ES2924868T3

ES2924868T3 - Disposición de sellado

Info

Publication number: ES2924868T3
Application number: ES18710418T
Authority: ES
Inventors: Holger Jordan; Mandy Wilke
Original assignee: Trelleborg Sealing Solutions Germany GmbH
Current assignee: Trelleborg Sealing Solutions Germany GmbH
Priority date: 2017-03-16
Filing date: 2018-03-07
Publication date: 2022-10-11
Anticipated expiration: 2038-03-07
Also published as: US11920681B2; DK3596363T3; CN110537044A; KR102347104B1; US20190390774A1; EP3596363B1; JP2020512510A; KR20200008108A; JP7014815B2; CN110537044B; EP3596363A1; HUE059539T2; PL3596363T3; DE102017204374A1; WO2018166863A1; BR112019019020A2

Abstract

La invención se refiere a un conjunto de sellado que comprende lo siguiente: - - un primer y un segundo elemento de máquina (12, 14) que están separados entre sí, formando así un espacio de sellado (18) dispuesto entre los dos elementos de máquina (12, 14), y que están dispuestos de manera móvil entre sí a lo largo/alrededor de un eje de movimiento (16), - - un sello (20) para sellar un espacio de sellado (18) lado de alta presión H, al que se puede aplicar presión mediante medio de un fluido, desde un espacio de sellado (18) lado N de baja presión; y - - un anillo de soporte (30) con un primer flanco lateral (36) que mira hacia el lado de alta presión H y que está curvado de manera convexa hacia el lado de alta presión H al menos en algunas secciones o que discurre en diagonal con respecto al eje de movimiento (16) de los dos elementos de máquina (12, 14) al menos en algunas secciones para formar un ángulo agudo a, ß , donde - - el sello (20) tiene una parte de sujeción (22) y en al menos un labio de sellado primario (24) que se extiende alejándose de la parte de sujeción (22) en el lado de alta presión y que se apoya en una superficie de sellado (28) del segundo elemento de máquina (14) de manera sellada dinámicamente. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Disposición de sellado

La invención se refiere a una disposición de sellado con un primer y con un segundo elemento de la máquina, que están dispuestos a una distancia entre sí, formando un espacio de sellado dispuesto entre los dos elementos de la máquina, y que se pueden mover entre sí de manera relativa a lo largo/alrededor de un eje de movimiento. Un sellado sirve para sellar un lado de alta presión, que se puede presurizar, del espacio de sellado con respecto a un lado de baja presión del espacio de sellado. La disposición de sellado comprende, por lo tanto, un anillo de soporte para el sellado.

Tales disposiciones de sellado se han establecido en la práctica en un gran número de aplicaciones técnicas y se pueden encontrar en unidades de pistón y cilindro, por ejemplo, para aplicaciones hidráulicas, así como en ejes de transmisión. Sellados similares son conocidos de los documentos US 4 067 584 A, DE 199 06 733 A1, DE 10 2014 214684 A1, DE 202016 102691 U1 y JP 2005023966 A.

Las disposiciones de sellado deben cumplir requisitos cada vez más altos en cuanto a la estanqueidad y la vida útil del sellado utilizado, con gastos de producción reducidos. Por lo tanto, el objetivo de la invención es especificar una disposición de sellado particularmente sencilla, pero al mismo tiempo altamente resistente y de manera económica de producir.

El objetivo relacionado con la disposición de sellado se resuelve mediante una disposición de sellado con las características especificadas en la reivindicación 1. Los desarrollos de la invención se especifican en las reivindicaciones dependientes, así como en la descripción.

La disposición de sellado de acuerdo con la invención se caracteriza por que, el anillo de soporte presenta un primer flanco lateral que está orientado hacia el lado de alta presión, que está al menos por secciones curvado de manera convexa hacia el lado de alta presión H o, que está dispuesto al menos por secciones discurriendo de forma oblicua con respecto al eje de movimiento bajo un ángulo agudo a, p. El sellado presenta una sección de sujeción y al menos un labio de sellado primario, que se extiende alejándose de la primera sección de sujeción y el cual se apoya de forma dinámicamente sellante en una superficie de sellado del segundo elemento de la máquina. El labio de sellado primario se apoya directamente en una gran parte de su extensión longitudinal, en el lado de baja presión en el primer flanco lateral del anillo de soporte y está soportado directamente en este flanco lateral del anillo de soporte. La sección de sujeción del sellado está dispuesta de manera sujeta entre el anillo de soporte y el primer elemento de la máquina en un ajuste a presión radial y se apoya directa o indirectamente en el primer elemento de la máquina de forma estáticamente sellante.

La disposición de sellado de acuerdo con la invención es económica de producir y de montar. El sellado presenta una alta capacidad de sellado. Debido a que el labio de sellado primario se apoya directamente en el primer flanco lateral del anillo de soporte en una gran parte, preferentemente más del 80% de su extensión longitudinal, y está soportado en éste en el lado de baja presión, el labio de sellado primario puede estar protegido de manera fiable contra sobrecargas mecánicas o térmicas durante el uso operativo. Por un lado, el anillo de soporte garantiza un soporte de manera fiable en dirección sobre el lado de baja presión y, por lo tanto, una protección contra la deformación del labio de sellado primario con una presurización del lado de alta presión H de la disposición de sellado. De este modo se puede contrarrestar de manera fiable una extrusión del labio de sellado primario en el espacio de sellado. Debido al labio de sellado primario discurriendo tanto en dirección axial como en dirección radial, dispuesto en el caso de un sellado sellante radial (= anillo de sellado radial), éste puede equilibrar o compensar de manera limitada una excentricidad de los dos elementos de la máquina o, en el caso de un sellado sellante axial, también puede equilibrar o compensar de manera limitada movimientos relativos dirigidos de los dos elementos de la máquina, sin que esto lleva a un deterioro de la función sellante del sellado. Mediante el anillo de soporte se puede contrarrestar en este caso una presión excesiva de la superficie de contacto y, por lo tanto, propensa al desgaste del sellado o del borde del sellado y de la superficie de sellado, arrastrando la segunda parte de la máquina al anillo de soporte en dirección radial en el caso de un sellado sellante radial y en la dirección axial en el caso de un sellado sellante axial. Debido a que el primer flanco lateral del anillo de soporte está curvado hacia fuera hacia el lado de alta presión H o está realizado discurriendo de forma oblicua desde el lado de baja presión N en dirección sobre el lado de alta presión H hacia la superficie de sellado, el labio de sellado primario puede ser descargado de manera fiable en la zona de la superficie de contacto con la superficie de sellado o en la zona de su borde del sellado. Mediante el anillo de soporte también se puede evitar una presión excesiva en la superficie de contacto, con una presurización del lado de alta presión del espacio de sellado, con una presión operativa grande o muy grande, porque mediante el anillo de soporte está limitada una deformación excesiva del labio de sellado primario en la dirección sobre y contra la superficie de sellado del segundo elemento de la máquina.

