ES2230008T3 - Conjunto de cierre para un miembro mecanico que se mueve alternativamente con relacion a un asiento deslizante correspondiente, y en particular para una barra de amortiguador. - Google Patents

Abstract

Conjunto de cierre (1) para un miembro mecánico (2) que se mueve alternativamente o en vaivén con relación a un asiento deslizante correspondiente; y en particular para una barra de amortiguador; comprendiendo el conjunto de cierre un anillo rígido (3) y un anillo de cierre (6), realizado con material elastomérico y soportado por un borde periférico (5) de dicho anillo rígido (3); comprendiendo a su vez el citado anillo de cierre (6) al menos una primera parte radial de cierre (12), que se proyecta axialmente desde el borde periférico (5) de dicho anillo rígido (3); y caracterizándose el conjunto de cierre porque dicho anillo rígido (3) comprende un elemento anular de soporte (7) en el que se apoya la primera parte de cierre (12); encontrándose dicho elemento anular de soporte (7) formado integralmente en una sola pieza con dicho anillo rígido (3), y proyectándose desde el citado anillo rígido (3) en dirección prácticamente axial y paralela a la primera parte de cierre (12), de manera que se apoye, en uso, contra la primera porción de cierre (12) en dirección radial.

Description

Conjunto de cierre para un miembro mecánico que se mueve alternativamente con relación a un asiento deslizante correspondiente, y en particular para una barra de amortiguador.

La presente invención se refiere a un conjunto de cierre para un miembro mecánico que se mueve alternativamente con relación a un asiento deslizante correspondiente, y en particular para una barra de amortiguador.

Como es sabido, es necesario que se disponga un cierre o elemento de estanqueidad entre la barra del amortiguador de un vehículo y el asiento correspondiente, para impedir la fuga de lubricante y proteger el amortiguador contra contaminantes exteriores. Se conocen conjuntos de cierre para barras de amortiguadores en los que un anillo rígido, realizado habitualmente de metal, soporta un anillo obturador realizado con material elastomérico y que tiene al menos un labio de cierre que se proyecta a partir de un borde periférico radialmente interior del anillo rígido y que coopera radialmente con la barra cuando ésta se mueve en vaivén. Más específicamente, se conocen conjuntos de cierre en los que el anillo de cierre comprende dos labios obturadores (cada uno de ellos con uno o dos puntos de contacto) que se extienden axialmente en lados opuestos, quedando su función de cierre asegurada por una cantidad preestablecida de interferencia en el conjunto y/o por la acción de un muelle. Un inconveniente importante de este tipo de conjuntos de cierre consiste en los importantes esfuerzos a los que están sometidos los labios de cierre, lo que se empeora aún más por la amplia gama de temperaturas en las que deben funcionar dichos labios. Precisamente en razón de las condiciones particulares de trabajo del anillo de cierre en esta aplicación concreta, se han experimentado diversos tipos de materiales elastoméricos. Recientemente, por ejemplo, se ha propuesto el caucho fluorado, que sigue siendo eficiente en una gama muy amplia de temperaturas (incluso relativamente bajas), pero que tiene una resistencia relativamente escasa a los esfuerzos repetidos, sobre todo si se utilizan para fabricar elementos obturadores del tipo arriba descrito, en los que los labios de cierre se proyectan desde el anillo rígido de soporte.

En consecuencia, un objeto de la presente invención es el de proporcionar un conjunto de cierre de un miembro mecánico que se mueve con relación a un asiento correspondiente, por ejemplo, para una barra de amortiguador, diseñado a fin de eliminar los inconvenientes arriba mencionados, asociado típicamente a conjuntos de cierre ya conocidos. En particular, un objeto de la invención es el de proporcionar un conjunto de cierre que sea de producción eficiente, económica y fácil, y permita un rendimiento efectivo a largo plazo. Otro objeto más de la invención es el de proporcionar un conjunto de cierre destinado a asegurar condiciones particularmente de esfuerzos durante el servicio del anillo de cierre, de manera que este último pueda realizarse con materiales elastoméricos adecuados para uso a baja temperatura, por ejemplo, el caucho fluorado.

Según la presente invención, en ella se proporciona un conjunto de cierre para un miembro mecánico que se mueve alternativamente con relación a un asiento deslizante correspondiente, y en particular para una barra de amortiguador; el conjunto de cierre comprende un anillo rígido, así como un anillo de cierre realizado con material elastomérico y soportado por un borde periférico del mencionado anillo rígido; el anillo de cierre, a su vez, comprende al menos una primera parte radial de cierre que se proyecta axialmente desde el citado borde periférico de dicho anillo rígido; y el conjunto de cierre se caracteriza por el hecho de que el anillo rígido comprende un elemento anular de soporte en el que se apoya la primera parte de cierre; estando el citado elemento anular de apoyo formado integralmente en una sola pieza con dicho anillo rígido, y proyectándose a partir de dicho anillo rígido en dirección prácticamente axial y paralela a la primera parte de cierre, de manera que, cuando se utiliza, se apoye contra dicha primera parte de cierre en dirección radial.

