Устройство с корпусом, содержащим герметично соединенный с ним контактный штырек
Изобретение касается любых приборов, содержащих корпус, в котором герметично устанавливают один или несколько контактных штырьков, а также способа изготовления такого устройства. Устройство с корпусом (1), в котором установлен, по меньшей мере, один контактный штырек (3), отличается тем, что штырек (3) содержит участок, закрытый гильзой (6), содержащей круглую цилиндрическую наружную поверхность, при этом гильзу герметично крепят к штырьку и располагают в гнезде (20) корпуса, ограниченном круглой цилиндрической стенкой (26), при этом между наружной поверхностью гильзы и стенкой, ограничивающей гнездо, устанавливают уплотнительную прокладку (30). Технический результат - повышение герметичности соединения между контактными штырьками и корпусом. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 5 ил.
Настоящее изобретение относится к любым устройствам, например, таким как соединители, электронные коробки, и в целом к любым приборам, содержащим корпус, в котором устанавливают один или несколько контактных штырьков, где герметичность соединения между штырьком и корпусом является первостепенным требованием.
Известны, например, газовые форсунки, содержащие диафрагму, приводимую в действие электромагнитом, который питается электрическим током через контактные штырьки, выполненные выступающими из корпуса форсунки.
Как правило, корпус форсунки выполняют формованием или литьем под давлением таким образом, что он перекрывает часть штырька, образуя промежуточное пространство между корпусом и штырьком. Это промежуточное пространство не является полностью герметичным, и газ, находящийся в форсунке под давлением, может выходить наружу через это промежуточное пространство.
Было предложено устанавливать между корпусом и штырьком уплотнительную прокладку, но такое решение на практике можно применять только для контактных штырьков круглого сечения.
Задача настоящего изобретения заключается в улучшении герметичности между контактными штырьками и корпусом, в котором установлены эти штырьки, в том числе в случае штырьков некруглого сечения.
Согласно изобретению, предлагается устройство с корпусом, в котором расположен, по меньшей мере, один контактный штырек и в котором штырек содержит участок, закрытый гильзой, содержащей круглую цилиндрическую наружную поверхность, при этом гильзу герметично крепят к контактному штырьку и располагают в гнезде корпуса, ограниченном круглой цилиндрической стенкой, при этом между наружной поверхностью гильзы и стенкой, ограничивающей гнездо, устанавливают уплотнительную прокладку.
Таким образом, при установке дополнительной детали между контактным штырьком и корпусом вместо одного промежуточного пространства получают два промежуточных пространства:
- первое промежуточное пространство между штырьком и гильзой, которое уплотняют за счет герметичного крепления, например, посредством клея или пайки;
- второе промежуточное пространство между гильзой и корпусом, которое уплотняют посредством уплотнительной прокладки, установленной между двумя круглыми цилиндрическими стенками.
Эти два промежуточных пространства уплотняют посредством более эффективных способов герметизации, чем простой контакт между корпусом и штырьком, получаемый посредством литья под давлением корпуса вокруг штырька, поэтому герметичность устройства улучшается.
Объектом настоящего изобретения является также способ изготовления такого устройства, содержащий следующие этапы:
- гильзу надевают на штырек и стопорят в продольном направлении относительно штырька; и
- гильзу неподвижно соединяют со штырьком за счет капиллярной пропитки жидким соединительным веществом, просачивающимся между штырьком и гильзой.
Настоящее изобретение будет более очевидно из нижеследующего описания со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых представлено:
фиг.1 - вид сбоку крышки газовой форсунки в соответствии с настоящим изобретением, показанной в частичном разрезе по линии I-I фиг.2 на уровне одного из контактных штырьков;
фиг.2 - вид спереди крышки форсунки, показанной на фиг.1;
фиг.3 - частичный увеличенный вид крышки, показанной на фиг.1, на уровне гильзы;
фиг.4 - вид спереди контактного штырька и гильзы во время этапа неподвижного соединения гильзы со штырьком;
фиг.5 - увеличенный вид в разрезе по линии V-V фиг.4.
Как показано на фиг.1, крышка газовой форсунки в соответствии с настоящим изобретением содержит корпус 1, содержащий нижнюю часть, выполненную с возможностью установки собственно на форсунке, не показанной на чертеже. В корпусе 1 крышки находится электромагнит (на чертеже не виден), предназначенный для приведения в действие подвижного элемента форсунки, например, диафрагмы.
Корпус 1 содержит часть, выполненную в виде соединителя 2, в котором находятся металлические контактные штырьки 3 (на чертеже виден только один штырек), предназначенные для подачи электрического питания на электромагнит.
