Un montaje (1) de sellado insertable en un compartimento (2) definido entre dos miembros (3,

4) relativamente giratorios, en particular los anillos de una unidad (5) de cojinete de cubo para vehículos, para aislar el compartimento del entorno exterior, comprendiendo el montaje de sellado una primera pantalla anular (10) que presenta una porción axial (11) de manguito para montar angular e integralmente a uno (4) de dichos miembros, y una porción (12) de brida que se extiende radialmente desde un primer extremo (13) de la porción (11) de manguito; y un miembro (15) de sellado hecho de material elastómero que presenta una porción anular (16) de raíz que se extiende radialmente y de modo sobresaliente desde un borde periférico (18) de la porción (12) de brida y un labio anular (20) de sellado, primero y axial; presentando también dicho miembro (15) de sellado un labio (21) de sellado, segundo y radial, extendiéndose axialmente y de modo sobresaliente dichos labios (20, 21) en el lado opuesto del primer extremo (13) de la porción (11) de manguito, desde un mismo lado que un extremo afinado (23) de la porción (16) de raíz y estando dispuestos recíproca y divergentemente como para formar una forma de V en sección radial que tiene un vértice orientado hacia la porción de raíz; presentando dichos labios (20, 21) respectivos bordes (30, 31) de sellado en forma de V y presentando además el primer labio (20) un asiento radial (32) orientado hacia el lado opuesto del segundo labio (21) y que acomoda un muelle toroidal (33) que aplica en el primer labio (20) un esfuerzo radial descentrado a una bisagra elástica definida por el extremo afinado (23) de la porción (16) de raíz y que tiene centro de rotación (R) dispuesto en una línea (T) que cruza el borde (30) de sellado del primer labio (20) y que forma con un plano radial un ángulo γ en el intervalo de 20º a 60º; caracterizado porque, en combinación: (i)- dicha forma en V definida en sección radial por dichos labios primero (20) y segundo (21) de sellado tiene un eje paralelo a la porción (11) de manguito; y (ii)- ambos labios (20, 21) de sellado primero y segundo están diseñados para acoplarse de manera deslizante, por medio de dichos bordes en forma de V, con respecto a superficies (40, 41) de sellado de o bien una segunda (80) o bien una tercera (80') pantalla anular selectivamente disponible de forma coaxial con la primera pantalla (10) y que tiene dimensiones similares; (iii)- estando descentrado el centro de aplicación de dicho esfuerzo radial descentrado en el primer labio (20) también con respecto a dicho borde (30) de sellado en forma de V del primer labio (20)

Montaje de junta anular, en particular para cubos de rueda.

Campo técnico

La presente invención se refiere a un montaje de junta anular del tipo destinado a proteger los cojinetes de rodadura de un cubo de rueda de contaminantes externos, tales como agua, polvo, barro, con los cuales el cubo de rueda está en contacto constantemente durante su vida operativa.

En particular, el montaje de sellado de la invención es adecuado para equipar ventajosamente una unidad de cojinete de cubo de un tipo conocido, cuyas funciones de cubo y eje son realizadas por los anillos de un cojinete de rodadura, que están embridados apropiadamente como para recibir en un lado una rueda de vehículo y en el otro estar sujetos al montante de una suspensión de vehículo.

Técnica anterior

Es conocido que, en aplicaciones automotrices, los cojinetes de rodadura, en particular los presentes en cubos de rueda, y más en particular los que forman la unidad de cojinete de cubo del tipo mencionado anteriormente, están expuestos continuamente, en uso, al contacto con grandes cantidades de contaminantes. Por lo tanto, en tales aplicaciones, los montajes de sellado usados para proteger los cojinetes (incorporados en los propios cojinetes o, más frecuentemente, que pertenecen a la unidad de cojinete de cubo), además del propósito de retener el aceite lubricante o grasa en el cojinete, sobre todo tienen el propósito de impedir que contaminantes externos entren dentro del cubo de rueda y/o el cojinete.

