DK152151B - Stiv indsats til fastgoerelse i fleksibelt materiale - Google Patents

Description

Opfindelsen vedrører en stiv indsats til fastgørelse i en åbning omgivet af en ubrudt kant af fleksibelt materiale og omfattende to separate og indbyrdes aksialt forskydelige dele med hver sin radialt forløbende ubrudte flange, hvor mindst en af delene har en aksialt forløbende ubrudt væg, og hvor delene har samvirkende låseorganer indrettet til at fastholde delene i en indbyrdes aksial stilling hvor deres flanger mellem sig fanger og udøver et aksialt tryk på en kantdel af det fleksible materiale.

Sådanne indsatse findes i mange varianter og indrettet til både permanent montering og til at kunne udskiftes.

Disse kendte indsatse har dog vist sig problematiske i tilfælde af, at der med en udskiftelig indsats ønskes opnået en fluidumtæt samling.

Fluidumtætte samlinger opnås sædvanligvis ved hjælp af fjederringe eller anordninger af Jubilee-ring-typen hvilke begge er brudte ringe/hvis ender trækkes sammen, i det ene tilfælde af ringmaterialets egen fjedring og i det andet tilfælde af en fælles skrueforbindelse. I begge tilfælde er det område af det fleksible materiale der ligger under den brudte del af ringen ikke sikret tætning og i tilfældet med Jubilee-ringen kan skruens stramning forårsage vridning og krybning af det fleksible materiale under ringen som følge af de udøvede tryk.

Opfindelsen tager sigte på at anvise en stiv indsats til fastgørelse i en åbning i et fleksibelt materiale, og udformet på en sådan måde, at der til stadighed opnås en ensartet belastning af det fleksible material langs hele indsatsens omkreds. Indsatsen skal endvidere være udformet så de enkelte deles samling ikke sker ved indbyrdes rotation, således at indsatsen også kan anvendes til ikke-cirkulære åbninger.

I den følgende beskrivelse anvendes termerne "r.adial" og "aksial" til at betegne henholdsvis retninger ind og ud af åbningen og retninger vinkelret på åbningens hovedplan.

Indsatsen ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at låseorganeme. har samvirkende skråflader som er dimensioneret således, at de definerer en foretrukket indbyrdes stilling af de to dele, hvor disse er aksialt nærmere ved hinanden end i fastholdelsesstillingen.

Herved opnås, at indsatsens aksiale låsestilling dækker et vist aksialt interval inden for hvilket indsatsen automatisk kan kompensere for mindre tykkelsesændringer eller sætninger af det fleksible materiale og derved til stadighed kan opretholde et ønsket anlægstryk mod dette.

I tilfælde af at kanten af det fleksible materiale afgrænses af en vulst ud i et med materialet har mindst en af flangerne med fordel en ubrudt reces der optager vulsten og samtidig tillader yderligere aksial sammentrykning af denne i fastholdelsesstillingen.

Andre hensigtsmæssige udførelsesformer for indsatsen ifølge opfindelsen fremgår af kravene.

I det følgende forklares opfindelsen nærmere under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 i tværsnit viser åbningen i det fleksible materiale og indsatsens dele i en første udførelsesform, fig. 2 i større skala en detalje af fig. 1, fig. 3 og 4 detaljerede radiale snit af to dele af indsatsen med yderligere detaljer af disses samvirkende dele, fig. 5 og 6 et udsnit af en anden udførelsesform i henholdsvis adskilt og samlet tilstand, og fig. 7 et snit i en variant af den anden udførelsesform.

Fig. 1 viser to dele 1 og 2 af en sammensat indsats, der er i indgreb rundt om en marginal del 3 af et gennemsigtigt stift element 4, der i dette tilfælde er et øjeglas i en respirator. Respiratorens gummimateriale 5 danner en sammenhængende åbning, hvori den marginale del 3 er indsat.

I fig. 2 ses, at åbningen i det fleksible materiale 5 er afgrænset af en i tværsnit hovedsagelig S-formet del, hvis første krumning 6 går over i selve respiratoren. En første åbning 7 i S'et er beregnet til at modtage en plan og stort set radialt rettet flange 8 af ringdelen 1, og en anden krumning 9 af S'et er beregnet til at modtage det stive elements marginale del 3.

