УПЛОТНЕНИЕ ШТЕКЕРНОЙ МУФТЫ ДЛЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ТРУБОПРОВОДА ПРИВОДНОГО ДВИГАТЕЛЯ
COUPLER PLUG SEAL FOR THE DRIVE MOTOR HYDRAULIC LINE

Изобретение касается уплотнения штекерной муфты для направляющего среду трубопровода приводного двигателя.
Из AT 12 491 U1 и AT 14 083 U1 известны уплотнения для штекерной муфты в воздухозаборном тракте двигателя внутреннего сгорания.
Эти известные из AT 12 491 U1 и AT 14 083 U1 уплотнения имеют тот недостаток, что части муфты, с которыми взаимодействует уплотнение, могут стыковаться только при приложении высокого осевого усилия.
Из GB 2 296 070 A, JP H08 184377 A, JP S63 178669 U и WO 2005/103551 A1 известны другие уплотнения.
Задачей настоящего изобретения было преодолеть недостатки уровня техники и предоставить просто стыкуемое уплотнение штекерной муфты.
Эта задача решается с помощью устройства согласно формуле изобретения.
В соответствии с изобретением уплотнение штекерной муфты выполнено для направляющего среду трубопровода, в частности для воздухозаборного тракта приводного двигателя. Уплотнение штекерной муфты выполнено для помещения между первой частью муфты и вдвигаемой в направлении вставки в первую часть муфты второй частью муфты. Уплотнение штекерной муфты имеет поверхность прилегания, которая выполнена для прилегания к первой части муфты и/или ко второй части муфты. На поверхности прилегания по меньшей мере в отдельных областях выполнено микроструктурирование, имеющее выступающие структурирующие элементы для уменьшения сопротивления стыкованию двух частей муфты.
У предлагаемого изобретением уплотнения штекерной муфты предпочтительно, что с помощью микроструктурирования может неожиданным образом уменьшаться трение на внутренней поверхности уплотнения штекерной муфты и тем самым может уменьшаться сопротивление вставке второй части муфты в уплотнение штекерной муфты. Помимо этого, с помощью микроструктурирования может улучшаться уплотнительное действие уплотнения штекерной муфты.
В частности, может быть предусмотрено, чтобы на уплотнении штекерной муфты была выполнена наружная поверхность для помещения в первую часть муфты и внутренняя поверхность для прилегания к вдвигаемой в направлении вставки в первую часть муфты второй части муфты, причем на этой внутренней поверхности выполнено микроструктурирование, имеющее выступающие структурирующие элементы для уменьшения сопротивления стыкованию обеих частей муфты. Особенно у выполненных таким образом уплотнений может быть предпочтительно, если может уменьшаться необходимое усилие стыкования.
Также может быть целесообразно, если выступающие структурирующие элементы микроструктурирования выполнены в виде нескольких по меньшей мере частично, в частности по всему периметру, окружных ребер. При этом предпочтительно, что такие проходящие по всему периметру окружные ребра особенно улучшают вышеописанные свойства уплотнения штекерной муфты.
Далее, может быть предусмотрено, чтобы выступающие структурирующие элементы имели высоту от 10 мкм до 900 мкм, в частности от 40 мкм до 400 мкм, предпочтительно от 80 мкм до 200 мкм. При этом оказалось неожиданным, что особенно структурирующие элементы с подобной высотой имеют особенно хорошее антифрикционное свойство (способность скольжения).
Помимо этого, может быть предусмотрено, чтобы между выступающими структурирующими элементами было выполнено свободное пространство от 10 мкм до 900 мкм, в частности от 40 мкм до 400 мкм, предпочтительно от 100 мкм до 200 мкм. При этом оказалось неожиданным, что структурирующие элементы с подобным свободным пространством имеют особенно хорошее антифрикционное свойство.
Предпочтителен также вариант осуществления, по которому может быть предусмотрено, чтобы выступающие структурирующие элементы имели ширину от 5 мкм до 300 мкм, в частности от 10 мкм до 200 мкм, предпочтительно от 30 мкм до 100 мкм. При этом оказалось неожиданным, что структурирующие элементы, имеющие такую ширину, имеют особенно хорошее антифрикционное свойство.
