ПРИТВОРНЫЙ УПЛОТНИТЕЛЬ

Полезная модель относится к области строительства, а именно к конструктивным элементам окон и дверей, касающимся притворных уплотнителей. Может найти применение в качестве уплотнителя для окна или двери, использующимся для длительного сохранения герметичности в динамической работе открывания и закрывания конструкции окна или двери.
Известные в технике конструкции клеящихся уплотнителей для оконных и дверных блоков представляют собой замкнутый профиль и состоят из эластичной части из термоэластопласта или резины, а также содержат адгезионный слой в виде клейкой ленты или наносимого клея (см. пример "Уплотнитель с/к для окон и дверей D2" на https://www.ancomi27.ru/goods/40416505-uplotnitel_s_k_dlya_okon_i_dverey_d2). Верхняя часть эластичного уплотнителя выполняет функции герметизации конструкции в притворе.
Известные в настоящее время конструкции склонны к остаточным деформациям и остаточному искривлению и сжатию уплотнителя после длительного закрытия двери. Используемые в настоящее время конструкции уплотнителей также плохо восстанавливаются после сжатия.
Из аналогичных технических решений по патентам EP 0644313 A (публ.: 1995-03-22), JP S57151193 U (публ.: 1982-09-22), US 3763595 A (публ.: 1973-10-09) известны уплотнители, также имеющие закрытый, но более упругий контур профиля.
Это приводит к потребности в применении достаточного усилия для закрывания конструкции и к тому, что при свободном захлопывании, дверь или окно «отбивается», отскакивает.
Также при конструкции замкнутого притворного контура при прижиме происходит деформация стенок контура, а значит, накопление остаточных сжатий и изменение внешнего вида уплотнителя, его поджатие, искривление, усадка. В случае притворного лепестка, форма самого лепестка не меняется, так как деформируется не лепесток, а место его примыкания к основанию, которое благодаря конструкции не видно в установленном виде на двери. Результатом длительного притвора могут быть остаточные деформации, выраженные не в искажении формы лепестка, а лишь в его опущении ближе к камере, при этом внешний вид уплотнителя остается первоначальным, бес искажения и деформаций.
Известен профиль уплотнителя для подвижного стекла окна двери автомобиля (RU 36646U, опубликовано: 20.03.2004), содержащий наружную и внутреннюю боковые стенки, связанные с центральным основанием и образующие с ним направляющую канавку, причем концевые участки центрального основания выполнены выступающими за пределы наружной и внутренней боковых стенок, снабженных уплотняющими лепестками, выполненными в зоне направляющей канавки и с возможностью прилегания к стеклу, внутренняя боковая стенка снабжена выступающим элементом, образующим с ней паз для размещения внутреннего фланца рамки окна двери, причем наружная боковая стенка снабжена выступающим элементом, образующим с ней паз для размещения наружного фланца рамки окна двери, отличающийся тем, что профиль уплотнителя выполнен из термоэластопласта.
В известном аналоге в качестве притвора по мере сжатия и деформации лепестка в притворе упругость лепестка возрастает равномерно пропорционально величине его деформации (прижима).
Поскольку большие деформации приводят к высоким остаточным сжатиям, то данная конструкция притвора в виде упирающегося лепестка нестойка к повышенным деформациям и не исключает повышенные остаточные сжатия уплотнителя.
Известный уплотнитель удерживается на двери за счет формы конструкции и подходит только для данного типа двери, не применим в окнах и дверях зданий.
Кроме того, используемый уплотняющий лепесток не входит в контакт с основным телом уплотнителя в отличие от заявленной полезной модели, а служит для контакта с подъемным стеклом. То есть имеет иную функцию.
Известен профиль уплотнителя для подвижного стекла двери автомобиля (RU 43504U, опубликовано: 27.01.2005), содержащий основное тело, выполненное С-образной формы с возможностью охвата фланца оконного проема двери и образованное центральной и верхней стенками, связанными между собой перемычкой, причем концевой участок центральной стенки выполнен в виде отгиба, уплотняющий лепесток, выполненный в верхней зоне основного тела с возможностью прилегания к стеклу, отличающийся тем, что профиль уплотнителя дополнительно снабжен выступающими элементами, размещенными внутри основного тела и образующими с его верхней стенкой полость, обращенную открытой зоной в сторону расположения центральной стенки основного тела.
