СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ КРЕПЕЖНАЯ ДЕТАЛЬ С УПЛОТНИТЕЛЬНОЙ ШАЙБОЙ
CONNECTING FASTENING PART WITH SEAL WASHER

Изобретение относится к соединительной крепежной детали, содержащей простирающийся в осевом направлении корпус с головкой, ножкой и выполненной в форме юбки гибкой манжетой, расположенной между головкой и ножкой, и кольцевую уплотнительную шайбу, предназначенную для обеспечения уплотнения вдоль контурной кромки манжеты, при этом уплотнительная шайба имеет внутреннюю поверхность, направленную к противоположной стороне манжеты, которая имеет по меньшей мере одну кольцевую губку или буртик, образующий по меньшей мере первую уплотнительную линию на нижней поверхности шайбы.
В настоящее время применяется широкое разнообразие соединительных крепежных деталей для крепления элемента, например панели, трубы или кабелей, на опоре, такой как плита или дверца машины или моторизованного наземного транспортного средства, обеспечивая герметичное крепление. Крепление происходит путем вставки соединительной крепежной детали через два отверстия, просверленных соответственно в панели и опоре. Эти отверстия также представляют собой отверстия, через которые могут быть введены элементы, которые являются нежелательными для надлежащего функционирования машины. Этими нежелательными элементами могут быть, например, пыль или, что является большей проблемой, вода или любая другая жидкость. В самом деле, присутствие воды в механизмах или машинах может приводить к явлениям коррозии и преждевременного износа, проблемам электрической возможности подключения и т.п.
Патент ЕР-1895171 раскрывает соединительную крепежную деталь, снабженную головкой, подходящей для монтажа на панели через отверстие панели, ножкой, подходящей для монтажа на опоре через отверстие опоры, манжетой, расположенной на стыке между ножкой и головкой, и уплотнительной шайбой, изготовленной из относительно мягкого пластичного материала, отформованной на контуре манжеты для обеспечения уплотнения с опорой. Шайба выполнена таким образом, что она на ее нижней стороне имеет две контурные губки, при этом внутренняя губка простирается аксиально от нижней стороны шайбы на расстояние, меньшее, чем расстояние внешней губки, для размещения различных толщин опоры между ножкой и головкой соединительной крепежной детали. Этот тип соединительной крепежной детали создает проблему в результате химического или механического взаимодействия между шайбой и соединительной крепежной деталью, которое очень часто должно контролироваться в процессе промышленного производства крепежной детали.
Патент US-2006099051 раскрывает другую соединительную крепежную деталь, сходную с описанной выше, в которой шайба изготовлена из эластичного материала и добавлена к кольцу. Шайба имеет простую форму с точной и единственной точкой контакта с опорой.
Целью изобретения является еще большее усиление уплотнительного действия, обеспечиваемого шайбой соединительной крепежной детали, охарактеризованной выше, а именно уплотнительного действия по отношению к жидкостям.
Поэтому целью изобретения является соединительная крепежная деталь, содержащая простирающийся в осевом направлении корпус с головкой, ножкой и гибкой выполненной в форме юбки манжетой, расположенной между головкой и ножкой, и кольцевую уплотнительную шайбу, предназначенную для обеспечения уплотнения вдоль периферии манжеты, при этом эта уплотнительная шайба имеет направленную к противоположной стороне манжеты внутреннюю поверхность, которая имеет по меньшей мере одну кольцевую губку или буртик, образующий по меньшей мере первую уплотнительную линию на нижней поверхности шайбы, отличающаяся тем, что уплотнительная шайба предназначена для установки съемным образом на контурной кромке манжеты и содержит противоположную нижней поверхности верхнюю поверхность, образующую выступающий со стороны манжеты кольцевой заплечик, который выступает со стороны манжеты и на который опирается контурная кромка манжеты, при этом этот кольцевой заплечик образует еще одну уплотнительную линию на верхней поверхности шайбы.
Такая структура обеспечивает хорошее уплотнительное действие по отношению к жидкостям. Кроме того, изготовление корпуса соединительной крепежной детали и соответствующей уплотнительной шайбы является простым и не требует специальных инструментов, таких как двухматериальные формы с жестким материалом для корпуса крепежной детали и эластичным материалом для уплотнительной шайбы, что снижает общие затраты на изготовление соединительной крепежной детали.