De acuerdo con una forma de realización de la invención, el anillo de soporte puede estar dispuesto a una distancia del segundo elemento de la máquina, durante el funcionamiento normal de la disposición de sellado. En el caso de un sellado dinámicamente sellante en dirección radial, una ligera excentricidad de uno o de los dos elementos de la máquina y, en el caso de un sellado dinámicamente sellante en dirección axial, ligeros movimientos relativos axiales no llevan directa o inmediatamente a un contacto del anillo de soporte mediante el elemento de la máquina que presenta la superficie de sellado.

Si, de acuerdo con una forma de realización alternativa de la invención, el anillo de soporte se apoya directamente en el segundo elemento de la máquina, así se puede conseguir, de este modo, un comportamiento de respuesta particularmente sensible del anillo de soporte a una excentricidad o a un movimiento relativo axial de los elementos de la máquina y, por lo tanto, una protección especialmente fiable del labio de sellado primario contra sobrecargas mecánicas/térmicas. Mediante tal contacto permanente del anillo de soporte con la superficie de sellado, el sellado además se puede proteger de manera fiable contra una fuga (“Blowby”) o una extrusión no deseada en el espacio de sellado, incluso en aplicaciones de alta presión y aplicaciones de muy alta presión de la disposición de sellado.

De acuerdo con la invención, el anillo de soporte puede presentar triboestructuras en su lado orientado hacia la superficie de sellado del segundo elemento de la máquina. Debido a tales triboestructuras se puede mejorar, por un lado, la capacidad de retorno, es decir, la denominada capacidad de arrastre de retorno, del dispositivo de sellado con respecto al fluido que ha llegado desde el lado de alta presión H sobre el lado de baja presión N del labio de sellado primario. Al mismo tiempo, se puede mejorar aún más, por lo tanto, la lubricación y refrigeración del labio de sellado en la zona de la superficie de contacto con la superficie de sellado. Se debe considerar, que las triboestructuras están dispuestas en el lado circunferencial interior en un sellado radial que sella por dentro (en dirección radial) y en el lado circunferencial exterior en un sellado radial que sella por fuera (en dirección radial). En un sellado axial, las triboestructuras están dispuestas en el lado superior o inferior del sellado.

De acuerdo con un desarrollo preferente de la invención, el anillo de soporte o el sellado está provisto de una proyección de perfil, que se extiende alejándose del anillo de soporte o el sellado hasta un rebaje del otro componente respectivo que corresponde a la proyección de perfil. De este modo, el sellado se puede acoplar con el anillo de soporte de forma resistente a la torsión y se puede asegurar contra un deslizamiento no deseado del anillo de soporte. Esto es ventajoso para la seguridad operativa de la disposición de sellado y permite simplificar aún más un montaje de la disposición de sellado. La proyección de perfil puede estar dispuesta de manera sujeta en el rebaje con ajuste de forma y/o ajuste de fuerza. El anillo de soporte y/o el anillo de sellado presentan de forma especialmente preferente varios de tales proyecciones de perfil y rebajes. Las proyecciones de perfil están dispuestas, por lo tanto, preferentemente a una distancia entre sí, en la dirección circunferencial del sellado. Las proyecciones de perfil también pueden estar dispuestos desplazados entre sí en varias filas en el anillo de soporte o en el sellado. De manera alternativa, el anillo de soporte también puede presentar proyecciones de perfil, que están realizados en forma de elementos de garra, que se agarran en el material del sellado. Por lo tanto, el sellado no tiene que presentar rebajes prefabricados para las proyecciones de perfil, lo que puede reducir los gastos de producción y se puede simplificar aún más el montaje de la disposición de sellado. Las proyecciones de perfil del anillo de soporte, que están diseñados como elementos de garra, se pueden agarrar en el sellado, por lo tanto, desplazándolo o, también, con una destrucción local del material de sellado, es decir, con unos cortes de los elementos de garra en el material del sellado. De acuerdo con la invención, las proyecciones de perfil pueden estar realizadas en particular en forma de cono puntiagudo o también en forma de pirámide.

De acuerdo con la invención, el sellado puede comprender un labio de sellado secundario o un labio rascador, que se apoya en la superficie de sellado del segundo elemento de la máquina. El labio rascador se diferencia del labio de sellado secundario esencialmente con respecto al ángulo de la superficie de contacto de su borde del sellado. En el caso del labio rascador, el ángulo de la superficie de contacto en el lado de baja presión es mayor que el ángulo de la superficie de contacto en el lado de alta presión. En el caso del labio de sellado secundario, el ángulo de la superficie de contacto del lado de alta presión es mayor que el ángulo de la superficie de contacto del lado de baja presión. A este respecto, el anillo de soporte presenta preferentemente un segundo flanco lateral orientado hacia el lado de baja presión N, que está al menos por secciones de manera convexa hacia el lado de baja presión o está dispuesto discurriendo de forma oblicua bajo un ángulo agudo con respecto el eje de movimiento. A este respecto, el labio de sellado secundario o el labio rascador ventajosamente se apoya directamente en el segundo flanco lateral del anillo de soporte y está soportado en éste en el lado de alta presión. En el caso de un labio de sellado secundario, el sellado se puede realizar en el sentido de un sellado en tándem, una protección especial de manera fiable contra una transferencia no deseada de un fluido dispuesto en el lado de alta presión sobre el lado de baja presión. En el caso de un labio rascador, se puede contrarrestar una entrada no deseada de contaminantes tales como partículas de suciedad, agua, etc. sobre el lado de alta presión del espacio de sellado, en particular en el caso de un movimiento relativo de traslación de los dos elementos de la máquina a lo largo del eje de movimiento.