Desafortunadamente, contaminantes tales como el polvo y el barro, incluso bloqueados por el montaje de sellado, tienden a mezclarse con la grasa que lubrica los labios de sellado y desgastan estos últimos hasta que pierden toda su capacidad de sellado. Para superar tal inconveniente, los montajes de sellado conocidos para las aplicaciones descritas presentan un labio radial principal de sellado y, más hacia fuera, un labio de polvo para preservar el labio principal del contacto con contaminantes.

Sin embargo, para evitar un desgaste rápido de él, los labios antipolvo son diseñados normalmente como para encajar con la superficie de sellado en la que el labio principal coopera por interferencia, con interferencia muy baja o incluso con holgura menor. De esta forma, sin embargo, la grasa lubricante posiblemente colocada entre los dos labios se pierde fácilmente hacia fuera y los contaminantes externos, incluso en cantidad mínima, pueden entrar en contacto con el labio principal de sellado y provocar el desgaste consecuente del mismo.

Una solución al problema consiste en conformar el labio antipolvo como para "bombear" los contaminantes hacia fuera. Sin embargo, tal solución ya no es satisfactoria en vista de la larga vida requerida por los miembros.

Divulgación de la invención

El objeto de la presente invención es proporcionar un montaje de sellado para aplicaciones exigentes, por ejemplo cubos de rueda de vehículo, que es capaz de garantizar, también en presencia de altas dosis de contaminantes externos y manteniendo, al mismo tiempo, un bajo coste de producción, una alta eficiencia de sellado y, sobre todo, que es capaz de mantener tal alta eficiencia esencialmente invariable también con el desgaste progresivo del labio de sellado.

De acuerdo con la invención, se proporciona, por lo tanto, un montaje de sellado insertable entre dos miembros relativamente giratorios para sellar de modo estanco a los fluidos un compartimento definido entre dichos miembros de un entorno externo al propio compartimento, como se define en la reivindicación 1.

En particular, el montaje de sellado comprende una primera pantalla anular que presenta una porción axial de manguito para el montaje angularmente integral con uno de dichos miembros, y una porción de brida que se extiende radialmente desde un extremo primero de la porción de manguito; y un miembro de sellado hecho de material elastómero que presenta una porción anular de raíz que se extiende de modo sobresaliente y radialmente desde un borde periférico de la porción de brida y un primer labio anular de sellado axial, así como un segundo labio anular de sellado radial, extendiéndose dichos labios de modo sobresaliente y axialmente en el lado opuesto del primer extremo de la porción de manguito, desde un mismo lado que un extremo afinado de la porción de raíz y estando dispuestos recíproca y divergentemente para formar en sección radial una forma de V que tiene un vértice orientado hacia la porción de raíz y un eje paralelo a la porción de manguito.

Los labios presentan sus respectivos bordes de sellado con forma de V y el primer labio también presenta un asiento radial orientado hacia el lado opuesto del segundo labio y que acomoda un muelle toroidal que aplica en el primer labio un esfuerzo radial descentrado a una bisagra elástica definida por el extremo afinado de la porción de raíz y que tiene centro de rotación dispuesto en una línea que cruza el borde de sellado del primer labio y que forma con un plano radial un ángulo γ en el intervalo de 20º a 60º.

Además, los labios de sellado pueden estar acoplados de modo deslizante con respectivas superficies de sellado de unas pantallas anulares segunda y tercera selectivamente disponibles coaxiales con la primera pantalla y que tienen dimensiones similares, de manera que ambas pantallas segunda y tercera puedan ser acopladas a una misma primera pantalla.

De acuerdo con una característica de la invención, finalmente, el centro de aplicación de dicho esfuerzo radial descentrado en el primer labio está descentrado también con respecto a dicho borde de sellado con forma de V del primer labio, estando dispuesto, con respecto al mismo, radialmente desplazado más cerca de la porción de manguito de la primera pantalla.

De esta manera, los contaminantes externos pueden alcanzar el primer labio, que forma el labio principal de sellado, solo muy difícilmente y después de un tiempo de trabajo relativo largo porque son retenidos por el segundo labio; además, el desgaste de este último no tiene consecuencias directas en la capacidad de sellado del montaje de sellado enteramente remitido al primer labio, también porque el primer labio, gracias a su particular geometría, es capaz de mantener una acción de sellado constante e inalterada también afrontando un desgaste relativamente alto de la misma.