По одному из усовершенствований возможно, чтобы выступающие структурирующие элементы были выполнены согнутыми в направлении вставки. Другими словами, может быть предусмотрено, чтобы головная область структурирующих элементов была смещена в направлении вставки дальше, чем область основания структурирующих элементов. При этом предпочтительно, что тем самым дополнительно улучшаются антифрикционные свойства микроструктурирования.
Далее, может быть целесообразно, если между выступающими структурирующими элементами расположено антифрикционное средство. При этом предпочтительно, что с помощью антифрикционного средства может дополнительно улучшаться возможность стыкования уплотнения штекерной муфты.
Помимо этого, может быть предусмотрено, чтобы несколько выступающих структурирующих элементов были расположены волнообразно друг за другом. При этом предпочтительно, что благодаря наличию нескольких структурирующих элементов может дополнительно улучшаться антифрикционное свойство микроструктурирования.
Также может быть предусмотрено, чтобы внутренняя поверхность уплотнения штекерной муфты, на которой расположены выступающие структурирующие элементы, проходила между первым продольным концом уплотнения штекерной муфты, имеющим первый диаметр, и вторым продольным концом уплотнения штекерной муфты, имеющим второй диаметр, при этом второй диаметр меньше, чем первый диаметр, и на внутренней поверхности выполнен переходный радиус, который проходит между первым продольным концом уплотнения штекерной муфты и вторым продольным концом уплотнения штекерной муфты. Благодаря этой мере дополнительно улучшается вставка второй части муфты в уплотнение штекерной муфты.
Далее, может быть предусмотрено, чтобы на поверхности прилегания было выполнено покрытие, с помощью которого могут дополнительно улучшаться антифрикционные качества микроструктурирования.
Помимо этого, может быть предусмотрено, чтобы в уплотнении штекерной муфты были выполнены полости, в которых расположено антифрикционное средство. Эти полости могут быть выполнены, например, в материале уплотнения штекерной муфты. В частности, может быть предусмотрено, чтобы эти полости были выполнены, например, в виде пор, в которых расположено антифрикционное средство. При сдавливании уплотнения штекерной муфты по время стыкования частей муфты полости могут сжиматься и при этом выпускать антифрикционное средство.
В первом варианте осуществления может быть предусмотрено, чтобы полости были выполнены в виде капилляров, которые открыты в направлении поверхности. Во втором варианте осуществления может быть предусмотрено, чтобы полости были выполнены в виде закрытых камер или пор, которые открываются (лопаются) при приложении давления.
Также выполнено транспортное средство, включающее в себя приводной двигатель, воздухозаборный тракт приводного двигателя и штекерную муфту в воздухозаборном тракте приводного двигателя, при этом штекерная муфта имеет первую часть муфты, имеющую помещенное в ней уплотнение штекерной муфты, и вставленную в первую часть муфты вторую часть муфты. Уплотнение штекерной муфты выполнено по одному из предыдущих пунктов формулы изобретения.
Для лучшего понимания изобретения оно поясняется подробнее с помощью следующих фигур.
Показано, в каждом случае в сильно упрощенном, схематичном изображении:
фиг.1: вид в перспективе первого примера осуществления уплотнения штекерной муфты;
фиг.2: изображение сечения уплотнения штекерной муфты по линии II-II сечения на фиг.1;
фиг.3: изображение сечения уплотнения штекерной муфты, помещенного в первую часть муфты;
фиг.4: изображение сечения уплотнения штекерной муфты, помещенного в первую часть муфты, при этом вторая часть муфты состыкована с первой частью муфты;
фиг.5: схематичный местный вид на изображении сечения внутренней поверхности уплотнения штекерной муфты;
фиг.6: схематичный местный вид на изображении сечения внутренней поверхности уплотнения штекерной муфты, при этом вторая часть муфты частично вдвинута в уплотнение штекерной муфты;
фиг.7: схематичный местный вид на изображении сечения внутренней поверхности уплотнения штекерной муфты, имеющей прямоугольные структурирующие элементы;
фиг.8: схематичный местный вид на изображении сечения внутренней поверхности уплотнения штекерной муфты с остро сходящимися структурирующими элементами.