De acuerdo con la invención, el labio de sellado secundario o el labio rascador se apoya preferentemente en una gran parte, directamente en el segundo flanco lateral del anillo de soporte, preferentemente más del 80%, y está soportado en éste. De esta manera, en el caso de un movimiento relativo de traslación de los dos elementos de la máquina, se puede contrarrestar un giro no deseado del labio rascador o del labio de sellado y, por lo tanto, una pérdida de función del mismo. Además, el labio de sellado secundario (o también el labio rascador) puede realizar una función de sellado incluso en el caso de una inversión de la presión en el espacio de sellado, es decir, una presurización del lado de baja presión con una presión mayor con respecto a la presión operativa en el lado de alta presión.

El labio de sellado primario o el labio rascador/labio de sellado secundario del sellado pueden estar provistos cada uno de un elemento de pretensado elásticamente deformable, por medio del cual el respectivo labio de sellado primario o el labio de sellado secundario/labio rascador está pretensado contra la superficie de sellado del segundo elemento de la máquina. De esta manera, la función de sellado o rascado de los componentes se puede incrementar aún más. El elemento de pretensado elásticamente deformable puede ser un elastómero o un anillo de goma o un resorte toroidal o similar.

El sellado está realizado de una sola pieza. Esto ofrece ventajas de técnica de fabricación y permite un montaje y mantenimiento especialmente sencillos de la disposición de sellado.

Entre el sellado y el primer elemento de la máquina está dispuesto un disco de sujeción de un material elásticamente deformable, que se apoya directamente en el primer elemento de la máquina de forma estáticamente sellante. El disco de sujeción consiste preferentemente de un elastómero o de goma. Con este tipo de construcción, se puede conseguir un sellado fiable del espacio de sellado con respecto al primer elemento de la máquina, incluso cuando se usa un material de sellado que es menos adecuado para propósitos de sellado estáticos.

El sellado está tensado contra el anillo de soporte, al menos por secciones en dirección radial y axial mediante el disco de sujeción. En este caso, el disco de sujeción presenta entonces una doble función, como un elemento de sujeción o tensado. De esta manera, el montaje del sellado o de la disposición de sellado se puede simplificar aún más. De esta manera, el sellado ya puede ser fijado en el anillo de soporte por medio del disco de sujeción en el anillo de soporte, antes de la instalación del sellado en la disposición de sellado, y así proporcionar una unidad de montaje o sellado manejable conjuntamente.

De acuerdo con la invención, el sellado puede consistir en particular de un material viscoso elástico, en particular de politetrafluoroetileno (PTFE) o de un compuesto de PTFE. De esta manera, las fuerzas de fricción que se producen entre el sellado y el segundo elemento de la máquina se pueden mantener bajas.

De acuerdo con la invención, el anillo de soporte puede consistir en metal o de una aleación de metal, en particular de acero o de bronce, de un duroplástico, de un termoplástico o de un material cerámico.

La invención se explica con más detalle a continuación con referencia a ejemplos de realización reproducidos en el dibujo. Las formas de realización mostradas y descritas no se deben entender como una lista exhaustiva, sino que tienen un carácter a modo de ejemplo para la descripción de la invención.

En el dibujo muestran

la Fig. 1 una disposición de sellado, con un sellado realizado como anillo de sellado radial, que está soportado en un anillo de soporte en dirección axial y radial;

la Fig. 2 una disposición de sellado, con un sellado realizado como anillo de sellado radial, que además de un labio de sellado primario presenta un labio de sellado secundario o un labio rascador dispuesto en el lado de baja presión, en una representación en sección parcial;

la Fig. 3 una disposición de sellado, en la que el anillo de soporte presenta un rebaje en el lado de la superficie de sellado, que sirve como depósito de lubricante o agente de separación;

la Fig. 4 una disposición de sellado, en la que el anillo de soporte está provisto de triboestructuras en el lado de la superficie de sellado, para mejorar el comportamiento de arrastre de retorno de la disposición de sellado, en una representación en sección parcial;

la Fig. 5 una disposición de sellado, en la que el elemento de sellado se apoya en la superficie de sellado del segundo elemento de la máquina únicamente debido a la capacidad de recuperación elástica inherente de su material, en la que el sellado adicionalmente pretensado mediante el anillo de soporte se apoya de forma sellante (estáticamente) en el primer elemento de la máquina, en una representación en sección parcial;

la Fig. 6 una disposición de sellado, en la que el anillo de soporte presenta una forma de sección transversal hemisférica o esencialmente hemisférica, en una representación en sección parcial;

la Fig. 7 una disposición de sellado, en la que el sellado está dispuesto de manera sujeta en dirección axial y radial por medio de un disco de sujeción en el cuerpo de soporte, en la que el disco de sujeción consiste de un material deformable elásticamente de goma y está pretensado en dirección radial por medio del anillo de soporte en el primer elemento de la máquina en dirección radial y se apoya de forma estáticamente sellante, en una representación en sección parcial;

la Fig. 8 una disposición de sellado, similar a la disposición de sellado de acuerdo con la Fig. 7, en una representación en sección parcial;

la Fig. 9 una disposición de sellado, en la que el anillo de soporte presenta proyecciones de perfil puntiagudos, que se agarran en el material del sellado, en una representación en sección parcial;

la Fig. 10 una disposición de sellado, en la que el sellado está realizado en dos partes, en la que el anillo de soporte presenta una proyección central, que se comprime localmente en el material del disco de sujeción deformable elásticamente de goma, en una representación en sección parcial;

la Fig. 11 una disposición de sellado, en la que el sellado está realizado como anillo de sellado axial, en una representación en sección parcial; y

la Fig. 12 un diagrama de bloques con pasos de procedimiento individuales de un procedimiento para la producción de una disposición de sellado de acuerdo con la Fig. 7.

