Disposición de junta de obturación (1) para la obturación de un orificio de paso de torsión para fluidos (2) entre unárbol (3) y una carcasa (4),

que comprende el árbol (3) y una junta de obturación rectangular (6), en la que el árbol(3) comprende al menos una ranura (5), en la que está dispuesta la junta de obturación rectangular (6), en la que lajunta de obturación rectangular (6) presenta en al menos una superficie de limitación (7, 10) una estructurahidrodinámica (8) en forma de al menos una escotadura (9), que está adyacente a la pared de la ranura (5) ycolabora con ésta, caracterizada porque la anchura y la profundidad de la escotadura (9), consideradas en ladirección de la circulación del fluido (2) se reducen, en la que la profundidad y la anchura de la escotadura (9) seestrecha bajo un ángulo, en la que la escotadura (9) está abierta en la dirección de la superficie envolvente de lajunta de obturación rectangular (6), en la que la escotadura (9) termina en una punta.

Disposición de junta de obturación

Campo técnico

La invención se refiere a una disposición de junta de obturación para la obturación de un orificio de paso de torsión para fluidos entre un árbol y una carcasa, en la que el árbol comprende al menos una ranura, en la que está dispuesta una junta de obturación rectangular, en la que la junta de obturación rectangular presenta en al menos una superficie de limitación una estructura hidrodinámica en forma de al menos una escotadura.

Estado de la técnica

Los orificios de paso de torsión se conocen especialmente a partir de la técnica de engranajes. Allí sirven para la alimentación y control de instalaciones giratorias con un fluido. A tal fin, un árbol giratorio dentro de una carcasa presenta un taladro radial, que desemboca en un espacio que está delimitado por el árbol y la carcasa. El fluido es alimentado a través de la carcasa al espacio. Para la obturación del espacio están previstas juntas de obturación a ambos lados del taladro. Las juntas de obturación están guiadas en ranuras que están previstas con preferencia en el árbol. Puesto que el fluido puede estar bajo una presión alta y el árbol puede girar con números de revoluciones altos, la junta de obturación está sometida a una carga mecánica y térmica alta. Por lo tanto, aquí se emplean la mayoría de las veces juntas de obturación rectangulares de materiales metálicos. En las juntas de obturación rectangulares metálicas y en las fabricadas de termoplásticos de alta temperatura se prevé la mayoría de las veces un punto de unión, también llamado cierre, a través del cual se puede ensanchar la junta de obturación rectangular para el montaje. Este punto de unión presenta un efecto de obturación empeorado, condicionado por el diseño.

Para la reducción de la fricción entre las superficies en contacto entre sí, las superficies de fricción, de la junta de obturación y el árbol o bien la carcasa, se conoce equipar la superficie límite de contacto de la junta de obturación con una estructura hidrodinámica en forma de escotaduras. La estructura hidrodinámica provoca un remanso del fluido arrastrado al mismo tiempo a través de la rotación. De esta manera, se incrementa localmente la presión de arrastre, lo que provoca una descarga de las superficies de fricción y una reducción de la fricción de los cuerpos sólidos.

La publicación DE 197 13 455 A1 muestra una disposición de junta de obturación con un anillo de obturación. El anillo de obturación sirve para la obturación sirve para la obturación de un árbol y de una carcasa, que giran relativamente entre sí, de manera que el anillo de obturación es introducido en una escotadura en forma de anillo, que está configurada en una superficie exterior cilíndrica del árbol. El anillo de obturación comprende varias escotaduras de aceite, que están configuradas en una superficie lateral del anillo de obturación, que apunta hacia la escotadura en forma de anillo y se abren hacia el lado de una superficie interior cilíndrica, y comprende secciones cóncavas inclinadas como superficies de generación de efectos de cuña, que se extienden a ambos lados de la escotadura de aceite en la dirección circunferencial y están conectadas con la escotadura de aceite.

La publicación US 2006/00 55 119 A1 muestra un anillo de obturación con superficies inclinadas en un lado del anillo de obturación, en el que una primera superficie inclinada se abre hacia una superficie circunferencial interior y hacia una superficie lateral del anillo de obturación. Entre primeras superficies inclinadas adyacentes está prevista una limitación. La superficie inclinada termina en sus extremos en la dirección de la separación entre las superficies inclinadas convergentes entre sí.

En la publicación DE 22 27 374 se representa un anillo de obturación hidrodinámico con muescas en espiral que se extienden en el mismo sentido en los lados frontales.

Se conocen a partir de la publicación US 2.402.033 unas escotaduras hidrodinámicas con un anillo de obturación, cuya anchura y profundidad están configuradas de manera que se estrechan cónicamente.

Representación de la invención

La invención tiene el cometido de desarrollar la disposición de junta de obturación de tal forma que se reduce de nuevo la fricción de las superficies de fricción.

Este cometido se soluciona con las características de la reivindicación 1. Las configuraciones ventajosas se indican en las reivindicaciones dependientes.