Сначала следует констатировать, что в по-разному описанных вариантах осуществления одинаковые части снабжаются одинаковыми ссылочными позициями, соответственно, одинаковыми позициями конструктивных элементов, при этом содержащиеся во всем описании пояснения по смыслу могут переноситься на одинаковые части, имеющие одинаковые ссылочные позиции, соответственно, одинаковые позиции конструктивных элементов. Также выбранные в описании данные положений, такие как, напр., вверху, внизу, сбоку и т.д., относятся к непосредственно описанной, а также изображенной фигуре, и при изменении положения эти данные положений должны переноситься по смыслу на новое положение.
На фиг.1 показан вид в плане первого примера осуществления несмонтированного уплотнения 1 штекерной муфты, которое выполнено в виде уплотнительного кольца. Прежде чем в деталях остановимся на примерах осуществления изобретения, следует указать на то, что предлагаемое изобретением уплотнение 1 штекерной муфты может быть выполнено не только кольцеобразным, соответственно, вращательно-симметричным, но и, в зависимости от осуществления соединяемых друг с другом и уплотняемых друг относительно друга конструктивных элементов, быть адаптировано к их форме. Таким образом, уплотнение 1 штекерной муфты может также иметь, например, прямоугольную, овальную или другую форму.
На фиг.2 показано сечение по нанесенной на фиг.1 линии II-II сечения.
Как явствует из фиг.2, может быть предусмотрено, чтобы уплотнение 1 штекерной муфты имело первую уплотнительную кромку (губку) 2 и вторую уплотнительную кромку (губку) 3, которые соединены друг с другом в основании 4 уплотнительной кромки.
Также предусмотрено, что у уплотнения 1 штекерной муфты выполнена наружная поверхность 5. В частности, может быть предусмотрено, чтобы первая уплотнительная кромка 2 образовывала часть наружной поверхности 5, при этом на первой уплотнительной кромке 2 может быть выполнена первая уплотнительная поверхность 6.
Кроме того, предусмотрено, что у уплотнения 1 штекерной муфты выполнена внутренняя поверхность 7. В частности, может быть предусмотрено, чтобы вторая уплотнительная кромка 3 образовывала часть внутренней поверхности 7, при этом на второй уплотнительной кромке 3 может быть выполнена вторая уплотнительная поверхность 8.
Также может быть предусмотрено, чтобы уплотнение 1 штекерной муфты на обращенной от уплотнительных кромок 2, 3 стороне основания 4 уплотнительной кромки имело по грязезащитной кромке (губке) 9. Эти грязезащитные кромки 9 служат для того, чтобы препятствовать возможности проникновения грязи снаружи в область уплотнительных поверхностей 6, 8.
На фиг.3 на изображении сечения показан один из примеров осуществления штекерной муфты 10, которая предпочтительно смонтирована в воздухозаборном тракте автомобиля, имеющего двигатель внутреннего сгорания. Штекерная муфта 10 служит, в частности, для сопрягаемого соединения двух воздушных шлангов в воздухозаборном тракте. Штекерная муфта 10 может, например, служить для соединения двух воздушных шлангов в области всасывания перед турбонагнетателем, или для соединения двух воздушных шлангов в напорной области между турбонагнетателем и двигателем внутреннего сгорания. Например, штекерная муфта 10 может служить для присоединения воздушного шланга к турбонагнетателю.
Кроме того, может быть также предусмотрено, чтобы штекерная муфта 10 применялась, например, в трубопроводе охлаждающей воды, маслопроводе или другом направляющем среду трубопроводе в автомобиле.
Штекерная муфта 10 включает в себя первую часть 11 муфты и вторую часть 12 муфты, при этом в смонтированном состоянии уплотнение 1 штекерной муфты помещено между двумя частями 11, 12 муфты и уплотняет их.
В частности, может быть предусмотрено, чтобы уплотнение 1 штекерной муфты было помещено в первой части 11 муфты. Вторая часть 12 муфты может быть выполнена для вставки в первую часть 11 муфты. В частности, при этом предусмотрено, что уплотнение 1 штекерной муфты расположено между внутренней стороной 13 первой части 11 муфты и наружной стороной 14 второй части 12 муфты и служит для уплотнения обеих частей 11, 12 муфты.
Предпочтительно предусмотрено, что на внутренней стороне 13 первой части 11 муфты выполнен паз 15, в котором помещено уплотнение 1 штекерной муфты. В частности, наружная поверхность 5 уплотнения 1 штекерной муфты взаимодействует с пазом 15.
