КОНСТРУКЦИЯ, СОДЕРЖАЩАЯ СТЕНКУ И КОМПОНЕНТ, ЗАКРЕПЛЕННЫЙ В ОТВЕРСТИИ В СТЕНКЕ
STRUCTURE COMPRISING WALL AND COMPONENT FIXED IN HOLE OF WALL

Область техники
Данное изобретение относится к конструкции со стенкой, в частности со стенкой с пеноизоляцией, и с закрепленным в отверстии стенки монтажным элементом, а также к корпусу устройства, в котором применяется монтажный элемент.
Уровень техники
Корпус холодильного устройства - например, холодильника, морозильной камеры или тому подобного - обычно реализуется в виде полого корпуса с наружной стенкой и внутренней стенкой, которые ограничивают заполненную изоляционной пеной полость. Изоляционная пена образуется внутри полости в результате того, что полимерный материал, в частности полиуретан, впрыскивается в полость под действием напорного газа и расширяется там под воздействием давления газа. Силовое воздействие расширяющегося напорного газа обеспечивает распространение пеноматериала до отдаленных уголков полости и образует сплошной пеноизоляционный слой с равномерной структурой, который затвердевает внутри полости. Такой метод позволяет быстро и просто производить корпуса со сложными формами и хорошими теплоизоляционными свойствами. Но давление рабочего газа приводит и к тому, что, если полость перед впрыскиванием полимерного материала герметизирована не полностью, еще жидкая пена попадает через щель полости наружу. Выступившую затвердевшую пену устранить бесследно очень сложно, если вообще возможно, так что пена, выступающая из недостаточно уплотненной полости, приводит к значительным экономическим потерям при производстве устройств.
Чтобы провести проводку для хладагента, электропитания или электрических сигналов, воды и/или других технологических средств сквозь слой пены такого корпуса холодильного устройства или монтировать элементы конструкции в корпус, в его стенках необходимо вырезать отверстия, в которые затем монтируется проход, закладная деталь или тому подобное. Обычно уплотнение между такой деталью и стенкой корпуса холодильного устройства производится путем наклеивания клейкой ленты, что требует высоких затрат ручного труда. Для того чтобы снизить трудоемкость при наклеивании, было предложено снабдить монтируемый в отверстие стенки элемент выступающим за границы основного корпуса элемента эластичным фартуком, свободный край которого предусмотрен для плотного прилегания к поверхности стенки и предотвращения, таким образом, просачивания пены между стенкой и фартуком. В случае круглой формы основного корпуса фартук конический; в случае вытянутой формы основного корпуса он имеет подобную конусу форму.
Для закрепления круглого основного корпуса в отверстии стенки используют байонетный замок между стенкой и основным корпусом. Для этой цели по существу круглое отверстие по всей окружности имеет чередующиеся участки с большим и маленьким радиусом, и имеющиеся в поперечном разрезе основного корпуса L-образные крепежные выступы в первом положении монтажного элемента проводятся в направлении, перпендикулярном стенке, сквозь участки с большим радиусом, а в зафиксированном положении основного корпуса, после его поворота вокруг оси, зацепляются за края отверстия на участках с меньшим радиусом. При таком решении исключается сцепление монтажного элемента на более чем половине окружности отверстия. Чтобы предотвратить вырывание монтажного элемента из отверстия под нагрузкой, толщина стенки не должна быть слишком маленькой. Большая толщина стенки требует высоких затрат материала и соответственно влечет за собой высокие производственные расходы.
Раскрытие изобретения
Задачей настоящего изобретения является разработка такой конструкции со стенкой и закрепленным в отверстии стенки монтажным элементом, которая имеет высокую устойчивость монтажного элемента к нагрузкам даже при небольшой толщине стенки.
Задача решена благодаря конструкции со стенкой и закрепленным в отверстии стенки монтажным элементом, причем монтажный элемент состоит из основного корпуса и крепежных ребер, отходящих от основного корпуса, проходящих через отверстие и зацепляющихся за края отверстия, причем отверстие по ходу ребер включает в себя первый сегмент, на котором расположены зацепляющиеся края, и второй сегмент, протяженность которого в продольном направлении меньше, чем протяженность ребер, а протяженность в поперечном направлении достаточна для прохождения ребер, причем монтажный элемент и/или стенка обладают гибкостью для того, чтобы осуществить продвижение монтажного элемента в отверстие в первом направлении параллельно длине крепежных ребер. Упругость позволяет стенке или крепежным ребрам проходить мимо друг друга при продвижении в отверстие, отклоняясь в перпендикулярном длине направлении, и тем не менее после продвижения в отверстие прилегать друг к другу прочно и на большой длине.