Особое преимущество уплотнительной шайбы согласно изобретению заключается в том, что она объединяет два эффекта сжатия, прижатие гибкой манжеты к верхней поверхности шайбы и прижатие буртиков на шайбе к опоре, что в результате дает совершенное уплотнение между соединительной крепежной деталью и опорой. Деформируемая манжета обеспечивает хорошее сцепление и постоянное усилие на верхнюю поверхность шайбы по всему контуру шайбы. Два концентрических кольцевых буртика уплотнительной шайбы создают две уплотнительных линии, останавливающие жидкость, которая иначе могла бы просачиваться между опорой и шайбой.
Крепежная деталь согласно изобретению особенно подходит, но не исключительно, для монтажа элемента на опоре. В смонтированном положении головка крепежной детали соединена с указанным элементом, а шайба заключена между манжетой и опорой, в то время как взаимодействие деформируемой манжеты, как правило, в форме усеченного конуса и шайбы обеспечивает отличное уплотнительное действие собранному узлу. Кроме того, это решение по уплотнению является адаптируемым ко всем типам соединительных крепежных деталей, имеющих деформируемый элемент или манжету.
Соединительная крепежная деталь согласно изобретению может иметь следующие признаки:
- верхняя поверхность уплотнительной шайбы выполнена с кольцевой канавкой, в которую вставляется контурная кромка манжеты, кольцевой заплечик образован контурной кромкой канавки;
- контурная кромка канавки определена стенкой в форме усеченного конуса с круглым или продолговатым основанием, удлиненным кольцевым буртиком, выступающим относительно стенки в форме усеченного конуса;
- кольцевой буртик, который выступает относительно стенки в форме усеченного конуса, имеет закругленную поверхность;
- уплотнительная шайба имеет внешнюю контурную кромку, которая определяет позиционные блокирующие пазы для манжеты;
- уплотнительная шайба имеет нижнюю поверхность, которая простирается по существу в плоскости, перпендикулярной осевому направлению;
- кольцевая канавка имеет дно, которое расположено в осевой проекции между двумя кольцевыми концентрическими губками или буртиками нижней поверхности уплотнительной шайбы;
- корпус крепежной детали, манжета и уплотнительная шайба имеют, соответственно, круглое сечение;
- корпус крепежной детали, манжета и уплотнительная шайба имеют, соответственно, продолговатое сечение;
- корпус выполнен способом формовки из первого пластичного материала, при этом уплотнительная шайба сделана способом формовки из второго пластичного материала, более эластичного, чем первый пластичный материал;
- второй пластичный материал, образующий уплотнительную шайбу, является эластомером.
Изобретение относится к соединительной крепежной детали с головкой, которая присоединяется посредством зажима, планки с пазом, ленты или любым другим способом, для монтажа подлежащих монтажу на снабженной отверстием опоре электрических кабелей, труб или других элементов.
Изобретение будет лучше понято при чтении следующего описания, иллюстрированного чертежами. Показано на:
фиг.1: продольный разрез вдоль линии I-I фигуры 2 соединительной крепежной детали согласно изобретению с уплотнительной шайбой;
фиг.2: вид спереди соединительной крепежной детали согласно фиг.1 без уплотнительной шайбы;
фиг.3: вид спереди еще одной соединительной крепежной детали без уплотнительной шайбы;
фиг.4: вид спереди в частичном продольном разрезе еще одной соединительной крепежной детали с уплотнительной шайбой;
фиг.5: изометрический вид уплотнительной шайбы для соединительной крепежной детали;
фиг.6: вид в продольном разрезе уплотнительной шайбы согласно фиг.5.
На фиг.1 показана крепежная деталь для крепления элемента (не показан) на опоре типа плиты (не показана), содержащая изготовленный из первого относительно жесткого формованного пластичного материала корпус 1, простирающийся вдоль осевого направления А. Корпус 1 снабжен головкой 2, ножкой 3 и выполненной в форме юбки гибкой манжетой 4, расположенной между головкой 2 и ножкой 3. Первый пластичный материал выбран так, что манжета 4 является гибкой и деформируемой, в то время как корпус 1 является жестким, например термопластичный материал, например материал типа полиамида, впрыскиваемый в пресс-форму для литья под давлением.
