УПЛОТНИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ, ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНО УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ КОЛЬЦО
SEALING ELEMENTS, PREFERABLY SEALING RINGS

Изобретение относится к уплотнительному элементу, предпочтительно к уплотнительному кольцу. В частности, уплотнительный элемент адаптирован для уплотнения в рабочем состоянии между двумя участками конструктивного элемента и для того, чтобы сжиматься посредством двух участков конструктивного элемента в пазу, который выполнен на одном из двух участков конструктивного элемента.
В лакировочной технике необходимы уплотнительные элементы, для того чтобы создавать уплотнение против лака, например, для уплотнения фланцев, для уплотнения резьбовых соединений краски, в местах соединения с распылителями, в местах соединения с устройствами для смены краски и/или с регуляторами давления краски и т.д. Обычный уплотнительный элемент создает уплотнение между двумя участками конструктивного элемента и размещен в пазу, который выполнен на одном из двух участков конструктивного элемента. Целью является устойчивое к сжатию и не имеющее мертвую зону уплотнение для того, чтобы предотвращать утечки и вытекания краски в то время, как одновременно должно предотвращаться переполнение паза, которое может вызвать выдавливание в зазор. Обычные уплотнительные элементы выполнены в большинстве случаев в виде прямоугольных или круглых уплотнительных колец или в виде уплотнений круглого сечения. Обычные уплотнительные кольца в большинстве случаев связаны по меньшей мере с одним из следующих недостатков:
- переполнение паза, выдавливание в зазор;
- утечка и вытекание краски за счет имеющейся мертвой зоны;
- незначительная прочность при сжатии, в частности при динамической сжимающей нагрузке.
Таким образом, задачей изобретения является создание усовершенствованного и/или альтернативного уплотнительного элемента.
В частности, эта задача решается с помощью уплотнительного элемента согласно основному независимому пункту формулы изобретения.
Согласно изобретению создается уплотнительный элемент, в частности, для конструктивного элемента установки по нанесению покрытий. Предпочтительно уплотнительный элемент выполнен в виде уплотнительного кольца. Уплотнительный элемент выполнен для уплотнения между двумя участками конструктивного элемента и для сжимания посредством двух участков конструктивного элемента в пазу, который расположен на одном из двух участков конструктивного элемента. Уплотнительный элемент целесообразно включает в себя профиль по меньшей мере с двумя наружными поверхностями, которые предпочтительно расположены друг против друга. Предпочтительно профиль имеет в направлении ширины различные высоты профиля.
Предпочтительно профиль выполнен для того, чтобы в сжатом состоянии деформироваться таким образом, что он одним из своих боковых участков распространяется в открытую часть паза и предпочтительно вследствие этого по меньшей мере частично закрывает открытую часть паза, например с одной стороны в направлении ширины. Вследствие этого, в частности, возможно по меньшей мере сокращать утечку или вытекание вещества или жидкости (например, вытекание краски/лака).
По меньшей мере один боковой участок предпочтительно выполнен на отвернутой от дна паза наружной поверхности и/или представляет собой, например, в направлении ширины профиля боковой концевой участок.
Возможно, что профиль выполнен для того, чтобы в сжатом состоянии деформироваться таким образом, что он двумя из своих боковых участков распространяется в открытую часть паза и предпочтительно вследствие этого по меньшей мере частично закрывает открытую часть паза, например, с обеих сторон в направлении ширины.
В наиболее предпочтительном варианте осуществления профиль выполнен для того, чтобы в сжатом состоянии деформироваться таким образом, что он распространяется в открытую часть паза также между двумя боковыми участками. Вследствие этого могут, в частности, создаваться условия для того, что открытая часть паза, например, по меньшей мере по всей ширине паза и/или открытая часть паза предпочтительно закрывается по меньшей мере почти без мертвой зоны.
По меньшей мере два боковых участка предпочтительно выполнены на отвернутой от дна паза наружной поверхности и/или представляют собой, например, в направлении ширины профиля боковые концевые участки.