На концах, противоположных второму сегменту отверстия, два крепежных ребра предпочтительно изогнуты по направлению друг к другу. Это придает упомянутым концам, при продвижении детали проходящим в отверстие в первую очередь, высокую жесткость, которая предотвращает вырывание крепежных ребер из зацепления на краях отверстия, несмотря на упругие взаимодействия, проявляющиеся между стенкой и деталью при продвижении.
В поперечном разрезе два крепежных ребра предпочтительно имеют по два плеча, соединяющихся друг с другом под тупым углом. Такое расположение плеч приводит к тому, что при продвижении крепежные ребра прижимаются друг к другу в результате упругой деформации монтажного элемента, что упрощает продвижение и сокращает необходимую для продвижения деформацию.
Эластичный фартук, выступающий по всему периметру основного корпуса и прилегающий к стенке по всему периметру отверстия, обеспечивает, во-первых, удержание монтажного элемента перпендикулярно к стенке, независимо от изменений толщины стенки, и во-вторых, он образует уплотнение между разными сторонами стенки.
Наличие в монтажном элементе опорного участка, отходящего наружу от основного корпуса и от стенки, между основным корпусом и основным участком, проходящим наружу и на стенку, позволяет приспособить монтажный элемент к стенкам различной толщины и, в частности, эффективно и без излишней деформации основного участка осуществить уплотнение при большой толщине стенки благодаря тому, что переход между опорным участком и основным участком перемещается в зависимости от толщины стенки. Таким образом, имеется возможность подстраивать фартук к стенкам различной толщины без изменения угла, под которым проходит основной участок по отношению к оси. Так предотвращается сплющивание основного участка, которое могло бы привести к критическому растяжению фартука по окружности.
Если направления, по которым в разрезе проходят основной участок и опорный участок, пересекают ось под равными противоположными углами, предотвращается любое растяжение фартука по окружности. Однако весьма целесообразно предусматривать различные углы пересечения основного участка и опорного участка с осью, чтобы, с одной стороны, добиться определенного растяжения фартука при его наложении на стенку, так как это растяжение способствует давлению, которое фартук оказывает на стенку, а с другой стороны, ограничить это растяжение так, чтобы исключить повреждение материала.
Для того чтобы предотвратить излишнюю, возможно, превышающую границу упругости, деформацию в области, соединяющей основной участок и опорный участок, она предпочтительно изогнута в разрезе с радиусом изгиба, в несколько раз превышающим ее толщину.
Основной участок и опорный участок могут соединяться посредством участка, имеющего в разрезе волнообразную форму.
Основной участок предпочтительно окружен крайним участком, имеющим сторону, касающуюся стенки, с радиусом изгиба, соответствующим по меньшей мере толщине основного участка. В то время как в случае фартука, в котором край основного участка непосредственно касается контактной плоскости, радиус изгиба в месте касания при оптимально равномерном закруглении края составляет не больше половины толщины основного участка, при увеличенном радиусе изгиба достигается существенное расширение контактной зоны между фартуком и стенкой, которое надежнее уплотняет и лучше защищено от повреждений.
Для укрепления крайнего участка его толщина предпочтительно выполнена равной толщине основного участка или превышает ее.
Радиус изгиба крайнего участка на той его стороне, которая касается контактной плоскости, предпочтительно в несколько раз превышает толщину основного участка и/или крайнего участка. Он может составлять несколько миллиметров.
Возможно выполнение основного корпуса и фартука как единого целого, причем в этом случае фартук предпочтительно имеет меньшую толщину, чем основной корпус, чтобы обеспечить необходимую упругость.
В качестве альтернативы фартук состоит из материала более гибкого, чем основной корпус, и прикрепляется к нему в процессе формования.
Для того чтобы обеспечить достаточную устойчивость формы основного корпуса, в частности, если он состоит из умеренно упругого материала, основной корпус на противоположной контактной плоскости стороне снабжается ребрами жесткости. Чтобы не препятствовать отклонению крепежных ребер друг от друга при введении монтажного элемента в отверстие, ребра жесткости предпочтительно не доходят до боковых стенок монтажного элемента.