Прототип удерживается на двери за счет формы конструкции и подходит только для данного типа двери, не применим в окнах и дверях зданий.
Кроме того, используемый уплотняющий лепесток не входит в контакт с основным телом уплотнителя в отличие от заявленной полезной модели, а служит для контакта с подъемным стеклом. То есть, имеет иную функцию.
Известен ЭЛАСТИЧНЫЙ ПРОФИЛЬНЫЙ УПЛОТНИТЕЛЬ ДЛЯ ОКОН, ДВЕРЕЙ ИЛИ ИНЫХ АНАЛОГИЧНЫХ КОНСТРУКЦИЙ (патент RU 2347056, опубликовано: 20.02.2009). Эластичный профильный уплотнитель имеет выполненную в виде полого профиля верхнюю и нижнюю части. Нижняя часть выполнена с, по меньшей мере, одним крепежным ребром. Для перекрытия посадочного паза предусмотрено закрывающее ребро. Верхняя часть имеет уплотняющий участок и примыкающий к нему опорный участок, расположенные под тупым углом друг к другу. Уплотняющий участок на одном своем конце соединен с задней стенкой соединительным участком, который с его наружной стороны имеет углубление V-образного сечения, боковые поверхности которого наклонены под тупым углом друг к другу. Соединительный участок выполнен в той его части, которая проходит от дна углубления V-образного сечения в сторону задней стенки, с непрерывно увеличивающейся толщиной. Опорный участок примыкает непосредственно к задней стенке или к отходящему от нее поперечному участку, который своим дальним от задней стенки концом соединен с опорным участком либо с обращенным к задней стенке концом закрывающего ребра. Место примыкания опорного участка к задней стенке, соответственно, к поперечному участку расположено выше закрывающего ребра с отступом от него. Опорный участок примыкает к уплотняющему участку с образованием шарнирного сочленения с ним.
Согласно аналогу устройство предотвращает нежелательное "сворачивание в трубочку" его верхней части прежде всего при его применении для уплотнения окон, дверей или аналогичных конструкций со створками, утапливаемыми заподлицо с коробкой, и обеспечивает лучшее прижатие уплотняющей поверхности уплотняющего участка к противолежащей уплотняемой поверхности при их взаимодействии между собой.
Уплотняющий участок в месте его контакта с опорным имеет продолжение в виде выступа, который служит рычагом упора. Но в отличие от заявленной полезной модели данный выступ хотя и взаимодействует с основным телом уплотнителя, вообще не образует какую-либо воздушную камеру, которая обеспечивала бы эффективный амортизирующий эффект.
Кроме того, по мере эксплуатации данный выступ постепенно истирается или прижимается к основному телу уплотнителя.
Наиболее близким аналогом является эластичный профильный уплотнитель (RU 124721U, опубликовано: 10.02.2013), выполненный в виде полого профиля, состоящий из верхней и нижней частей, соединенных друг с другом через опорную площадку и смещенных относительно вертикальной оси, нижняя часть полого профиля выполнена в виде крепежного грибка, а сечение верхней части полого профиля выполнено замкнутым со свободно выступающей выгнутой губкой, отличающийся тем, что линия сечения замкнутого полого профиля образует многоугольник, основание которого образовано полкой опорной площадки, одна стенка замкнутого полого профиля выполнена выпуклой и снабжена выступом, а вторая стенка замкнутого полого профиля размещена в средней части и выполнена в виде колена, вершина многоугольника образована выступающей выгнутой губкой и стенками замкнутого полого профиля.
Технической проблемой прототипа является то, что выступающая выгнутая губка подпирается стенкой, выполненной в виде колена и, соответственно, происходит дополнительный выгиб выступающей выгнутой губки в сторону прижимающего торца створки окна. В результате происходит плотное примыкание выступа к торцу створки окна. Плотное примыкание выступающей выгнутой губки к торцу створки окна приводит к образованию полости.
Однако, данная полость образуется между телом уплотнителя и торцом створки окна. Сама выступающая губка не участвует эффективно в процессе амортизации уплотнителя, поскольку при взаимодействии с торцом створки окна давление происходит на нее таким образом, что она отклоняется в сторону и образующаяся полость очень мала, чтобы создать необходимый эффект. Кроме того, образуемая полость не герметична, поскольку ее формирует торец створки окна, а не само эластичное тело уплотнителя. Тем самым, давление воздуха внутри полости не возникает и по мере эксплуатации губка изгибается, а воздушная полость вообще не образуется.
