узел герметизированного окна с интегрированным уплотнителем и способ его установки

Формула изобретения

1. Узел герметизированного окна, содержащий:

стеклянную подложку (12), имеющую, по меньшей мере, одну основную поверхность и поверхности боковой кромки вокруг нее; самоадаптирующийся несцепляющийся уплотнитель (10), отформованный на, по меньшей мере, боковой части стеклянной подложки (12), включающий основную часть (22), у которой, по меньшей мере, одна поверхность крепления прочно скреплена с одной или более поверхностями диэлектрической подложки (12), образуя тем самым подвижное герметизированное окно, и

открытую уплотняющую кромку (24), отходящую от основной части (22), имеющую криволинейную конфигурацию и обеспечивающую уплотнение зазора между боковой частью узла подвижного герметизированного окна и боковой кромкой листового металла (26) проема в кузове транспортного средства, в который устанавливается узел подвижного герметизированного окна,

отличающийся тем, что уплотняющая кромка (24) имеет длину, по меньшей мере, на 200% больше расстояния между кромкой диэлектрической подложки и листовым металлом проема в кузове транспортного средства и обеспечивает воздействие усилием от 0,50 фунтов/100 мм (2,2 Н/100 мм) до 6 фунтов/100 мм (26,6 Н/100 мм) на боковую кромку листового металла проема в кузове транспортного средства, когда подвижное герметизированное окно находится в закрытом положении,

причем уплотнитель включает термопластичный эластомерный материал, обладающий твердостью по шкале А склерометра Шора в интервале 60-90 единиц.

2. Узел герметизированного окна по п.1, в котором материал уплотнителя включает термопластичный эластомерный материал на основе стиролэтиленбутадиенстирола.

3. Узел герметизированного окна по п.1, в котором твердость термопластичного эластомерного материала составляет 75-85 единиц по шкале А Шора.

4. Узел герметизированного окна по п.1, в котором уплотнитель воздействует на боковую кромку листового металла проема кузова транспортного средства с усилием в интервале от 2 фунтов/100 мм (8,8 Н/100 мм) до 6 фунтов/100 мм (26,6 Н/100 мм).

5. Узел герметизированного окна по п.1, в котором имеется охватываемый ограничительный элемент (32), выступающий от основной части (22) в сторону уплотняющей кромки (24) так, чтобы с усилием упираться в уплотняющую кромку (24) при заданной величине деформации уплотняющей кромки (24).

6. Узел герметизированного окна, включающий стеклянную подложку (12), имеющую пару лежащих друг против друга основных поверхностей и поверхности боковой кромки (20) между ними, с самосцепляющимся уплотнителем, отформованным на боковой части стеклянной подложки и включающим:

основную часть (40), у которой, по меньшей мере, одна поверхность крепления прочно скреплена с одной или более поверхностями диэлектрической подложки (12), образуя тем самым подвижное герметизированное окно; и

открытую уплотняющую кромку (42), отходящую от основной части (40), имеющую криволинейную конфигурацию и включающую охватывающую соединительную часть (48) на дальнем конце уплотняющей кромки (42) или вблизи него; и

охватываемую соединительную часть (50), также отходящую от основной части (40) с такой ориентацией, чтобы избирательно соединиться с охватывающей соединительной частью (48) при деформации уплотняющей кромки (42),

причем уплотнитель включает термопластичный эластомерный материал, обладающий твердостью 60-90 единиц по шкале А Шора и уплотняющая кромка имеет конфигурацию, обеспечивающую воздействие усилием от 0,5 фунтов/100 мм (2,2 Н/100 мм) до 6 фунтов/100 мм (26,6 Н/100 мм) на боковую кромку листового металла проема в кузове транспортного средства, когда подвижное герметизированное окно находится в закрытом положении.

7. Узел герметизированного окна по п.6, в котором самосцепляющийся уплотнитель включает термопластичный эластомерный материал на основе блоксополимера стирола.

8. Узел герметизированного окна по п.7, в котором самосцепляющийся уплотнитель включает термопластичный эластомерный материал на основе стиролэтиленбутадиенстирола.

9. Узел герметизированного окна по п.6, в котором уплотняющая кромка включает блокирующую охватывающую соединительную часть (66), расположенную в заданном месте уплотняющей кромки (62).

10. Узел герметизированного окна по п.9, в котором основная часть включает блокирующую охватывающую соединительную часть (66), а охватываемая соединительная часть (68) включает дальний конец уплотняющей кромки (62).