En tredie krumning 10 af S'et modsat respiratorhuset påvirkes af en hovedsagelig plan og radial flange 11 af den anden del 2. Selvom øjeglassene i en respirator normalt er cirkulære, påpeges det endnu engang, at opfindelsen ikke er begrænset til cirkulære indsatse, men kan anvendes ved indsatse og åbninger med enhver form for lukket kontur.

For at presse materialet i S'ets krumning 10 og centralkrumning 12 mod de respektive sider af elementet 4's marginale del 3 bevæges de to ringdele 1 og 2 aksialt mod hinanden, hvilken bevægelse ikke nødvendigvis omfatter en rotation. Dette opnås ved, at ringdelene har aksiale vægge 13 og 14, idet den første vægs radiale yderflade ved hjælp af en snæver pasning går i indgreb med den anden vægs radiale inderflade.

Denne friktionspasning kan opnås ved let tilspidsning af mindst én af de respektive flader, som indikeret med 15,ifig. 2, hvilket samtidig bevirker en let deformation af den inderste af ringene, i dette tilfælde 13, når de to dele presses sammen, hvorved der også udøves et radialt tryk på det radialt uden for den marginale del 3 liggende materiale 16. Der kan herudover alternativt eller samtidigt benyttes låseorganer som vist i figurerne 3 og 4. På det ene af skørterne, eksempelvis ringdelen l's skørt 13, kan der være en ringformet kant 17, og i ringdelen 2's skørt 14, én eller flere tilsvarende ringformede recesser 18.

Den ene af ringdelene, fortrinsvis 2, skal være så stiv og ueftergivelig som muligt, idet den f.eks. er af metal eller plast, eventuelt fiberforstærket plast. Inderringen vil være af hovedsageligt stift materiale, men dog med en vis eftergivelighed, eksempelvis nylon eller en polyacetalplast, såsom Delrin (registreret varemærke) . Det vil forstås, at ringene, når de presses sammen, vil danne en lukket ramme omkring elementets yderside uden at berøre denne direkte, og presse det fleksible materiale ensartet, i det mindste mod elementets aksiale flader, og overflødiggøre pakmateriale, sammenskruning eller andre forholdsregler mod eventuelle lækager.

Vulsten fastgøres ved først at indsætte ringdelen 1 i åbningen 7 i S'et, placere øjeglasset i S'ets anden åbning 9 og derefter sætte den anden ringdel 2 på den første ringdel 1 med en direkte aksial bevægelse, fortrinsvis ved hjælp af et værktøj, der udøver et konstant tryk. Brugen af et sådant værktøj vil, hvis der i en given produktion optræder størrelsesafvigelser, sikre, at det mellem gummidelene 10 og 12 og indsatsens marginaldel 3 opnåede tryk vil være konstant. Denne belastning skal fortrinsvis være af en sådan størrelse, at det i S'ets krumninger 10 og 12 liggende gummi sammenpresses og forskydes, så dets tykkelse reduceres med mellem 10 og 20% af den oprindelige tykkelse.

Som vist i fig. 2 og 3, men ikke i fig. 1, har ringdelen 1 fortrinsvis yderligere en radialt udefter rettet flange 19. Grunden hertil er, at gøre det muligt let at udløse forseglingen, idet man ved at indsætte en arm, f.eks. en skruetrækker, mellem flangen 19 og skørtet 14's frie ende kan skubbe ringens to dele aksialt fra hinanden. Det bemærkes, at dette ikke medfører nogen form for kontakt mellem armen eller værktøjet og det fleksible materiale.

En anden og for tiden foretrukken udførelsesform ses i fig. 5 til 7.

I fig. 5 er en første ringdel 1' en stiv, hul cylindrisk bøsning, hvori der kan monteres et element, såsom en ventil eller et filter. En radial flange 8' dækker den ene side af en kant 20 af gummimaterialet i en respirators ansigtsmaske. Denne kan have en vulst 21 til at medvirke til placering og til fremstilling af ansigtsmasken ved sprøjtestøbning , idet vulsten optages af en ringformet reces 22 i flangen 8'. Smalle ribber 23 på kanten 20 og en smal læbe 24 i flangen kan medvirke til en fuldstændig lufttæt forsegling af kanten mod flangen 8' og mod flangen 111 af en ringdel 2'. En aksial flade 141 på denne ringdel er i indgreb med en aksial væg 13' på den første ringdel 1'. Til den i fig. 6 viste tilstand, hvor ringene er placeret aksialt samlet, og hvor gummikanten 20 er sammenpresset med 10 til 20% af sin oprindelige tykkelse, medvirker på de ak-siale flader arrangerede låseorganer 17' og 18' nemlig en med en reces 18' samvirkende ribbe 17". Vulsten 21 sammenpresses også,i det af recessen 22 dannede kammer.