В итоге, мягкий прижим и хорошее восстановление уплотнителя при заданном диапазоне рабочих деформаций в прототипе не обеспечивается.
Задачей полезной модели является устранение всех вышеописанных технических проблем и недостатков, присущих известным решениям.
Техническим результатом полезной модели является мягкий прижим и лучшее восстановление уплотнителя при рабочих деформациях.
Указанный технический результат достигается за счет того, что заявлен притворный уплотнитель, выполненный в виде полого профиля из эластичного материала, имеющего замкнутый профиль сечения с основанием, на стыке стенок которого закреплена притворная часть в виде лепестка из эластичного материала, отличающийся тем, что в основании с наружной стороны нанесен клейкий слой, лепесток выполнен с двойным загибом в виде С-образного профиля, основание со стороны загнутого конца лепестка имеет уступ, выходящий за границы стенок замкнутого профиля, причем край конца лепестка выполнен с возможностью упора в уступ основания при оказании на него давления.
Основание уплотнителя может быть выполнено из того же материала, как и тело и лепесток уплотнителя или из другого эластичного материала с повышенной адгезией к липкой самоклеящейся ленте или клею.
Предпочтительно внутренняя форма лепестка вблизи его конца повторяет форму верхней части закрытой камеры уплотнителя в той ее части, которая имеет прямой контакт с лепестком в положении, когда лепесток упирается в уступ при оказании на него давления.
Предпочтительно профиль уплотнителя вместе с лепестком выполнены в форме Фиг.1.
Краткое описание чертежей
На Фиг.1 показано устройство уплотнителя (вид профиля в разрезе).
На Фиг.2 показан пример возможного изготовления сразу двух уплотнителей с перемычкой (вид профиля в разрезе).
На Фиг.3 показано устройство уплотнителя с выделением контактирующих частей (вид профиля в разрезе).
На Фиг.4 показан уплотнитель в рабочем состоянии при сжатии лепестка (вид профиля в разрезе).
На чертежах: 1 - лепесток, 2 - основание, 3 - клейкий слой, 4 - уступ основания, 5 - конец лепестка, 6 - стенка верхней части закрытой камеры уплотнителя в той ее части, которая имеет прямой контакт с лепестком в положении, когда лепесток упирается в уступ при оказании на него давления, 7 - воздушная камера, 8 - перемычка, 9 - область контакта лепестка с телом уплотнителя, 10 - область контакта тела уплотнителя с лепестком, 11 - образуемая дополнительная воздушная камера.
Осуществление полезной модели
Притворный уплотнитель выполнен в виде полого профиля из эластичного материала, имеющего замкнутый профиль сечения с основанием. На стыке его стенок закреплена притворная часть в виде лепестка из эластичного материала.
Новым является то, что (см. Фиг.1) в основании с наружной стороны нанесен клейкий слой 3, лепесток 1 выполнен с двойным загибом в виде С-образного профиля, основание 2 со стороны загнутого конца лепестка имеет уступ 4, выходящий за границы стенок замкнутого профиля, причем край конца лепестка 5 выполнен с возможностью упора в уступ 4 основания 2 при оказании на него давления.
Предпочтительно, внутренняя форма лепестка вблизи его конца 5 повторяет форму 6 верхней части закрытой камеры уплотнителя в той ее части, которая имеет прямой контакт с лепестком в положении, когда лепесток упирается в уступ 4 при оказании на него давления (см. Фиг.2). Такое повторение форм 5 и 6 обеспечивает условие, при котором контактные поверхности 9 и 10 (см. Фиг.3) взаимодействуют лучшим образом в случае сильной деформации.
Предпочтительно профиль уплотнителя вместе с лепестком выполнены в форме Фиг.1. Данный вариант оптимально отражает все вышеописанные преимущества полезной модели.
