УРАВНИВАЮЩИЙ ДАВЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ КОРПУСА И АВТОМОБИЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОКОМПОНЕНТ С ТАКИМ УРАВНИВАЮЩИМ ДАВЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОМ
PRESSURE EQUALISER FOR BODY AND AUTOMOTIVE ELECTRIC COMPONENT WITH SUCH EQUALISER

Уровень техники
Настоящее изобретение относится к уравнивающему давление элементу, устанавливаемому на установочном отверстии корпуса, прежде всего на его вентиляционном патрубке. Изобретение относится далее к автомобильному электрокомпоненту, прежде всего к корпусу моторедуктора стеклоочистителя, с подобным уравнивающим давление элементом.
Для защиты от влияния внешних факторов многие электрокомпоненты имеют закрытый корпус, в качестве примера которого можно назвать корпус моторедуктора стеклоочистителя и в котором необходимо предусматривать отверстие, которое при возникновении разности температур обеспечивает уравнивание давления между внутренним пространством корпуса и окружающим его пространством. Такой вентиляционный элемент, который обычно представляет собой небольшой, встроенный в стенку корпуса открытый цилиндр, так называемый вентиляционный патрубок, часто дополняют другими компонентами, прежде всего лабиринтной системой, мембраной и защитной крышкой в виде колпачка, надеваемого на выступающий из корпуса конец патрубка. Подобные дополнительные компоненты уравнивающей давление системы должны предотвращать в принципе также возможное при воздухообмене проникновение воды, пыли и иных загрязнений во внутреннее пространство корпуса через отверстие в нем.
Из уровня техники известны многочисленные варианты конструктивного исполнения уравнивающих давление систем. Так, в частности, из DE 60026755 Т2 известен воздухопроницаемый колпачок с интегрированным в него фильтрующим элементом, установленный на отверстии автомобильного электрокомпонента. Такой известный колпачок представляет собой выполненный в основном цилиндрической формы закрывающий элемент, т.е. крышку, в которую вставлен цилиндрический переходник с осевым отверстием. Воздушный канал при этом образован проходом, по которому, например, выходящий из внутреннего пространства корпуса воздух проходит через осевое отверстие в переходнике, проходит сквозь воздухопроницаемый фильтрующий элемент, меняет направление своего движения у закрытого конца (дна) крышки, движется далее между наружной поверхностью переходника и внутренней поверхностью крышки до свободного конца ее стенки и в этом месте выходит наружу. Для возможности установки переходника в цилиндрическую крышку, позиционирования и фиксации в ней и одновременно с этим для возможности образования вышеописанного прохода для воздуха на периферии колпачка на переходнике предусмотрено множество равномерно распределенных по его окружному периметру выступов, промежутки между которыми и образуют проход для воздуха. Подобные меры должны обеспечивать наличие у воздухопроницаемого колпачка компактной формы и недорогой конструкции.
Однако известный воздухопроницаемый колпачок не способен удовлетворять всем предъявляемым к нему требованиям и прежде всего не во всех возможных встречающихся ситуациях с его установкой. Поскольку на практике место установки колпачка, например определенное место на корпусе моторедуктора, соответственно также ориентация колпачка в пространстве в его смонтированном положении в большинстве случаев являются заданными параметрами, колпачок должен допускать возможность согласования его размеров с заданными, часто весьма ограниченными пространственными условиями. Однако известный колпачок коаксиальной конструкции с точки зрения лежащего в ее основе принципа предоставляет мало возможностей по дальнейшему уменьшению его размеров. Помимо этого при установке известного колпачка на выступающий "вниз", т.е. на выступающий в направлении действия силы земного притяжения, вентиляционный патрубок существует опасность скапливания воды, брызги которой могут попадать на колпачок, в зоне его дна аналогично перевернутому зонту и утраты в результате фильтрующим элементом своей воздухопроницаемости.