На фиг.3 части 12, 13 муфты находятся в еще не состыкованном состоянии, при этом уплотнение 1 штекерной муфты находится в своем основном положении. Обе части 12, 13 муфты, которые должны соединяться друг с другом и уплотняться друг относительно друга, в показанном примере осуществления выполнены трубчатыми. Конкретно первая часть 11 муфты представляет собой втулку, а вторая часть 12 муфты соответствующую ответную часть («папа») штекерного трубного соединения. Первая часть 11 муфты в этом примере осуществления выполнена в виде фасонной детали из листового металла, при этом паз 15 выполнен в этой фасонной детали из листового металла.
Паз 15 предохраняет уплотнение 1 штекерной муфты в его положении, когда выполненная в виде ответной части «папа» вторая часть 12 муфты в направлении 16 вставки вдвигается в первую часть 11 муфты. При этом положение уплотнения 1 штекерной муфты предохраняется за счет того, что уплотнение 1 штекерной муфты помещено в пазе 15 с геометрическим замыканием.
Кроме того, может быть предусмотрено, чтобы уплотнение 1 штекерной муфты имело первый продольный конец 17, имеющий первый диаметр 18, и второй продольный конец 19, имеющий второй диаметр 20, при этом второй диаметр 20 меньше, чем первый диаметр 18. Также на внутренней поверхности 7 может быть выполнен переходный радиус 21, который распространяется между первым продольным концом 17 уплотнения 1 штекерной муфты и вторым продольным концом 19 уплотнения 1 штекерной муфты. Выражаясь другими словами, уплотнение 1 штекерной муфты имеет также направление 16 вставки.
В частности, предусмотрено, что первый продольный конец 17, имеющий первым диаметр 18, если смотреть в направлении 16 вставки, расположен перед вторым продольным концом 19, имеющим второй диаметр 20. Если уплотнение 1 штекерной муфты правильно расположено в первой части 11 муфты, направление 16 вставки первой части 11 муфты совпадает с направлением 16 вставки уплотнения 1 штекерной муфты. В этом случае при стыковании двух частей 11, 12 муфты вторая часть 12 муфты вдвигается в уплотнение 1 штекерной муфты с первого продольного конца 17.
В еще не состыкованном положении в соответствии с фиг.3 уплотнение 1 штекерной муфты своей уплотнительной поверхностью 6 первой уплотнительной кромки 2 уже прилегает к первой части 11 муфты, в то время как вторая уплотнительная кромка 3 не прилегает ко второй части 12 муфты.
При монтаже уплотнения 1 штекерной муфты в первую часть 11 муфты, в частности в паз 15, уплотнение 1 штекерной муфты деформируется и сжимается до тех пор, пока круглая периферийная (окружная) форма не уменьшится и не сожмется в такой степени, что уплотнение штекерной муфты сможет вставляться в паз 15. В конце процесса монтажа уплотнение 1 штекерной муфты, лежа в пазе 15, может снова разжаться и приблизительно деформироваться обратно в свое совершенно ненагруженное исходное состояние. При этом первая уплотнительная кромка 2 остается слегка деформированной и прижимается своей уплотнительной поверхностью 6 к первой части 11 муфты, так что она по всему периметру соприкасается с уплотнением 1 штекерной муфты. Усилие, необходимое для того, чтобы можно было прижать уплотнительную поверхность 6 к первой части 11, достигается за счет собственных напряжений, вызванных деформацией в уплотнении 1 штекерной муфты.
На фиг.4 показано уплотнение 1 штекерной муфты в его рабочем положении, при этом две части 11, 12 муфты соединены друг с другом с промежуточным расположением уплотнения 1 штекерной муфты. Для одинаковых частей применяются такие же ссылочные позиции, соответственно, позиции конструктивных элементов, как и на предыдущих фигурах. Во избежание ненужных повторов указываем, соответственно, ссылаемся на детальное описание предыдущих фигур.
При вдвигании второй части 12 муфты в первую часть 11 муфты, исходя из положения в соответствии с фиг.3, вторая уплотнительная кромка 3 уплотнения 1 штекерной муфты посредством второй части 12 муфты надавливается в направлении первой уплотнительной кромки 2. При этом наружная сторона 14 второй части 12 муфты скользит по внутренней поверхности 7 уплотнения 1 штекерной муфты.