Предпочтительно профиль выполнен для того, чтобы в сжатом состоянии деформироваться таким образом, что он распространяется в открытой части паза по всей ширине паза или даже за ее пределы. Альтернативно или дополнительно профиль может быть выполнен для того, чтобы в сжатом состоянии деформироваться таким образом, что одна из наружных поверхностей распространяется, например, в открытой части паза по всей ширине паза или даже за ее пределы, например, по существу прямолинейно. Наружная поверхность профиля, которая отвернута от дна паза, может прижиматься в сжатом состоянии, например, прямолинейным участком конструктивного элемента. Следует отметить, что в предпочтительном, но не ограничивающем, варианте осуществления изобретения ширина паза определяет ширину открытой части паза.
Возможно, что профиль выполнен для уплотнения в сжатом состоянии против жидкости (например, против лака или другой жидкости). В частности, профиль является устойчивым к действию лаков и/или растворителей. Предпочтительно профиль выполнен для того, чтобы в сжатом состоянии деформироваться таким образом, что паз уплотняется против проникновения жидкости и вследствие этого может предотвращаться или по меньшей мере может сокращаться, например, утечка или вытекание жидкости или вещества.
Возможно, что профиль в поперечном сечении, предпочтительно посредством предопределенных различных высот профиля, уменьшается таким образом, в частности сужается таким образом, что может по меньшей мере сокращаться или даже предотвращаться выдавливание в зазор и/или переполнение паза. Таким образом, профиль может быть целесообразно выполнен для того, чтобы в сжатом состоянии деформироваться таким образом, что может предотвращаться или по меньшей мере сокращаться выдавливание в зазор и/или переполнение паза, которое могло бы приводить к выдавливанию в зазор.
Следует отметить, что, в частности, потому не происходит выдавливание в зазор, так как, например, допуски выбраны таким образом, что при монтаже на блоке уплотнительный элемент уплотняет мертвую зону. В частности, уплотнительный элемент, будучи обусловлен конструкцией, не может зажиматься в зазоре.
В частности, открытая часть паза может включать в себя расширительную область.
Целесообразно профиль выполнен для того, чтобы в сжатом состоянии деформироваться таким образом, что он выступает (например, в направлении ширины с одной или двух сторон) в расширительную область. В этом случае даже возможно то, что профиль в сжатом состоянии распространяется (например, в направлении ширины с одной или двух сторон) за пределы ширины паза и/или открытую часть паза. В частности, профиль может выступать в расширительную область одним из своих боковых участков или двумя своими боковыми участками.
Возможно, что профиль выполнен для того, чтобы в сжатом состоянии деформироваться таким образом, что между дном паза и профилем образуется мертвая зона.
В несжатом состоянии профиль имеет максимальную ширину профиля и максимальную высоту профиля. Паз целесообразно имеет ширину паза и высоту паза.
Возможно, что в недеформированном состоянии профиля максимальная ширина профиля больше, чем ширина паза, и/или в недеформированном состоянии профиля максимальная высота профиля больше, чем высота паза.
В наиболее предпочтительном варианте осуществления отношение (целесообразно максимальной) ширины профиля к (целесообразно максимальной) высоте профиля находится в несжатом состоянии в диапазоне от 1,0 до 1,35 или даже до 1,5, в частности в диапазоне ≥1,0; 1,2; или 1,4; и/или ≤1,1; 1,3; или 1,5.
Отношение (целесообразно максимальной) ширины паза к (целесообразно максимальной) высоте паза предпочтительно находится в диапазоне от 1,2 до 2,1, в частности в диапазоне ≥1,2; 1,4; 1,6; 1,8; 2,0 или 2,2 и/или ≤1,3; 1,5; 1,7; 1,9; 2,1 или 2,3.
Целесообразно профиль выполнен таким образом, что как при минимальной, так и при максимальной конфигурации выдавливание в зазор может по меньшей мере сокращаться, и целесообразно может по меньшей мере сокращаться выдавливание уплотнительного элемента в область фланцев (переполнение паза).
Возможно, что в несжатом состоянии профиля область профиля, которая определяет максимальную высоту профиля, выполнена эксцентрично по отношению к ширине профиля.
Например, в несжатом состоянии профиль в поперечном сечении может образовывать по существу треугольную или трапециевидную основную часть, чьи наружные поверхности, тем не менее, могут быть снабжены в рамках изобретения выступами и/или углублениями. Кроме того, в рамках изобретения углы основной части могут быть сокращены (например, скруглены и/или скошены).