Каждый из штырьков 3 содержит свободный участок, выступающий из корпуса 1, затем участок 5 соединения с металлической гильзой 6, выполненный в продолжение свободного участка 4.
Гильзу 6 надевают на штырек 3 и крепят к нему пайкой на уровне соединительного участка 5 посредством сплава для пайки, который располагают таким образом, чтобы он полностью заполнил пространство между гильзой 6 и штырьком 3, обеспечивая, таким образом, герметичное соединение между гильзой 6 и штырьком 3.
Для выполнения этого соединения, как показано на фиг.4, штырек 3 помещают в монтажное устройство (не показано), удерживающее штырек 3 таким образом, чтобы свободный участок 4 имел вертикальное направление. Затем на штырек 3 надевают гильзу 6. В данном случае штырек 3 содержит удлинение в виде крюка, в основание которого упирается гильза 6, при этом гильза 6 естественным образом стопорится напротив соединительного участка 5 штырька 3.
На штырек 3 надевают кольцо 11 из сплава для пайки таким образом, чтобы оно опиралось на гильзу 6. Кольцо 11 сплава для пайки нагревают (например, посредством высокочастотной катушки, расположенной вокруг свободного участка штырька) таким образом, чтобы припой расплавился и за счет капиллярности проник между штырьком 3 и гильзой 6. В этой связи на гильзе 6 выполняют скошенную фаску 12, которая облегчает проникновение жидкого сплава между штырьком 3 и гильзой 6.
Отверждение сплава для пайки обеспечивает герметичность соединения между штырьком 3 и гильзой 6.
Согласно предпочтительному варианту изобретения, гильзу 6 оставляют свободной в радиальном направлении относительно штырька 3 на этапе неподвижного соединения таким образом, чтобы гильза 6 заняла свое положение радиально относительно штырька только за счет воздействия поверхностного натяжения в расплавленном припое.
В этой связи, как показано, в частности, на фиг.5, в случае штырька прямоугольного сечения гильза 6 содержит прямоугольную внутреннюю стенку 9, параллельную находящейся напротив наружной поверхности 10 штырька 3. Под действием поверхностного натяжения сплав для пайки образует вокруг гильзы 6 и штырька 3 прокладку постоянной толщины, обеспечивающую центровку гильзы 6 на штырьке 3 и равномерную передачу тепла между штырьком 3 и гильзой 6.
После этого штырек 3, соединенный с гильзой 6, помещают в форму и вокруг штырька 3 посредством литья под давлением выполняют корпус 1.
В этой связи необходимо, чтобы материал, используемый для выполнения корпуса, имел температуру литья под давлением, меньшую температуры плавления сплава для пайки, чтобы гильза не могла отсоединиться от штырька во время литья под давлением корпуса 1. Например, если корпус выполняют из алюминия, то для крепления гильзы на штырьке пайкой можно использовать сплав олова и алюминия.
Как показано, в частности, на фиг.3, корпус 1 ограничивает круглое гнездо 20, в котором находится гильза 6. Гнездо 20 содержит первую круглую часть 21, открывающуюся наружу, затем, после конического перехода 22 - вторую круглую часть меньшего диаметра, ограниченную круглой цилиндрической стенкой 26, выполненной напротив круглой цилиндрической наружной поверхности 13 гильзы 6.
Гнездо 20 продолжено за пределы конца гильзы 6 и содержит дно, от которого начинается центральное утолщение 24, которое плотно охватывает часть наружной поверхности 13 гильзы 6, повышая, таким образом, жесткость соединения между штырьком 3 и корпусом 1.
Утолщение 24 ограничивает на наружной поверхности 13 гильзы 6 заплечик 25, предпочтительно конической формы, образующий седло для тороидальной прокладки 30, установленной между наружной поверхностью 13 гильзы 6 и находящейся напротив стенки 26 гнезда 20. Таким образом, тороидальная прокладка 30 обеспечивает герметичность между гильзой 6 и корпусом 1.
Часть гнезда 20, непосредственно примыкающая к заплечику 25 и расположенная между стенкой 26 и центральным утолщением 24, образует полость 27, закрытую тороидальной прокладкой 30 и содержащую определенное количество воздуха, остающегося там после установки тороидальной прокладки 30 на место. На практике полость 27 должна иметь достаточно большой объем, чтобы при установке на место тороидальной прокладки 30 в полости 27 происходило лишь незначительное повышение давления воздуха, находящегося в полости 27, и чтобы это повышение давления не мешало перемещению тороидальной прокладки 30 до заплечика 25.