En una realización preferida, el anillo de cierre comprende una cámara anular rebajada interpuesta radialmente entre la primera porción de cierre y el elemento anular de soporte, y comprende igualmente una parte de raíz fijada integralmente al citado borde periférico del anillo rígido; la mencionada primera parte de cierre se proyecta axialmente a partir de dicha parte de raíz, teniendo un frente de extremo libre y una distancia radial preestablecida desde el citado elemento anular de soporte, y encontrándose separada del elemento anular de soporte por dicha cámara anular; que define una bisagra virtual que permite la deformación elástica de dicha primera porción de cierre, de manera que dicha primera parte de cierre se coloque apoyada contra el mencionado elemento anular de soporte.

El conjunto de cierre según la invención es, pues, eficiente, económico y fácil de producir, y asegura condiciones particularmente favorables de resistencia en servicio del anillo de cierre, que, en consecuencia, puede realizarse con materiales elastoméricos, tales como caucho fluorado, el cual, aunque tiene una resistencia relativamente escasa a los esfuerzos repetidos, posee otras características convenientes, tales como la resistencia a las bajas temperaturas. El diseño particular del conjunto de cierre según la invención asegura, de hecho, unas condiciones óptimas de resistencia en servicio al esfuerzo del anillo de cierre, reduce las tensiones y aumenta la variedad de materiales elastoméricos que pueden utilizarse.

A continuación se describirá, a título de ejemplo, una realización no limitadora de la presente invención, con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:

La Figura 1 presenta una sección radial esquemática de un conjunto de cierre para una barra de amortiguador según la invención;

La Figura 2 muestra un dibujo experimental que ilustra esquemáticamente el estado de esfuerzo en servicio del conjunto de cierre de la Figura 1;

La Figura 3 presenta una posible variación del conjunto de cierre de la Figura 1.

El Número 1 de la Figura 1 indica, en su totalidad, un conjunto de cierre de una barra 2 de un amortiguador conocido, no ilustrado para mayor simplicidad. La barra 2 es igualmente conocida y se representa sólo esquemáticamente con la línea discontinua de la Figura 1. El conjunto de cierre 1 comprende un anillo rígido 3 que va montado integralmente, de manera conocida, no ilustrada para mayor simplicidad, al cilindro del amortiguador. En el ejemplo representado, el anillo rígido 3 es un disco circular realizado con chapa metálica, y lleva un orificio central pasante 4, definido por un reborde periférico 5, radialmente interno.

Un anillo de cierre 6, realizado con material elastomérico, por ejemplo, un polímero elastomérico fluorado como el FKM^{MR}, se proyecta radialmente dentro del orificio central 4 desde el borde periférico 5 y, como es sabido, coopera de manera deslizante, cuando se usa, con la barra 2, que se introduce a través del orificio 4 y, en uso, se mueve en vaivén o alternativamente en una línea recta dentro del orificio 4.

Según la invención, el anillo rígido 3 comprende un collarín prácticamente cilíndrico 7, formado integralmente en una sola pieza con el anillo rígido 3, y que se proyecta axialmente desde el borde periférico 5. En la realización preferida y no limitadora ilustrada en la Figura 1, el collarín 7 tiene prácticamente la forma de un cono truncado, y aumenta de diámetro desde un extremo 8, conectado al borde periférico 5, en dirección a un extremo libre 9, de manera que una pared lateral 10 del collarín 7 se incline en un ángulo preestablecido con relación a un eje central de simetría del anillo rígido 3. El collarín 7 que podría formarse, por ejemplo, doblándose la chapa metálica con la que está realizado el anillo rígido 3, define un elemento anular de soporte para que se apoye en él el anillo de cierre 6, tal como se explica más adelante con mayor detalle.

El anillo de cierre 6 comprende una parte de raíz 11, fijada integralmente (de manera conocida) al borde periférico 5 del anillo rígido 3, y desde el cual se extiende una primera y una segunda parte de cierre 12, 13. Más concretamente, las partes de cierre 12, 13 se extienden radialmente más allá del borde periférico 5 del anillo rígido 3 y, axialmente, en lados opuestos entre sí, en dirección prácticamente paralela al collarín 7. La parte de cierre 12 es un tipo multicontacto con dos labios de cierre 14, 15; mientras que la parte de cierre 13 sólo tiene un labio de cierre 16.