Medens ringen 1' er så stiv og ueftergivelig som muligt, er ringen 2' af et mere eftergiveligt materiale såsom polyacetal som i den første udførelsesform. Som tidligere fastgøres ringene udelukkende ved hjælp af aksialt tryk, der udøves så ensartet som muligt på ringen 2', indtil denne smutter på plads. For at opretholde en tætning, selvom gummiet kryber eller sætter sig, er flangerne i den position, der indtages som følge af låseorganernes virkning i mangel af fleksibelt materiale imellem flangerne aksialt lidt nærmere hinanden end den position, der virkelig opnås, når låseorganerne er i funktion, og der er opnået den ønskede kompressionsgrad af det fleksible materiale mellem flangerne. Dvs., at hvis det flek- sible materiale sætter sig, vil ringene have en tendens til at nærme sig hinanden og opretholde et ønsket forseglingstryk.

I den i fig. 7 viste variant af den anden udførelsesform har en fleksibel ansigtsmaske til en respirator huller for indsætning af stive øjeglas. Ved kanten af hvert af hullerne har ansigtsmaskens materiale 101 en vulst 102 med øget tykkelse. En første ringdel 103 af en indsats for fastholdelse af øjeglasset har en aksi-alt fremstående væg 104, der forløber igennem hullet i materialet 101 samt en radialt fremstående flange 105, der ligger over materialet 101 i nærheden af hullet. Flangen 105 er i dette tilfælde tænkt liggende på den nærmest brugeren værende side af masken, selvom den modsatte placering ligeledes er mulig. Flangerne og væggen er alle ubrudte (kontinuerlige).

En anden ringdel 106 ligger an mod materialet 101 på den modsatte side af den radiale flange 105. Den anden del 106 forhindres i at bevæge sig aksialt væk fra den radiale flange 105 ved hjælp af en på den første ring 103's aksiale væg 104 anbragt spærre 107 med større diameter. Den anden del 106 har ingen aksial væg, men en aksialt fremstående indre periferisk flade.

De radiale flanger 105 og 106 har modstående dele 108 og 109, der i en afstand fra den aksiale væg 104 forløber mod hinanden. Herved dannes et kammer 122 til materialet 1011 s vulst 102. Kammeret er lidt større end vulsten, således at denne kan deformeres som følge af et herpå udøvet aksialt tryk, når delene indtager en ønsket aksial forbindelse, på hvilket tidspunkt også materialet 101 er sammenpresset direkte mellem delene 108 og 109 og dermed tætnet mod dem og fastholdt meget sikkert. For at øge sammenspændingssikkerheden og til yderligere at sikre en væsketæt forsegling mellem materialet 101 og den første ring 103 har flangen 105's del 108, der forløber mod den anden ring 106's del 109 en radialt smal ubrudt kant 110, der står yderligere frem mod delen 109. Materialet 101 er lokalt sammentrykket og/eller forskudt af denne kant 110.

Et øjeglas 111 er på analog måde fastgjort til den første ring 103 ved hjælp af en tredie ringdel 112.

Den første ring 103 har et stop 113 og en spærring 114, der fremstår radialt indefter fra væggen og ligger i en aksial afstand fra hinanden. Øjeglasset 111 ligger an mod stoppet 113 og holdes på plads af den tredie del 112, der af spærringen 14 forhindres i at bevæge sig bort fra stoppet 113 og linsen 111.

En imellem linsen 111 og den tredie ring 112 sammenpresset O-ring 115 sikrer en væsketæt forsegling bag øjeglasset. Således er åbningen i ansigtsmasken overalt forseglet på væsketæt måde. Tætningsringen 115 kan udskiftes eller suppleres med en anden form for eftergivende forsegling, såsom en pakning eller en tætning melmel linsen og den tredie ring og/eller af en tætningsring eller pakning mellem linsen 111 og stoppet 113.

