ES2280916T3 - Refuerzo de cierre hermetico para arbol giratorio. - Google Patents

Refuerzo de cierre hermetico para arbol giratorio. Download PDF

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ES2280916T3 ES04291681T ES04291681T ES2280916T3 ES 2280916 T3 ES2280916 T3 ES 2280916T3 ES 04291681 T ES04291681 T ES 04291681T ES 04291681 T ES04291681 T ES 04291681T ES 2280916 T3 ES2280916 T3 ES 2280916T3
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Abstract

Ensamblaje que forma un refuerzo de cierre hermético, para la unión entre un árbol (1) y un armazón (2) atravesado por el árbol, constituido por un primer manguito (6, 6''), un segundo manguito (8) destinado a girar de forma coordinada con el árbol, una junta (5) hermética, particularmente toroidal, alojada en una ranura (12) anular formada en el interior del primer manguito (6, 6''), de una arandela (11) metálica alojada en la ranura anular del primer manguito y que puede estar en contacto con la junta, y al menos dos, preferiblemente tres bandas (13) metálicas plegadas en forma de acordeón siguiendo varios pliegues (14) que definen entre ellos espacios huecos, teniendo cada banda metálica en acordeón una primera pata (14, 46) del extremo y una segunda pata (17) del extremo opuesto, caracterizado porque la primera pata (16, 46) del extremo tiene forma de una horquilla que tiene dos ramas (18, 19; 48, 49), estando dispuesta al menos una parte de la primera rama (18, 49) de la horquilla en plano contra una cara de la arandela (11) orientada hacia el segundo manguito, llevando el primer manguito además al menos una ranura (21; 41), preferiblemente tres ranuras, que desembocan al exterior de la pared lateral del manguito, y la segunda rama (18; 48) de la horquilla penetra en la ranura (21; 41).