En el ejemplo no limitador ilustrado en la Figura 1, el anillo de cierre 6 se extiende con una parte de recubrimiento 20 para cubrir una superficie lateral y radialmente interior 21 del collarín 7; en posición opuesta a un extremo 23, conectado a la parte raíz 11, la parte de cierre 12 tiene un extremo libre 22 orientado hacia el extremo 9 del collarín 7, a una distancia radial predeterminada de dicho extremo, y separada del extremo 9 por una cámara anular rebajada 24; y la cámara anular 24 la define, en el ejemplo ilustrado, una ranura circunferencial formada en el anillo de cierre 6, interpuesta radialmente entre la parte de cierre 12 y el collarín 7, y que tiene dos lados divergentes enfrentados, abriéndose hacia el extremo libre 22 de la parte de cierre 12. La parte de raíz 11 define así una bisagra virtual que permite la deformación elástica de la parte de cierre 12, por lo que la parte de cierre 12 se coloca apoyada contra la superficie lateral y radialmente interior 21 del collarín 7.

Como se ilustra por la línea discontinua de la Figura 1, el anillo de cierre 6 puede incluir igualmente otra parte de tapa 25 que cubre una superficie lateral radialmente exterior 26 del collarín 7. Una parte de tapa 25, optativa, podría también conectarse directamente y de forma integral a la parte de tapa 20, y podría igualmente extenderse para cubrir, aunque sólo sea parcialmente, una cara 27 del anillo rígido 3 enfrentando al collarín 7. El anillo de cierre 6 podría extenderse también para cubrir, al menos parcialmente, una cara 28 del anillo rígido 3 opuesto a la cara 27, y por consiguiente orientado en dirección contraria al collarín 7.

En el uso real, cuando se inserta la barra 2 dentro del orificio central 4, el anillo de cierre 6 -debido a la interferencia radial producida en el conjunto y que se ilustra en la Figura 1 (en la que el anillo de cierre 8 se presenta sin deformar)- se deforma elásticamente a fin de asegurar un contacto deslizante entre los labios de cierre 14, 15, 16, y la barra 2. Más concretamente, la parte de cierre 12, flexionándose alrededor de la parte 23 conectada a la parte de raíz 11, y gracias a la cámara anular 24, se apoya contra el collarín 7, que proporciona así un soporte radial y permite asegurar una deformación elástica controlada de la parte de cierre 12.

El estado en funcionamiento de la parte de cierre 12 se ilustra esquemáticamente en la Figura 2, en la que todos los detalles similares o idénticos a los ya descritos se indican con el uso del mismo sistema de numeración, y que muestra igualmente el estado sometido a esfuerzo de la parte de cierre 12. Como puede verse, el estado sometido al esfuerzo en servicio de la parte de cierre 12 es excelente en términos de distribución de los esfuerzos: así, en la Figura 2, las zonas de la parte de cierre 12 sometidas al mismo valor de esfuerzo se indican con el mismo color; y los valores de esfuerzos registrados son también notablemente inferiores a los de soluciones similares ya conocidas.

En la Figura 3, en las que todos los detalles similares o idénticos a los anteriormente descritos se indican con el uso del mismo sistema de numeración, se presenta una posible variación del conjunto de cierre 1 según la invención, en el que la pared lateral 10 del collarín 7 es prácticamente perpendicular con relación al eje central de simetría del anillo rígido 3 y es paralela a la barra 2, por lo que el collarín 7 tiene la forma de un cilindro recto coaxial y concéntrico con la barra 2. La cámara anular rebajada 24, que permite una deformación elástica controlada de la parte de cierre 12 se define por un espacio radial entre la parte de cierre 12 y la superficie lateral y radialmente interior 21 del collarín 7, y no es necesario que la superficie 21 sea cubierta por la parte de tapa 20 anteriormente descrita, por lo que, también en este caso, la cámara anular 24 se abre en dirección al extremo libre 22 de la parte de cierre 12, estando igualmente definida por dos lados divergentes enfrentados, uno de los cuales, sin embargo, lo define la pared lateral radialmente interior 21 del collarín 7, y el otro una superficie lateral de la parte de cierre 12.

Es evidente que en el conjunto de cierre, tal como se describe e ilustra en la presente memoria, podrían introducirse otros cambios, aunque sin apartarse por ello del ámbito de la presente invención.