Med denne konstruktion anbringes den anden del 106 ved hjælp af et aksialt rettet tryk uden rotation om indsatsens akse. Denne konstruktion har derfor samme fordele som den første version. Det stive øjeglas kan fastgøres ved at vippe det ind i et hjørne mellem stoppet 113 og flangen 104 og føre det over den diametralt modsatte del af spærringen 114, hvorefter den noget blødere tredie del 112 (f.eks. af Delrin) aksialt kan presses forbi spærringen, efter at øjeglassets stilling er valgt ved rotation af dette. Denne fastgørelse kræver ikke nogen kompliceret speciel udformning af det fleksible materiale ved kanten af hullet. I det på tegningen viste eksempel rager indsatsen kun lidt frem på indersiden af respiratoren (den øverste side på tegningen) og har en affaset profil, således at tendensen til irritation af brugeren mindskes.

Claims (10)

1. Stiv indsats til fastgørelse i en åbning om givet af en ubrudt kant af fleksibelt materiale (5, 20, 101) og omfattende to separate og indbyrdes aksialt forskydelige dele (1, 2, 1', 2', 103, 106) med hver sin radialt forløbende ubrudte flange (8, 11, 8', 11', 108, 109), hvor mindst én af delene har en aksialt forløbende ubrudt væg (13, 13', 104), og hvor delene har samvirkende låseorganer (17', 18', 107) indrettet til at fastholde delene i en indbyrdes aksial stilling, hvor deres flanger mellem sig fanger og udøver et aksialt tryk på en kantdel af det fleksible materiale, kendetegnet ved, at låseorganerne (17', 18', 107. har samvirkende skråflader, som er dimensioneret således, at de definerer en foretrukket indbyrdes stilling af de to dele, hvor disse er aksialt nærmere ved hinanden end i fastholdelsesstillingen.

2. Indsats ifølge krav 1, og hvor kanten af det fleksible materiale afgrænses af en vulst (21, 102) ud i ét med materialet, kendetegnet ved, at mindst én af flangerne (81, 11', 108, 109) har en ubrudt reces (22, 122), der optager vulsten og samtidig tillader yderligere aksial sammentrykning af denne i fastholdelsesstillingen.

3. Indsats ifølge krav 1 eller 2, kende- tegnet ved, at kantdelen og/eller mindst én af flangerne har en ubrudt smal trykribbe (23, 24, 110) til at øge anlægstrykket i et smalt ringområde af det fleksible materiale.

4. Indsats ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at den aksiale væg (13', 104) forløber radialt inden for det fleksible materiales kantdel, og at en af delene er integreret i en delkomponent, der forsegler mundingen, når indsatsen er fastgjort.

5. Indsats ifølge ethvert af de foregående krav, kendetegnet ved, at den aksiale væg (104) danner et hus for en separat delkomponent (111), har et stop (113) for denne og danner anlæg for trykorganer (112, 115) til at presse delkomponenten i fluidumtæt anlæg mod stoppet

6. Indsats ifølge krav 5, kendetegnet ved, at trykorganerne omfatter en fjedrende, ubrudt tætningsring (115), der ligger an mod en flade på delkomponenten, samt en trykring (112), der hviler mod den aksiale vægs (104) inderperiferi med henblik på at tilvejebringe tæt forbindelse mellem tætningsringen og delkomponenten.

7. Indsats ifølge krav 6, kendetegnet ved, at trykringen (112) er sluttet og indrettet til at gå i indgreb mod den aksiale væg, samt er styret af en ubrudt låsekant (114) for at holde ringen vinkelret på akseretningen og for at modvirke indadrettet deformation af væggen.

8. Indsats ifølge krav 5-7, kendetegnet ved, at den ene del (103) er lettere deformerbar end den anden del (106), således at denne deformeres i det mindste under delenes indbyrdes aksiale forskydning og derefter afstives mod deformation af trykringen (112).

9. Stiv indsats ifølge krav 1, kendetegnet ved, at flangerne (8, 11) udøver tryk gennem to lag (10, 12) af kantdelen, hvilke lag dækker begge sider af en stiv delkomponent (4), der er monteret i indsatsen, hvorhos kantdelen yderligere passerer omkring den stive delkomponents (4) kantdel.

10. Indsats ifølge krav 9, kendetegnet ved, at der i den nævnte aksiale stilling af delene optræder en yderligere radial trykudøvelse på delkomponentens kantdel (3) gennem det fleksible materiale.