Возможно, что по меньшей мере одна из по меньшей мере двух наружных поверхностей снабжена по меньшей мере одним выступающим/защитным участком.
По меньшей мере один выступающий участок выступает в несжатом состоянии профиля целесообразно над наружной поверхностью, на которой он образован. В частности, по меньшей мере один выступающий участок адаптирован для стабилизации уплотнительного элемента в сжатом состоянии (например, для того, чтобы сокращать или предотвращать нежелательное перекашивание или смещение уплотнительного элемента). В наиболее предпочтительном варианте осуществления обе наружные поверхности в каждом случае снабжены по меньшей мере одним выступающим участком, причем эти выступающие участки целесообразно проходят в противоположных направлениях. Благодаря выступающему участку или участкам может, в частности, обеспечиваться достаточная прочность/устойчивость при сжатии, предпочтительно также при динамической сжимающей нагрузке в диапазоне давлений, например, более 14, 15 или даже 16 бар.
Возможно, что в несжатом состоянии профиль в области по меньшей мере одного выступающего участка имеет высоту профиля, которая меньше, чем максимальная высота профиля.
Возможно, что профиль выполнен таким образом, что в сжатом состоянии профиля по меньшей мере один выступающий участок деформируется по меньшей мере почти полностью во внутреннюю часть профиля и таким образом целесообразно выступает немного или более не выступает совсем над наружной поверхностью, с которой он согласован.
Предпочтительно по меньшей мере один выступающий участок проходит в несжатом состоянии профиля по меньшей мере частично по середине ширины профиля.
Возможно, что в несжатом состоянии профиль в поперечном сечении области, которая определяет максимальную высоту профиля, сужается по направлению по меньшей мере к одной стороне, предпочтительно к обеим сторонам. В частности, профиль может сужаться по меньшей мере до одного выступающего участка и от по меньшей мере одного выступающего участка может сужаться далее предпочтительно до одного бокового конца профиля. Целесообразно профиль может также сужаться до другого бокового конца профиля.
В несжатом состоянии профиль в поперечном сечении может иметь по меньшей мере одну уменьшенную угловую область, которая в сжатом состоянии целесообразно заполняется профилем по меньшей мере частично. В несжатом состоянии профиля уменьшенная угловая область предпочтительно предусмотрена на отвернутой от дна паза наружной поверхности.
Возможно, что в несжатом состоянии профиля по меньшей мере две наружные поверхности своими отдельными частями образуют угол сужения менее чем или равный 60°, 50°, 40°, 30° или 20°.
В частности, уплотнительный элемент подходит для конструктивного элемента установки по нанесению покрытий (например, для резьбового соединения краски/лака, распылителя, места соединения с распылителем, устройства для смены краски, регулятора давления краски, места соединения с устройством для смены краски и/или с регулятором давления краски, клапана, места соединения с клапаном и т.д.).
Следует отметить, что паз предпочтительно является кольцевым пазом и/или имеет по существу прямоугольную форму поперечного сечения (например, со скругленными или скошенными углами в области открытой части паза и/или дна паза). Целесообразно ширина открытой части паза предпочтительно соответствует ширине паза. Однако изобретение включает в себя также варианты осуществления, в которых паз имеет в поперечном сечении различную ширину, например, выполнен по существу в виде трапециевидного паза.
Возможно, что выполненный в виде кольцевого паза паз имеет внутренний диаметр, а выполненный в виде уплотнительного кольца уплотнительный элемент имеет внутренний диаметр. Целесообразно в несжатом и/или недеформированном исходном состоянии внутренний диаметр уплотнительного кольца меньше, чем внутренний диаметр кольцевого паза. Таким образом, уплотнительный элемент предпочтительно выполнен с возможностью натягиваться «на кольцевой паз».
Возможно, что в несжатом и/или недеформированном состоянии область профиля, которая определяет максимальную высоту профиля, предпочтительно образована по меньшей мере вблизи от внутреннего диаметра уплотнительного элемента для того, чтобы целесообразно уплотнять здесь по меньшей мере мертвую зону, и/или профиль сужается по направлению к наружному диаметру для того, чтобы целесообразно создавать пространство для вытесняемого объема профиля.