Claims (12)

1. Conjunto de cierre (1) para un miembro mecánico (2) que se mueve alternativamente o en vaivén con relación a un asiento deslizante correspondiente; y en particular para una barra de amortiguador; comprendiendo el conjunto de cierre un anillo rígido (3) y un anillo de cierre (6), realizado con material elastomérico y soportado por un borde periférico (5) de dicho anillo rígido (3); comprendiendo a su vez el citado anillo de cierre (6) al menos una primera parte radial de cierre (12), que se proyecta axialmente desde el borde periférico (5) de dicho anillo rígido (3); y caracterizándose el conjunto de cierre porque dicho anillo rígido (3) comprende un elemento anular de soporte (7) en el que se apoya la primera parte de cierre (12); encontrándose dicho elemento anular de soporte (7) formado integralmente en una sola pieza con dicho anillo rígido (3), y proyectándose desde el citado anillo rígido (3) en dirección prácticamente axial y paralela a la primera parte de cierre (12), de manera que se apoye, en uso, contra la primera porción de cierre (12) en dirección radial.

2. Conjunto de cierre según la Reivindicación 1, caracterizado porque el citado anillo de cierre comprende una cámara anular rebajada (24) interpuesta radialmente entre la primera parte de cierre (12) y dicho elemento anular de soporte (7).

3. Conjunto de cierre según la Reivindicación 2, caracterizado porque dicho anillo de cierre (6) comprende una parte de raíz (11) fijada integralmente al borde periférico (5) del anillo rígido (3); proyectándose la primera parte de cierre (12) axialmente desde la citada parte de raíz (11), y teniendo un extremo libre (22) orientado al citado elemento anular de soporte (7) y a una distancia radial preestablecida del mismo, y separado del elemento anular de soporte por dicha cámara anular (24); definiendo la citada parte de raíz (11) una bisagra virtual que permite la deformación elástica de la primera parte de cierre (12), por lo que la primera parte de cierre (12) se coloca de manera que se apoye contra dicho elemento anular del soporte (7).

4. Conjunto de cierre según la Reivindicación 3, caracterizado porque la citada cámara anular (24) comprende dos lados divergentes enfrentados, y porque se abre hacia dicho extremo libre (22) de la primera porción de cierre (12).

5. Conjunto de cierre según una de las Reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque el citado elemento anular de soporte comprende un collarín prácticamente cilíndrico (7) que se proyecta en dirección prácticamente axial desde el citado borde periférico (5) del anillo rígido (3).

6. Conjunto de cierre según la Reivindicación 5, caracterizado porque una pared lateral (10) de dicho collarín (7) se inclina en un ángulo preestablecido con relación a un eje central de simetría del citado anillo rígido (3); teniendo dicho collarín (7) prácticamente la forma de cono truncado.

7. Conjunto de cierre según la Reivindicación 5, caracterizado porque una pared lateral (10) de dicho collarín (7) es prácticamente perpendicular a un eje central de simetría de dicho anillo rígido (3); teniendo dicho collarín (7) la forma de cilindro recto.

8. Conjunto de cierre según cualquiera de las Reivindicaciones 6 ó 7, caracterizado porque dicho anillo de cierre (6) comprende una primera parte de tapa (20) que cubre una superficie lateral y radialmente interior (21) de dicho collarín (7); estando la citada cámara anular (24) definida por una ranura circunferencial formada entre la primera parte de tapa (20) y la primera parte de cierre (12).

9. Conjunto de cierre según una cualquiera de las Reivindicaciones 6 a 8, caracterizado porque el citado anillo de cierre (6) comprende una segunda parte de tapa (25) que cubre una superficie lateral y radialmente exterior (26) de dicho collarín (7).

10. Conjunto de cierre según la Reivindicación 9, caracterizado porque la segunda parte de tapa (25) se extiende también para cubrir, al menos parcialmente, una primera cara (27) del citado anillo rígido (3) orientado hacia el collarín (7).

11. Conjunto de cierre según una cualquiera de las Reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el anillo de cierre (3) comprende una segunda parte de cierre (13), que se extiende axialmente en el lado opuesto a la primera parte de cierre (12), y radialmente más allá del citado borde periférico (5) del anillo rígido (3); extendiéndose dicho anillo de cierre (6) para cubrir también, al menos parcialmente, una segunda cara (28) del anillo rígido (3), opuesta al collarín (7); y porque dicha primera parte de cierre (12) comprende a su vez un primero y un segundo labio de cierre (14, 15).

12. Conjunto de cierre según una cualquiera de las Reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el citado anillo rígido (13) está realizado con chapa metálica doblada, en dicho borde periférico (5), a fin de formar el elemento anular de soporte (7); estando realizado el mencionado anillo de cierre (6) con un polímero elastomérico fluorado.