Description

Refuerzo de cierre hermético para árbol giratorio.
La presente invención se refiere a un ensamblaje que forma un refuerzo de cierre hermético para un árbol giratorio. En general, estos refuerzos de cierre hermético se disponen alrededor de un árbol que gira con respecto a un armazón fijo, atravesado por el árbol. Se desea que el árbol pueda girar sin que, sin embargo, por ejemplo, un líquido pueda también atravesar el armazón a nivel de la unión o del contacto entre el árbol y el armazón.
Este tipo de ensamblaje está constituido por un primer manguito, un segundo manguito, que llevan medios de fijación a un árbol para girar de forma coordinada, de una junta hermética, particularmente toroidal, alojada en una ranura anular formada en el interior del primer manguito, de una arandela metálica alojada también en la ranura anular del primer manguito que puede estar en contacto con la junta toroidal y con al menos dos, preferiblemente tres bandas metálicas plegadas en forma de acordeón siguiendo varios pliegues que definen entre ellos los espacios huecos, teniendo cada banda metálica en acordeón una primera pata en el extremo y una segunda pata en el extremo opuesto, estando la primera para replegada para fijar la arandela metálica entre ella misma y el primer espacio hueco del acordeón mientras que la segunda pata tiene forma de gancho que penetra con ajuste fijado en un agujero correspondiente formado en el segundo manguito en el sentido del eje longitudinal del manguito y se engancha en la pared del agujero (véase, por ejemplo el documento WO-A-99/08026).
En el sistema de la técnica anterior, para permitir una fijación conveniente de la arandela mediante la primera pata del extremo, es necesario prever recortes en el borde periférico del primer manguito, en el lado orientado hacia el segundo manguito. Estos recortes permiten por un lado el acceso a la arandela metálica en el espacio hueco más cercano a la primera pata para que ésta se ponga en contacto con la arandela para fijar esta última junto con la pata, y por otro lado permiten el arrastre mutuo de dos manguitos por medio del apoyo de las bandas contra las paredes laterales de los recortes.
La presente invención se refiere a un nuevo refuerzo de cierre hermético cuyo cierre hermético es de mucha mejor calidad que los refuerzos de la técnica anterior.
De acuerdo con la invención, un ensamblaje que forma un refuerzo de cierre hermético, para la unión entre un árbol y un armazón atravesado por el árbol, constituido por un primer manguito, un segundo manguito destinado a girar de forma coordinada con el árbol, una junta hermética, particularmente toroidal, alojada en una ranura anular formada en el interior del primer manguito, una arandela metálica alojada en la ranura anular del primer manguito y que puede estar en contacto con la junta de al menos dos, preferiblemente tres bandas metálicas plegadas en forma de acordeón que siguen varios pliegues que definen entre ellos espacios huecos, teniendo cada banda metálica en acordeón una primera pata en un extremo y una segunda pata en el extremo opuesto,
se caracteriza porque
la primera pata del extremo tiene forma de horquilla que tiene dos ramas, estando al menos una parte de la primera rama de la horquilla dispuesta de de manera plana contra una cara de la arandela orientada hacia el primer manguito, llevando el primer manguito además al menos una ranura, preferiblemente tres ranuras, que desembocan en el exterior de la pared lateral del manguito, y la segunda rama de la horquilla penetra en la ranura.
De este modo, habiendo conseguido liberar de recortes al primer manguito, se garantiza un cierre hermético mucho mejor. En efecto, el inventor de la presente invención ha advertido que estos recortes, presentes en los dispositivos de la técnica anterior, debilitan al primer manguito, que tiene tendencia a deformarse a nivel de los recortes, y provoca eventualmente fugas entre el apoyo fijo y el manguito, lo que perjudica el cierre hermético del refuerzo en su ensamblaje.
De acuerdo con otra realización preferida, que asegura una fijación particularmente eficaz, estando al menos una parte del primer manguito fijado entre las dos ramas de la horquilla.
De acuerdo con un perfeccionamiento de la invención, el segundo manguito lleva partes vaciadas o recortadas, de longitud suficiente para alojar a lo largo al menos un espacio hueco de la banda o bandas metálicas, y formadas particularmente por encima de agujeros longitudinales destinados a alojar la segunda pata del extremo de la banda donde se enganchará, mientras que el espacio hueco más cercano a la segunda pata se aplica contra el agujero que pasa por el recorte.
De este modo previendo las partes vaciadas en las que puede penetrar la banda metálica, se puede compensar la altura "perdida" por las bandas a nivel de los recortes en los primeros manguitos de la técnica anterior. Ahora bien, la altura de las bandas influye en su flexibilidad, y por tanto en su buen funcionamiento para amortiguar el movimiento mutuo de los dos manguitos. La formación del recorte por encima del agujero sustituye los recortes en los primeros manguitos correspondientes al recorte. Sin el recorte, sería necesario disminuir en número de pliegues del acordeón, lo que es perjudicial para la flexibilidad de la banda, y por tanto para su función de amortiguación y de centrado.
Además, la parte vaciada que se realiza en el segundo manguito, particularmente a nivel de los agujeros de recepción de la segunda pata del extremo, da como resultado una simplificación de la fabricación del refuerzo en su ensamblaje. En efecto, actualmente, se realizan las partes vaciadas o recortes al mismo tiempo que el o los agujero(s) de recepción de la pata del extremo y en el segundo manguito.
De acuerdo con una realización preferida de la invención, la fijación del segundo manguito a un árbol giratorio se realiza por atornillamiento realizado en los huecos cilíndricos taladrados formados en el segundo manguito, teniendo los huecos cilíndricos un eje que se prolonga en dirección radial con respecto al eje longitudinal del manguito.
En el dibujo, que se proporciona únicamente a modo de ejemplo, se describe ahora una realización preferida de la invención.
La figura 1 es una vista de ensamblado de un ensamblaje que forma un refuerzo de cierre hermético de acuerdo con la invención, colocado alrededor de un árbol montado de forma que gire con respecto un armazón.