Краткое изложение сущности изобретения
Предлагаемый в изобретении уравнивающий давление элемент в различных вариантах его выполнения заявлен в одном из независимых пп.1, 2 и 4 формулы изобретения. Помимо этого предлагаемый в изобретении автомобильный электрокомпонент с подобным уравнивающим давление элементом заявлен в п.8 формулы изобретения. Различные предпочтительные варианты осуществления изобретения представлены в соответствующих зависимых пунктах формулы изобретения.
Во всех трех независимых, предлагаемых в изобретении вариантах выполнения уравнивающего давление элемента он имеет стаканообразную крышку с дном и стенкой, вставленный в крышку переходник из эластичного материала, имеющий сквозное отверстие, обращенный ко дну крышки конец которого закрыт фильтрующим элементом, и проход для воздуха, образованный между внутренней поверхностью крышки и наружной поверхностью переходника, а также между дном крышки и отверстием переходника.
В заявленном в п.1 формулы изобретения варианте переходник выполнен с асимметричным наружным контуром, прерываемым по окружному периметру переходника единственным выступом, который контактирует с внутренней поверхностью крышки с образованием по обе стороны от него прохода для воздуха.
В другом, альтернативном описанному выше и заявленном в п.2 формулы изобретения варианте переходник выполнен с асимметричным наружным контуром, прерываемым по окружному периметру переходника двумя осевыми канавками, между которыми образован зубец и в зоне которых переходник не контактирует своим наружным контуром с внутренней поверхностью крышки и которые тем самым образуют проход для воздуха.
Благодаря специальному асимметричному наружному контуру предлагаемый в изобретении уравнивающий давление элемент в каждом из обоих рассмотренных выше вариантов его выполнения не имеет более известной из уровня техники, сравнительно громоздкой коаксиальной конструкции, но вместе с тем несмотря на потребность в меньшем монтажном пространстве, соответственно несмотря на меньшие габариты, обеспечивает наличие достаточного прохода для воздуха между внутренней боковой поверхностью крышки и наружной боковой поверхностью переходника.
В одном из предпочтительных вариантов выполнения заявленного в п.2 формулы изобретения уравнивающего давление элемента его переходник или переходник и крышка может/могут иметь наружный контур, который без учета канавок в переходнике имеет форму цилиндра или имеет в поперечном сечении форму правильного многоугольника. Этот вариант прежде всего в том случае, когда форма крышки повторяет форму переходника, обеспечивает возможность дальнейшего согласования уравнивающего давление элемента с заданными пространственными условиями.
В еще одном независимом, заявленном в п.4 формулы изобретения варианте выполнения уравнивающего давление элемента помимо наличия у него указанных выше, общих с двумя другими вариантами признаков на участке перехода от дна крышки к ее стенке предусмотрено по меньшей мере одно отверстие, расположенное в том секторе окружного периметра крышки, который не предназначен для образования прохода для воздуха между внутренней поверхностью крышки и наружной поверхностью переходника. Этот вариант обеспечивает возможность стекания воды из уравнивающего давление элемента, когда он в своем смонтированном состоянии располагается "вниз головой", с одновременным сохранением неограниченной воздухопроницаемости уравнивающего давление элемента.
В одной из модификаций уравнивающего давление элемента, выполненного по последнему из указанных независимых вариантов, в промежуточном пространстве между дном крышки и фильтрующим элементом особенно предпочтительно предусматривать лабиринтную систему, которая имеет напротив каждого отверстия по перекрывающей прямой доступ от него к центру промежуточного пространства перегородке. Такие перегородки, которые не закрывают выходное отверстие, соответственно не препятствуют воздухообмену, обеспечивают защищенный, опосредованный доступ во внутреннее пространство уравнивающего давление элемента, который благодаря этому прежде всего защищен от острых предметов и от пыли, соответственно загрязнений.
Для улучшения условий стекания воды, соответственно для улучшения условий воздухообмена и при нахождении уравнивающего давление элемента в насаженном на корпус, плотно прилегающем к нему положении в еще одном предпочтительном варианте на свободном конце стенки крышки предусмотрена по меньшей мере одна выемка, расположенная в том же секторе крышки, что и соответствующее отверстие.
