ГЕРМЕТИЗАЦИЯ КОРПУСОВ ГЕРМЕТИКОМ
ENCAPSULATION OF CASES WITH JOINT SEAL

Настоящее изобретение относится к способу герметизации состоящего из нескольких корпусных деталей корпуса, в котором размещен датчик для проверки ценных документов, для защиты корпуса от проникновения внутрь него пыли между примыкающими одна к другой корпусными деталями. Изобретение относится также к соответствующим образом согласованному для этой цели комплекту для сборки корпуса, состоящему из нескольких корпусных деталей.
Корпуса датчиков, прежде всего корпуса с оптическими датчиками, должны иметь пыленепроницаемое исполнение, что является необходимым условием для долговременного получения достоверных результатов измерений, выполняемых датчиками. Корпуса датчиков обычно собирают из нескольких корпусных деталей, уплотняя при этом примыкающие одна к другой корпусные детали пенорезиной или герметиком. С этой целью граничные поверхности примыкающих одна к другой корпусных деталей перед сборкой снабжают герметиком, например, силиконом, или уплотнениями из пенорезины. Однако это может оказаться очень сложным и даже отчасти невозможным при сопряжении между собой корпусных деталей сложной формы, например, корпусных деталей с поднутрениями и иными сопрягаемыми между собой поверхностями, имеющими сложную пространственную геометрию.
Исходя из вышеизложенного, в основу настоящего изобретения была положена задача разработать способ герметизации состоящего из нескольких корпусных деталей корпуса, в котором размещен датчик для проверки ценных документов, для защиты корпуса от проникновения внутрь него пыли. Такой способ должен обеспечивать возможность надежного уплотнения даже тех сопрягаемых между собой поверхностей, которые имеют сложную геометрию, без необходимости удаления герметика с сопрягаемых поверхностей, что связано со значительными затратами, в случае выявления неработоспособности датчика. Еще одна задача изобретения состояла в разработке пригодного для осуществления такого способа комплекта для сборки корпуса.
При осуществлении предлагаемого в изобретении способа сначала собирают друг с другом уплотняемые друг относительно друга корпусные детали и фиксируют их друг относительно друга с получением в результате полностью собранного корпуса. Под полностью собранным корпусом подразумевается корпус полностью закрытой конструкции, не имеющий никаких пылепроницаемых отверстий. При сборке друг с другом корпусных деталей между уплотняемыми друг относительно друга корпусными деталями, прежде всего на взаимно соприкасающихся поверхностях между примыкающими одна к другой корпусными деталями, образуется по меньшей мере один закрытый канал. Для этого, например, в одной из обеих или в обеих взаимно соприкасающихся поверхностях могут быть предусмотрены пазы, которые затем во взаимодействии с другой граничной поверхностью, соответственно с другим пазом образуют закрытый канал. Под закрытым каналом согласно настоящему изобретению подразумевается канал с полностью замкнутым по всему его периметру поперечным сечением. Иными словами, после сборки друг с другом примыкающих одна к другой корпусных деталей канал полностью проходит внутри стенки корпуса. Сказанное, однако, не исключает наличие у канала открытых наружу отверстий в его начале и при необходимости в его конце. Так, в частности, канал имеет по меньшей мере одно входное отверстие и одно или при необходимости несколько выходных отверстий. Затем проверяют работоспособность помещенного в корпус датчика и/или помещенных в корпус компонентов датчика, после чего через входное отверстие в канал после сборки корпусных деталей друг с другом и их фиксации друг относительно друга заливается герметик. Герметик подается при этом между взаимно соприкасающимися поверхностями уплотняемых друг относительно друга корпусных деталей. Заливку герметика продолжают до полного заполнения им канала по всей его протяженности. При этом канал заполняют герметиком лишь после успешной проверки работоспособности датчика.
Вытесняемый из канала при заливке в него герметика воздух может удаляться через сам канал и/или через узкие щели между граничными поверхностями. Герметик же из-за своего поверхностного натяжения не может проходить через такие щели между взаимно соприкасающимися граничными поверхностями и поэтому распределяется вдоль канала. В предпочтительном варианте канал имеет по меньшей мере одно выходное отверстие, из которого герметик может выходить наружу. Связанное с этим преимущество состоит в том, что появление герметика в выходном отверстии позволяет простым путем визуально проверять, завершен ли процесс заполнения канала герметиком. При наличии канала, разветвляющегося на несколько ветвей, для каждой из них предпочтительно предусматривать по меньшей мере одно подобное выходное отверстие. При наличии таких разветвлений выходные отверстия ветвей канала предпочтительно выполнять с уменьшенной по сравнению с поперечным сечением ветви канала площадью поперечного сечения с тем, чтобы уменьшенное поперечное сечение замедляло поток герметика. Таким путем достигается полное и равномерное заполнение всех ветвей канала герметиком. Для дальнейшего повышения полноты и равномерности заполнения нескольких ветвей канала герметиком можно также предусмотреть несколько входных отверстий, например, по одному для каждой ветви канала.