La Fig. 1 muestra una disposición de sellado 10 con un primer y un segundo elemento de la máquina 12, 14, que se pueden mover de manera relativa entre sí, alrededor o a lo largo de un eje de movimiento designado con 16. Entre los dos elementos de la máquina 12, 14 está diseñado un espacio de sellado 18. Para sellar un lado de alta presión H, que se puede presurizar con un fluido, del espacio de sellado 18 con respecto a un lado de baja presión N del espacio de sellado, sirve un sellado 20. El sellado 20 está realizado en el interior (dinámicamente) sellante en la dirección radial, aquí puramente a modo de ejemplo, y comprende una sección de sujeción 22 con un labio de sellado primario 24, que se extiende alejándose de la sección de sujeción 22 en el lado de alta presión, aquí en una dirección radial. Se entiende, que el sellado 20 también puede estar realizado en el exterior sellante en la dirección radial. El labio de sellado primario 24 presenta en un extremo un borde del sellado 26, sobre el cual el labio de sellado primario 24 del anillo de sellado 20 se apoya de forma dinámicamente sellante en una superficie de sellado 28 del segundo elemento de la máquina 14. Los ángulos de la superficie de contacto del borde del sellado son designados con Y1, Y2. El ángulo de la superficie de contacto Y1 abierto hacia el lado de alta presión es mayor, que el ángulo de la superficie de contacto Y2 abierto hacia el lado de baja presión. El sellado 20 puede consistir completa o parcialmente de un material deformable elásticamente de goma, en particular un elastómero, o de un material deformable elásticamente viscoso, como por ejemplo politetrafluoroetileno (PTFE) o un compuesto de PTFE.

La disposición de sellado 10 comprende además un anillo de soporte 30. El anillo de soporte 30 presente un gran módulo en comparación con el material del sellado 20. En otras palabras, el anillo de soporte 30 es rígido en sí mismo y dimensionalmente estable con respecto a las fuerzas que actúan sobre el anillo de soporte 30, durante el uso operativo de la disposición de sellado 10. A este respecto, el anillo de soporte 30 puede consistir en particular de metal, por ejemplo, bronce o acero, pero también de un duroplástico o un termoplástico. El anillo de soporte 30 también puede consistir de cerámica técnica.

El anillo de soporte 30 presenta un primer lado 32 orientado hacia el primer elemento de la máquina 12 y uno hacia el segundo elemento de la máquina 14, es decir, cuya superficie de sellado 28, orientada hacia el segundo lado 34. El primer lado 32 corresponde aquí a la superficie circunferencial radialmente exterior y el segundo lado a la superficie circunferencial radialmente interior del anillo de soporte 30. De acuerdo con la Fig. 1 el anillo de soporte 30 puede estar dispuesto ligeramente a una distancia (en funcionamiento normal) de la superficie de sellado 28 del segundo elemento de la máquina 14. En este caso, el anillo de soporte presenta un diámetro interior mayor (no designado) en comparación con el diámetro exterior del segundo elemento de la máquina. En este caso, el espacio de sellado 18 se reduce por lo tanto a un pequeño espacio libre 18a entre el segundo lado 34 del anillo de soporte 30 y la superficie de sellado 28. El espacio libre 18a se extiende paralelo a la superficie de sellado 28 por todo el ancho del anillo de soporte 30. Por espacio libre 18a se debe entender un volumen espacial, en el que no está dispuesto ningún componente de la disposición de sellado 10.

En sección transversal, el anillo de soporte 30 presenta un primer flanco lateral 36 orientado hacia el lado de alta presión H y un segundo flanco lateral 38 orientado hacia el lado de baja presión N. El primer flanco lateral 36 está dispuesto discurriendo de forma oblicua con respecto a la superficie de sellado 28 del segundo elemento de la máquina y encierra un ángulo a abierto hacia el lado de baja presión N con la superficie de sellado 28 o el eje de movimiento 16. El labio de sellado primario 24 del sellado 20 se apoya directamente en el primer flanco lateral 36 del anillo de soporte 30 y está soportado en éste en dirección del lado de baja presión N. De acuerdo con la Fig. 1, el segundo flanco lateral puede estar dispuesto discurriendo aproximadamente de forma ortogonal a la superficie de sellado 28.

La sección de sujeción 22 del sellado 20 está dispuesta de manera sujeta en un ajuste a presión (radial) entre el anillo de soporte 30 y el primer elemento de la máquina 12 y se apoya directamente en el primer elemento de la máquina 12 de forma estáticamente sellante. Para la fijación de la posición del sellado 20 con respecto al anillo de soporte 30, el sellado 20 presenta una pluralidad de proyecciones de perfil 40. Cada uno de las proyecciones de perfil 40 agarran en un rebaje correspondiente 42 del anillo de soporte 30. Las proyecciones de perfil 40 pueden estar dispuestas en el primer lado 32 o en el primer flanco lateral 36 del anillo de soporte 30.

Las proyecciones de perfil 40 así como los correspondientes rebajes 42 del anillo de soporte 30 están dispuestos en fila a una distancia entre sí en la dirección circunferencial del anillo de soporte 30 o del sellado. Mediante este agarre mutuo del sellado 20 y el anillo de soporte 30 se puede simplificar el montaje del sellado y evitar un deslizamiento no deseado del sellado 20 del anillo de soporte 30 durante el uso operativo. Además, de este modo, el sellado 20 se puede fijar de forma resistente a la torsión en el anillo de soporte 30.