En la práctica, el primer labio del montaje de sellado de la invención hace, dadas algunas diferencias relacionadas con la aplicación específica para la que está destinada, una junta similar, de acuerdo con las características del borde de sellado, a la que puede ser obtenida en montajes de sellado hechos de acuerdo con las enseñanzas del documento EP 0980999, que, sin embargo, están destinadas a una aplicación totalmente diferente, es decir para montaje entre un cigüeñal de vehículo de motor de gasolina o diesel y el cárter y/o el depósito de aceite, para retener el aceite, es decir para aplicación en un entorno "limpio" y a velocidades relativas altas.

De acuerdo con la invención, en cambio, una variante de tal tecnología se aplica ahora a un campo completamente diferente (entorno "sucio" y velocidades relativamente lentas).

Breve descripción de los dibujos

Características y ventajas adicionales de la presente invención serán evidentes en la descripción de la siguiente realización no limitativa de ella, en referencia a los dibujos que se acompañan, en los que:

- la figura 1 muestra una vista en alzado, en corte radial longitudinal, de una primera configuración de un montaje de sellado hecho de acuerdo con la invención;

- la figura 2 muestra una vista en alzado, en corte radial longitudinal, de una segunda configuración de un montaje de sellado hecho de acuerdo con la invención; y

- la figura 3 muestra esquemáticamente una unidad de cojinete de cubo provista de los montajes de sellado en las figuras 1 y 2.

Mejor modo de llevar a cabo la invención

En referencia a las figuras 1 a 3, el número 1 indica un montaje de sellado insertable en un compartimento 2 definido entre dos miembros relativamente rotativos 3, 4, en particular los anillos interior 3 y exterior 4 de una unidad 5 de cojinete de cubo (figura 3) para vehículos, para aislar el compartimento 2 del entorno exterior.

El montaje 1 de sellado comprende una primera pantalla anular 10 que presenta una porción axial 11 de manguito...

1. Un montaje (1) de sellado insertable en un compartimento (2) definido entre dos miembros (3, 4) relativamente giratorios, en particular los anillos de una unidad (5) de cojinete de cubo para vehículos, para aislar el compartimento del entorno exterior, comprendiendo el montaje de sellado una primera pantalla anular (10) que presenta una porción axial (11) de manguito para montar angular e integralmente a uno (4) de dichos miembros, y una porción (12) de brida que se extiende radialmente desde un primer extremo (13) de la porción (11) de manguito; y un miembro (15) de sellado hecho de material elastómero que presenta una porción anular (16) de raíz que se extiende radialmente y de modo sobresaliente desde un borde periférico (18) de la porción (12) de brida y un labio anular (20) de sellado, primero y axial; presentando también dicho miembro (15) de sellado un labio (21) de sellado, segundo y radial, extendiéndose axialmente y de modo sobresaliente dichos labios (20, 21) en el lado opuesto del primer extremo (13) de la porción (11) de manguito, desde un mismo lado que un extremo afinado (23) de la porción (16) de raíz y estando dispuestos recíproca y divergentemente como para formar una forma de V en sección radial que tiene un vértice orientado hacia la porción de raíz; presentando dichos labios (20, 21) respectivos bordes (30, 31) de sellado en forma de V y presentando además el primer labio (20) un asiento radial (32) orientado hacia el lado opuesto del segundo labio (21) y que acomoda un muelle toroidal (33) que aplica en el primer labio (20) un esfuerzo radial descentrado a una bisagra elástica definida por el extremo afinado (23) de la porción (16) de raíz y que tiene centro de rotación (R) dispuesto en una línea (T) que cruza el borde (30) de sellado del primer labio (20) y que forma con un plano radial un ángulo γ en el intervalo de 20º a 60º; caracterizado porque, en combinación:

(i)- dicha forma en V definida en sección radial por dichos labios primero (20) y segundo (21) de sellado tiene un eje paralelo a la porción (11) de manguito; y

(ii)- ambos labios (20, 21) de sellado primero y segundo están diseñados para acoplarse de manera deslizante, por medio de dichos bordes en forma de V, con respecto a superficies (40, 41) de sellado de o bien una segunda (80) o bien una tercera (80') pantalla anular selectivamente disponible de forma coaxial con la primera pantalla (10) y que tiene dimensiones similares;

(iii)- estando descentrado el centro de aplicación de dicho esfuerzo radial descentrado en el primer labio (20) también con respecto a dicho borde (30) de sellado en forma de V del primer labio (20).

