УПЛОТНИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ И УПЛОТНИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ПОЛЫХ ПРОФИЛЕЙ
SEALING ELEMENT AND SEALING SYSTEM FOR HOLLOW PROFILES

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к уплотнительному элементу для полых профилей, а также к уплотнительной системе для полых профилей, содержащей такие уплотнительные элементы.
Уровень техники
Полые профили, которые могут быть изготовлены, например, из металла или пластмассы, пригодны для производства рам и стеллажей, применяемых в различных отраслях, скажем, в электротехнике (например, для рамных элементов распределительных шкафов), в машино- и приборостроении (например, для станин станков и т.п.), а также в мебельной промышленности (например, для этажерок и т.п.). Полые профили указанного типа могут формироваться из металлического листа, но могут изготавливаться и способом непрерывной разливки (скажем, из алюминия или пластмассы). Однако независимо от способа и материала изготовления, эти, в общем случае, удлиненные полые профили должны на концах соединяться с другими полыми профилями, чтобы образовать, например, раму, стеллаж и т.п.
Часто требуется снабдить состоящий из полых профилей стеллаж или раму боковыми стенками, чтобы создать в стеллаже или раме замкнутое внутреннее пространство. Если это внутреннее пространство должно быть герметизировано от окружающей среды, то между каждым элементом стенки и полым профилем, к которому этот элемент стенки крепится, должны быть предусмотрены уплотнения. Для этого, например, каждый элемент стенки с внутренней, обращенной к полому профилю стороны может быть оснащен уплотнением, которое при закреплении элемента стенки приходит в положение герметизации полого профиля, или уплотнение может быть непосредственно на полом профиле, с которым элемент стенки контактирует для герметизации.
Раскрытие изобретения
Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить простое по монтажу и функционально убедительное решение, позволяющее по выбору оснащать полый профиль уплотнением, например, предотвращающим проникновение пыли и/или влаги в образованное конструкцией из полых профилей внутреннее пространство, причем в качестве дополнительной опции должна быть обеспечена возможность электромагнитного экранирования (для создания так называемой Электромагнитной Совместимости, ЭМС (EMV)).
Эта задача согласно изобретению решается предложением уплотнительного элемента для полых профилей, содержащего идущий вдоль продольной оси держатель уплотнения, который состоит из двух полок, каждая с наружной стороной и внутренней стороной, неразъемно соединенных друг с другом обращенными друг к другу продольными кромками так, что образуют угол угловой зоны, причем уплотнительный элемент, далее, содержит уплотнения, прикрепленные на свободной продольной кромке каждой полки или вблизи этой кромки и идущие параллельно ей на наружной стороне соответствующей полки, и, наконец, содержит устройство крепления на внутренней стороне, по меньшей мере, одной полки для съемного крепления уплотнительного элемента на углу полого профиля.
Таким образом, согласно изобретению требуемое для герметизации уплотнение предусмотрено не на прикрепляемом элементе стенки и также не непосредственно на самом полом профиле. Вместо этого требуемая при определенных условиях герметизация достигается с помощью дополнительного уплотнительного элемента, который может быть закреплен на угловой зоне полого профиля, имея на своей наружной стороне на свободной продольной кромке или вблизи нее уплотнения, обеспечивающие требуемую герметизацию контакта полого профиля и прикрепляемого к нему элемента стенки. Уплотнительные элементы согласно настоящему изобретению могут поставляться погонными метрами и заранее раскраиваться на любую нужную длину. Полые профили, предназначенные для последующей герметизации, согласно настоящему изобретению не отличаются от таких полых профилей, которые используются без герметизации. Более того, по мере надобности может приниматься решение о том, должна ли осуществляться герметизация или нет и, соответственно, должны ли использоваться уплотнительные элементы согласно настоящему изобретению или нет. При определенных условиях герметизация может быть проведена и впоследствии однако для этого придется снять с рам из полых профилей уже смонтированные элементы стенки и, после прикрепления уплотнительных элементов, снова смонтировать элементы стенки.
В некоторых вариантах осуществления уплотнительных элементов согласно настоящему изобретению свободная продольная кромка каждой полки экструзионно облицовывается уплотнительным материалом, например, подходящим эластомером. Таким образом обеспечивается герметизация как с наружной, так и с внутренней стороны каждой полки. В других вариантах осуществления изобретения уплотнения прикрепляются только на наружной стороне соответствующей полки. Прикрепление уплотнений к полке может быть произведено наклейкой, зажимом, пайкой или иным подходящим способом крепления.