Las proyecciones de perfil 40 del sellado pueden estar dispuestas de manera sujeta en el respectivo rebaje 42 del anillo de soporte 30, por ajuste de forma o por ajuste a presión. Se entiende, que como alternativa o adicionalmente, el anillo de soporte 30 también puede estar provisto de tales proyecciones de perfil 40, que agarran en los correspondientes rebajes del sellado 20. El anillo de soporte 30 y el sellado pueden estar pegados entre sí, si es necesario, por ejemplo, en la zona de las proyecciones de perfil/los rebajes.

El anillo de soporte 30 sirve como una guía, estabilización y una protección del sellado 20 de sobrecargas mecánicas o térmicas durante el uso operativo. Por un lado, el anillo de soporte 30 garantiza un soporte fiable y, por lo tanto, una protección contra la deformación del labio de sellado primario 24, con una presurización del lado de alta presión H con una presión operativa P. Ventajosamente, el labio de sellado primario 24 del sellado 20 se apoya en el primer flanco lateral 36 del anillo de soporte 30 en una gran parte, preferentemente más del 80%, de su extensión longitudinal. Debido al labio de sellado primario 24 que está dispuesto discurriendo en la dirección axial, así como radial, puede equilibrar o compensar de forma limitada una excentricidad menor de los dos elementos de la máquina 12, 14, sin que por ello se perjudique la función sellante del sellado 20. Mediante el anillo de soporte 30 se puede contrarrestar una presión excesiva de la superficie de contacto del sellado 20 o del borde del sellado 26 y de la superficie de sellado 28. Por ejemplo, si el segundo elemento de la máquina 14 que presenta la superficie de sellado 28 presenta una excentricidad, entonces la superficie de sellado 28 puede golpear en el anillo de soporte 30 y arrastrarlo con él en dirección radial. Debido a que el primer flanco lateral 36 realizado discurriendo de forma oblicua desde el lado de baja presión N en dirección al lado de alta presión H hacia la superficie de sellado, el labio de sellado primario 24 puede a su vez ser arrastrado de manera fiable por el anillo de soporte (por secciones) 30 en dirección radial y rebajada en la zona de su borde del sellado 26.

El labio de sellado primario 24 con su borde del sellado 26 puede estar pretensado por medio de un elemento de pretensado elásticamente deformable 44 contra la superficie de sellado 28 del segundo elemento de la máquina 14. De acuerdo con la Fig. 1, el elemento de pretensado 44 puede estar realizado, por lo tanto, como un resorte toroidal o alternativamente como un elastómero o anillo de goma.

El primer elemento de la máquina 12 puede presentar una estructura de sujeción del sellado en forma de una ranura de sujeción 46 con una base de la ranura 48 y al menos un flanco de ranura 50 para el sellado 20. En el caso de un sellado 20 radialmente sellante, la sección de sujeción del sellado 20 se apoya, por lo tanto, en dirección radial en la base de la ranura 48 de la ranura de sujeción 46 de forma estáticamente sellante. La disposición de sellado además puede presentar un anillo de seguridad 52, que es conocido en sí.

La Fig. 2 muestra otra disposición de sellado 10, que se difiere del ejemplo de realización mostrado en la Fig. 1 esencialmente en que el sellado 20 presenta un labio rascador 54 o un labio de sellado secundario 54' que se representa con una línea discontinua. En los otros ejemplos de realización mostrados en el dibujo, se muestra uniformemente un labio rascador 54 por razones de representación, que también se debe considerar representativo para la forma de realización alternativa de un labio de sellado secundario 54' representado en la Fig. 2 con una línea discontinua. El labio rascador 54 se difiere del labio de sellado secundario 54' con respecto a sus ángulos de la superficie de contacto Y1, Y2. En el caso del labio rascador 54, el ángulo de la superficie de contacto Y1 del lado de alta presión es menor que el ángulo de la superficie de contacto Y2 del lado de baja presión. En el caso del labio de sellado secundario 54', el ángulo de la superficie de contacto Y1 del lado de alta presión es mayor que el ángulo de la superficie de contacto Y2 del lado de baja presión. El labio rascador 54 o el labio de sellado secundario 54' y el labio de sellado primario 24 están unidos entre sí en una sola pieza a través de la sección común de sujeción 22 del sellado 20. El labio de sellado primario 24 se extiende alejándose aquí de la sección de sujeción 22 en dirección radial y se apoya con su borde del sellado 26 en la superficie de sellado 28 del segundo elemento de la máquina 14 de forma dinámicamente sellante. El anillo de soporte 30 puede presentar una forma de sección transversal trapezoidal. El segundo flanco lateral 38 del anillo de soporte 30 en el lado de baja presión está dispuesto discurriendo de forma oblicua a la superficie de sellado 28 o al eje de movimiento 16 y encierra con éste un ángulo p abierto hacia el lado de alta presión H. El ángulo p está ventajosamente entre 45° y 80°, preferentemente aproximadamente 70°. El ángulo a y el ángulo p aquí se corresponden entre sí o se corresponden esencialmente entre sí.

El labio de sellado primario 24 se apoya directamente en el primer flanco lateral 36 del anillo de soporte 30 y está soportado en este lado de baja presión en dirección axial, así como también en dirección radial. El labio rascador 54 o el labio de sellado secundario 54' se apoya de manera correspondiente en el labio de sellado primario 24, en más del 80 % de su extensión longitudinal en el segundo flanco lateral 38 del anillo de soporte y está soportado en éste en dirección radial y axial (hacia el lado de alta presión H). El labio de sellado primario como también el labio rascador/labio de sellado secundario 24, 54, 54' pueden estar apoyados cada uno en la superficie de sellado del segundo elemento de la máquina 14 pretensados mediante un elemento de pretensado 44 elásticamente deformable, aquí un resorte toroidal, de forma sellante (dinámicamente). En la disposición de sellado mostrada en la Fig. 2, los dos labios de sellado delimitan el espacio libre 18a en dirección axial. Este espacio libre 18a puede servir como depósito de lubricante o similar.

