ВАКУУМНАЯ ПРИСОСКА
VACUUM SUCTION CUP

Область техники
Предлагаемое изобретение относится к вакуумной присоске, которая предназначена для установки на опорную поверхность и содержит камеру пониженного давления, предназначенную для создания удерживающей силы и ограниченную уплотнительной областью по периметру, взаимодействующей с опорной поверхностью.
Уровень техники
Подобные вакуумные присоски применяются в самых различных областях. Так, вакуумные присоски могут служить, например, средством крепления в быту или в автоматизированном производстве, которое требует перемещения самых разнообразных деталей и компонентов. Также известно использование вакуумных присосок в качестве вспомогательного средства для переноски стеклянных пластин, что позволяет получить подходящие рукоятки для переноски громоздких стеклянных пластин. Вакуумные присоски, как правило, устанавливаются на гладкие поверхности и образуют своеобразное всасывающее устройство, которое должно отличаться максимально высокой степенью вакуума и сравнительно широкой поверхностью прилегания к гладкому основанию. Обычно вакуумные присоски изготавливаются из резины и прижимаются к поверхности, в результате чего во всасывающей области может образовываться вакуум. Прижимная кромка гарантирует, что во всасывающей области сможет поддерживаться вакуум, обеспечивая удерживающую силу на поверхности. Эта удерживающая сила должна быть высокой, чтобы вакуумная присоска могла прочно прилипать к поверхности.
Для улучшения прилипания патентная заявка DE 10 2007 889 А1 предлагает использовать кольцевое ребро, которое давит на внешнюю кромку вакуумной присоски, обеспечивая значительное уплотняющее действие и надежное сохранение вакуума во всасывающей области. В этой конструкции воздух более не может поступать во всасывающую область, в результате чего обеспечивается надежное и стойкое прилипание вакуумной присоски к поверхности.
Также известно использование вакуумных присосок в качестве опор для различных устройств или приборов, которые, например, могут устанавливаться и эксплуатироваться на столе. Вакуумные присоски призваны предотвратить смещение прибора, обусловленное вибрацией и другими силами, например, при обработке продуктов питания (если вакуумные присоски используются для фиксации кухонного прибора).
У всех известных вакуумных присосок и крепежных устройств на вакуумных присосках основной задачей является прилипание к поверхности. Отсоединение вакуумных присосок обычно выполняется при помощи дополнительных приспособлений, например, рычажных элементов, которые впускают воздух во всасывающую область. Еще одна возможность отсоединения вакуумной присоски -приложение большого усилия пользователем. На практике выясняется, что такие известные решения имеют недостаток, связанный с тем, что усилие при использовании нескольких присосок, в частности, в случае их использования в качестве опор, должно быть относительно большим. Это приводит к затруднениям в обращении с прибором. Так, например, пользователю приходится преодолевать удерживающую или всасывающую силу вакуумных присосок, использующихся в качестве опор, путем приложения относительно большого усилия к корпусу. Это может привести к разрушению корпуса или, в наихудшем случае, к причинению травм пользователю.
Раскрытие изобретения
Задачей изобретения является разработка вакуумной присоски, которая будет надежна и проста в обращении.
Поставленная задача решена вакуумной присоской с признаками, описываемыми в пункте 1 формулы изобретения. Выгодные варианты исполнения, которые могут применяться по отдельности или в сочетании друг с другом, раскрываются в зависимых пунктах формулы.
Изобретение описывает вакуумную присоску, предназначенную для установки на опорную поверхность и содержащую камеру пониженного давления для создания удерживающей силы. Камера пониженного давления ограничена проходящей по периметру уплотнительной областью, взаимодействующей с опорной поверхностью. Вакуумная присоска содержит, по меньшей мере, одно расположенное в уплотнительной области средство, предназначенное для уменьшения усилия отсоединения, противодействующего силе удержания. Средство для уменьшения усилия отсоединения, описываемое изобретением, гарантирует, что пользователю не придется прикладывать сравнительно большое усилие отсоединения, чтобы отделить вакуумную присоску от опорной поверхности, к которой она прилипла. Средство для уменьшения усилия отсоединения задает определенный момент отсоединения. До этого момента удерживающая сила остается высокой, так как устройство для уменьшения усилия отсоединения не влияет на функциональность в этом диапазоне, то есть, до момента отсоединения. Момент отсоединения определяется выравниванием давления между камерой пониженного давления (всасывающей областью) и окружающей средой, которое обуславливается проникновением воздуха через рабочую кромку уплотнения.