Заявленный в п.4 формулы изобретения независимый вариант выполнения уравнивающего давление элемента можно безо всяких проблем использовать и в заявленном в п.1 или 2 формулы изобретения уравнивающем давление элементе с асимметричным переходником.
Во всех вариантах выполнения предлагаемого в изобретении уравнивающего давление элемента в качестве фильтрующего элемента предпочтительно использовать пористую, воздухопроницаемую и водоотталкивающую мембрану, опирающуюся на крестообразно расположенные в отверстии переходника перемычки, которые при проникновении влаги не допускают нарушающего функцию мембраны ее прогиба.
Предлагаемый в изобретении автомобильный электрокомпонент снабжен уравнивающим давление элементом описанного выше типа. В одном из вариантов выполнения предлагаемого в изобретении автомобильного электрокомпонента уравнивающий давление элемент предпочтительно устанавливать при этом на вентиляционном патрубке, который в целях затруднить проникновение воды имеет расположенную со стороны электрокомпонента часть с круглым внутренним поперечным сечением и расположенную со стороны уравнивающего давление элемента часть с многоугольным внутренним поперечным сечением. Предлагаемый в изобретении уравнивающий давление элемент можно, таким образом, использовать на вентиляционном патрубке электрокомпонента, каковой патрубок благодаря его особому конструктивному исполнению даже в еще не закрытом уравнивающим давление элементом состоянии надежно защищен от воды. В том случае, когда автомобильным электрокомпонентом является корпус моторедуктора стеклоочистителя, в еще одном варианте выходящий из корпуса моторедуктора стеклоочистителя выходной вал можно выполнить в виде полого вала, который предназначен для уравнивания давления между внутренним пространством корпуса моторедуктора стеклоочистителя и окружающим пространством и на выходящем из корпуса моторедуктора конце которого установлен уравнивающий давление элемент.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 в аксонометрии показан предлагаемый в изобретении уравнивающий давление элемент с крышкой, которая изображена прозрачной, и вставленным в нее асимметричным переходником.
На фиг.2 схематично в виде в плане показан выполненный по другому варианту асимметричный переходник для предлагаемого в изобретении уравнивающего давление элемента.
На фиг.3 приведен поэлементный вид предлагаемого в изобретении уравнивающего давление элемента с симметричным переходником и вентиляционным патрубком.
На фиг.4 в разрезе показан уравнивающий давление элемент, изображенный на фиг.3.
На фиг.5 в аксонометрии показана предлагаемая в изобретении компоновка с уравнивающим давление элементом, размещенным на корпусе моторедуктора стеклоочистителя.
На фиг.6 показана другая компоновка с иным размещением уравнивающего давление элемента на корпусе моторедуктора.
Описание вариантов осуществления изобретения
На фиг.1 показан выполненный по одному из вариантов предлагаемый в изобретении уравнивающий давление элемент со стаканообразной крышкой 1, имеющей дно 3 и цилиндрическую (боковую) стенку 4. Крышка 1 показана на фиг.1 прозрачной, что позволяет увидеть под ней вставленный в нее переходник 2. Переходник 2 выполнен из эластичного материала и имеет сквозное отверстие 5, на обращенном ко дну 3 крышки 1 конце которого предусмотрены крестообразно расположенные перемычки 9. Такие перемычки 9 служат, о чем более подробно сказано ниже со ссылкой на фиг.3, опорой для закрывающего этот конец сквозного отверстия и не показанного на данном чертеже фильтрующего элемента.