Далее следует отметить, что открытая часть паза может иметь различные варианты осуществления, например, может быть выполнена в виде расширяющейся открытой части паза.
Кроме того, следует отметить, что профиль предпочтительно является сплошным (цельным) профилем, который может быть изготовлен, например, из эластичного материала.
Сверх этого следует отметить, что несжатое состояние может включать в себя, в частности, несжатое и/или недеформированное исходное состояние профиля и/или уплотнительного элемента.
Изобретение включает в себя также уплотнительную систему (например, уплотнение фланцев), включающую в себя один, как здесь описанный, уплотнительный элемент, два участка конструктивного элемента и один паз, который выполнен на одном из двух участков конструктивного элемента и имеет открытую часть паза и дно паза. В рамках изобретения уплотнительная система может включать в себя уплотнительный элемент в сжатом состоянии, а также в несжатом состоянии.
Кроме того, изобретение включает в себя конструктивный элемент установки по нанесению покрытий (например, уплотнение фланцев, резьбовое соединение краски/лака, распылитель, место соединения с распылителем, устройство для смены краски, регулятор давления краски, место соединения с устройством для смены краски и/или с регулятором давления краски, клапан, место соединения с клапаном и т.д.), включающий в себя два участка конструктивного элемента и один паз, который выполнен на одном из двух участков конструктивного элемента и имеет открытую часть паза и дно паза. В паз вставлен уплотнительный элемент, который сжимается двумя участками конструктивного элемента и который уплотняет пространство между двумя участками конструктивного элемента. Уплотнительный элемент включает в себя профиль по меньшей мере с двумя наружными поверхностями и/или с целесообразно различными в несжатом состоянии высотами профиля. Профиль деформирован таким образом, что он одним из своих боковых участков распространяется в открытую часть паза и таким образом предпочтительно закрывает частично открытую часть паза. Кроме того, уплотнительный элемент может быть выполнен таким образом, как описано здесь.
Описанные выше признаки и предпочтительные примеры осуществления изобретения могут произвольным образом комбинироваться друг с другом. Другие предпочтительные усовершенствования изобретения раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения и проистекают из нижеследующего описания предпочтительных примеров осуществления в сочетании с приложенными фигурами.
Фиг. 1 показывает вид в перспективе уплотнительного элемента согласно одному варианту осуществления изобретения в несжатом (недеформированном) состоянии,
фиг. 2 показывает на поперечном разрезе уплотнительный элемент с фиг. 1 в несжатом состоянии,
фиг. 3 показывает на поперечном разрезе уплотнительный элемент с фиг. 1 и 2 в частично деформированном состоянии,
фиг. 4 показывает на поперечном разрезе уплотнительный элемент с фиг. 1, 2 и 3 в сжатом состоянии,
фиг. 5 показывает на поперечном разрезе диаграмму напряжений уплотнительного элемента согласно другому варианту осуществления изобретения в частично деформированном состоянии,
фиг. 6 показывает на поперечном разрезе диаграмму напряжений уплотнительного элемента с фиг. 5 в сжатом состоянии,
фиг. 7 показывает в качестве примера паз на поперечном разрезе в увеличенном масштабе.
Фиг. 1 показывает вид в перспективе уплотнительного элемента 1 в форме уплотнительного кольца, в то время как фиг. 2 показывает уплотнительный элемент 1 на поперечном разрезе. Фиг. 1 и 2 показывают уплотнительный элемент 1 в недеформированном и/или несжатом (исходном) состоянии. Фиг. 3 показывает на поперечном разрезе уплотнительный элемент 1 с фиг. 1 и 2 в частично деформированном состоянии, в то время как уплотнительный элемент переводится из несжатого состояния в сжатое состояние.
Уплотнительный элемент 1 выполнен для уплотнения в сжатом состоянии между двумя участками B1 и B2 конструктивного элемента и для того, чтобы сжиматься посредством двух участков B1 и B2 конструктивного элемента в пазу N, как это можно увидеть на фиг. 3 и 4. Паз N имеет открытую часть NЦ паза, дно NG паза, ширину NB паза и высоту NH паза. На фиг. 3 и 4 можно увидеть, что паз N является пазом по существу с прямоугольным поперечным сечением, который, однако, в рамках изобретения может также иметь другие варианты осуществления. Ширина NB паза определяет ширину открытой части паза, так что ширина открытой части паза соответствует ширине паза.