В конце процесса стыкования частей 11, 12 муфты уплотнение 1 штекерной муфты полностью деформировано, так что оно достигло своего рабочего положения, которое изображено на фиг.4.
При этом у традиционных уплотнений штекерной муфты может случиться, что усилие стыкования, которое необходимо для стыкования частей 11, 12 муфты, будет очень велико. С помощью мер, поясненных в последующем описании, может достигаться, что наружная сторона 14 второй части 12 муфты будет легче скользить по внутренней поверхности 7 уплотнения 1 штекерной муфты, и необходимое усилие стыкования будет при этом уменьшаться.
Уменьшение усилия стыкования может, в частности, достигаться за счет того, что на поверхности 32 прилегания, в частности на внутренней поверхности 7, уплотнения 1 штекерной муфты выполнено микроструктурирование 22, которое показано на фиг.5-8. Микроструктурирование 22 включает в себя по меньшей мере один или несколько структурирующих элементов 23, которые выполнены выступающими относительно базовой поверхности 24. Конечно, у иначе выполненных уплотнений 1 штекерной муфты поверхность 32 прилегания может быть также расположена на уплотнении 1 штекерной муфты в другом месте.
Структурирующие элементы 23, как особенно хорошо явствует из фиг.2, могут быть выполнены в виде по всему периметру окружающих ребер. Эти ребра могут, в частности, изготавливаться с помощью соответствующей формы для литья под давлением. Высота 25 структурирующего элемента 23 определяется расстоянием между базовой поверхностью 24 и поверхностью 26 вершины структурирующего элемента 23.
Свободное пространство 27 между структурирующими элементами 23 замеряется предпочтительно вблизи базовой поверхности 24. Свободное пространство 27 определяет промежуточное расстояние между двумя структурирующими элементами 23. Благодаря выполнению свободного пространства 27 отдельные структурирующие элементы 23 могут деформироваться.
Ширина 28 структурирующего элемента 23 предпочтительно тоже замеряется вблизи базовой поверхности 24.
Структурирующий элемент 23, как явствует из фиг.5, может быть выполнен сужающимся от базовой поверхности 24, соответственно, от основания (корень) к поверхности 26 вершины, соответственно, головке. Выражаясь другими словами, ширина 28 структурирующего элемента 23 на базовой поверхности 24, соответственно, основании может быть больше, чем на поверхности 26 вершины, соответственно, головке.
Как явствует также из фиг.5, может быть предусмотрено, чтобы структурирующие элементы 23 были изогнуты в направлении 16 вставки, соответственно, поверхность 26 вершины была смещена относительно базовой поверхности 24 в направлении 16 вставки. Выражаясь другими словами, чтобы головная область структурирующих элементов 23 была смещена в направлении 16 вставки дальше, чем область основания структурирующих элементов 23. Тем самым может достигаться, что при вставке второй части 12 муфты в уплотнение 1 штекерной муфты структурирующие элементы 23 могут укладываться дальше в направлении 16 вставки.
Также может быть предусмотрено, чтобы в свободном пространстве между отдельными структурирующими элементами 23 было расположено антифрикционное средство 29, которое служит для того, чтобы дополнительно облегчать ввод первой части 11 муфты в уплотнение 1 штекерной муфты. Также может быть выполнена заделка (запечатывание) 30, посредством которой антифрикционное средство 29 удерживается в своем положении, соответственно, защищается от высыхания. Когда вторая часть 12 муфты вдвигается в уплотнение 1 штекерной муфты, заделка 30 может лопаться и при этом выделяться антифрикционное средство 29 и служить таким образом для смазки.
В одном из альтернативных вариантов осуществления может быть также предусмотрено, чтобы микроструктурирование 22, например, путем наложения, наносилось на внутреннюю поверхность 7 уплотнения 1 штекерной муфты.
В другом варианте осуществления может быть также предусмотрено, чтобы на структурирующих элементах 23 и/или на базовой поверхности 24 было выполнено покрытие 31, с помощью которого могут дополнительно улучшаться антифрикционные качества микроструктурирования 22.
Покрытие 31 может быть выполнено, конечно, на всей поверхности уплотнения 1 штекерной муфты.