Предпочтительно, средство для уменьшения усилия отсоединения содержит несколько фигурных элементов, расположенных в кромочной области уплотнительной области, проходящей по периметру. Фигурные элементы являются особенно предпочтительным средством для уменьшения усилия отсоединения, так как они могут легко изготавливаться и могут обеспечить точный момент отсоединения.
Согласно одному из вариантов исполнения предлагаемого изобретения, фигурные элементы расположены в уплотнительной области вакуумной присоски симметрично и на некотором удалении друг от друга. Симметричное расположение гарантирует, что при выравнивании давления, то есть, при отсоединении вакуумной присоски, воздух сможет равномерно проникать в камеру пониженного давления со всех сторон мимо фигурных элементов. Также возможен вариант, в котором вакуумная присоска содержит только один или два фигурных элемента. Предпочтительно, два фигурных элемента могут быть симметрично расположены в диаметрально противоположных точках.
Целесообразно, фигурные элементы сформированы, по существу, в плоской уплотнительной области. Это упрощает изготовление и гарантирует эффективность фигурных элементов.
Предпочтительно, вакуумная присоска изготавливается как единое целое из эластично гибкого материала. Благодаря использованию такого материала, в частности, резиносодержащего материала, обеспечивается качественная изоляция вакуума в камере пониженного давления, а усилие отсоединения может передаваться на средство для уменьшения усилия отсоединения через эластично гибкий корпус вакуумной присоски.
Предпочтительно, уплотнительная область выполнена в виде кольца, проходящего в области соприкосновения камеры пониженного давления с опорной поверхностью. Благодаря вращательно-симметричному строению уплотнительной области можно добиться особенно надежной изоляции вакуума в камере пониженного давления.
Согласно следующему варианту исполнения изобретения, каждый из фигурных элементов выполнен в виде сегмента круга на уплотнительной области, проходящей по периметру. Такая выгодная форма позволяет поддерживать использование рычажной структуры, а определенное и уменьшенное усилие отсоединения может быть точно задано при изготовлении вакуумной присоски.
В особенно предпочтительном варианте дуга фигурного элемента, выполненного в виде сегмента круга, ориентирована в направлении камеры пониженного давления, а хорда фигурного элемента, выполненного в виде сегмента круга, проходит вдоль внешней линии кромочной области. Следовательно, удаление дуги от области соприкосновения или рабочей кромки уплотнения может определять усилие отсоединения.
Выгодным образом, вакуумная присоска содержит крепежный элемент для установки вакуумной присоски на устройство. Крепежный элемент обеспечивает простой монтаж и надежное крепление.
Согласно следующему варианту исполнения предлагаемого изобретения, на дне кухонного прибора имеется, по меньшей мере, одна вакуумная присоска, которая предназначена для фиксации кухонного прибора на опорной поверхности. При использовании вакуумной присоски, описываемой изобретением, в качестве опоры кухонного прибора обеспечивается высокая устойчивость и, одновременно, упрощается обращение с присоской при отсоединении кухонного прибора от опорной поверхности.
Краткое описание чертежей
Прочие выгодные варианты детально описываются ниже на основании варианта исполнения, показанного на фигурах, которым изобретение, впрочем, не ограничивается. На фигурах схематично изображено:
Фигура 1: вид камеры пониженного давления вакуумной присоски, выполненной согласно предлагаемому изобретению.
Фигура 2: перспективный вид вакуумной присоски.
Фигура 3: вид сбоку вакуумной присоски, выполненной согласно предлагаемому изобретению.
Фигуры 4a-d: принцип действия вакуумной присоски.
Фигура 5: график усилия отсоединения обычной вакуумной присоски по сравнению с вакуумной присоской, выполненной согласно предлагаемому изобретению.
Фигура 6: дно кухонного прибора с вакуумными присосками, выполненными согласно предлагаемому изобретению.
Осуществление изобретения
В приведенном ниже описании предлагаемого изобретения одинаковые обозначения относятся к одинаковым или сопоставимым компонентам.
Признаки, заявленные в приведенном выше описании, в пунктах формулы изобретения и на фигурах, могут применяться для реализации различных вариантов исполнения изобретения как по отдельности, так и в произвольных сочетаниях.