Как можно увидеть на фиг. 2 и 3, уплотнительный элемент 1 включает в себя профиль P, который имеет три наружные поверхности 10, 20 и 30. Профиль P на своем направлении BR ширины имеет различные высоты DH профиля, например максимальную высоту DHm профиля. Кроме того, профиль P имеет максимальную ширину DBm профиля. Область профиля P, которая включает в себя максимальную высоту DHm профиля, выполнена эксцентрично по отношению к ширине профиля. Основная часть профиля имеет по существу треугольное или трапециевидное поперечное сечение и включает в себя скругленные углы.
Фиг. 2 показывает, что наружная поверхность 10 снабжена выступающим участком S1. Альтернативно или дополнительно наружная поверхность 20 может быть снабжена выступающим участком S2. Выступающий участок S1 выступает над наружной поверхностью 10, а выступающий участок S2 выступает над наружной поверхностью 20. Два выступающих участка S1 и S2 проходят по меньшей мере частично по середине ширины профиля. Профиль P в области двух выступающих участков S1 и S2 имеет высоту профиля, которая меньше, чем максимальная высота DHm профиля. Выступающие участки S1 и S2 адаптированы для того, чтобы в сжатом состоянии по меньшей мере сокращать нежелательное перекашивание или смещение уплотнительного элемента 1.
С одной стороны профиль P сужается от области, которая определяет максимальную высоту DHm профиля, до выступающих участков S1 и S2 и от выступающих участков S1 и S2 далее предпочтительно до одного бокового конца профиля. С другой стороны профиль P сужается от области, которая определяет максимальную высоту DHm профиля, до другого бокового конца профиля.
Профиль P имеет в поперечном сечении две уменьшенные угловые области E1 и E2, которые в сжатом состоянии заполняются профилем P по меньшей мере частично.
Кроме того, как можно увидеть на фиг. 2 и 3, две наружные поверхности 10 и 20 своими отдельными частями образуют угол α сужения приблизительно в 45°.
Как можно увидеть, например, на фиг. 3, уплотнительный элемент 1 вставляется в выполненный в виде кольцевого паза паз N. Уплотнительный элемент 1 имеет внутренний диаметр, а выполненный в виде кольцевого паза паз N имеет внутренний диаметр, причем в недеформированном и/или несжатом исходном состоянии уплотнительного элемента 1 внутренний диаметр уплотнительного элемента 1 меньше, чем внутренний диаметр паза N, выполненного в виде кольцевого паза. Максимальная высота DHm профиля P образована по меньшей мере вблизи от внутреннего диаметра уплотнительного элемента 1 и целесообразно сужается оттуда по направлению к наружному диаметру.
Из фиг. 2-4 становится понятно, что в недеформированном состоянии профиля P максимальная ширина DBm профиля больше, чем ширина NB паза, а максимальная высота DHm профиля больше, чем высота NH паза. Отношение максимальной ширины DBm профиля к максимальной высоте DHm профиля находится в диапазоне от 1,0 до 1,35. Отношение ширины NB паза к высоте NH паза находится в диапазоне от 1,2 до 2,1.
Фиг. 4 показывает уплотнительный элемент 1 с фиг. 1, 2 и 3 в сжатом состоянии. Профиль P имеет в сжатом состоянии два боковых участка SA1 и SA2, которые образованы на отвернутой от дна NG паза наружной поверхности 10 и в направлении BR ширины профиля P представляют собой боковые концевые участки.
Профиль P в сжатом состоянии деформирован таким образом, что он двумя боковыми участками SA1 и SA2 распространяется в открытую часть NЦ паза и вследствие этого с обеих сторон частично закрывает открытую часть NЦ паза, вследствие чего по меньшей мере может сокращаться утечка или вытекание лака/краски. Кроме того, профиль P в сжатом состоянии деформирован таким образом, что он распространяется в открытую часть NЦ паза также между двумя боковыми участками SA1 и SA2, вследствие чего открытая часть NЦ паза закрывается по всей ширине NB паза по существу без мертвой зоны. Одновременно профиль P имеет различные высоты DH профиля, которые в поперечном сечении приводят к такому сужению или уменьшению профиля P в одном или обоих направлениях BR ширины, что переполнение паза, которое могло бы вызвать, например, выдавливание в зазор, может предотвращаться или по меньшей мере сокращаться.