Монтажный элемент согласно изобретению представляет собой, в частности, кабельный проход, закладную деталь для внутреннего освещения холодильного устройства или крепление для монтируемого к стене элемента.
Когда монтажный элемент задвинут в отверстие стенки в первом направлении, целесообразно зафиксировать его выступом, который касается края отверстия в стенке, чтобы блокировать продвижение монтажного элемента в направлении, противоположном первому. Отверстие, в котором зацепляется выступ, может быть тем же, в котором зацепляются крепежные ребра, или другим.
Для того чтобы дополнительно закрепить монтажный элемент на стенке, выступ выполняется в форме стопорного крючка.
Стопорный крючок имеет острие, взаимодействующее с противоположной основному корпусу стороной стенки.
Корпус устройства согласно изобретению имеет жесткую наружную обшивку и жесткую внутреннюю обшивку, между которыми заключена полость, наполненная изоляционной пеной, а внутренняя обшивка образует стенку вышеописанной конструкции.
Краткий комментарий чертежей
Дальнейшие характеристики и преимущества изобретения следуют из приведенного ниже описания вариантов исполнения на основании приведенных чертежей. На них показано следующее:
фиг.1 - вид сверху на закладную деталь для внутреннего освещения холодильного устройства как варианта монтажного элемента согласно изобретению;
фиг.2 - разрез монтажного элемента, изображенного на фиг.1, вдоль линии, обозначенной на фиг.1 как L-L;
фиг.3 - фрагмент стенки с отверстием, рассчитанным для закрепления в нем закладной детали с фиг.1;
фиг.4 - разрез закладной детали из фиг.1 вдоль линии К-К согласно фиг.1;
фиг.5 - увеличенный фрагмент фиг.4;
фиг.6 - фрагмент фиг.5 в установленном на стенку положении закладной детали;
фиг.7 - альтернативный вариант исполнения показанного на фиг.5 выступа;
фиг.8 - второй альтернативный вариант исполнения показанного на фиг.5 выступа;
фиг.9 - альтернативный вариант формы сечения фартука, изображенного на фиг.5;
фиг.10 - второй альтернативный вариант формы сечения фартука.
Осуществление изобретения
Закладная деталь 1 для внутреннего освещения холодильного устройства изображена на фиг.1 в виде сверху на ту ее сторону, которая в монтированном положении обращена к внутреннему пространству холодильного устройства, на фиг.2 - в разрезе по линии L-L в соответствии с фиг.1, а на фиг.4 - в разрезе по линии К-К в соответствии с фиг.1. Плоскости разрезов пересекают друг друга по обозначенной на фиг.2 и 4 опорной оси Z. Закладная деталь 1 имеет жесткую плоскую опорную пластину 2 в форме прямоугольника с закругленными углами, которая расположена перпендикулярно опорной оси Z. Выполненное в центре опорной пластины 2 углубление 3 предусмотрено для того, чтобы поместить в нем источник света, а также в его верхней области 6 на фиг.1 - патрон и при необходимости в нижней области 5 рефлектор (все не показаны). Нижняя область 5 углубления 3 имеет вогнутое дно, которое с наружной стороны укреплено ребрами 4. С одной стороны вдоль нижней области 5 проходит кабельный канал 7, предусмотренный для размещения кабеля питания, соединенного с патроном в верхней области 6.
Опорную пластину 2 и углубление 3 можно рассматривать как основной корпус закладной детали 1, предусмотренный для монтажа в отверстии стенки при помощи описанных далее компонентов.
Вдоль краев углубления 3 от опорной пластины 2 отходят крепежные ребра 8 L-образного сечения. Как видно, в частности, на фиг.2, каждое из крепежных ребер 8 имеет первое плечо 9, которое перпендикулярно отходит от опорной пластины 2 в виде удлинения боковых стенок 32 углубления 3, и вторые плечи 10, каждое из которых отходит от нижнего конца соответствующего первого плеча 9, в по существу противоположных направлениях, образуя с плечом 9 тупой угол. Крепежные ребра 8 вместе с опорной пластиной 2 ограничивают два открытых в боковых направлениях паза 11, служащих для закрепления закладной детали 1 в стенке, что подробнее поясняется далее.
На одном из концов, верхнем на изображении фиг.1, два крепежных ребра 8 сходятся друг с другом, следуя закругленной форме опорной пластины 2. На расстоянии от противоположных нижних концов крепежных ребер 8 от опорной пластины 2 отходят две защелки 12.