11. Узел герметизированного окна по п.9 или 10, в котором термопластичный эластомерный материал включает материал на основе стиролэтиленбутадиенстирола.

12. Узел герметизированного окна по одному из пп.6-11, в котором уплотняющая кромка (42, 46) уплотнителя имеет длину, по меньшей мере, на 200% больше расстояния между кромкой диэлектрической подложки и листовым металлом (26) проема в кузове транспортного средства.

13. Способ установки узла герметизированного окна по п.6 в проем в кузове транспортного средства, боковая кромка которого образована листовым металлом кузова, при осуществлении которого:

вводят уплотнитель узла окна в плотный контакт с, по меньшей мере, частью листового металла кузова;

сжимают уплотняющую кромку этого уплотнителя в направлении основной части, приводя охватывающую часть, находящуюся на уплотняющей кромке, в сцепление с охватываемой частью, выступающей от основной части уплотнителя, формируя тем самым открытый участок между сцепленными уплотняющей кромкой и основной частью; и

заполняют сжатой уплотняющей кромкой зазор между кромкой подложки узла окна и листовым металлом кузова транспортного средства.

Описание изобретения к патенту

Область техники

Изобретение в целом относится к герметизированным окнам (люкам), в которых рамка из полимера или уплотнительный элемент окружает по меньшей мере часть периферической области стеклянного листа.

Уровень техники

Узлы герметизированных окон, в частности окон люка в крыше автомобиля или "солнечных люков" (панелей) в крыше автомобиля, описаны в патентной литературе, например:

В US 6375254 описывается "крышка люка" для крыши автомобиля, включающая "панель" крышки, рамку из пластика, вспененного или инжектированного вокруг кромки панели крышки, образующую, таким образом, уплотнитель зазора кромки. В рамке из пластика имеется паз, открытый снизу, по наружной границе которого проходит уплотняющая кромка, образующая уплотнитель зазора кромки. В паз вложена пластиковая вставка, выполненная из более мягкого материала, чем материал пластика рамки. Также описан процесс изготовления такой крышки люка, которая, в варианте выполнения, может включать упрочняющую рамку, и процесс изготовления (установки) пластиковой вставки в паз рамки из пластика.

В US 6517150 описан узел крышки, закрывающей проем в крыше автомобиля, и включающий закрывающий элемент, выполненный из по меншей мере частично прозрачного пластика, и упрочняющую рамку, выполненную, например, из металла, которая проходит вокруг боковой кромки закрывающего элемента, и на которой имеется уплотнитель, окружающий боковую кромку закрывающего элемента, соприкасающийся с по существу вертикально проходящей герметизирующей поверхностью на крыше. Упрочняющая рамка приклеена эластичным клеем к закрывающему элементу так, что закрывающий элемент может смещаться в поперечном направлении относительно упрочняющей рамки с тем, чтобы обеспечить тепловое расширение закрывающего элемента. Уплотнитель включает область уплотнения крыши, которая соприкасается с прикрепленной к крыше герметизирующей поверхностью, по существу не подвержен влиянию теплового расширения закрывающего элемента, и включает участок уплотнения закрывающего элемента для компенсации теплового расширения закрывающего элемента.

Компании, поставляющие автопроизводителям узлы герметизированных окон-люков, постоянно ищут пути улучшения эксплуатационных характеристик этих окон, улучшения их внешнего вида, упрощения технологии их изготовления и снижения стоимости. Эти задачи решаются в настоящем изобретении посредством предложенного узла герметизированного окна.

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение относится к узлу герметизированного окна, закрывающему проем в кузове транспортного средства, в частности, к узлу люка, позволяющему закрывать проем в крыше транспортного средства. Для решения этой задачи, вокруг по меньшей мере части наружной кромки диэлектрического материала подложки формуется интегрированное с ней уплотнение.

Интегрированное уплотнение состоит из нескольких компонентов, включая основную (базовую) часть, по меньшей мере одна поверхность которой отформрована на наружной кромке материала подложки. От отделенной области основной части отходит уплотняющая кромка (самоподжимная уплотнительная манжета), имеющая криволинейную форму. В одном варинате осуществления, уплотняющая кромка включает охватывающую соединительную часть на своем дальным конце или вблизи него. В некоторых вариантах осуществления, охватываемая соединительная часть выступает из другой области основной части уплотнителя с ориентацией, обеспечивающий ее избирательное сцепление с охватывающей соединительной частью.