Устройство крепления на внутренней стороне, по меньшей мере, одной из полок, обеспечивающее крепление всего уплотнительного элемента на углу полого профиля, может действовать, например, по принципу текстильной застежки, может осуществляться с помощью штекерных или фиксаторных разъемов на уплотнительном элементе и полом профиле, может осуществляться наклеиванием или иными механическими средствами крепления, такими, как винты и т.п.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления уплотнительного элемента согласно настоящему изобретению упомянутые две полки состоят из упругого материала, и образованный этими полками угол угловой зоны несколько меньше угла угловой зоны полого профиля, на котором должен крепиться уплотнительный элемент. Так, например, если полый профиль образует в угловой зоне угол в 90°, то угол угловой зоны уплотнительного элемента в этом варианте осуществления несколько меньше 90°. Устройство крепления в таком варианте осуществления образовано, по меньшей мере, двумя зажимными поверхностями, по одной на внутренней стороне каждой полки. Каждая зажимная поверхность расположена на расстоянии от обращенных друг к другу продольных кромок полок параллельно продольной оси уплотнительного элемента и образует с внутренней стороной соответствующей полки зажимной угол. Для этого каждая зажимная поверхность сформирована для взаимодействия с ответной опорной поверхностью на наружной стороне полого профиля. Поскольку образованный двумя полками уплотнительного элемента угол угловой зоны несколько меньше угла угловой зоны полого профиля, то при насаживании уплотнительного элемента на угловую зону полого профиля обе полки несколько разойдутся, создавая силу зажима, стремящуюся восстановить исходное состояние и поэтому прижимающую каждую зажимную поверхность уплотнительного элемента к соответствующей опорной поверхности полого профиля. Таким образом, уплотнительный элемент с зажимом удерживается на полом профиле.
В некоторых вариантах осуществления уплотнительного элемента согласно настоящему изобретению, по меньшей мере, одно уплотнение расположено в продольном углублении на наружной стороне соответствующей полки, причем продольная кромка углубления, ближайшая к обращенным друг к другу продольным кромкам полок, которыми полки соединяются друг с другом, образована задней стороной зажимной поверхности этой полки. Задняя сторона зажимной поверхности образует, таким образом, боковую опору уплотнения и одновременно обеспечивает безупречное позиционирование уплотнения. Другая продольная кромка углубления также может выполнять опорную и позиционирующую функции, но необходимости в этом нет, и эта кромка может лежать в одной плоскости со свободной продольной кромкой соответствующей полки.
В одной из предпочтительных дальнейших разработок уплотнительного элемента согласно настоящему изобретению от наружной стороны, по меньшей мере, одной из полок отходит параллельно продольной оси ребро, образующее с наружной стороной соответствующей полки пружинящий угол, меньший 90°. Таким образом, это ребро не перпендикулярно наружной стороне полки, а наклонено к одной или другой продольной кромке полки, предпочтительно к той продольной кромке, по которой обе полки неразъемно соединены друг с другом. При этом ребро расположено так, что размещенное на той же полке уплотнение находится ближе к свободной продольной кромке соответствующей полки, чем ребро. Благодаря этому в смонтированном состоянии уплотнительного элемента уплотнение располагается как бы за ребром, таким образом, ребро может защищать уплотнение, скажем, от механического повреждения, струй жидкости и т.п. Величина выступания ребра от полки предпочтительно выбирается так, чтобы прикрепляемый элемент стенки вначале приходил в соприкосновение со свободной продольной кромкой ребра и только потом, т.е. в ходе дальнейшего крепления элемента стенки - с находящимся на ребре уплотнением. Таким образом, ребро несколько придавливается закрепляемым элементом стенки в направлении уплотнительного элемента, в результате чего свободная продольная кромка ребра, упруго пружиня, прижимается к внутренней стороне элемента стенки.
Если в дополнение к герметизации, например, от пыли и/или влаги желательна еще защита от электромагнитного излучения (ЭМС (EMV)), уплотнительный элемент согласно настоящему изобретению предпочтительно состоит из электропроводящего материала, скажем, из металла или электропроводящей пластмассы. В возможном альтернативном варианте уплотнительный элемент состоит из электрически непроводящего материала, а на его наружную поверхность, включая уплотнения, наносится электропроводящий слой. Он может представлять собой пленку, нанесенную подходящим способом, но предпочтительно электропроводящий слой наносится напылением. Таким образом, независимо от вышеописанных вариантов осуществления, обеспечивающих электропроводность, достигается защита внутреннего пространства, образованного конструкцией из полых профилей, своего рода клеткой Фарадея, если прикрепляемые элементы стенки также электропроводны.