Соединительная крепежная деталь также содержит съемную кольцевую уплотнительную шайбу 5, предназначенную для обеспечения уплотнения вдоль контурной кромки 42 манжеты 4. Уплотнительная шайба 5 изготовлена из второго относительно гибкого пластичного материала, другими словами, намного более мягкого, чем образующий корпус 1 скобы первый пластичный материал, например эластомера, впрыскиваемого в пресс-форму для литья под давлением, или любого другого материала, который является более эластичным относительно первого пластичного материала, например материала типа резины.
Головка 2 соединительной крепежной детали образует устройство 2а для крепления элемента на крепежной детали, как показано на фигурах 1 и 2. Это соединительное устройство 2а показано здесь в первом варианте выполнения в виде штифта 21, который может перемещаться в поперечном направлении и предназначен для приема винта (не показан) для крепления указанного элемента на соединительной крепежной детали. Штифт 21 может быть выполнен для приема винта для гибкого или мягкого материала, подходящего для нарезания резьбы в штифте 21 при его ввинчивании в головку 2.
Подразумевается, что могут быть предусмотрены другие варианты выполнения головки 2 соединительной крепежной детали согласно изобретению для крепления различных типов элементов к крепежной детали с помощью соответствующего крепежного устройства. Например, головка 2 также может быть снабжена лирообразной опорой 2b для трубы, такой как показано на фиг.3, или показанным на фиг.4 крепежным устройством 2с типа электрического соединителя или ремешком (не показан).
Ножка 3 образует систему 32 для присоединения крепежной детали к ее опоре и снабжена установочной поверхностью 33, на которую опирается одна поверхность опоры для прижима манжеты 4 к другой поверхности опоры и создания уплотнения, прежде всего, от пыли. Установочная поверхность 33 и соединительная система 32 могут иметь форму, которая изменяется в зависимости от вида использования соединительной крепежной детали.
Например, в показанном на фигурах 1 и 2 варианте выполнения соединительной крепежной детали ножка 3 снабжена соединительной системой 32, называемой «системой зажима за четверть оборота», содержащей по меньшей мере один уклон 34, подходящий для направления опоры вверх к установочной поверхности 33. В этом случае ножка 3 состоит из центрального стержня прямоугольного сечения и с конусообразным концом 31, предназначенным для облегчения вставки ножки 3 в продолговатое отверстие опоры.
Для крепления ножки 3 на опоре ножка 3 вставляется в отверстие опоры, и ножка 3 поворачивается на четверть оборота. Уклоны 34 направляют опору к установочной поверхности 33 ножки 3 и тем самым помогают прижимать манжету 4 к опоре. Это вращение на четверть оборота приводит к значительному смятию манжеты 4 на всем ее контуре при ее вхождении в контакт с опорой.
Подразумевается, что могут быть предусмотрены другие варианты выполнения ножки 3 соединительной крепежной детали согласно изобретению с различными соединительными системами 32. Как показано на фигурах 3 и 4, ножка 3 может быть выполнена в форме якоря 35, содержащего центральный стержень 37 и две упруго деформируемые ножки 36, образующие установочную поверхность 33 с несколькими уровнями, на которые оказывается относительно большое усилие для прижатия манжеты 4 к опоре.
Манжета 4 показана в виде юбки с формой выступающего от кромки 41 манжеты 4 усеченного конуса, соединенного с корпусом 1 крепежной детали и расширяющегося или становящегося больше в сторону его свободной контурной кромки 42 в направлении ножки 3 крепежной детали. Толщина стенки 4 в форме усеченного конуса больше на ее кромке 41, соединенной с крепежной деталью, чем на ее контурной кромке 42, придавая манжете 4 эластичность и гибкость для деформации благодаря ее собственной геометрии или механическим характеристикам для того, чтобы улучшить контакт с шайбой 5. Таким образом, манжета 4 обеспечивает хорошее уплотняющее действие от пыли. Манжета 4 может иметь круглое или продолговатое сечение, адаптированное к корпусу 1 соединительной крепежной детали, в зависимости от случая применения соединительной крепежной детали.