2. Un montaje (1) de sellado de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho centro de aplicación de dicho esfuerzo radial descentrado en el primer labio (20) está dispuesto, con respecto a dicho borde (30) de sellado en forma de V del primer labio (20), radialmente corrido más cerca de la porción (11) de manguito de la pantalla primera (10).

3. Un montaje (1) de sellado de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque dichos labios anulares primero y segundo (20, 21) están definidos, hacia dicho extremo afinado (23) de la porción anular (16) de raíz y en el lado opuesto, por respectivas ranuras anulares (50, 51) que tienen perfil semicircular en sección radial, estando localizado el centro de rotación de dicha bisagra elástica definida por dicho extremo afinado (23) de la porción anular (16) de raíz en la intersección de líneas opuestas tangentes al perfil de dichas ranuras (50, 51).

4. Un montaje (1) de sellado de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dicho miembro (15) de sellado presenta un tercer labio (60), conformado como un labio antipolvo, que se extiende en la dirección opuesta a dicho primer labio (20) y en el mismo lado que dicho segundo labio (21), de modo sobresaliente desde dicha porción anular (16) de raíz; extendiéndose esta última oblicuamente con respecto a dicha porción (12) de brida, en la misma dirección que el segundo labio (21) de manera que dicha porción (16) de raíz y dichos labios primero, segundo y tercero (20, 21, 60) forman esencialmente, en sección radial, una forma de X con dicho centro de rotación para el primer labio (20) esencialmente dispuesto en el medio de la forma de X.

5. Un montaje (1) de sellado de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque cada una de dichas pantallas anulares segunda (80) y tercera (80') presenta en sección radial una forma esencialmente en L, que comprende una porción (81) de manguito para el montaje angular integral con el otro (3) de dichos miembros y una porción (82, 82') de brida, dispuestos en uso orientados y opuestos a dichas porciones (11) de manguito y (12) de brida de dicha pantalla primera (10); cooperando dichos labios (20, 21) primero y segundo de modo deslizante con interferencia predeterminada, respectivamente con la porción (82, 82') de brida y la porción (81) de manguito de, selectivamente, o bien la segunda pantalla (80) o bien la tercera pantalla (80').

6. Un montaje (1) de sellado de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque dicha porción (81) de manguito de las pantallas (8', 80') segunda y tercera presenta, en el lado opuesto de la porción (82, 82') de brida, un borde (85) doblado hacia la porción (12) de brida de la pantalla primera (10), conformado como para formar en uso un elemento centrífugo de posibles contaminantes presentes en el entorno externo y como para apantallar dicho tercer labio (60) hacia dicho entorno externo.

7. Un montaje (1) de sellado de acuerdo con la reivindicación 5 ó 6, caracterizado porque dicha porción (82) de brida de la segunda pantalla (80) incluye, en el lado opuesto de la primera pantalla (10), una armadura metálica (90) esencialmente plana que lleva un anillo (91) de material elastómero magnético que define una rueda fónica.

8. Un montaje (1) de sellado de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque dicha porción (82') de brida de la tercera pantalla (80') está definida por una armadura metálica acuñada (92) que presenta un doblez en forma de U en la porción (81) de manguito y un doblez en forma de L en su borde periférico, como para presentar las mismas dimensiones axiales que la porción (82) de brida de la segunda pantalla (80), de manera que las pantallas (80, 80') segunda y tercera pueden ambas estar acopladas a una misma dicha primera pantalla (10).

9. Unidad (5) de cojinete, en particular para el cubo de una rueda de vehículo automóvil, que comprende un montaje (1) de sellado de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes.