ES2714378T3 - Tapón respirador interno bidireccional de aire filtrado - Google Patents

Tapón respirador interno bidireccional de aire filtrado Download PDF

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Korkut Tasan
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Abstract

Tapón respirador bidireccional (20), que evita la entrada de polvo e impurezas no deseadas dentro de la horquilla de manguito (12) de un árbol cardán (10) procedentes del ambiente exterior, estando adaptado el tapón (20) para su montaje en la pared de montaje (17) de la abertura de horquilla (16), caracterizado por comprender: - un cuerpo principal (21) que tiene un alojamiento de filtro (25) fijado a la pared de montaje (17) de la abertura de horquilla (16) de dicha horquilla de manguito (12), - un filtro (22) colocado en el alojamiento de filtro (25) de dicho cuerpo principal (21), - una lámina de filtro (23) incrustada en el eje de montaje (X) dentro del alojamiento de filtro en dicho cuerpo principal (21) y que comprende unos orificios de aire (26) formados en el mismo, - una cubierta (24) que se fija en la lámina de filtro (23) encajándola en el eje de montaje (X), - unos canales de aire cónicos (24.4) dispuestos periféricamente en la superficie inferior de dicha cubierta (24) y con un volumen que se expande de fuera a dentro.

Description

DESCRIPCION
Tapon respirador interno bidireccional de aire filtrado
Campo tecnico
La presente invencion se refiere a arboles cardan que operan entre el motor o la caja de transmision y el engranaje diferencial en los vetuculos motorizados y que se utilizan para transmitir la potencia generada en el motor por medio de un movimiento giratorio.
Dicha invencion se refiere a un tapon respirador interno bidireccional de aire filtrado que realiza el intercambio de aire entre el ambiente exterior y el interior de un arbol cardan, evita que el polvo y las impurezas no deseadas entren en el arbol cardan desde el ambiente exterior, y aumenta la vida util del arbol cardan.
Tecnica anterior
Los arboles cardan son los elementos auxiliares que operan entre el motor o la caja de transmision y el engranaje diferencial en los vetuculos motorizados y que se utilizan para transmitir la potencia generada en el motor por medio de un movimiento giratorio. Como se sabe, los arboles cardan constan de muchas partes. Dos de dichas partes son el arbol de horquilla y la horquilla de manguito. El arbol de horquilla y la horquilla de manguito se encuentran entre los elementos unitarios del arbol cardan, que funcionan de manera redproca e igual. El arbol de horquilla tiene una forma de ranura macho en la periferia del diametro exterior del mismo, mientras que la horquilla de manguito tiene una forma de ranura hembra en la periferia del diametro interior del mismo. Gracias a que dicha forma de ranura se complementa mutuamente con la otra, se transmite el par del motor. Mientras se transmite el par, el cambio de distancia resultante (x, y, z) que surge entre dos ejes, un eje y una caja de cambios, o caja de transferencia, como resultado de las fuerzas aplicadas a la rueda del vehfculo segun las condiciones de la carretera, se compensa por medio del movimiento de deslizamiento axial y relativo del arbol de horquilla y de la horquilla de manguito gracias de nuevo a la forma de ranura.
Segun las descripciones mencionadas anteriormente, se produce un volumen interior cerrado dentro de la horquilla de manguito y entre el mismo y el arbol de horquilla. El volumen interior se expande o se estrecha segun la direccion positiva o negativa del movimiento de deslizamiento en comparacion con el eje de deslizamiento. Mientras que el aire del interior debe descargarse durante el estrechamiento del volumen, el aire debe tomarse desde el exterior durante la expansion de dicho volumen. Sin embargo, como el espacio entre las formas de ranura que crean el volumen interior es sensible, apenas se experimenta la entrada de aire de fuera a dentro, o viceversa.
En las aplicaciones presentes, las impurezas no deseadas, tales como el polvo, se llevan al sistema junto con el aire, mientras se proporciona circulacion de aire. Por lo tanto, las estructuras de ranura de los elementos unitarios resultan danadas y, por lo tanto, el arbol cardan no puede realizar su movimiento de deslizamiento en el transcurso del tiempo. Ademas, en las aplicaciones en las que se evitan que las impurezas puedan entrar en el interior desde el ambiente exterior, la circulacion de aire no se puede lograr a un nivel adecuado y, por lo tanto, el movimiento de deslizamiento se realiza lentamente o no se puede realizar. Por lo tanto, el arbol cardan no puede cumplir su funcion principal y tiene dificultades para realizar dicha funcion.