На фигуре 1 показана вакуумная присоска, выполненная согласно предлагаемому изобретению. Вакуумная присоска 1 содержит камеру пониженного давления или всасывающую область 2 и уплотнительную область 3. Обычно вакуумная присоска прижимается к опорной поверхности 11, и под действием приложенного усилия прижима воздух может выходить из камеры пониженного давления. Вакуумная присоска 1 изготовлена из эластично гибкого материала, в частности, резины, благодаря чему камера 2 пониженного давления может деформироваться, чтобы можно было выпустить воздух. Следовательно, после удаления воздуха из камеры пониженного давления возникает вакуум, который может поддерживаться относительно окружающей среды при помощи уплотнительной области 3 вакуумной присоски 1, в частности, рабочей кромки 3а уплотнения в области соприкосновения с опорной поверхностью 11.
Благодаря вакууму на вакуумной присоске 1 возникает атмосферное давление, которое прижимает вакуумную присоску 1 к опорной поверхности 11. Это усилие прижима или удержания может также рассматриваться как сила всасывания, которая фиксирует или удерживает вакуумную присоску 1 на поверхности или опорной поверхности 11. Путем выбора материала можно также задать усилие всасывания или удержания вакуумной присоски 1.
В данном варианте исполнения предлагаемого изобретения средство 4 для снижения усилия отсоединения реализовано в виде нескольких фигурных элементов 5. Фигурные элементы симметрично сформированы в уплотнительной области 3 на некотором удалении друг от друга. Также возможен вариант с несимметричным расположением фигурных элементов 5. При отсутствии давления фигурные элементы 5 прилегают плоскостью к опорной поверхности 11. Под состоянием отсутствия давления понимается состояние, при котором в камере 2 отсутствует вакуум. После прижатия вакуумной присоски к поверхности 11 уплотнительная область образует рабочую кромку уплотнения в области 3а соприкосновения с опорной поверхностью 11, в результате чего внутри камеры 2 пониженного давления может поддерживаться вакуум. Если воздух проходит через рабочую кромку уплотнения или область 3а соприкосновения в камеру 2 пониженного давления, то вакуумная присоска 1 теряет сцепление с поверхностью вследствие разбавления вакуума поступающим воздухом, то есть, выравнивания давления между камерой 2 пониженного давления и окружающей атмосферой. Область соприкосновения или рабочая кромка 3а уплотнения образуется после того, как воздух будет удален из камеры 2 пониженного давления путем прижима.
Благодаря эластичным свойствам материала, из которого состоит вакуумная присоска 1, фигурные элементы 5 в прижатом состоянии не соприкасаются с опорной поверхностью 11.
Согласно возможному варианту исполнения изобретения, фигурные элементы или утолщения 5 сформированы в уплотнительной области 3 в виде сегментов 8 круга. Высота фигурных элементов 5, выполненных в виде сегментов круга, относительно плоскости уплотнительной области 3 составляет, предпочтительно, 0,2 мм. Удаление L2 дуги 9 сегмента 8 круга от области 3а соприкосновения составляет примерно 1 мм, причем возможны также и другие значения. Хорда 10 сегмента 8 круга проходит, по существу, вдоль внешней линии 14 в области 6 кромки уплотнительной области 3 вакуумной присоски 1. В данном варианте исполнения предлагаемого изобретения хорда круга составляет примерно 4 мм. Вакуумная присоска 1 имеет круглую форму с радиусом L1. Этот радиус L1 дополнительно определяет величину усилия удержания или всасывания вакуумной присоски 1. Большой радиус означает увеличенную камеру 2 пониженного давления, которая, как следствие, включает большую область вакуума.
На фигуре 2 представлен перспективный вид вакуумной присоски согласно предлагаемому изобретению. Камера 2 пониженного давления вакуумной присоски 1 имеет форму купола и изготовлена из эластично гибкого материала, вследствие чего при прижимании вакуумной присоски 1 к опорной поверхности 11 может возникать вакуум. Чтобы облегчить отсоединение вакуумной присоски 1 от поверхности 11, в частности, если вакуумная присоска 1 используется в качестве опоры кухонного прибора, изобретение предусматривает средство 4 для уменьшения усилия отсоединения вакуумной присоски 1. В предпочтительном варианте исполнения средство 4 для уменьшения усилия F1 отсоединения представляет собой несколько фигурных элементов 5 в виде сегментов круга, которые, предпочтительно, выполнены как одно целое с корпусом вакуумной присоски 1.