Переходник 2 нижним концом своего осевого отверстия 5 насажен на вентилируемый корпус 10 моторедуктора, прежде всего на выступающий в отверстие 5 вентиляционный патрубок (см. фиг.3). Помимо этого переходник 2 установлен в крышке 1 в заданное положение и зафиксирован в радиальном направлении. Переходник 2 имеет центральную часть с основным цилиндрическим наружным контуром, от которой, однако, отходит единственный выступ 6, и поэтому наружная поверхность переходника 2 имеет в целом асимметричный наружный контур. При закреплении переходника 2 в крышке 1 наружная поверхность 8 выступа 6 прижимается к внутренней поверхности (стенке 4) крышки 1. Помимо этого к внутренней поверхности (стенке 4) крышки 1 прежде всего прижимается также расположенная диаметрально напротив наружной поверхности 8, "тыльная" поверхность центральной части переходника 2. Даже в том случае, когда расстояние между наружной поверхностью переходника и внутренней поверхностью крышки непрерывно уменьшается по обе стороны от выступа 6 в направлении от него, слева и справа от выступа 6 в любом случае остается проход 7 для воздуха, достаточно большой для обеспечения воздухообмена в воздушном канале между вентиляционным патрубком, отверстием 5, промежуточным пространством, ограниченным верхним концом отверстия 5 и закрытым концом (дном 3) крышки 1, и незакрытой, нижней (расположенной со стороны корпуса моторедуктора) периферией уравнивающего давление элемента. Для образования указанного промежуточного пространства в зоне дна крышки 1 предусмотрены выступающие ограничители, в которые в собранном состоянии уравнивающего давление элемента упирается расположенный со стороны дна крышки торец переходника 2 (Такое промежуточное пространство может быть также образовано описанной ниже со ссылкой на фиг.4 лабиринтной системой).
Монтажное пространство, необходимое для размещения асимметричного переходника 2, а тем самым и для размещения уравнивающего давление элемента, явно меньше, чем в случае симметричного переходника, например, с четырьмя распределенными по его окружности выступами 12 (см. фиг.3). С точки зрения механической устойчивости более предпочтителен схематично показанный на фиг.2 другой, также малогабаритный вариант выполнения асимметричного переходника 2, у которого проход 7 для воздуха образован не пространством между наружной поверхностью переходника и внутренней поверхностью крышки по бокам от единственного выступа или промежутками между несколькими выступами, а двумя канавками 15, и поэтому такой проход 7 для воздуха как бы смещен внутрь в центральную часть переходника 2. Кроме того, в этом другом асимметричном варианте выполнения переходника 2 обеспечивается возможность особо точного его позиционирования в крышке 1, а также исключается образование щели 11 (см. фиг.1), в которой могла бы скапливаться вода.
Как показано на фиг.1 и 2, отверстие 5 вставленного в крышку 1 переходника 2 может располагаться эксцентрично относительно асимметричного переходника 2, соответственно крышки 1, преимущество чего состоит в расширении возможностей по размещению вентиляционного патрубка 13, соответственно уравнивающего давление элемента относительно окружающего его пространства.
В показанном на фиг.3 другом варианте выполнения предлагаемого в изобретении уравнивающего давление элемента переходник 2 имеет, например, четыре равномерно распределенных вокруг его центральной части выступа 12 и поэтому в целом имеет симметричный наружный контур. Вентиляционный патрубок 13 в отличие от приведенного на чертеже изображения, где он для наглядности изображен в виде отдельной детали, обычно выполнен за одно целое с показанным на фиг.3 лишь схематично корпусом моторедуктора.
Уравнивающий давление элемент, собранный, соответственно состоящий из симметричного переходника 2, из воздухопроницаемого фильтрующего элемента в виде мембраны 14 и из крышки 1, насаживают на вентиляционный патрубок 13. Вентиляционный патрубок 13 имеет расположенную со стороны корпуса 10 моторедуктора часть 16 с круглым внутренним поперечным сечением и расположенную со стороны уравнивающего давление элемента часть 17 с многоугольным (в данном случае прямоугольным) внутренним поперечным сечением. Выполнение вентиляционного патрубка с подобной формой его отверстия, соответственно выполнение его отверстия с двумя последовательно расположенными частями разной формы оптимально для предотвращения образования водяных перемычек из-за неоднородных поверхностных натяжений, благодаря этому исключается возможность проникновения в вентиляционный патрубок воды (прежде всего в том случае, когда вентиляционный патрубок 13 еще не закрыт уравнивающим давление элементом).