Предлагаемое в изобретении решение позволяет надежно и пыленепроницаемо уплотнять друг относительно друга корпусные детали наисложнейшей геометрической формы. Так, в частности, надежная герметизация, соответственно надежное уплотнение возможно даже при наличии поднутрений, т.е., например, в тех случаях, когда образующие канал граничные поверхности невозможно в процессе сборки просто приложить одна к другой, а необходимо сначала переместить друг относительно друга для помещения корпусных деталей в требуемое положение. В подобных случаях на граничных поверхностях перед сборкой друг с другом корпусных деталей невозможно предусматривать обычные уплотнения из пенорезины или силиконовые герметики. В отличие от этого при осуществлении предлагаемого в изобретении способа лишь при сборке друг с другом корпусных деталей образуется закрытый канал, последующее заполнение которого герметиком после сборки друг с другом корпусных деталей позволяет простым путем получить надежное уплотнение.
Поскольку герметик нагнетают в канал лишь после сборки корпуса, при сборке друг с другом корпусных деталей исключается возможность их загрязнения герметиком. Подобный фактор имеет особое значение при изготовлении высококачественных корпусов датчиков, прежде всего при изготовлении корпуса, предназначенного для размещения в нем оптического датчика и имеющего окошко, через которое датчик может регистрировать измерительные сигналы и которое должно оставаться чистым. Предлагаемый в изобретении способ обеспечивает возможность надежного и чистого уплотнения окошка относительно корпуса датчика. При уплотнении окошка датчика заполняемый герметиком канал в предпочтительном варианте образуется между пазом в корпусе датчика и перекрывающей этот паз с его открытой стороны поверхностью окошка.
Предлагаемый в изобретении корпус предпочтительно использовать для размещения в нем одного или нескольких датчиков для проверки ценных документов, которые (датчики) используются в машине для обработки ценных документов. В таких корпусах могут располагаться, например, измерительные элементы оптических и/или магнитных и/или емкостных датчиков. При этом подобные датчики обычно расположены на транспортировочном участке, вдоль которого мимо них перемещаются ценные документы.
Сборку корпусных деталей друг с другом и их фиксацию друг относительно другом можно оптимизировать, выполнив корпусные детали вставляемыми одна в другую. Вместо выполнения корпусных деталей вставляемыми одна в другую или дополнительно к выполнению корпусных деталей вставляемыми одна в другую их можно также выполнить фиксируемыми друг относительно друга защелкивающимся соединением. Такого соединения вполне может оказаться достаточным для фиксации друг относительно друга корпусных деталей простой геометрии. Вместо этого или дополнительно к этому, прежде всего при нагнетании герметика в канал под высоким давлением, корпусные детали можно привинчивать друг к другу или прочно соединять между собой иным способом.
Как указано выше, работоспособность помещенного в корпус датчика проверяют еще до заполнения канала герметиком. При отрицательном результате такой проверки корпус можно разобрать безо всяких проблем, например, разъединив корпусные детали, ранее зафиксированные друг относительно друга путем их вставки друг в друга и/или защелкивающимися соединениями и/или привинчиванием. После разборки корпуса можно восстановить работоспособность датчика и/или его компонентов, заменив при необходимости отдельные из них, после чего можно вновь собрать корпус. Канал заполняют затем герметиком лишь после успешной проверки работоспособности датчика. Отсюда со всей очевидностью вытекает то преимущество изобретения, что при наличии неработоспособного датчика отпадает необходимость в удалении герметика и очистке граничных поверхностей при разборке корпуса.
В качестве герметика используется длительно сохраняющий упругость и обладающий хорошей адгезией к граничным поверхностям материал, при условии, что он не дает никакой сколько-нибудь существенной объемной усадки, прежде всего силикон или акрил. При наличии чувствительных встроенных элементов при выборе герметика необходимо учитывать, что он не должен выделять никаких агрессивных газов, таких, например, как уксусная кислота, поскольку они могут разъедать чувствительные к ним поверхности. Выбор применяемого герметика зависит также от поперечного сечения канала и его длины. Чем длиннее канал и/или чем меньше его поперечное сечение, тем текучее должен быть герметик.
2
2
2
При применении силикона в качестве герметика было установлено, что при изготовлении предназначенного для размещения оптического датчика корпуса обычного типоразмера оптимальным является канал, площадь поперечного сечения которого составляет по меньшей мере 10 мм, предпочтительно по меньшей мере 15 мм, прежде всего примерно 16 мм. Соотношение между высотой и шириной поперечного сечения канала или в более общем случае соотношение Х между обоими экстремальными, т.е. наибольшим и наименьшим, размерами поперечного сечения канала по всей длине его продольных участков должно в любом случае быть более 0,8 и менее 1,2, а предпочтительно равняться примерно 1. В местах пересечения ветвей канала или в местах его разветвления можно выбирать иное соотношение между размерами поперечного сечения. Идеальным является канал с поперечным сечением квадратной или прежде всего круглой формы. При этом поперечное сечение канала не обязательно должно быть образовано граничными поверхностями двух примыкающих одна к другой корпусных деталей. Канал может быть также образован тремя или более граничащими друг с другом корпусными деталями.
Ниже изобретение рассмотрено на примере некоторых вариантов его осуществления со ссылкой на прилагаемые к описанию чертежи, на которых показано:
на фиг.1a - состоящий из нескольких корпусных деталей частично собранный корпус,
на фиг.1б - частично собранный корпус, изображенный на фиг.1а, но без стенки до герметизации герметиком,
на фиг.1в - частично собранный корпус, изображенный на фиг.1а, с заполненным герметиком каналом,
на фиг.2а - состоящий из двух соединяемых между собой корпусных деталей корпус до его сборки и герметизации,
на фиг.2б - изображенный на фиг.2а корпус с местным разрезом после сборки и герметизации и
на фиг.3а - 3в - виды в разрезе различных уплотнительных каналов между более чем двумя примыкающими одна к другой корпусными деталями.
На фиг.1а показан частично собранный корпус 10, состоящий из трех собранных друг с другом корпусных деталей 1, 2 и 3. На фиг.16 показан тот же частично собранный корпус, но без корпусной детали 3. На фиг.1б показана форма двух ветвей 4а, 4b уплотнительного канала 4, заполняемого герметиком. Эти ветви 4а, 4b уплотнительного канала выполнены в виде пазов во взаимно соприкасающихся граничных поверхностях корпусных деталей 1, 2 и 3. Тем самым в собранном с корпусной деталью 3 состоянии образуется закрытый уплотнительный канал 4, заполняемый герметиком. Такой уплотнительный канал 4 имеет входное отверстие 5 и три выходных отверстия 6, из которых на фиг.1а можно увидеть одно отверстие, а на фиг.1б видны два отверстия.
Герметик подают во входное отверстие 5 с помощью обычных дозаторов и мундштуков, предлагаемых изготовителями герметиков. Так, например, герметик можно нагнетать или инжектировать во входное отверстие 5 с помощью пневматического, т.е. работающего на сжатом воздухе, дозатора (например, фирмы GLT). В процессе заполнения уплотнительного канала герметиком необходимо соблюдать установленные изготовителем герметика условия его переработки, прежде всего касательно чистоты пазов, температуры переработки и продолжительности переработки. С целью упростить процесс герметизации корпуса для этого предпочтительно выбирать герметик, перерабатываемый при комнатной температуре. В идеальном случае форма и поперечное сечение входного отверстия 5 должны быть согласованы с формой и поперечным сечением дозатора и в соответствии с этим предпочтительно должны быть круглыми.
При наличии лишь одного выходного отверстия 6 (см. фиг.2а и 2б) геометрия его поперечного сечения не имеет значения. Однако при наличии, как в рассматриваемом варианте, уплотнительного канала 4, разветвляющегося на несколько ветвей, каждая из которых имеет на своем конце выходное отверстие 6 для выхода избыточного герметика, выходные отверстия предпочтительно выполнять с поперечным сечением, меньшим наименьшего поперечного сечения канала 4 и его ветвей 4а, 4b. В этом случае поперечное сечение выходных отверстий ветвей канала предпочтительно должно быть также меньше поперечного сечения входного отверстия. Меньшей площадью поперечного сечения выходных отверстий обусловлено повышение гидродинамического сопротивления (сопротивления течению герметика), благодаря чему при заливке герметика сначала им полностью заполняется канал 4, и лишь после этого из выходных отверстий начинает выходить избыточный герметик. Сразу же при появлении герметика в выходных отверстиях можно исходить из того, что заполнение канала 4 и его ветвей 4а, 4b герметиком завершилось. На фиг.1в показано окончательно образовавшееся уплотнение 7. В зависимости от типа герметика может потребоваться дать ему время на отвержение перед дальнейшим применением корпуса по назначению.
На фиг.2а и 2б описанный выше процесс герметизации корпуса проиллюстрирован на примере второго, простого варианта. В данном случае выполненный в виде емкости или контейнера корпус 9 закрывают крышкой 8. Речь при этом может идти, например, о предназначенном для размещения оптического датчика корпусе с (не показанным на чертеже) окошком и с помещенным в корпус 9 (также не показанным на чертеже) оптическим датчиком, регистрирующим интенсивность проходящего через окошко света. Размеры корпусов подобных датчиков обычно составляют от 5 до 25 см. На фиг.2а показана крышка 8 с выполненным в ней пазом, который во взаимодействии с корпусом 9 образует канал 4. Сверху в крышке имеется легко доступное входное отверстие 5. От этого входного отверстия 5 отходят две ветви уплотнительного канала, которые сходятся у бокового выходного отверстия 6. Во входное отверстие 5 нагнетают герметик без образования газовых пузырей. Появление герметика в выходном отверстии 6 свидетельствует об успешном завершении процесса заполнения канала герметиком. Выходное отверстие 6 расположено в таком месте, в котором оно хорошо заметно снаружи. На фиг.2б показан окончательно собранный корпус с видимым на местном разрезе уплотнением 7, образованным герметиком.
На фиг.3а - 3в схематично проиллюстрированы некоторые возможности по образованию уплотнительного канала 4 более чем двумя, в данном случае тремя или четырьмя, корпусными деталями. При этом корпус может иметь поперечное сечение квадратной, круглой, прямоугольной или иной формы.