al menos una parte de estanqueidad (118) del labio de estanqueidad alargado (112) se mantiene en una configuración elásticamente estirada para poner en tensión al menos la parte de estanqueidad (118).

12. Un aparato codificador lineal (102) estanco, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el aumento de longitud de al menos la parte de estanqueidad (118) debido a dicha tensión es de al menos un 0,5 %.