На фиг.6 изображен процесс вдвигания второй части 12 муфты в уплотнение 1 штекерной муфты, при этом вторая часть 12 муфты уже частично вдвинута в уплотнение 1 штекерной муфты, и поэтому структурирующие элементы 23 микроструктурирования 22 частично загнуты. Благодаря этому загибу структурирующих элементов 23 облегчается процесс вдвигания.
На фиг.7 показан другой и в данном случае самостоятельный вариант осуществления микроструктурирования 22, при этом снова для одинаковых частей применяются такие же ссылочные позиции, соответственно, позиции конструктивных элементов, как и на предыдущих фигурах 5 и 6. Во избежание ненужных повторов указываем, соответственно, ссылаемся на детальное описание предыдущих фигур 5 и 6.
Как явствует из фиг.7, может быть предусмотрено, чтобы структурирующие элементы 23, если смотреть по их высоте, имели приблизительно одинаковую ширину 28. В частности, может быть предусмотрено, чтобы структурирующие элементы 23 были выполнены примерно прямоугольными.
На фиг.8 показан другой и в данном случае самостоятельный вариант осуществления микроструктурирования 22, при этом снова для одинаковых частей применяются такие же ссылочные позиции, соответственно, позиции конструктивных элементов, как и на предыдущих фигурах 5-7. Во избежание ненужных повторов указываем, соответственно, ссылаемся на детальное описание предыдущих фигур 5-7.
Как явствует из фиг.8, может быть предусмотрено, чтобы структурирующие элементы 23, если смотреть по их высоте, имели уменьшающуюся ширину 28. В частности, может быть предусмотрено, чтобы структурирующие элементы 23 были выполнены остро сходящимися.
В этих примерах осуществления показаны возможные варианты осуществления, причем в этом месте следует заметить, что изобретение не ограничено его конкретно изображенными вариантами осуществления, а, более того, возможны также разные комбинации отдельных вариантов осуществления между собой, и эта возможность варьирования, в соответствии с учением о техническом использовании посредством предмета данного изобретения, доступна специалисту, компетентному в этой области техники.
Объем защиты определен пунктами формулы изобретения. Однако для толкования пунктов формулы изобретения должны привлекаться описание и чертежи. Отдельные признаки и комбинации признаков из показанных и описанных различных примеров осуществления могут представлять собой самостоятельные изобретательские решения. Задача, лежащая в основе этих самостоятельных изобретательских решений, содержится в описании.
Все указания диапазонов значений в данном описании следует понимать так, что они одновременно включают в себя их любые и все отдельные диапазоны, напр., указание от 1 до 10 следует понимать так, что сюда одновременно включены все отдельные диапазоны, начиная от нижнего предела 1 и до верхнего предела 10, т.е. все отдельные диапазоны начинаются с нижнего предела, равного 1 или больше, и заканчиваются верхним пределом, равным 10 или меньше, напр., 1-1,7, или 3,2-8,1, или 5,5-10.
Порядка ради, в заключение следует указать, что для лучшего понимания конструкции элементы были частично изображены без соблюдения масштаба и/или в увеличенном и/или в уменьшенном виде.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
1 Уплотнение штекерной муфты
2 Первая уплотнительная кромка (губка)
3 Вторая уплотнительная кромка (губка)
4 Основание уплотнительной кромки
5 Наружная поверхность
6 Уплотнительная поверхность первой уплотнительной кромки
7 Внутренняя поверхность
8 Уплотнительная поверхность второй уплотнительной кромки
9 Грязезащитная кромка (губка)
10 Штекерная муфта
11 Первая часть муфты
12 Вторая часть муфты
13 Внутренняя сторона первой части муфты
14 Наружная сторона второй части муфты
15 Паз
16 Направление вставки
17 Первый продольный конец
18 Первый диаметр
19 Второй продольный конец
20 Второй диаметр
21 Переходный радиус
22 Микроструктурирование
23 Структурирующий элемент
24 Базовая поверхность
25 Высота структурирующего элемента
26 Поверхность вершины
27 Свободное пространство между структурирующими элементами
28 Ширина структурирующего элемента
29 Антифрикционное средство
30 Заделка (запечатывание)
31 Покрытие
32 Поверхность прилегания.