Вакуумная присоска 1 в виде резинового корпуса с фигурными элементами 5 может быть легко изготовлена в ходе одной технологической операции, например, литья под давлением. Вакуумная присоска 1 содержит также крепежный элемент 7, который выполнен таким образом, чтобы вакуумная присоска 1 могла использоваться в качестве опоры, например, дна 13 кухонного прибора. Когда вакуумная присоска 1 установлена, то есть, после образования вакуума в камере 2 пониженного давления, область 3а соприкосновения образует рабочую кромку уплотнения на опорной поверхности 11, а фигурные элементы не соприкасаются с опорной поверхностью 11. Уплотнительная область 3, на которой сформированы фигурные элементы 5, выполнена таким образом, чтобы внешняя линия 14 кромочной области 6 при установленной вакуумной присоске была удалена или приподнята с опорной поверхности 11, и, следовательно, фигурные элементы 5 не могли соприкасаться с опорной поверхностью 11. Рабочая кромка уплотнения в области 3а соприкосновения уплотнительной области 3 гарантирует, что воздух не сможет проникать в камеру 2 пониженного давления. То есть, в этой камере при установленной вакуумной присоске 1 может поддерживаться вакуум.
Отсоединение вакуумной присоски 1 от опорной поверхности 11 обычно происходит путем приложения усилия F1 отсоединения, например, в области крепежного элемента 7. Усилие F1 должно противодействовать силе всасывания или удержания вакуумной присоски 1 на опорной поверхности 11. Благодаря приложению усилия F1 отсоединения и эластичным свойствам материала вакуумной присоски фигурные элементы 5 прижимаются к опорной поверхности 11, в результате чего может возникать эффект рычага, уменьшающий усилие отсоединения по сравнению с обычными вакуумными присосками. В дальнейшем, в частности, на фигуре 4, поясняется принцип упрощенного отсоединения вакуумной присоски 1.
На фигуре 3 представлен вид (сбоку) вакуумной присоски, выполненной согласно предлагаемому изобретению. Вакуумная присоска 1 изображена в не установленном состоянии, следовательно, фигурные элементы 5 могут входить в соприкосновение с опорной поверхностью 11. Камера пониженного давления или всасывающая область 2 имеет форму купола, в котором в установленном состоянии может создаваться вакуум. Крепежный элемент 7 содержит паз или фланец, посредством которого вакуумная присоска 1 может фиксироваться или закрепляться, например, на дне бытового прибора. Этот монтажный фланец фиксирует вакуумную присоску на дне 13 бытового прибора.
На фигурах 4a-4d схематично показан принцип действия вакуумной присоски. Вакуумная присоска 1 изображена в разрезе, что позволяет более наглядно показать распределение сил при отсоединении. Опорная поверхность 11, например, поверхность рабочего кухонного стола, также показана схематично. На фигуре 4а вакуумная присоска 1 показана в установленном состоянии. То есть, в камере 2 пониженного давления или всасывающей области создан вакуум, который обеспечивает воздействие на вакуумную присоску силы всасывания или удержания, обусловленной атмосферным давлением. В результате вакуумная присоска 1 прилипает к опорной поверхности 11 и стабилизирует или фиксирует кухонный прибор (не показанный на фигуре) или его дно 13 во время работы.
Усилие F1 отсоединения может прикладываться к крепежному элементу 7, например, в вертикальном направлении, причем вакуумная присоска 1, в принципе, может также устанавливаться на стену или наклонную поверхность. Крепежный элемент 7 не показан на фигурах 4a-4d в целях упрощения изображения. Усилие F1 отсоединения деформирует эластичный корпус вакуумной присоски 1 таким образом, чтобы происходило вращение вокруг области соприкосновения или рабочей кромки 3а уплотнения. Следовательно, фигурные элементы 5, изображенные схематично, смещаются в направлении опорной поверхности. Расстояние L2 определяет момент соприкосновения опорной точки 5а фигурных элементов 5 с поверхностью 11. Кроме того, это расстояние L2 до рабочей кромки 3а уплотнения вакуумной присоски 1 определяет величину усилия F1 отсоединения, учитывая воздействие рычажной структуры (см. фигуры 4с и 4d) на рабочую кромку уплотнения в области 3а соприкосновения.