Если материал, из которого должен быть изготовлен уплотнительный элемент согласно настоящему изобретению, пригоден для экструдирования, то предпочтительны варианты осуществления уплотнительных элементов согласно настоящему изобретению в виде так называемых «2К-экструзионных деталей». Под наименованием «2К-экструзионная деталь» понимается изготовленная в одном-единственном процессе экструдирования деталь, материал которой состоит из двух компонентов; один из компонентов представляет собой более твердый и устойчивый материал, образующий держатель уплотнения, включая, при определенных условиях, отходящие от него ребра, а второй компонент представляет собой упруго пружинящий материал, образующий уплотнения. Специалистам этот двухкомпонентный экструзионный процесс известен, так что нет нужды объяснять здесь подробнее его осуществление.
При образовании из полых профилей рам и стеллажей, для соединения нескольких полых профилей в углу рамы или стеллажа может быть использован так называемый угловой соединительный элемент, скажем, такой, какие раскрыты настоящим заявителем в немецкой патентной заявке под названием «Угловой соединительный элемент для полых профилей». Для того чтобы и в таких угловых зонах обеспечить безупречную герметизацию и, при необходимости, защиту от электромагнитного излучения (ЭМС (EMV)), согласно настоящему изобретению в каждой такой угловой зоне, в которой несколько полых профилей соединяются угловым соединительным элементом, используется защитный колпачок, снабженный с наружной стороны одним или несколькими отрезками уплотнения, предназначенными для соединения с концами уплотнений, имеющихся в уплотнительном элементе. Таким образом, уплотнительные элементы согласно настоящему изобретению и, по меньшей мере, один защитный колпачок согласно настоящему изобретению образуют уплотнительную систему для полых профилей, которая проста в монтаже и демонтаже и обеспечивает всестороннюю защиту от нежелательных воздействий окружающей среды. Каждый защитный колпачок предпочтительно выполнен так, чтобы его можно было надеть на угловой соединительный элемент, при этом наружные поверхности защитного колпачка лежат в тех же плоскостях, что и граничащие с ними поверхности полых профилей, соединенных угловым соединительным элементом. Таким образом, наружные стороны защитного колпачка являются продолжениями поверхностей полых профилей и образуют собственно углы рам и стеллажей. Размещенные на наружных сторонах защитного колпачка отрезки уплотнений могут для соединения с уплотнениями уплотнительного элемента иметь продолжения, которые могут быть введены во внутреннюю полость уплотнения уплотнительного элемента.
Согласно настоящему изобретению, защитный колпачок, включая имеющиеся на нем отрезки уплотнений, предпочтительно состоит из электропроводящего материала, чтобы можно было обеспечить защиту от электромагнитного излучения (ЭМС (EMV)). В альтернативном варианте для этой цели на наружную поверхность защитного колпачка, включая отрезки уплотнений на нем, может наноситься электропроводящий слой.
Краткое описание чертежей
Ниже предпочтительный на сегодняшний день пример осуществления соответствующей настоящему изобретению уплотнительной системы для полых профилей объясняется более подробно со ссылкой на схематические сопроводительные чертежи. На фигурах представлены:
на Фиг.1 - вид в аксонометрии уплотнительного элемента для полого профиля,
на Фиг.2 - вид сбоку уплотнительного элемента Фиг.1,
на Фиг.3 - поперечный разрез полого профиля с установленным на нем уплотнительным элементом Фиг.1, причем к полому профилю прикреплены, далее, два элемента стенки,
на Фиг.4 - защитный колпачок для дополнения герметизации, созданной уплотнительными элементами Фиг.1, и
на Фиг.5 - вид в аксонометрии с разнесением частей угловой зоны рамы, состоящей из трех полых профилей, соединенных друг с другом угловым соединительным элементом.
Осуществление изобретения
На Фиг.1 и 2 показан обозначенный в целом позицией номер 10 уплотнительный элемент для полого профиля 12, например, изображенного на Фиг.3 и 5. Уплотнительный элемент 10, как видно из Фиг.2, предназначен для надевания на образующую угол боковую кромку полого профиля 12.
Уплотнительный элемент 10 содержит держатель 16 уплотнения, идущий вдоль продольной оси А и образованный двумя полками 18, 20, каждая из которых имеет наружную сторону 22 и внутреннюю сторону 24. Обе полки 18, 20 неразъемно соединены друг с другом обращенными друг к другу продольными кромками так, что образуют угол α угловой зоны, который в показанном примере осуществления несколько меньше 90°.
У границы свободной продольной кромки 26 каждой полки 18, 20 с наружной стороны 22 смонтировано идущее параллельно продольной оси А и, тем самым, параллельно свободной продольной кромке 26 уплотнение 28, 30, функция которого еще будет объяснена подробнее. В показанном примере осуществления каждое уплотнение 28, 30 располагается и опирается в продольном углублении 32.