En las solicitudes de patente numeradas GB636304A y US4475737A, la circulacion de aire se proporciona a traves de un orificio. Por lo tanto, es altamente posible que se tomen impurezas no deseadas a traves de dicho orificio, especialmente durante el movimiento de deslizamiento, por medio del vacfo que se produce en el interior. En los documentos de patente numerados US8734261B1 y US6348002B1, se utiliza una cubierta; sin embargo, aqrn se experimenta una circulacion inadecuada.
El documento de patente US 2011/0005629 (R.J. Ostrander) muestra un tapon respirador bidireccional como se describe en el preambulo de la reivindicacion 1.
Descripcion de la presente invencion
El objeto de la presente invencion es describir una realizacion de un tapon respirador interno bidireccional de aire filtrado entre el arbol cardan y el ambiente exterior que evita que el polvo y las impurezas no deseadas entren en el arbol cardan desde el ambiente exterior y proporciona circulacion de aire.
Un objeto de la presente invencion es aumentar la vida util del arbol cardan gracias al tapon respirador interno bidireccional de aire filtrado.
Otro objeto de la presente invencion es llevar aire al sistema y descargar el aire del sistema al exterior por medio de un tapon respirador interno bidireccional de aire filtrado y, por lo tanto, filtrar impurezas no deseadas tales como polvo, suciedad, agua y similares.
Otro objeto de la presente invencion es evitar danos ffsicos tales como la abrasion en las formas de ranura de elementos unitarios que realizan un movimiento de deslizamiento, ya que se evita la entrada de impurezas tales como polvo y etc. dentro del sistema.
Otro objeto de la presente invencion es permitir el uso de dicha realizacion en diferentes realizaciones que requieren circulacion de aire aparte de los arboles cardan.
Otro objeto de la presente invencion es proporcionar un funcionamiento efectivo mediante la igualacion de la presion negativa y positiva durante el movimiento de deslizamiento lineal axial realizado por las partes del arbol cardan, tomando aire del ambiente externo y descargando aire hacia el ambiente exterior.
Con el fin de lograr los objetivos mencionados anteriormente, la presente invencion es un tapon respirador bidireccional que evita la entrada de polvo e impurezas no deseadas dentro del arbol cardan desde el ambiente exterior, y cuya horquilla de manguito esta adaptada en la pared de montaje de la abertura de horquilla, caracterizado por que comprende;
- un cuerpo principal que tiene un alojamiento de filtro fijado a la pared de montaje de la abertura de horquilla de dicho manguito de horquilla,
- un filtro colocado en el alojamiento de filtro de dicho cuerpo principal,
- una lamina de filtro colocada en el alojamiento de filtro de dicho cuerpo principal al incrustarse y con orificios de aire en el mismo,
- y una cubierta montada en dicha lamina de filtro encajandola en el eje de montaje.
Figuras para facilitar la comprension de la presente invencion
La figura 1 es la vista en seccion bidimensional lateral de la realizacion de un tapon respirador bidireccional segun la presente invencion, que esta adaptado a la horquilla de manguito del arbol cardan.
La figura 2 es la vista montada bidimensional del arbol de horquilla y de la horquilla de manguito del arbol cardan. La figura 3 es la vista montada en seccion tomada de cerca de la realizacion de un tapon respirador bidireccional segun la presente invencion junto con la horquilla de manguito.
La figura 4 es la vista en perspectiva individual de la realizacion bidireccional del tapon respirador bidireccional segun la presente invencion.
La figura 5 es la vista en seccion bidimensional individual de la realizacion de un tapon respirador bidireccional segun la presente invencion.
La figura 6 es la vista desmontada en perspectiva individual de la realizacion de un tapon respirador bidireccional segun la presente invencion.
La figura 7 es la vista desmontada en seccion bidimensional de la realizacion de un tapon respirador bidireccional segun la presente invencion.