Para la solución del cometido, se reducen la anchura y la profundidad de la escotadura, consideradas en la dirección de la circulación del fluido. Entre la junta de obturación rectangular y la ranura, en la que está montada la junta de obturación rectangular, resulta durante la rotación un movimiento relativo. El fluido que se encuentra en la estructura hidrodinámica es arrastrado en este caso al mismo tiempo y se remansa en la punta de la escotadura. La altura de la presión de arrastre depende de la longitud, de la anchura y de la profundidad de la estructura hidrodinámica, en particular en su punta. Cuando mayor es la presión de arrastre provocada a través de la estructura hidrodinámica, 2

tanto mayor es la descarga de las superficies de fricción y tanto menor es la fricción y la energía disipada de esta manera. A través del estrechamiento cónico en la anchura y la reducción de la profundidad en dirección a la punta de la escotadura, se incrementa la presión de arrastre igualmente en la dirección a la punta. A altos números de revoluciones, la presión de arrastre provoca la separación de las superficies de fricción de la junta de obturación y la 5 ranura. En este caso, la escotadura está configurada con preferencia de tal forma que la presión de arrastre se puede formar de manera independiente del sentido de giro. A tal fin, la escotadura puede estar configurada simétricamente y puede presentar, por ejemplo, una forma básica ovalada. Con preferencia, varias escotaduras de este tipo están dispuestas distribuidas sobre la periferia. A tal fin pueden estar previstas de 5 a 50 escotaduras por superficie límite. Con preferencia, las escotaduras se extienden sobre algunos milímetros, es decir, en la zona

macroscópica. No obstante, también es concebible prever escotaduras con extensión microscópica de algunos micrómetros. No obstante, aquí deberían preverse más de 100 escotaduras.

La estructura hidrodinámica puede estar dispuesta en ambas paredes laterales de la junta de obturación rectangular. De esta manera se simplifica el montaje, puesto que especialmente en estructuras configuradas de forma independiente del sentido de giro, la propia junta de obturación no está ligada tampoco con el sentido de giro y se

puede emplear en ambos lados.

Otra estructura hidrodinámica puede estar dispuesta en la superficie envolvente de la junta de obturación rectangular. Esto es especialmente ventajoso cuando las contra partes de fricción son incompatibles y es deseable un movimiento de fricción sobre la superficie envolvente.

La escotadura puede estar configurada en forma de cuña o cónica. Tales escotaduras se pueden fabricar de forma 20 especialmente sencilla y provocan una presión de arrastre alta en la punta de la escotadura.

La profundidad y/o la anchura de la escotadura se pueden estrechar cónicamente bajo un ángulo de 0, 5 a 10º. En este intervalo se realiza una estructura especialmente ventajosa de la presión de arrastre.

La junta de obturación rectangular puede estar constituida por un termoplástico de alta temperatura. Tales termoplásticos son, por ejemplo, polietercetonas (PEK, PEEK) o poliimidas (PI, PBMI, PAI, PEI) , que pueden estar

mezcladas con diferentes materiales de relleno. Estos plásticos pueden ser fundidos por inyección o procesados para conformación de otra manera a través de la colada, siendo posibles también conformaciones complejas. De esta manera, a partir de estos materiales se pueden fabricar juntas de obturación de manera sencilla y económica.

La junta de obturación rectangular puede estar constituida de politetrafluoretileno (PTFE) . El PTFE es resistente frente a una pluralidad de productos químicos y presenta un coeficiente de fricción reducido. Las juntas de 30 obturación rectangulares de PTFE se fabrican la mayoría de las veces... [Seguir leyendo]

1. Disposición de junta de obturación (1) para la obturación de un orificio de paso de torsión para fluidos (2) entre un árbol (3) y una carcasa (4) , que comprende el árbol (3) y una junta de obturación rectangular (6) , en la que el árbol 5 (3) comprende al menos una ranura (5) , en la que está dispuesta la junta de obturación rectangular (6) , en la que la junta de obturación rectangular (6) presenta en al menos una superficie de limitación (7, 10) una estructura hidrodinámica (8) en forma de al menos una escotadura (9) , que está adyacente a la pared de la ranura (5) y colabora con ésta, caracterizada porque la anchura y la profundidad de la escotadura (9) , consideradas en la dirección de la circulación del fluido (2) se reducen, en la que la profundidad y la anchura de la escotadura (9) se

estrecha bajo un ángulo, en la que la escotadura (9) está abierta en la dirección de la superficie envolvente de la junta de obturación rectangular (6) , en la que la escotadura (9) termina en una punta.

2. Disposición de junta de obturación de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque la estructura hidrodinámica (8) está dispuesta en ambas paredes laterales (7) de la junta de obturación rectangular (6) .

3. Disposición de junta de obturación de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizada porque otra 15 estructura hidrodinámica (8) está dispuesta en la superficie envolvente (10) de la junta de obturación rectangular (6) .

4. Disposición de junta de obturación de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque la escotadura (9) está configurada en forma de cuña o en forma cónica.

5. Disposición de junta de obturación de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque la profundidad y/o la anchura de la escotadura (9) se estrechan bajo un ángulo de 0, 5 a 10º.

6. Disposición de junta de obturación de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque la junta de obturación rectangular (6) está constituida por un termostato de alta temperatura.

7. Disposición de junta de obturación de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque la junta de obturación rectangular (6) está constituida de PTFE.

8. Disposición de junta de obturación de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque la 25 junta de obturación rectangular (6) está constituida de un elastómero.

9. Disposición de junta de obturación de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque la junta de obturación rectangular (6) está constituida de un material magnetizable

10. Disposición de junta de obturación de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizada porque la junta de obturación rectangular (6) está provista con un patrón de codificación magnética (11) .

11. Disposición de junta de obturación de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada porque la junta de obturación rectangular (6) presenta una marca de referencia geométrica (12) .

12. Disposición de junta de obturación de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizada porque la estructura hidrodinámica (8) se genera en el proceso de conformación de la junta de obturación rectangular (6) .

13. Disposición de junta de obturación de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizada porque la 35 junta de obturación rectangular (6) está provista con un recubrimiento antidesgaste.

14. Disposición de junta de obturación de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizada porque la junta de obturación rectangular (6) está provista con un recubrimiento de reducción de la fricción,