Опорная пластина 2 по всему ее периметру окружена упругим фартуком 13, который подразделяется, в радиальном направлении изнутри наружу, на опорный участок 26, основной участок 14 и крайний участок 15. Как видно на фигурах 2 и 4, опорный участок 26 проходит от каждого края опорной пластины 2 под углом β относительно оси Z радиально наружу и наверх согласно изображению на фиг.2, или налево согласно изображению на фиг.4. Основной участок 14 проходит от опорного участка 26 под углом α относительно оси Z радиально наружу и вниз согласно изображению на фиг.2, или направо согласно изображению на фиг.4. Таким образом, фартук 13 имеет основной участок 14, отходящий в радиальном направлении наружу от основного корпуса и на стенку, причем основной участок 14 фартука 13 соединен с основным корпусом монтажного элемента через опорный участок 26, который в разрезе, проходящем через ось Z, отходит от основного корпуса в радиальном направлении наружу и от стенки. Крайний участок 15 в сечении изогнут, причем выпуклая сторона изгиба в монтированном положении закладной детали 1 обращена к несущей закладную деталь 1 стенке.
Как видно по увеличенному элементу с фиг.5, фартук 13, выполненный целостно с опорной пластиной 2, имеет меньшую толщину, чем последняя, так что он, если даже закладная деталь целиком состоит из умеренно упругого материала, например полипропилена, обладает необходимой упругостью, чтобы плотно облегать своим крайним участком 15 стенку. В варианте исполнения, показанном на фиг.5, толщина фартука 13 на основном участке 14, на опорном участке 26 и на крайнем участке 15 одинакова.
Изображенное на фиг.3 в фрагменте стенки 19 отверстие 16 предусмотрено для фиксации в нем закладной детали 1. Оно включает в себя первый, вытянутый участок 17, края которого приспособлены для прохода крепежных ребер 8, и второй участок 18, который достаточно широк для того, чтобы вторые плечи 10 крепежных ребер 8 проходили через него насквозь параллельно их продольному направлению. Длина первого участка 17 по существу равна длине крепежных ребер 10, и оба они в несколько раз превышают длину участка 18. В то время как сначала сходящиеся концы крепежных ребер 8 продвигают через второй участок 18 и наверх, по изображению фигур 1, 3, вторые плечи 10 прижимаются к краям 33 первого участка 17, причем эти края 33 попадают в пазы 11 закладной детали 1. Во время продвижения крепежные ребра 8, пока они еще не полностью на всем протяжении своей длины находятся внутри отверстия 19, проходят под острым углом к поверхности стенки 19, и смежные с участком 18 углы 34 краев 33 по существу нажимают на плечи 10 и при этом незначительно упруго отклоняются от плоскости стенки 19. Крепежные ребра 8 упруго поддаются давлению углов 34, на уровне углов незначительно сближаясь друг с другом. В то же время и фартук 13 при контакте со стенкой 19 упруго деформируется, но его упругость значительно выше упругости стенки 19 и крепежных ребер 8. Как только задние концы крепежных ребер проходят край 35 участка 18, противоположный участку 17, деформированные края 33 и крепежные ребра 8 освобождаются от напряжения, и крепежные ребра 8 выпрямляются параллельно стенке 19.
Защелки 12 расположены так, что они проходят нижний край участка 18 точно тогда, когда сходящиеся друг с другом концы ребер 8 достигают верхнего края участка 17, и, как изображено на фиг.6, защелкиваются на стенке 19.
Как видно при сравнении сечения прижимающего стенку 19 фартука 13 с сечением ненагруженного фартука, обозначенным на фиг.6 штрихованным контуром, направления, по которым проходят опорный участок 26 и основной участок 14, в монтированном положении фартука не меняются. Фартук 13 поддается давлению со стороны стенки 19, при этом переходная область 27 между опорным участком 26 и основным участком 14 смещается наружу в радиальном направлении, т.е. опорный участок 26 становится шире за счет основного участка 14. Фартук 13 в результате такой деформации по существу подвергается изгибу и только слегка растяжению. Отгибание фартука 13 от стенки 19 исключено даже при сильном отклонении его крайней области 15. Для того чтобы изгибающее усилие действовало на фартук 13, не концентрируясь на слишком узком участке, переходная область 27 имеет не слишком маленький радиус изгиба, порядка величины, в несколько раз превышающей толщину фартука 13.