La figura 8 es la vista en detalle de los canales de aire conicos formados en la cubierta.
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Descripcion detallada de la presente invencion
En las figuras 1 y 3, se ilustra la vista de un tapon respirador bidireccional (20), que evita la entrada de polvo e impurezas no deseadas en el arbol cardan (10) desde el ambiente exterior, y la horquilla de manguito (12) que esta adaptada en la pared de montaje (17) de la abertura de horquilla (16).
El tapon respirador bidireccional (20) comprende un cuerpo principal (21) que tiene un alojamiento de filtro (25) fijado a la pared de montaje (17) de la abertura de horquilla (16) de dicha horquilla de manguito (12). Hay un filtro (22) colocado en el alojamiento de filtro (25) del cuerpo principal (21) y la lamina de filtro (23) incrustada en el eje de montaje (X) en el alojamiento de filtro en dicho cuerpo principal (21), y que comprende unos orificios de aire (26) formados en el mismo. Ademas, la realizacion comprende una cubierta (24) que esta fijada en dicha lamina de filtro (23) encajandola en el eje de montaje (X).
La lamina de filtro (23) comprende una protuberancia de cojinete (23.2) que se centra en el alojamiento de filtro (25). Unos rebajos (27) estan formados en el cuerpo (21) para permitir que el aire pase a traves de los orificios de aire (26) en la lamina de filtro (23) y alcance el filtro (22). Ademas, la cubierta (24) comprende bordes doblados (24.1) formados en los bordes de la superficie inferior y un canal de posicionamiento (24.2) que agarra la lamina de filtro (23) por medio de dichos bordes doblados (24.1). Dicha lamina de filtro (23) tiene unos bordes de posicionamiento (23.1) encerrados en el canal de posicionamiento (24.2). Sin embargo, la cubierta (24) tambien puede estar fijada a la lamina de filtro (23) mediante metodos de adherencia o miembros de conexion. Esta comprende colocar la pared (28) en el cuerpo (21), en donde se coloca la cubierta (24) integrada con la lamina de filtro (23) y los bordes doblados del fondo (21.1), que coloca dicho filtro (22) en el alojamiento de filtro (25). Al mismo tiempo, los bordes de posicionamiento (23.1) tienen una forma de S (23.3). Esta comprende un area de influencia de orificio (P) que se produce gracias a dicha forma de S (23.3) y permite que el aire se descargue facilmente y complica la entrada de aire de fuera a dentro.
El cuerpo (21) esta hecho de material laminar y el elemento principal de la realizacion, que materializa los otros elementos unitarios. El tapon respirador bidireccional (20) se puede fijar mediante un ajuste apretado a la horquilla de manguito (12) y luego, mediante el metodo de apilado o soldadura. Por ejemplo, como puede entenderse a partir de la vista en seccion de la figura 5, la cubierta (24) esta fijada a la lamina de filtro (23) por medio de un canal de posicionamiento (24.2) formado mediante bordes doblados (24.1). Opcionalmente, se puede fijar mediante metodos de adhesion o miembros de conexion.
La estructura del crater, es decir, las superficies rebajadas (27), se disponen en el cuerpo (21) en las areas que miran hacia los orificios de aire (26) en la lamina de filtro (23). Ademas, la superficie sobre la cual se proporciona la estructura rebajada (27), crea un angulo con el plano horizontal cuando se requiere. Gracias a dicho angulo, resultan mas faciles la entrada y descarga de aire. Gracias a la estructura del rebajo (27) en forma de crater, el aire alcanza el filtro (22) al atravesar los orificios de aire (26) dispuestos perifericamente en la lamina de filtro (23), y se experimenta la situacion opuesta exacta para el aire descargado. Luego, el aire se introduce en el sistema y se descarga del sistema al atravesar el filtro (22).