Наличие мягкого лепестка 1 позволяет лучше восстанавливаться. При излишнем сжатии уплотнителя, лепесток 1 благодаря специальной форме согласно заявленной полезной модели закрывается и упираясь в уступ 4 основания 2 придает дополнительную жёсткость и стойкость к дальнейшей деформации всего уплотнителя. Таким образом, именно заданной конструкции можно обеспечить мягкий прижим и хорошее восстановление уплотнителя при заданном диапазоне рабочих деформаций. При повышенных деформациях, обеспечивается дополнительная повышенная упругость уплотнителя за счет образуемой лепестком 1 дополнительной воздушной камеры 11 (см. Фиг.4).
В отличие от применяемых сегодня уплотнителей для дверей и окон, в первую очередь стальных дверей, конструкция уплотнителя заявленной полезной модели имеет форму горизонтально расположенной воздушной камеры 7 и динамически работающего на притвор лепестка 1. На основание 2 уплотнителя в процессе производства наносится клеевой слой 3, который может представлять собой самоклеящуюся двухстороннюю ленту или просто нанесенный клеевой слой.
Клеевой слой 3 может наноситься на поверхность подложки тонким слоем непосредственно перед монтажом уплотнителя в конструкции или возможно использование акриловой или каучуковой двухсторонней адгезионной ленты, наносимой при производстве уплотнителя.
Уплотнитель может быть выполнен из термоэластопластов или резин, как в монолитном исполнении, так и в полностью или частично вспененном, а так же из одного или нескольких эластичных материалов.
Например, основание уплотнителя 2 может быть выполнено из того же материала, как и тело и лепесток 1 уплотнителя или из другого эластичного материала с повышенной адгезией к липкой самоклеящейся ленте или клею.
Мягкий лепесток 1 и основная воздушная камера 7 выполняют функцию герметизации притвора конструкции. Основание 2 служит для фиксации уплотнителя к опорной поверхности с помощью клеевого слоя 3.
Конструкция может быть как одиночная, так и смежная, то есть во время производства могут изготавливаться сразу два уплотнителя (см. пример на Фиг.4), соединенных тонкой перемычкой 8. Перед монтажом уплотнители легко разделяются, обрывом перемычки 8, тем самым, отрываются друг от друга.
Форма уплотнителя согласно заявленной полезной модели позволяет сохранить внешний вид уплотнителя после длительного сжатия и надежную герметизацию притвора.
Притворная часть уплотнителя выполняется в виде лепестка 1 из эластичного полимерного материала термоэластопласта или резины монолитной, или резины вспененной с пониженной плотностью, выполняющего функцию герметизации окна или двери при прижиме створки окна или полотна двери к оконной раме или дверной коробке (см. Фиг.4).
Лепесток 1 предпочтительно выполняют твердостью от 5 Шор А до 80 Шор А, наиболее оптимально - от 15 до 60 Шор А.
Выбор уровня твердости лепестка 1 зависит от того, насколько нужно обеспечить мягкий прижим в широком диапазоне зазоров в притворной части конструкции окна или двери, а также от формы торца самого окна или двери.
С-образная форма лепестка может быть обеспечена трапециевидной или полукруглой формой внутренней части лепестка 9 (см. пример на Фиг.3), которая повторяет форму верхней части 10 закрытой камеры уплотнителя в той ее части, которая касается конца лепестка в рабочем положении при надавливании на лепесток (см. Фиг.3).
Уступ в основании 2 важен для того, чтобы в сжатом состоянии уплотнителя, свободный конец лепестка 1 опускался и соскальзывал по торцу нижней камеры 7 до упора в уступ основания (см. Фиг.3).
При закрывании конструкции (окна или двери), лепесток 1 создает дополнительную закрытую воздушную камеру 11 (см. Фиг.4) для повышения общего термического сопротивления уплотняемого зазора. Верхняя часть камеры 10 в месте примыкания к лепестку 1 также выполняет функцию дополнительной поддержки лепестка.
При дальнейшей деформации уплотнителя лепесток 1 прижимается больше или даже вплотную на нижнюю камеру 7, повторяя ее контур (то есть участки 9 и 10 смыкаются). Тем самым, основную нагрузку деформации несет дополнительная воздушная камера 11, которая образуется за счет контакта конца 5 лепестка 1 с телом стенки 6 уплотнителя и за счет упора в уступ 4 основания 2.
Испытания полезной модели проводились на опытных образцах, изготовленных согласно заявленному решению.
Тестирование проводилось с использованием исследовательского оборудования для испытаний, где
образец 1 - испытуемый образец из Материала TPE LCS формы (конструкции) согласно полезной модели 4;
контрольные образцы D-образной формы: 2 - из вспененной ЕПДМ-резины, 3 - из TPE на основе SEBS.
В рамках проводимых испытаний определялись: стойкость уплотнителей к усадке при высоких температурных уровнях; стойкость уплотнителей к морозам; устойчивость уплотнителя к фиксированному сжатию.
Для выбора данных тестов использовались тесты: ГОСТ 31362-2007 и ГОСТ 30778-2001.
Тестирование на стойкость к усадке уплотнителей при высоких температурах проводилось в течение суток при температуре 100°С.
В соответствии с п.4.2.8 ГОСТ 30778-2001, уплотнители, которые подверглись воздействию тепловой энергии, не могут быть изменены в линейных размерах на более чем 3% (данное требование определяется в качестве общего для EPDM и TPE).
Результаты испытаний уплотнителей для окон на стойкость к повышенным температурам показаны в таблице 1.
Таблица 1.
Уплотнитель
Длина до, мм
Длина после, мм
Усадка после 24 ч при 100°С, %
Образец №1
1000
995
0,5
Образец №2
1000
994
0,4
Образец №3
1000
992
0,7
Таблица показывает соответствие всех четырех представленных образцов с заранее установленным требованием об усадке, не превышающей 3%.
Тестирование на определение уровня морозостойкости уплотнителя было произведено в ГОСТ 31362-2007. Данное исследование показало, как сохраняет уплотнитель собственные эластические характеристики при пониженных температурах.
Оценка имела предел критерия -40°С с изгибанием на брусок R=0 мм.
Результаты испытаний уплотнителей на морозостойкость показаны в таблице 2.
Таблица 2.
Температура, °С
Образец №1
Образец №2
Образец №3
-40
прошёл
прошёл
прошёл
Тестирование на определение стойкости уплотнителей к сжатию проводилось в соответствии с ГОСТ 31362-2007. Характеристикой устойчивости уплотнителей к циклическому и фиксированному сжатию является способность выдерживания уплотнителями без деформации испытания на сжатие в циклической или фиксированной форме, которое имитирует нагрузки эксплуатации.
Данное испытание является имитация максимальным нагрузкам, прижиму и сжатию на уплотнитель, закрепленный в оконном пазе при закрытой створке. Тест проводился с использованием струбцины, в которой зажимаются уплотнители, и термошкафа, предназначенного для нахождения уплотнителя в течение трех суток в сжатом на 20% состоянии при температуре 70°С.
Результаты испытаний сжатия показаны в таблице 3.
Таблица 3.
Уплотнитель
Высота до, мм (H<sub>0</sub>)
Высота при сжатии в струбцине 25% (Н<sub>2</sub>)
Высота после восстановления, мм (Н<sub>1</sub>)
Относительное остаточное сжатие, %
Образец №1
10,02
7,50
9,73
11,6
Образец №2
10,15
7,50
9,51
25,6
Образец №3
9,90
7,50
8,72
47,2
Формула для расчета
0
1
0
2
∆,% = 100%⋅(H-Н)/(H-Н)
Результат тестирования показал, в соответствии со значениями относительной остаточной деформации, при деформации в статической форме все установленные образцы имеют соответствие с п.4.3.1 ГОСТ 30778-2001, но образец согласно полезной модели имел лучшую восстанавливаемость.
В ходе практических испытаний тестировали мягкий прижим и хорошее восстановление уплотнителя при заданном диапазоне рабочих деформаций.
При циклических тестированиях уплотнителя Образец №1 при н.у. результаты показали, что он выдерживает 10000 циклов открываний/закрываний окна и 10000 циклов открытий/закрытий двери без деформации лепестка и тела самого уплотнителя. По окончании тестирования мягкий прижим створки окна и двери сохранялся, форма уплотнителя осталась неизменной.
В отношении контрольных образцов №№2, 3 было отмечено, что после непрерывных 10000 открываний/закрываний окна и 10000 открытий/закрытий двери форма уплотнителей была искажена, высота уплотнителей уменьшилась, Образца №3 более существенно.
На основании результатов проведенных исследований можно прийти к выводам о том, что уплотнитель согласно заявленной полезной модели (образец №1) обеспечивает более мягкий прижим и лучшее восстановление уплотнителя при рабочих деформациях.