El anillo de soporte 30 puede, en su segundo lado 34 en su lado de la superficie de sellado, de acuerdo con la Fig. 3 presentar una o más rebajes 56, en particular, ranuras de anillo, que están realizados cada uno abiertos hacia la superficie de sellado 28. Cada rebaje 56 puede servir como un depósito para un lubricante o un agente de separación o sellado líquido (no mostrado). Por ejemplo, se puede usar un aceite de silicona u otro líquido adecuado como agente de separación.

El anillo de soporte 30 de la disposición de sellado 10 puede, de acuerdo con el ejemplo de realización de la Fig. 4, estar apoyado en la superficie de sellado 28 del segundo elemento de la máquina 14. En el caso de un sellado sellante en dirección radial, el anillo de soporte se apoya en la superficie de sellado del segundo elemento de la máquina 14 en dirección radial y en el caso de un sellado sellante en dirección axial, en dirección axial. En cualquier caso, el anillo de soporte 30 está soportado, por lo tanto, en la superficie de sellado 28 del segundo elemento de la máquina 14.

El anillo de soporte 30 puede en su segundo lado, es decir, aquí en el lado de circunferencia interior, presentar ventajosamente triboestructuras 58, para mejorar, por lo tanto, el comportamiento de arrastre de retorno de la disposición de sellado 10 y, por lo tanto, el comportamiento de lubricación de la disposición de sellado 10 en la zona de la superficie de contacto dinámica del anillo de sellado 20 y la superficie de sellado 2. Se debe considerar, que el anillo de soporte 30 no tiene que estar apoyado directamente en la superficie de sellado 28 con respecto a la funcionalidad de las triboestructuras 58, como se muestra a modo de ejemplo en la Fig. 4, incluso si de este modo se puede aumentar aún más el comportamiento de arrastre de retorno de la disposición de sellado 10. Las triboestructuras 58 pueden comprender rebajes, en particular surcos, ranuras y similares, o elevaciones en el segundo lado del anillo de soporte 30.

El sellado 20 puede, de acuerdo con la Fig. 5, presentar una sección de sujeción 22 con dos o incluso más cordones de sellado 60, que se extienden alejándose de la sección de sujeción en una dirección orientada fuera de la superficie de sellado. La sección de sujeción del sellado puede estar apoyado en el primer elemento de la máquina, por ejemplo, en una base de la ranura 48 de la ranura de sujeción 46, de forma estáticamente sellante a través de estos cordones de sellado 60. El anillo de sellado 20 se apoya aquí con sus bordes del sellado dinámicos 26 así como con sus cordones de sellado 60 únicamente debido a la elasticidad propia de su material inherente en la superficie de sellado 28 del segundo elemento de la máquina o en el primer elemento de la máquina 12 de forma sellante. Se entiende, que el anillo de soporte 30 también puede estar apoyado en la superficie de sellado 28, de manera correspondiente al ejemplo de realización mostrado en la Fig. 4.

El anillo de soporte 30 puede, de acuerdo con la disposición de sellado 10 mostrada en la Fig. 6, presentar una forma de sección transversal esencialmente hemisférica o (semi) esférica. En este caso, el anillo de soporte 30 presenta, por lo tanto, un primer lado 32 que discurre curvado en la dirección de la extensión del ancho del anillo de soporte 30 con flancos laterales curvados (de manera convexas hacia afuera) 36, 38 y un segundo lado 34 orientado hacia la superficie de sellado 28 del segundo elemento de la máquina 14. El primer y el segundo lado 32, 34 están unidos aquí directamente entre sí en la zona de los bordes 62 del anillo de soporte 30. También en esta forma de realización, el sellado 20 puede estar tensado contra la superficie de sellado 28 del segundo elemento de la máquina 14 mediante dos elementos de pretensado elásticamente deformables, por ejemplo, resortes toroidales o anillos de elastómero o de goma.

Para asegurar la posición del anillo de sellado 20 con respecto al anillo de soporte 30, también pueden servir aquí proyecciones de perfil 40 del anillo de soporte 30 o del sellado 20, que agarran por ajuste de forma o por ajuste de fuerza en los correspondientes rebajes del respectivo otro componente. Estos rebajes 42 ya pueden estar presentes en el componente respectivo en el estado no montado.

En la Fig. 7 se muestra una disposición de sellado 10, que difiere esencialmente de la disposición de sellado 10 mostrada en la Fig. 6, en que entre el primer elemento de la máquina 12 y el sellado 30 está dispuesto un disco de sujeción 64 en forma de anillo o de casquillo diseñado por separado. El disco de sujeción 64 consiste aquí de un material deformable elásticamente de goma. Este puede ser un elastómero o goma, por ejemplo. Se entiende, que el material del disco de sujeción 64 puede presentar rellenos u otros agregados. El disco de sujeción 64 presenta un ancho (aquí axial) 66, que es muchas veces mayor que el espesor (aquí radial) 68 del disco de sujeción 64. El espesor 68 del disco de sujeción 64 es ventajosamente uniforme o esencialmente uniforme. Sin embargo, el espesor 68 del disco de sujeción 64 también puede variar en ciertas zonas. El disco de sujeción 64 presenta un lado interior 70 orientado hacia la superficie de sellado 28 y un lado exterior 72 orientado hacia el primer elemento de la máquina 12. El lado interior 70 del disco de sujeción 64 está realizado de manera cóncava en dirección axial. El lado exterior 72 del disco de sujeción 64 está realizado de manera convexa en dirección axial. El disco de sujeción 64 se apoya en el lado exterior con su sección de sellado 64a, en el primer elemento de la máquina 12 de forma estáticamente sellante.

El disco de sujeción 64 se apoya además sobre toda su anchura 66 con su lado interior 70 conformado de manera cóncava en el sellado 20 en el lado exterior de manera circunferencial (y también de forma sellante). El disco de sujeción 64 forma, por lo tanto, una tapa de sellado adaptada por ajuste de forma para el sellado 20. Por lo tanto, existe un ajuste de forma entre el disco de sujeción 64 y el sellado 20. El sellado 20 está dispuesto de manera sujeta, firmemente tensado en dirección radial, así como en dirección axial sobre el anillo de soporte 30 mediante el disco de sujeción 64. Las fuerzas F que actúan sobre el sellado mediante el disco de sujeción 64 se ilustran gráficamente con flechas en la Fig. 7. El disco de sujeción 64 tiene, por lo tanto, una doble función. Por un lado, tensa el sellado 20 contra el primer lado 32 curvado de manera convexa y los dos flancos laterales curvados 36, 38 del anillo de soporte 30, y, por otro lado, se produce mediante el disco de sujeción 64 un sellado de forma estática de la primera parte de la máquina 12 con respecto al sellado 20 que actúa de manera dinámica.

Se entiende, que con este tipo de construcción de la disposición de sellado 10 también se pueden formar en el sellado 20 proyecciones de perfil para la fijación de la posición del sellado en el anillo de soporte, como está mostrado en la Fig. 8. El segundo lado 34 del anillo de soporte 30 orientado hacia la superficie de sellado 28 también puede estar provisto de una ranura que sirve como depósito de lubricante o de agente de separación o de triboestructuras para el retorno del lubricante.

Una forma de realización de la disposición de sellado 10, que es ventajosa en términos de tecnología de construcción y producción está mostrada en la Fig. 9. Aquí están formadas una gran cantidad de proyecciones de perfil 40 en el anillo de soporte 30. Las proyecciones de perfil 40 están realizados en forma de elementos de garra que se agarran en el material del sellado 20. Antes del montaje de la disposición de sellado 10, el sellado 20 no presenta aquí rebajes para las proyecciones de perfil 40 del anillo de soporte. Más bien, las proyecciones de perfil 40 se agarran en el material del sellado 20 durante el montaje, desplazándolo o también cortándolo, es decir, destruyéndolo localmente. Para ello, las proyecciones de perfil 40 presentan preferentemente un desarrollo de sección transversal, que se estrecha en la dirección de su extremo libre 74, preferentemente puntiagudo. En el estado de funcionamiento de la disposición de sellado 10, el disco de sujeción 64 se apoya en el primer elemento de la máquina 12 de forma estáticamente sellante en todo momento.

El sellado 20 puede estar dispuesto de forma análoga a la representación en la Fig. 5 en una ranura de sujeción 46 del primer elemento de máquina 12 y/o estar asegurado en posición por medio de un anillo de seguridad 52 en el primer elemento de la máquina 12 en dirección axial hacia el lado de baja presión N.

La Fig. 10 muestra otra disposición de sellado 10, que difiere esencialmente de la disposición de sellado 10 mostrada en la Fig. 9 en la que el sellado 20 está realizado aquí en dos partes. El sellado 20 comprende aquí un labio de sellado primario 24 dispuesto en el lado de alta presión y un labio rascador/labio de sellado secundario 54, 54' dispuesto en el lado de baja presión. Las dos secciones de sujeción 22 del sellado 20 están dispuestas en dirección axial, a una distancia entre sí. El anillo de soporte 30 presenta una banda de anillo 76 en la zona de un vértice. La banda de anillo 76 está conformada en el anillo de soporte 30 y está realizada preferentemente cerrada de manera circunferencial. En el caso del sellado 20 realizado como sellado radial, la banda de anillo 76 se extiende en dirección radial alejándose del primer lado 32 del anillo de soporte 30 en dirección sobre el primer elemento de la máquina 12.

Esta banda de anillo 76 sirve para pretensar el disco de sujeción 64 en dirección radial contra el primer elemento de la máquina 12. Mediante la banda de anillo 76 se comprime localmente en la zona el disco de sujeción 64 deformable elásticamente de goma. Una presión en la superficie de contacto 78 entre el disco de sujeción 64 y el primer elemento de la máquina 12 es por lo tanto mayor en la zona de la sección de sellado 64a del disco de sujeción 64 que cubre la banda de anillo 76 en dirección radial y disminuye a ambos lados de la banda de anillo 76.

En la Fig. 11 está mostrada una disposición de sellado 10, en la que el sellado 20 está realizado sellante de manera axial con respecto al eje de movimiento 16 de los dos elementos de la máquina 12, 14. Los dos elementos de la máquina 12, 14 se pueden ajustar aquí de manera rotatoria entre sí alrededor del eje de movimiento 16. De acuerdo con la Fig. 11, la disposición de sellado 10 puede estar realizada en forma de una transmisión de rotación 80. En este caso, el primer y el segundo elemento de la máquina 12, 14 presentan cada uno un canal de fluido 82, 84, que están unidos entre sí de forma fluida a través del lado de alta presión H del espacio de sellado 18. A través de un canal de fluido 82 del primer elemento de la máquina, se puede introducir aquí un fluido 86, como un líquido o también un gas/mezcla de gases, en el canal de fluido 84 del segundo elemento de la máquina 14. El anillo de soporte 30 se apoya aquí con su segundo lado 34 en la superficie de sellado 28 del segundo elemento de la máquina 14 en cada estado de funcionamiento. La superficie de sellado 28 sirve en este caso como contrafuerte para el anillo de soporte 30, de modo que el sellado 20 y el disco de sujeción 64 están dispuestos entre el anillo de soporte 30 y el primer elemento de la máquina 12 en un ajuste a presión axial. El disco de sujeción 64 se apoya con su sección de sellado 64a en el primer elemento de la máquina 12 de forma estáticamente sellante y está fijado firmemente a éste de forma resistente a la torsión.

El sellado 20 de las disposiciones de sellado 10 explicadas anteriormente en relación con las Fig. 1 a 11 puede consistir en particular de un material viscoso elástico como, por ejemplo, politetrafluoroetileno (PTFE). El disco de sujeción 64 mostrado en las Fig. 7 a 11 consiste preferentemente de un elastómero. El sellado 20, el anillo de soporte 30 y, si está presente, el disco de sujeción 64, si es necesario, pueden estar dispuestos en un cartucho de metal u otro material adecuado, que es en sí conocido, que está posicionado en el espacio de sellado 16.

A continuación, se explica el procedimiento de producción de acuerdo con la invención 100 para una disposición de sellado 10 de acuerdo con las Fig. 7 a 11 con referencia adicional a la Fig. 12.

En el paso 102 se produce el disco de sujeción 64 (Fig. 7), pinchando o cortando el disco de sujeción 64 de una manguera elástica de goma 88 proporcionada. En un paso adicional 104, el sellado 20 es montado o instalado en el anillo de soporte 30. En un paso adicional más 106, que opcionalmente también puede tener lugar al mismo tiempo que el paso 104, el disco de sujeción 64 es montado en el lado circunferencial sobre el sellado 20 con una deformación elástica del disco de sujeción 64, de modo que éste es presionado en el anillo de apoyo 30. El disco de sujeción 64, el sellado 20 y el anillo de soporte 30 forman así una unidad de sellado 90 que se va a manejar y montar conjuntamente.

En un paso adicional 110 la unidad de sellado 90 está dispuesta en el espacio de sellado 18 entre los dos elementos de la máquina 12, 14.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Disposición de sellado (10), que comprende:

- un primer y un segundo elemento de la máquina (12, 14) que están dispuestos a una distancia entre sí, formando un espacio de sellado (18) dispuesto entre los dos elementos de la máquina (12, 14), y que se pueden mover entre sí de manera relativa a lo largo/alrededor de un eje de movimiento (16),

- un sellado (20) para sellar un lado de alta presión H del espacio de sellado (18), que se puede presurizar con un fluido, con respecto a un lado de baja presión N del espacio de sellado (18); y

- un anillo de soporte (30) con un primer flanco lateral (36) orientado hacia el lado de alta presión H, que está curvado de manera convexa al menos por secciones hacia el lado de alta presión H o, está diseñado al menos por secciones discurriendo de forma oblicua bajo un ángulo agudo a, p de manera relativa al eje de movimiento (16) de los dos elementos de la máquina (12, 14),

- en la cual el sellado (20) presenta una sección de sujeción (22) y al menos un labio de sellado primario (24), que se extiende alejándose de la sección de sujeción (22) en el lado de alta presión y el cual se apoya en una superficie de sellado (28) del segundo elemento de la máquina (14) de forma dinámicamente sellante;

en la cual el labio de sellado primario (24) está soportado y se apoya directamente en el primer flanco lateral (36) del anillo de soporte (30) en una gran parte de su extensión longitudinal en el lado de baja presión,

en la cual el sellado (20) comprende un labio rascador o labio de sellado secundario (54, 54'), que en un extremo se apoya en la superficie de sellado (28) del segundo elemento de la máquina (14), en la cual el anillo de soporte (30) presenta un segundo flanco lateral (38) orientado hacia el lado de baja presión N, que está curvado de manera convexa hacia el lado de baja presión N o que está diseñado discurriendo de forma oblicua bajo un ángulo agudo a, p de manera relativa al eje de movimiento (16), y en la cual el labio rascador o labio de sellado secundario (54, 54') está soportado y se apoya directamente en el segundo flanco lateral (38) del anillo de soporte (30), caracterizado por que la sección de sujeción (22) del sellado (20) está dispuesto de manera sujeta entre el anillo de soporte (30) y el primer elemento de la máquina (12) y se apoya directamente o indirectamente en el primer elemento de la máquina (12) de forma estáticamente sellante, el anillo de soporte está a una distancia del segundo elemento de la máquina durante el funcionamiento normal de la disposición de sellado,

en la cual el sellado está realizado de una sola pieza,

en la cual entre el sellado (20) y el primer elemento de la máquina (12) está dispuesto un disco de sujeción (64) de un material elásticamente deformable, que se apoya en el primer elemento de la máquina (12) de forma estáticamente sellante, y en la cual el sellado (20) está tensado, al menos por secciones, contra el anillo de soporte (20) en una dirección radial y axial mediante el disco de sujeción (64).

2. Disposición de sellado de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que el anillo de soporte (30) presenta triboestructuras (58) en su lado (34) orientado hacia la superficie de sellado (28) del segundo elemento de la máquina (14).

3. Disposición de sellado de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que el anillo de soporte (30) se apoya en la superficie de sellado (28) del segundo elemento de la máquina (14).

4. Disposición de sellado de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el labio de sellado primario (24) del sellado (20) está soportado y se apoya en el primer flanco lateral (36) del anillo de soporte (30) en más del 80% de su extensión longitudinal.

5. Disposición de sellado de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el anillo de soporte (30) o el sellado (20) está provisto de una proyección de perfil (40), preferentemente con una pluralidad de proyecciones de perfil (40), que se extienden alejándose del anillo de soporte (30) o del sellado (20) y en un rebaje (42) del otro componente respectivamente que corresponde a la proyección del perfil (40).

6. Disposición de sellado de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que el labio rascador/labio de sellado secundario (54, 54') está soportado y se apoya en el segundo flanco lateral (38) del anillo de soporte (30) en la mayor parte de su extensión longitudinal, preferentemente en más del 80% de su extensión longitudinal.

7. Disposición de sellado de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el labio de sellado primario y/o el labio rascador/labio de sellado secundario (54, 54') se apoyan en la superficie de sellado (28) del segundo elemento de la máquina (14) de manera pretensada por medio de un elemento de pretensado (44) deformable elásticamente de goma, diseñado por separado con respecto al sellado (20).

8. Disposición de sellado de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el sellado (20) consiste de un material viscoso elástico, en particular de politetrafluoroetileno (PTFE) o de un compuesto de PTFE.

9. Disposición de sellado de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el anillo de soporte (30) consiste de metal, en particular de acero o bronce, de un duroplástico, de un termoplástico o de un material cerámico.