На фигуре 4 с показан момент соприкосновения опорной точки 5а фигурного элемента 5 с опорной поверхностью 11, в результате которого возникает вышеупомянутая рычажная структура с центром вращения, совпадающим с опорной точкой 5а фигурного элемента 5. Следует заметить, что опорная точка 5а не обязательно соответствует отдельной точке. Напротив, за счет эластичности корпуса вакуумной присоски 1 или дуги 9 соответствующих фигурных элементов 5 она соответствует области, в которой может действовать рычажный эффект усилия F1 отсоединения. Следовательно, такая рычажная структура обеспечивает приложение к рабочей кромке 3а уплотнения усилия F2, которое противодействует усилию удержания или всасывания вакуумной присоски 1. Чтобы можно было отсоединить вакуумную присоску 1 от поверхности 11 с меньшим усилием F1 отсоединения, изобретение предусматривает наличие средств 4 для снижения усилия отсоединения, которые в данном варианте исполнения реализованы в виде фигурных элементов 5.
Наконец, на фигуре 4d показан момент ослабевания рабочей кромки За уплотнения, проникновения воздуха (то есть, выравнивания давления с окружающей средой) и исчезновения силы всасывания или удержания вакуумной присоски 1. Следовательно, уменьшенное усилие F2 отсоединения определяется эффектом рычага в опорной точке 5а и является функцией расстояния L2 между рабочей кромкой 3а уплотнения и дугой 9 фигурного элемента 5.
Соответственно, сниженное усилие F1 отсоединения определяется или задается расположением средств 4 для уменьшения усилия отсоединения относительно рабочей кромки уплотнения или области 3а соприкосновения вакуумной присоски.
На фигуре 5 показан график сил вакуумной присоски, описываемой изобретением, по сравнению с обычной вакуумной присоской. На левой стороне фигуры 5 показан график усилия F2 отсоединения обычной вакуумной присоски. Ось X соответствует увеличению усилия относительно точки воздействия, например, крепежного элемента 7 вакуумной присоски. За счет эластичности вакуумной присоски возникает увеличение, которое схематично показано на осях X обеих диаграмм. По оси Y отложено усилие F2 отсоединения. У обычной вакуумной присоски усилие линейно зависит от увеличения, а заданный ранний момент отсоединения или выравнивания давления вследствие поступления воздуха в камеру 2 пониженного давления отсутствует.
Согласно изобретению, средство 4 для уменьшения усилия F2 отсоединения работает таким образом, чтобы выравнивание давления и, тем самым, отсоединение вакуумной присоски происходило в определенный момент времени, причем кривые до этого момента времени идентичны. То есть, до этого определенного момента времени вакуумная присоска 1, описываемая изобретением, обеспечивает такое же усилие удержания или такую же стабильность. Момент/значение заданного усилия отсоединения схематично показан пунктирной линией.
Наконец, на фигуре 6 показан пример возможного применения вакуумных присосок, описываемых предлагаемым изобретением. Вакуумные присоски 1 крепятся при помощи крепежных элементов 7, например, на дне 13 кухонного прибора. Вакуумные присоски 1 работают опорами и воспринимают вибрацию работающего кухонного комбайна или кухонного прибора. Если кухонный прибор необходимо снять с опорной поверхности 11 по завершении работы или с целью изменения места установки, то для отсоединения прибора необходимо приложить усилие, уменьшенное по сравнению с обычными вакуумными присосками. Это усилие имеет определенное значение, которое задано фигурными элементами 5 или средством 4 для уменьшения усилия отсоединения.
Вакуумная присоска, описываемая изобретением, отличается определенным и сниженным усилием отсоединения, в результате чего упрощается обращение с вакуумной присоской 1. Пользователю не требуется прилагать сравнительно большие усилия, чтобы отсоединить присоску. Это особенно выгодно в том случае, если вакуумная присоска используется в качестве опоры электрического прибора.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ НА ЧЕРТЕЖАХ
1
вакуумная присоска
2
камера пониженного давления или всасывающая область
3
уплотнительная область
3а
область соприкосновения или рабочая кромка уплотнения
4
средство для уменьшения усилия отсоединения
5
фигурные элементы или утолщения / выступы 5а опорная точка
6
кромочная область
7
крепежный элемент
8
сегмент круга
9
дуга сегмента круга
10
хорда сегмента круга
11
опорная поверхность
13
дно кухонного прибора
14
внешняя линия кромочной области.