В защелкнутом положении выпуклая в разрезе поверхность 20 крайнего участка 15 давит на стенку 19. Радиус изгиба этой выпуклой поверхности 20 также значительно больше толщины фартука 13. Он составляет несколько миллиметров, в то время как толщина стенки не должна превышать 1 миллиметра для обеспечения необходимой упругости. Контактная зона между крайним участком 15 фартука и стенкой 19 слегка отступает от радиального наружного края 21 фартука, так что надрез или иное незначительное повреждение, которое легко может возникнуть на наружном крае 21 в результате манипуляций с закладной деталью 1 перед ее монтажом, не нарушает плотность контакта между фартуком и стенкой.
В варианте конструкции на фиг.5, 6 защелка 12 имеет фиксатор 22, который в монтированном положении на фиг.6 прилегает к противоположной опорной пластине 2 стороне стенки 19. Если крепежные ребра 8 проходят значительно дальше, чем на половину длины опорной пластины, как показано на фиг.1, то этот фиксатор 22 не обязательно необходим, так как уже вторые плечи 10 крепежных ребер прижимают закладную деталь 1 к стенке 19. Поэтому в таком случае достаточно более простого выступа 12' без фиксатора, изображенной на фиг.7 формы, блокирующее действие которого ограничивается тем, что после защелкивания он предотвращает продвижение закладной детали 1 вдоль отверстия 16 в обратном направлении. Если крепежные ребра 8 проходят, например, только от их сходящихся концов до линии сечения L-L на фиг.1, то фиксатор 22 обеспечивает удержание опорной пластины 2 параллельно стенке 19 и равномерное деформирование фартука 13 по всему его периметру.
Второй альтернативный вариант конструкции защелкивающегося выступа 12" изображен на фиг.8. Защелкивающийся выступ 12" имеет форму, похожую на шпильку, с первым плечом 23, которое отходит от опорной пластины 2 под острым углом к (не изображенной на фиг.8) стенке 19, и с параллельным стенке 19 вторым плечом 24, соединяющим свободный конец первого плеча 23 с зацепкой 25, которая в монтированном положении закладной детали, как и выступ 12' с фиг.7, прилегает к краю участка 18 отверстия 16. Когда при продвижении закладной детали 1 согласно данному варианту конструкции в отверстие 16 зацепка 25 скользит по стенке 19, это позволяет ей отклонять плечи 23, 24 конструкции, похожей на шпильку, по направлению к опорной пластине 2, до тех пор, пока не будет достигнуто отверстие 16, в которое она упруго входит. Если после зацепления на закладную деталь 1 воздействует сила, направленная вниз на изображении фиг.1, то ее сдерживает зацепка 25, причем находящееся под сжимающей нагрузкой первое плечо 23 прижимает второе плечо 24 к стенке 19.
На фиг.9 изображен разрез фартука 13' согласно усовершенствованному варианту исполнения изобретения. Здесь вместо изогнутой переходной области 27, непосредственно соединяющей опорный участок 26 с основным участком 14, предусмотрен волнообразно проходящий участок 28. Волнообразный участок изображен здесь со скосом 29, по существу параллельным опорному участку 26, и со скосом 30, по существу параллельным основному участку 14; однако возможно следование друг за другом большего количества пар таких скосов 29, 30 в радиальном направлении. Здесь деформация, которую испытывает фартук 13' при монтаже закладной детали, распределяется на несколько изогнутых переходных областей 31, как между самими скосами 29, 30, так и между каждым из скосов 29, 30 и нижним участком или основным участком 26, 14. Таким образом, возможна подгонка фартука 13' к изменяемой в широких пределах толщине стенки 19, или он выполняется с относительно большой толщиной, придающей ему устойчивость к повреждениям.
Другой альтернативный вариант конструкции фартука 13" изображен в разрезе на фиг.10. В то время как в варианте исполнения на фиг.5, 6 большой радиус изгиба обращенной к стенке 19 выпуклой поверхности 20 реализован за счет того, что изогнут сам крайний участок 15, равный по толщине основному участку 14, то в варианте исполнения на фиг.10 соответствующий большой радиус изгиба реализуется в результате выполнения крайнего участка 15 в форме утолщенного, почти круглого в поперечном сечении валика. Это утолщение предохраняет крайний участок 15 от повреждений до монтажа. Так как растяжение крайнего участка 15 в закладной детали согласно изобретению не требуется для придания фартуку гибкости, то валик не ограничивает возможность приспосабливания фартука 13" к различной толщине стенки 19.