Se proporciona una forma de “S” (23.3) que comienza en el diametro ancho del cuerpo (21). Gracias a la estructura de rebajo (27) dispuesta en el cuerpo (21) junto con dicha forma, se logra una integridad entre la forma de “S” (23.3 en la lamina de filtro (23) y los bordes doblados (24.1) en la cubierta y se crea el area de influencia de orificio (P) donde se produce el efecto de orificio. Gracias al efecto de orificio, se logra la conveniencia en la descarga de aire desde el sistema hacia el exterior, mientras se complica la entrada de aire de fuera a dentro. Por lo tanto, los factores indeseables, tales como el agua, se mantienen alejados del sistema. De manera similar, la forma de “S” (23.3) del cuerpo (21) y los canales de aire conicos (24.4) dispuestos perifericamente en la cubierta (24) y que tienen un volumen que se expande de fuera a dentro, proporcionan integridad entre ellos y crean un area de influencia de orificio (P) en el volumen interior, donde se produce el efecto de orificio.
El filtro esta montado en el alojamiento de filtro (25) que es la seccion extrema del cuerpo (21) con un diametro inferior, por medio del metodo de ajuste. El filtro (22) esta encerrado y fijado en el cuerpo (21) gracias a la lamina de filtro (23) desde los bordes doblados superior e inferior (21.1) con una forma conica estrecha en la seccion extrema del cuerpo (21) desde la parte inferior. Por lo tanto, el cuerpo (21) sirve como un cojinete para el filtro (22).
El aceite de grasa se utiliza para facilitar el movimiento de deslizamiento en los arboles cardan y evitar que las formas de ranura de los elementos unitarios se danen debido a la friccion durante dicho movimiento. El filtro (22) se utiliza en el tapon respirador bidireccional (20) para evitar que el polvo y cualesquiera impurezas entren en la grasa utilizada y en el sistema mediante la circulacion de aire. Un filtro (22) fabricado mediante sinterizacion puede usarse como filtro y tambien puede usarse un filtro que comprende miembros de filtracion tales como una esponja, alambre y similares. Segun la estructura del miembro utilizado, el filtro puede tener tamanos y caractensticas geometricas diferentes. En las figuras, el filtro de sinterizacion (22) se usa como ejemplo. Se puede elegir opcionalmente el diametro de los polvos utilizados en la produccion del filtro de sinterizacion (22).
La lamina de filtro (23) encierra y fija el filtro (22) entre los mismos y el cuerpo (21). Por otro lado, el flujo de aire de fuera a dentro del filtro y desde el filtro al sistema o viceversa se logra por medio de los orificios de aire (26) en el filtro y la compuerta de flujo de aire (23.4) en su diametro interior.
La cubierta (24) hecha de material elastomerico cubre la parte superior del cuerpo (21) y protege el sistema contra factores externos. Permite la entrada y descarga de aire gracias a los canales de aire conicos (24.4) dispuestos en su seccion inferior. Los canales de aire tienen una estructura conica que se estrecha desde el centro hasta el diametro exterior de la cubierta (24) y crean un efecto de orificio gracias a dicha estructura. Si bien el efecto de orificio hace que la descarga de aire al exterior sea mas facil gracias al cambio de presion, complica la entrada al interior de factores tales como el agua y similares. Las protuberancias laterales (29) en el cuerpo (21) estan configuradas para crear un angulo recto con el plano de montaje (Y) en comparacion con el eje de montaje (X) (vease la figura 5). Ademas, el angular de posicionamiento (24.3), que tiene el mismo angulo con las protuberancias laterales (29), se forma en la cubierta (24).
Gracias al estrechamiento periferico hacia el centro de la estructura de pared, la cubierta (24) permite que el volumen interior se estreche mediante un movimiento interior flexible y facil durante el vado del sistema y, por lo tanto, la presion del vado aumenta y el aire exterior penetra en el sistema de una manera facil y rapida. Ademas, se reduce el volumen interior de la realizacion y el aire se descarga facilmente gracias a su estructura concava. Los bordes de posicionamiento (23.1) de la lamina de filtro (23) se encajan en el canal de posicionamiento periferico (24.2) en la seccion interior de la cubierta (24) al flexionar la cubierta y, por lo tanto, se logra el montaje (ya que la cubierta esta hecha de material elastomerico, la lamina de filtro se encaja en el canal flexionando la cubierta).