La figura 2 representa en corte longitudinal una banda de un ensamblaje de acuerdo con la invención.
La figura 3 representa la manera en la que una banda de acuerdo con la invención se fija al primer manguito.
La figura 4 representa parcialmente, en corte longitudinal, un segundo manguito, junto con una banda de acuerdo con la invención.
La figura 5 representa una vista superior del segundo manguito de la figura 4.
La figura 6 representa una vista idéntica a la de la figura 3 para otra realización de una banda de acuerdo con la invención, y
La figura 7 representa una vista idéntica a la de la figura 2 de otra realización de una banda de acuerdo con la invención.
Como se ve en la figura 1, un árbol 1 se monta de forma que gire con respecto a un armazón 2. Se monta un ensamblaje de cierre hermético entre este árbol giratorio y este armazón 2 de manera que permita, por una parte, que el árbol gire con respecto al armazón y, por otra parte, que un líquido que se encuentre en un lado del armazón no pueda atravesar la unión entre el árbol y el armazón para pasar al otro lado. El ensamblaje que forma el refuerzo de cierre hermético lleva un manguito 4 fijo con respecto al armazón, dispuesto con holgura (normalmente entre 0,3 y 3 mm) alrededor del árbol 1. Este manguito 4 puede estar fijo con respecto al armazón 2. Se dispone una junta de cierre hermético 5 entre el armazón y este manguito. El ensamblaje de cierre hermético lleva además un primer manguito 6 de carburo de silicio y un segundo manguito 8, por ejemplo de acero inoxidable. El primer manguito también puede ser de carbono, materiales cerámicos, u otros materiales fritados o metálicos que tengan buenas propiedades tribométricas, pero sin embargo, sin que la invención se limite a estos materiales. En el interior del primer manguito 6 se forma una ranura anular 12 en la cual se aloja una junta toroidal 10 de cierre hermético. Una arandela 11 anular metálica flexible se dispone en el interior de la ranura interna formada en el primer manguito, pudiendo estar en contacto con la junta toroidal de cierre hermético. Se disponen tres bandas metálicas, flexibles y plegadas en acordeón, entre los dos manguitos 6 y 8. la función de estas bandas metálicas en acordeón, que tienen cierta elasticidad unida al reducido espesor del metal que las forma, es mantener ensamblados los dos manguitos uno con el otro, y permitir un movimiento de un eje axial del manguito de giro coordinado, para impulsar de forma elástica en sentido axial el manguito de giro coordinado contra el primer manguito, y por otra parte para transmitir al primer manguito el movimiento de rotación del árbol 1 y del manguito con el que se coordina.
En la pared lateral del primer manguito 6, se forman ranuras 21 que desembocan al exterior (es decir, al lado opuesto al árbol) y de tamaño en longitud suficiente para alojar al menos en parte, la parte de gancho de la segunda rama de la horquilla (véase a continuación) de la primera pata. Se pueden prever por tanto ranuras que tengan bandas metálicas. También se puede prever una única ranura anular.
La banda metálica 13 lleva cierto número de pliegues 14, entre los cuales se prolongan el mismo número de espacios huecos más 1, una primera pata del extremo 16 y una segunda pata del extremo 17. La primera pata del extremo 16 tiene forma de horquilla que tiene dos ramas 18, 19. La primera rama 19 lleva un tramo de forma achatada 20, que está en contacto con la cara opuesta a la junta toroidal de cierre hermético de la arandela. La segunda rama 18 tiene forma de gancho, penetrando la parte de gancho en la ranura 21 correspondiente formada en el primer manguito y desembocando al menos al exterior de éste.
El segundo manguito, normalmente de acero inoxidable, se fija de forma coordinada en giro con el árbol 1, por medio de tornillos y agujeros taladrados cuyos ejes son transversales al eje longitudinal del árbol.
Además, este manguito lleva tres agujeros 30 formados longitudinalmente paralelos al eje del árbol. En estos tres agujeros 30, penetran las segundas patas del extremo de las bandas metálicas elásticas. Los agujeros 30 atraviesan de parte a parte el manguito 8. En el lado del manguito 8 orientado hacia el primer manguito, se forma un recorte 31 de longitud casi correspondiente (ligeramente superior) a la longitud de un espacio hueco de una banda metálica. La altura de este recorte es casi igual a la mitad del espesor del manguito, mientras que la otra mitad (de altura) del manguito corresponde a la altura de un
agujero 30.
Los tres recortes están desfasados entres sí 120º a lo largo de la periferia del manguito 8. Cada uno tiene dos paredes laterales 32, en forma de arco de circunferencia para bloquear mejor el espacio hueco más cercano a la pata que se aplica sobre el agujero, participando de este modo el bloqueo en la función de centrado del refuerzo de cierre hermético. La segunda pata del extremo de la o las banda(s) metálica(s) penetra en el interior del agujero 30 y la parte de gancho de esta pata se engancha allí.
El primer manguito ya no lleva recorte que desembocaba en el borde superior del manguito, que le debilitaba y disminuía su resistencia a las tensiones de flexión, lo que perjudicaba el cierre hermético en su ensamblaje con el refuerzo. De acuerdo con la invención, por el contrario, se obtiene un refuerzo más estanco, y esto sin atentar contra la flexibilidad de las bandas metálicas, y por tanto sin atentar contra su propiedad de centrado y amortiguación.
En las figuras 6 y 7, se representa otra realización de una primera pata de una banda de acuerdo con la invención y de un primer manguito de acuerdo con la invención. En ella se forma en el primer manguito 6', una ranura 41 correspondiente a la ranura 21 de la primera realización. Sin embargo, la ranura 41 atraviesa la pared lateral del manguito de parte a parte para desembocar tanto al interior como al exterior de este manguito. En cuanto a la banda 43, lleva una primera pata 46 del extremo y una segunda pata del extremo que no se representa en la figura y que es idéntica a la pata del extremo 17. La primera pata 46 tiene una forma de horquilla, teniendo una primera rama 49 y una segunda rama 48. La primera rama 49 penetra en la hendidura o ranura 41 que la atraviesa, mientras que la segunda rama 48 se aplicará en plano sobre una de las caras (la orientada hacia el segundo manguito) de la arandela. Una parte 50 del extremo del primer manguito 6' se fija entre la primera rama 49 y el espacio hueco 51 del extremo cercano a la primera pata.