Кроме того, из фиг. 4 становится понятно, что профиль P деформирован таким образом, что выступающие участки S1 и S2 вжаты во внутреннюю часть профиля и таким образом более не выступают над наружными поверхностями 10 и 20, в то время как между дном NG паза и профилем P образуется мертвая зона TR.
Фиг. 7 показывает в качестве примера паз N в увеличенном масштабе. Согласно фиг. 7 паз N в значительной степени совпадает с описанным выше примером осуществления, причем аналогичные или идентичные части снабжены одинаковыми ссылочными позициями и для предотвращения повторений также делается ссылка на вышеизложенное описание.
Паз N согласно фиг. 7 предусмотрен на участке B1 конструктивного элемента, выполнен по существу с прямоугольной формой поперечного сечения и имеет, например, скругленные углы. Паз N имеет открытую часть NЦ паза, дно NG паза, высоту NH паза и ширину NB паза. Открытая часть NЦ паза имеет ширину открытой части паза. Ширина открытой части паза соответствует ширине NB паза. Как можно увидеть на фиг. 7, открытая часть NЦ паза может быть выполнена, например, в виде расширяющейся открытой части паза, и таким образом она может включать в себя расширительную область NA. Ссылочная позиция BR обозначает направление ширины паза N, открытой части NЦ паза и расширительной области NA.
В случае если показанная на фиг. 7 открытая часть NЦ паза включает в себя расширительную область NA, профиль P целесообразно может быть выполнен таким образом, что в сжатом состоянии он выступает (выдается) в расширительную область NA предпочтительно с обеих сторон своими двумя боковыми участками SA1 и SA2 и по меньшей мере уменьшает расширительную область NA в ее направлении BR ширины.
Фиг. 5 показывает на поперечном разрезе часть уплотнительного элемента согласно другому варианту осуществления изобретения в частично деформированном состоянии, в то время как уплотнительный элемент переводится из несжатого состояния в сжатое состояние. Фиг. 6 показывает на поперечном разрезе диаграмму напряжений уплотнительного элемента 1 с фиг. 5 в сжатом состоянии.
Согласно фиг. 5 и 6 уплотнительный элемент в значительной степени совпадает с описанными выше примерами осуществления, причем аналогичные или идентичные части снабжены одинаковыми ссылочными позициями и для предотвращения повторений также делается ссылка на вышеизложенное описание.
Ширина открытой части паза снова соответствует ширине NB паза. В частности, из фиг. 5 и 6 становится еще раз понятно, что профиль P выполнен для того, чтобы в сжатом состоянии деформироваться таким образом, что он распространяется в открытой части NЦ паза не только двумя из своих боковых участков SA1 и SA2 и вследствие этого с двух сторон частично закрывает открытую часть NЦ паза, а он распространяется в открытой части NЦ паза также между двумя боковыми участками SA1 и SA2 и таким образом может закрывать открытую часть NЦ паза по всей ширине NB паза предпочтительно по меньшей мере почти без мертвой зоны. Посредством участка B2 конструктивного элемента наружная поверхность 10 деформируется таким образом, что она проходит по существу прямолинейно по всей ширине NB паза. Кроме того, можно увидеть, что в сжатом состоянии выступающие участки S1 и S2 вдавлены во внутреннюю часть профиля и более не выступают над наружными поверхностями 10 и 20.
Показанный на фиг. 5 и 6 паз N включает в себя расширительную область NA паза. В сжатом состоянии профиль P выступает двумя из своих боковых участков SA1 и SA2 в расширительную область NA, вследствие чего расширительная область NA уменьшается с обеих сторон в своем направлении BR ширины.
Изобретение не ограничено описанными выше предпочтительными примерами осуществления. Наоборот, возможны многочисленные варианты и изменения, которые также будут использовать идею изобретения и, как следствие, будут входить в объем защиты. Сверх этого изобретение истребует также защиты для признаков и предмета зависимых пунктов формулы изобретения в независимости от пунктов, на которые они ссылаются.