Параллельно внутренней, ближайшей к соединенным продольным кромкам полок 18, 20 продольной кромки каждого углубления 32, вблизи уплотнения 28 или 30 с наружной стороны 22 полки 18 или 20 отходит вверх ребро 34. Это ребро 34 идет параллельно продольной оси А и тем самым параллельно уплотнению 28 или 30 и расположено так, что между ним и наружной стороной 22 соответствующей полки 18, 20 образуется пружинящий угол γ, меньший 90°. Функция этого ребра 34, которое в недеформированном состоянии несколько выступает над соответствующим уплотнением 28, 30, еще будет объяснена.
С внутренней стороны каждой полки 18, 20 с наклоном к соответствующей полке сформирована зажимная поверхность 36, 38, расположенная на расстоянии от соединенных продольных кромок полок 18, 20, идущая параллельно продольной оси А и образующая с внутренней стороной 24 соответствующей полки 18, 20 зажимной угол β. Эти зажимные поверхности 36, 38, как еще будет объяснено ниже, взаимодействуют с плоскими опорными поверхностями 40, 42 с наружной стороны полого профиля 12 для закрепления уплотнительного элемента 10 на полом профиле 12. Находящиеся с наружной стороны 22 полки задние стороны зажимных поверхностей 36, 38 образуют в показанном примере осуществления внутренние продольные кромки углублений 32.
Для изготовления держателя 16 уплотнения, в принципе, подходит ряд различных материалов. Так, например, держатель 16 уплотнения может содержать деталь из стали или алюминиевый профиль, или профиль из другого металла. Уплотнения 28, 30 могут представлять собой отдельные элементы конструкции, вложенные в углубления 32, зажатые в этих углублениях или вклеенные в них. Возможны также и другие виды крепления уплотнений 28, 30.
В показанном примере осуществления держатель 16 уплотнения состоит из пригодной для соответствующего применения устойчивой и, в то же время, упругой пластмассы и изготовлен вместе с уплотнениями 28, 30 в виде так называемой двухкомпонентной экструзионной детали. При этом уплотнения 28, 30 состоят из материала, отличного от материала держателя 16 уплотнения, предпочтительно из какого-то известного в производстве упругих уплотнений эластомера. Благодаря изготовлению в едином экструзионном процессе как держателя 16 уплотнения, так и уплотнений 28, 30, последние, вследствие поддерживаемых при экструзии температур, уже сплавлены с держателем 16 уплотнения и отдельного крепления не требуют. Посредством такого двухкомпонентного экструзионного процесса уплотнительные элементы 10 могут изготавливаться квазибесконечными и затем разрезаться на отрезки требуемой длины.
Теперь, со ссылкой, в особенности, на Фиг.3 и 5, будет подробнее объяснена функция уплотнительных элементов 10. Обратимся к Фиг.5, на ней показаны три полых профиля 12, расположенных попарно перпендикулярно друг другу и образующих угол не изображенной в остальном рамы. Для соединения трех полых профилей 12 в угловой зоне служит, например, угловой соединительный элемент 44, показанный и раскрытый настоящим заявителем в немецкой патентной заявке под названием «Угловой соединительный элемент для полых профилей», однако этот элемент может быть выполнен и иначе, при условии, что он обеспечивает надежное и устойчивое соединение друг с другом трех полых профилей.
На Фиг.3 показан разрез нижнего полого профиля 12 Фиг.5 вне зоны расположения углового соединительного элемента 44; из Фиг.3 видно, что в готовом состоянии на полых профилях 12 укреплены снаружи элементы 46 стенки, закрывающие очерченное рамой внутреннее пространство. С помощью уплотнительных элементов 10 осуществляется надежное ограждение этого внутреннего пространства от воздействий окружающей среды.
Для достижения требуемой герметизации на боковую кромку 14 каждого полого профиля 12 надевается уплотнительный элемент 10, как показано на Фиг.5. Так как угол угловой зоны полых профилей в показанном примере составляет 90°, а угол α угловой зоны уплотнительных элементов 10 немного меньше, уплотнительные элементы 10 при надевании на полые профили 12 несколько расширяются, т.е. полки 18, 20 несколько расходятся. Поскольку материал, из которого состоит держатель 16 уплотнения, упругий, указанное расширение создает пружинную силу, стягивающую полки 18, 20 по направлению друг к другу, и вследствие этого зажимные поверхности 36, 38 на внутренней стороне 24 уплотнительного элемента 10 прижимаются к опорным поверхностям 40, 42 полого профиля 12. Благодаря такому зажиму каждый уплотнительный элемент 10 надежно удерживается на полом профиле и тем не менее легко может быть снят.