Чтобы не допустить выталкивания тороидальной прокладки 30 под действием давления газа, просачивающегося вдоль наружной поверхности штырька 3 до полости 27, со стороны тороидальной прокладки 30, противоположной седлу 26, устанавливают стопорное кольцо 31, при этом указанное стопорное кольцо 31 удерживается пружинящей лепестковой шайбой 32 (частично показанной на фиг.2), которую вставляют в первую часть 21 гнезда 20, затем прижимают к коническому переходу 22 гнезда 20 таким образом, чтобы основание лепестков закрепилось на наружной поверхности 13 гильзы 6 за счет эффекта самозаклинивания.
Настоящее изобретение не ограничивается описанным вариантом выполнения и может охватывать любые другие варианты, не выходящие за рамки, определенные прилагаемой формулой изобретения.
В частности, хотя изобретение было представлено для штырька не круглого сечения, оно может применяться также и для штырька круглого сечения, при этом гильза позволяет использовать тороидальную прокладку большего размера, чем размер прокладки, адаптированной к диаметру штырька, и, следовательно, такую прокладку легче устанавливать на место.
Во время соединения гильзы со штырьком гильза стопорится напротив соединительного участка штырька за счет особой формы штырька, однако можно предусмотреть и наружное стопорение.
Несмотря на то что, как было указано, гильзу и штырек соединяют пайкой с использованием сплава в качестве припоя, соединение гильзы и штырька можно осуществлять посредством других соединительных средств, например жидкого клея. Можно также применять другие способы герметичного крепления, например пайку без припоя.
Как было указано, гильзу выполняют металлической, однако ее можно выполнять из любого другого материала, например из пластмассы.
Согласно описанному варианту, внутренняя стенка гильзы является параллельной наружной поверхности штырька, однако можно предусмотреть внутреннюю стенку гильзы любой формы.
Как было показано, корпус плотно охватывает часть наружной поверхности гильзы, что повышает жесткость соединения между штырьком и корпусом, однако корпус может и не охватывать плотно гильзу. В этом случае седло можно выполнить на корпусе таким образом, чтобы оно находилось на стенке 26, ограничивающей гнездо. Седло можно также выполнить на наружной поверхности гильзы.
В представленном варианте гильза находится в гнезде, выходящем наружу корпуса, однако она может находиться и в глухом гнезде. В этом случае уплотнительную прокладку можно устанавливать изнутри корпуса.
1. Устройство с корпусом (1), в котором установлен, по меньшей мере, один контактный штырек (3), отличающееся тем, что штырек содержит участок (5), закрытый гильзой (6), содержащей круглую цилиндрическую наружную поверхность (13), при этом гильза герметично прикреплена к штырьку и расположена в гнезде (20) корпуса, ограниченном круглой цилиндрической стенкой (26), при этом между наружной поверхностью (13) гильзы и стенкой (26), ограничивающей гнездо, установлена уплотнительная прокладка (30).
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что корпус выполнен с возможностью частичного перекрывания наружной поверхности (13) гильзы (6) и образования заплечика (25) на этой наружной поверхности.
3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что корпус (1) ограничивает полость (27), примыкающую к заплечику (25) и закрытую уплотнительной прокладкой (30).
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на боковой части уплотнительной прокладки (30) установлено кольцо (31), при этом кольцо стопорят стопорным элементом (32), закрепленным на гильзе (6).
5. Способ изготовления устройства с корпусом (1), в котором расположен, по меньшей мере, один контактный штырек (3), отличающийся тем, что гильзу (6) надевают на штырек и стопорят в продольном направлении относительно штырька, при этом гильзу неподвижно соединяют со штырьком посредством капиллярной пропитки жидким соединительным веществом, просачивающимся между штырьком и гильзой, причем штырек, оборудованный таким образом своей гильзой, после этого помещают в корпус (1) устройства, при этом корпус (1) устройства выполняют литьем под давлением вокруг штырька (3), оборудованного гильзой (6), при этом корпус выполняют из материала, имеющего температуру литья под давлением, меньшую температуры плавления соединительного материала.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что на этапе неподвижного соединения гильзы со штырьком на штырек надевают кольцо (11) из твердого сплава для пайки таким образом, чтобы кольцо опиралось на гильзу, при этом кольцо из сплава для пайки расплавляют таким образом, чтобы сплав для пайки проникал между гильзой и штырьком.
7. Способ по п.5, отличающийся тем, что гильза (6) содержит внутреннюю поверхность (9), параллельную расположенной напротив наружной поверхности (10) штырька (3), при этом гильза остается свободной в радиальном направлении относительно штырька на этапе неподвижного соединения.
8. Способ по п.5, отличающийся тем, что между наружной поверхностью (13) гильзы и расположенной напротив стенкой (26) гнезда корпуса (1), в котором находится гильза, устанавливают уплотнительную прокладку (30).