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Tapon respirador bidireccional (20), que evita la entrada de polvo e impurezas no deseadas dentro de la horquilla de manguito (12) de un arbol cardan (l0) procedentes del ambiente exterior, estando adaptado el tapon (20) para su montaje en la pared de montaje (17) de la abertura de horquilla (16), caracterizado por comprender:
- un cuerpo principal (21) que tiene un alojamiento de filtro (25) fijado a la pared de montaje (17) de la abertura de horquilla (16) de dicha horquilla de manguito (12),
- un filtro (22) colocado en el alojamiento de filtro (25) de dicho cuerpo principal (21),
- una lamina de filtro (23) incrustada en el eje de montaje (X) dentro del alojamiento de filtro en dicho cuerpo principal (21) y que comprende unos orificios de aire (26) formados en el mismo,
- una cubierta (24) que se fija en la lamina de filtro (23) encajandola en el eje de montaje (X),
- unos canales de aire conicos (24.4) dispuestos perifericamente en la superficie inferior de dicha cubierta (24) y con un volumen que se expande de fuera a dentro.
2. Tapon respirador bidireccional (20) segun la reivindicacion 1, caracterizado por que comprende una protuberancia de cojinete (23.2) que centra dicha lamina de filtro (23) con respecto al alojamiento de filtro (25).
3. Tapon respirador bidireccional (20) segun la reivindicacion 1, caracterizado por que comprende unos rebajos (27) formados en el cuerpo (21) para permitir que el aire atraviese los orificios de aire (26) en la lamina de filtro (23) y alcance el filtro (22).
4. Tapon respirador bidireccional (20) segun la reivindicacion 1, caracterizado por que comprende bordes doblados (24.1) formados en los bordes de la superficie inferior de dicha cubierta (24).
5. Tapon respirador bidireccional (20) segun la reivindicacion 1, caracterizado por que comprende un area de influencia de orificio (P) que se produce gracias a dichos canales de aire conicos (24.4) y permite que el aire se descargue facilmente y complica la entrada de aire de fuera a dentro.
6. Tapon respirador bidireccional (20) segun la reivindicacion 4, caracterizado por que la cubierta (24) comprende un canal de posicionamiento (24.2) al que se fija la lamina de filtro (23) mediante dichos bordes doblados (24.1) de la misma.
7. Tapon respirador bidireccional (20) segun la reivindicacion 6, caracterizado por que la lamina de filtro (23) comprende bordes de posicionamiento (23.1) que estan encerrados en el canal de posicionamiento (24.2) de dicha cubierta (24) y la lamina de filtro (23) fijada a dicha cubierta (24) por medio de metodos de adherencia o miembros de conexion.
8. Tapon respirador bidireccional (20) segun la reivindicacion 1, caracterizado por que el cuerpo (21) comprende una pared (28), en la que se coloca la cubierta (24) integrada con la lamina de filtro (23).
9. Tapon respirador bidireccional (20) segun la reivindicacion 1, caracterizado por que el cuerpo principal (21) comprende bordes doblados inferiores (21.1) que colocan dicho filtro (22) en el alojamiento de filtro (25).
10. Tapon respirador bidireccional (20) segun la reivindicacion 7, caracterizado por que los bordes de posicionamiento (23.1) de dicha lamina de filtro (23) tienen forma de S (23.3).
11. Tapon respirador bidireccional (20) segun la reivindicacion 10, caracterizado por que comprende un area de influencia de orificio (P) que se produce gracias a dicha forma de S (23.3) y permite que el aire se descargue facilmente y complica la entrada de aire de fuera a dentro.
12. Tapon respirador bidireccional (20) segun la reivindicacion 1, caracterizado por que dicha lamina de filtro (23) comprende una compuerta de flujo de aire (23.4) que permite un flujo de aire de fuera a dentro del filtro (22) y desde aqrn hasta el sistema o viceversa.
13. Tapon respirador bidireccional (20) segun la reivindicacion 1, caracterizado por que el cuerpo principal (21) comprende protuberancias laterales (29) configuradas para crear un angulo recto con el plano de montaje (Y) en comparacion con dicho eje de montaje ortogonal (X).
14. Tapon respirador bidireccional (20) segun la reivindicacion 13, caracterizado por que la cubierta (24) comprende un angular de posicionamiento (24.3) que tiene el mismo angulo con dichas protuberancias laterales (29).
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