В смонтированном состоянии уплотнительный элемент 10 показан на Фиг.3. Видно, что внутренняя сторона 24 уплотнительного элемента 10 выполнена ответной для наружной стороны полого профиля 12, так что уплотнительный элемент 10 прилегает к наружной стороне полого профиля 12. Когда уплотнительный элемент 10 установлен на полый профиль 12, уплотнения 28, 30 автоматически занимают положение, допускающее их контакт с внутренней стороной элементов 46 стенки.
При закреплении элемента 46 стенки на полом профиле 12 внутренняя сторона элемента 46 стенки вначале приходит в соприкосновение со свободной кромкой ребра 34. В ходе дальнейшего крепления элемента 46 стенки, которое, например, осуществляется затяжкой не показанных на чертеже винтов, расстояние между внутренней стороной элемента 46 стенки и наружной стороной 22 уплотнительного элемента 10 сокращается, так что ребро 34 несколько деформируется, вследствие чего пружинящий угол γ несколько уменьшается. Когда элемент 46 стенки полностью прикреплен к полому профилю 12, в состоящем из упругого материала держателя 16 уплотнения ребре 34 действует пружинная сила, прижимающая свободную продольную кромку ребра 34 к внутренней стороне элемента 46 стенки; таким образом, образуется первое герметизирующее уплотнение, защищающее, например, от водяных брызг. В полностью закрепленном состоянии элемента 46 стенки на полом профиле 12 и наружная сторона уплотнений 28, 30 также находится в пружинящем контакте с внутренней стороной соответствующего элемента 46 стенки, в результате чего образуется второе герметизирующее уплотнение, являющееся собственно герметизирующим уплотнением. В показанном примере осуществления каждое уплотнение 28, 30 образовано уплотнительным полым профилем, на наружной стороне которого имеются две уплотнительные рабочие кромки 48, 50, а между ними - изогнутый выпуклый уплотнительный участок 52, наружная сторона которого в смонтированном состоянии образует линейный или полосовой контакт с внутренней стороной элемента 46 стенки.
Далее на Фиг.4 и 5 показан защитный колпачок 54, дополняющий герметизацию, созданную уплотнительными элементами 10. Защитный колпачок 54 состоит из трех неразъемно соединенных друг с другом под прямыми углами участков 56, 58, 60 стенки, и на их наружных сторонах закреплено по одному отрезку 62, 64, 66 уплотнения, из которых на Фиг.5 видны только отрезки 62 и 64 уплотнения. Материал, из которого изготовлены участки 56, 58, 60 стенки защитного колпачка 54, может быть идентичным материалу держателя 16 уплотнения уплотнительного элемента 10, но может быть использован и материал, отличный от материала держателя 16 уплотнения. Так, например, участки 56, 58, 60 стенки могут быть изготовлены и из металла, хотя материал держателя 16 уплотнения в показанном примере осуществления - пластмасса. Отрезки 62, 64, 66 уплотнения предпочтительно состоят из того же материала, что и уплотнения 28, 30.
Защитный колпачок 54 выполнен для крепления на угловом соединительном элементе 44, например, с помощью фиксаторов. В закрепленном на угловом соединительном элементе 44 состоянии участки 56, 58, 60 стенки защитного колпачка 54, по существу, лежат в тех же плоскостях, что и соответствующие наружные поверхности полых профилей 12, соединенных друг с другом угловым соединительным элементом 44. Таким образом, собственно угол образованной полыми профилями 12 рамы находится на защитном колпачке 54 - там, где сходятся все три участка 56, 58, 60 стенки.
Как показано, отрезки 62, 64, 66 уплотнения выполнены в такой мере изогнутыми, чтобы они соединяли каждое из двух уплотнений 28 или 30 соседних уплотнительных элементов 10. Для надежного соединения отрезков 62, 64, 66 уплотнения и соответствующих уплотнений 28, 30 конец каждого отрезка 62, 64, 66 уплотнения снабжен выступом 68, который при креплении защитного колпачка 54 на угловом соединительном элементе 44 может быть введен в полость 70 уплотняющего профиля, образующего уплотнения 28, 30.
Защитные колпачки 54, снабженные отрезками 62, 64, 66 уплотнения, могут быть с выгодой использованы на образованных полыми профилями 12 рамах даже и тогда, когда уплотнительные элементы 10 не применяются; в таких случаях отрезки 62, 64, 66 уплотнения могут, например, служить мягкими упорами, к примеру, двери, закрепленной на раме.