Claims (10)

1. Ensamblaje que forma un refuerzo de cierre hermético, para la unión entre un árbol (1) y un armazón (2) atravesado por el árbol, constituido por un primer manguito (6, 6'), un segundo manguito (8) destinado a girar de forma coordinada con el árbol, una junta (5) hermética, particularmente toroidal, alojada en una ranura (12) anular formada en el interior del primer manguito (6, 6'), de una arandela (11) metálica alojada en la ranura anular del primer manguito y que puede estar en contacto con la junta, y al menos dos, preferiblemente tres bandas (13) metálicas plegadas en forma de acordeón siguiendo varios pliegues (14) que definen entre ellos espacios huecos, teniendo cada banda metálica en acordeón una primera pata (14, 46) del extremo y una segunda pata (17) del extremo opuesto,
caracterizado porque
la primera pata (16, 46) del extremo tiene forma de una horquilla que tiene dos ramas (18, 19; 48, 49), estando dispuesta al menos una parte de la primera rama (18, 49) de la horquilla en plano contra una cara de la arandela (11) orientada hacia el segundo manguito, llevando el primer manguito además al menos una ranura (21; 41), preferiblemente tres ranuras, que desembocan al exterior de la pared lateral del manguito, y la segunda rama (18; 48) de la horquilla penetra en la ranura (21; 41).
2. Ensamblaje de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la segunda rama (18) tiene forma de gancho.
3. Ensamblaje de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la ranura (41) atraviesa el primer manguito (6') de parte a parte.
4. Ensamblaje de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque al menos una parte del primer manguito (6) se fija entre las dos ramas (18, 19) de la horquilla.
5. Ensamblaje de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque una parte (50) del extremo del primer manguito (6') se fija entre la primera rama (49) y el espacio hueco (51) del extremo cercano a la primera pata.
6. Ensamblaje de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el segundo manguito (8) lleva partes vaciadas o recortadas (31) de longitud suficiente para alojar a lo largo al menos un espacio hueco de la banda o de las bandas metálicas, y formadas por encima de agujeros (30) longitudinales destinados a alojar la segunda pata del extremo de la banda, atravesando la segunda pata del extremo en forma de gancho el manguito por el agujero para engancharse en la pared del agujero (30), mientras que el espacio hueco más próximo a la segunda pata se aplica contra la pared del agujero, del lado interior del manguito, pasando por el recorte.
7. Ensamblaje de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el primer manguito es de carburo de silicio, mientras que el segundo manguito es de acero particularmente inoxidable.
8. Ensamblaje de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la fijación del segundo manguito a un árbol giratorio se realiza mediante atornillamiento en huecos cilíndricos taladrados formados en el segundo manguito, teniendo los huecos cilíndricos un eje que se prolonga en dirección radial con respecto al eje longitudinal del manguito.
9. Ensamblaje de acuerdo con una de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado porque los tres recortes (31) están desfasados entre sí 120º a lo largo de la periferia del segundo manguito.
10. Ensamblaje de acuerdo con una de las reivindicaciones 6 a 9, caracterizado porque la altura (en sentido del eje longitudinal del manguito) de los recortes (31) es casi igual a la de los agujeros (30).
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