Как ясно показано на фиг.5, уплотнительная шайба 5 образует кольцо с комплементарной формой манжетой 4 кольцевой стенкой 51 круглого или продолговатого сечения, которое вставлено или зажато в контурной кромке 42 манжеты 4 за счет его надевания на ножку 3.
Направленная к противоположной стороне манжеты 4 нижняя поверхность 57 кольцевой стенки 51 предназначена для установки на опоре и в данном случае снабжена тремя концентрическими кольцевыми губками или буртиками 55а, 55b, 55с, соответствующие свободные концы которых, как лучше видно на фигуре 6, расположены в одной и той же радиальной плоскости В, перпендикулярной направлению А, для того, чтобы образовывать три концентрические уплотнительные линии. В данном случае первый буртик 55а расположен на внешнем контуре нижней поверхности 57 уплотнительной шайбы 5 для создания первой контактной линии или уплотнительной линии между опорой и шайбой 5. Второй буртик 55с, самый удаленный от первого буртика 55а, расположен на внутреннем контуре нижней поверхности 57 кольцевой стенки 51 для создания второй уплотнительной линии между опорой и шайбой 5. Третий буртик 55b расположен между первым и вторым буртиками 55а, 55с и образует третью уплотнительную линию между опорой и шайбой 5. Таким образом, три буртика 55а, 55b, 55с образуют две сдерживающие зоны между опорой и шайбой 5 и являются эффективным уплотнительным барьером от всех видов жидкостей, прежде всего жидкостей под давлением.
Противоположная нижней поверхности 57 верхняя поверхность 58 кольцевой стенки 51 выполнена таким образом, чтобы создавать канавку 53, в которой располагается контурная кромка 42 манжеты 4 и, как видно на фигуре 6, верхняя поверхность 58 стенки 51 образует выступающий со стороны манжеты 4 кольцевой заплечик 54, на который опирается контурная кромка 42 манжеты 4 для образования четвертой концентрической уплотнительной линии.
Точнее, как показано на фигуре 6, верхняя поверхность 58 стенки 51, определенная стенкой 60 усеченного конуса с уклоном вверх в направлении центра шайбы 5 содержит контурную кромку 59 с круглым или продолговатым основанием, которое удлиняется кольцевым заплечиком 54, который выступает относительно стенки 60 усеченного конуса, так что верхняя поверхность 58 соответствует форме контурной кромки 42 манжеты 4.
Подразумевается, что перед установкой соединительной крепежной детали между элементом и опорой, кольцевой заплечик 54 и верхняя поверхность 58 не находятся в прямом или тесном контакте с манжетой 4, но сжатие шайбы 5 между опорой и соединительной крепежной деталью вызывает раздавливание и деформацию манжеты 4 против наклонной верхней поверхности 58, и кольцевой заплечик 54, таким образом, обеспечивает очень хороший контакт между контурной кромкой 42 манжеты 4 и шайбой 5, а следовательно, и очень хорошее уплотняющее действие от жидкостей.
Кольцевая канавка 53 имеет дно 61, которое, предпочтительно, расположено в осевой проекции между двумя кольцевыми буртиками 55а, 55с, которые наиболее удалены друг от друга на нижней поверхности 57 уплотнительной шайбы 5, обеспечивая стабильную опору для контурной кромки 42 манжеты 4 на дно 61.
Кольцевые буртики 55а, 55b, 55с и заплечик 54 имеют слегка закругленную поверхность, но подразумевается, что они могут иметь любую другую форму, например треугольную форму.
Как показано на фиг.6, радиальное сечение шайбы 5 является полным и имеет определенную жесткость благодаря геометрической форме, которая, в сочетании с гибкостью материала, используемого для изготовления шайбы 5, придает шайбе 5 надлежащую твердость и стойкость к трению и, если необходимо, к сдвигу, когда шайба 5 вставляется между соединительной крепежной деталью и опорой.