Переходник 2 выполнен из эластичного материала, и поэтому его можно сравнительно легко насадить, соответственно напрессовать его отверстием 5 на вентиляционный патрубок 13. На верхнем торце переходника 2 закреплена в качестве фильтрующего элемента пористая, проницаемая для воздуха и не проницаемая для воды мембрана 14, которая опирается на крестообразно расположенные в отверстии 5 переходника 2 перемычки 9. Благодаря этому предотвращается собирание мембраны 14 в складки. Крестообразные перемычки 9 могут быть выполнены, как показано на фиг.3, слегка выпуклыми, что исключает прогиб мембраны и в то же время обеспечивает возможность стекания воды.
На участке перехода от дна 3 крышки 1 к ее стенке предусмотрено по меньшей мере одно отверстие 18, расположенное в том секторе крышки 1, который не предназначен для образования прохода 7 для воздуха между внутренней поверхностью крышки 1 и наружной поверхностью переходника 2. Через такое отверстие 12 в "перевернутом" положении уравнивающего давление элемента из него может сливаться скопившаяся в нем вода.
Обычно уравнивающий давление элемент для возможности беспрепятственной вентиляции и во избежание всасывания внутрь него воды под действием капиллярного эффекта не полностью прилегает к корпусу 10. Возможность беспрепятственной вентиляции и стекания воды обеспечивается даже в том случае, когда на свободном конце стенки 4 крышки 1 предусмотрена по меньшей мере одна выемка 20, расположенная в том же секторе крышки, что и соответствующее отверстие 18.
Мембрана 14 и воздушный канал в целом защищены крышкой 1. Такая крышка имеет лабиринтную систему (см. фиг.4), которая вне зависимости от положения, которое она занимает в своем смонтированном положении, всегда обеспечивает отвод и подвод воздуха, защиту от острых предметов, защиту от пыли, соответственно грязи и стекание воды. Помимо этого крышка 1 прикладывает к переходнику 2 сжимающее усилие, не допуская тем самым его отсоединение от корпуса 10 моторедуктора. Для этого, в частности, в промежуточном пространстве между дном 3 крышки 1 и фильтрующим элементом 14 предусмотрена лабиринтная система, которая имеет напротив каждого отверстия 18 по перекрывающей прямой доступ извне к центру промежуточного пространства перегородке 19. Подобная перегородка 19 представляет собой сравнительно массивный элемент, который по типу колонны надавливает на мембрану 14 и одновременно с этим подпирает дно 3 крышки в торцевом промежуточном пространстве между ним и переходником 2. Описанное конструктивное исполнение с отверстиями 18, соответственно с лабиринтной системой может с достижением аналогичных преимуществ использоваться и в рассмотренных выше со ссылкой на фиг.1 вариантах выполнения уравновешивающего давление элемента с асимметричным переходником.
В экономичном варианте вентиляции выходящий из корпуса 10 моторедуктора стеклоочистителя выходной вал (см. фиг.5, где показано только соответствующее отверстие А в корпусе 10) выполнен в виде полого вала, который предназначен для уравнивания давления между внутренним пространством корпуса моторедуктора стеклоочистителя и окружающим пространством и на выходящем из корпуса 10 моторедуктора конце которого установлен уравнивающий давление элемент.
На фиг.6 показана другая компоновка из корпуса 10 моторедуктора с (не видимым в приведенной на чертеже проекции) установочным отверстием или вентиляционным патрубком и установленным на него уравнивающим давление элементом, который имеет шесть отверстий 18 в крышке 1, количество которых указано только в качестве примера (и соответственно шесть выступов 12 на переходнике 2). В отличие от рассмотренных выше вариантов отсоединение уравнивающего давление элемента от корпуса 10 моторедуктора предотвращается не только за счет силового замыкания, но и за счет геометрического замыкания между стопорным крючком 21 на крышке 1 и стопорным выступом 22 на корпусе 10 моторедуктора.