Уплотнительная шайба 5 удерживается на манжете 4 посредством по меньшей мере двух монтажных пазов 56, которые блокируют манжету 4 в ее положении. В данном случае 4 пазы 56 расположены симметрично вдоль непрерывной контурной кромки 52 шайбы 5. Пазы 56 также могут быть расположены, например, на выполненных на верхней поверхности 58 шайбы 5 контурных выступах (не показаны). Контурная кромка 52 шайбы 5 в этом случае не является непрерывной по всему контуру шайбы 5, а образована этими выступами.
В показанном на фигурах 5 и 6 примере выполнения уплотнительной шайбы 5 сечение уплотнительной шайбы 5 имеет L-образную форму с образующей полку формы L кольцевой радиальной стенкой 51, простирающуюся в плоскости В перпендикулярно направлению А, когда шайба 5 надевается на соединительную крепежную деталь, а контурная кромка 52 шайбы 5 образует другую полку формы L, при этом контурная кромка 52 перпендикулярна стенке 51 и простирается в направлении А, когда шайба 5 надевается на соединительную крепежную деталь. Стенка 51 и контурная кромка 52 шайбы 5 в данном случае определяют на их пересечении кольцевую канавку 53, в которую вставляется контурная кромка 42 манжеты 4, а кромка 52 обеспечивает шайбе твердость и жесткость.
Благодаря пазам 56 шайба не может отсоединиться от соединительной крепежной детали во время монтажа соединительной крепежной детали на производственном участке и во время, когда оператор устанавливает уплотненную соединительную крепежную деталь на участке сборки. Пазы 56 имеют некоторую гибкость благодаря составляющему корпус 1 соединительной крепежной детали первому пластичному материалу таким же образом, как и манжета 4 и вставной уклон наверху предназначены для облегчения вставки шайбы 5 на манжету 4. Следует отметить, что если пазы изготавливаются вместе с шайбой 5 способом литья под давлением, то тогда пазы 56 образуются над соответствующими отверстиями 56а, сделанными в дне 61 стенки 51 шайбы 5 для облегчения извлечения из формы шайбы 5. Пазы 56 расположены между двумя кольцевыми буртиками 55а, 55b, так что в случае, если нежелательный элемент попадает в шайбу 5 через одно из этих отверстий 56а, он задерживается в зоне удержания между созданными кольцевыми буртиками 55а, 55b, 55с двумя уплотнительными линиями.
Для установки уплотняющим образом соединительной крепежной детали согласно изобретению на опоре типа плиты с двумя параллельными поверхностями шайба 5 устанавливается на манжету 4 соединительной крепежной детали, ножка 3 крепежной детали вставляется в отверстие опоры до тех пор, пока установочная поверхность 33 ножки 3 не ляжет на поверхность опоры, в то время как другая поверхность опоры располагается против нижней поверхности 57 шайбы 5. Тогда опора прижимает шайбу к манжете 4, а контурная стенка манжеты 4 слегка деформируется и устанавливается уплотняющим образом на заплечике 54 шайбы, в то время как буртики 55а, 55b, 55с шайбы устанавливаются уплотняющим образом на опоре.
В показанном на фигуре 6 варианте выполнения кольцевая стенка 51 уплотнительной шайбы имеет внешний диаметр приблизительно 23 мм и внутренний диаметр приблизительно 16 мм, толщина контурной кромки 52 шайбы 5 составляет приблизительно 2,5 мм и изменяется в соответствии с типом соединительной крепежной детали и манжеты 4. В осевом направлении А высота контурной кромки 52 шайбы 5 составляет приблизительно 3,4 мм, а толщина кольцевой стенки 51 приблизительно 1,2 мм. Буртики 55а, 55b, 55с имеют высоту приблизительно 0,15 мм, другими словами, они выступают за пределы нижней поверхности 57 стенки 51 на эту величину. Эта величина изменяется в соответствии с пластичным материалом шайбы 5 и характером применения соединительной крепежной детали. Верхняя поверхность 58 стенки 51 наклонена вверх приблизительно на 20°, а угол наклона соотнесен с формой манжеты 4.