Преимущества настоящего изобретения реализуются при установке окна люка, использующего описанные выше признаки, в проем в листовом металле кузова транспортного средства, когда уплотнитель предложенного окна люка приводится в плотный (герметизирующий) контакт с по меньшей мере частью листового металла кузова, образующей контур проема в кузове транспортного средства. При этом уплотняющий кромка уплотнителя сжимается так, что она смещается к основной части уплотнителя, одновременно воздействуя герметизирующим усилием на часть листового металла кузова.

В данной заявке, термин "установка" может означать однократный, по существу окончательный, монтаж узла герметизированного окна люка в проем кузова транспортного средства, как в случае стационарного солнечного люка. Термин "установка" также может быть применен к повторяющемуся открыванию/закрыванию подвижного солнечного люка в крыше, в процессе которого уплотнитель описываемого узла окна должен обеспечивать сохранение герметизирующей конфигурации в отношении листового металла транспортного средства, желательно на протяжении его полного срока службы.

В тех вариантах осуществления, в которых от основной части отходит охватываемая соединительная часть, охватывающая соединительная часть, сформированная в уплотняющей кромке* приводится в зацепляющее соприкосновение с охватываемой соединительной частью. При таком зацеплении, формируется открытая полость, сообщающая определенную упругость самосцепляющемуся уплотнителю, чем обеспечивается сравнительно неизменное давление уплотнения на листовой металл кузова, упомянутый ранее.

Эти и другие задачи, признаки и преимущества настоящего изобретения будут понятны после ознакомления с приведенным далее описанием, рассмотренным со ссылками на приложенные чертежи, на которых, только для иллюстрации настоящего изобретения, показано несколько вариантов осуществления в соответствии енастоящим изобретением.

Краткое описание чертежей

на фиг.1 представлен вид сечения самоадаптирующегося несцепляющегося уплотнителя, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения;

на фиг.2 представлен вид сечения одного варианта осуществления подложки, на которой отформован самосцепляющийся уплотнитель, в соответствии с другими вариантами изобретения;

на фиг.3 представлен вид сечения альтернативного варианта осуществления подложки, на которой отформован самосцепляющийся уплотнитель, обладающий функцией блокировки;

на фиг.4 представлен вид сечения варианта осуществления, показанного на фиг.2, показывающий уплотнитель в состоянии "сцепления" при его установке в проем в кузове транспортного средства;

на фиг.5 представлен в перспективе вид окна люка, показывающий его установочные соотношения с проемом в крыше транспортного средства;

на фиг.6 представлен в перспективе вид окна люка, установленного в проеме в крыше транспортного средства;

на фиг.7 представлен в перспективе вид окна люка, используемого в качестве подвижного солнечного люка;

на фиг.8 представлен вид сечения с отформованным на подложке самоадаптирующимся уплотнителем, имеющим охватываемую ограничивающую часть;

на фиг.9 представлен вид сечения варианта осуществления, альтернативного варианту, показанному на фиг.3.

Подробное описание осуществления изобретения

Настоящее изобретение относится к узлу герметизированного окна (люка), который может быть легко установлен в проем в кузове транспортного средства. В частности, предложенный в изобретении узел герметизированного окна подходит для установки в проем в крыше автомобиля, образуя солнечный люк, либо прозрачный люк в крыше. Хотя в настоящей заявке описывается узел окна люка прямоугольной формы, предложенный в изобретении узел окна может быть изготовлен практически любой формы и (или) размера.

Специалистам, занимающимся разработкой и изготовлением солнечных люков для крыши автомобиля, хорошо известны сложность конструкции и высокая стоимость герметизирующих узлов, используемых в существующих солнечных люках. Известна, в частности, необходимость установки трубчатых уплотнителей, и подобных им, выполняемая уже после изготовления. Главной задачей настоящего изобретения является создание интегрированного уплотнителя, который исключает необходимость использования подобных уплотнителей, устанавливаемых после изготовления. Экономия на стоимости самого трубчатого уплотнителя, а также стоимости трудозатрат по его прикреплению, должна быть очевидна для специалистов.

Узел герметизированного окна, в соответствии с настоящим изобретением, включает лист или панель подходящего размера из диэлектрического материала подложки, в предпочтительном варианте, стекла, а в наиболее предпочтительном варианте, - окрашенного в цвет кузова или имеющего покрытие известково-натриевого стекла, обладающего хорошими солнцезащитными характеристиками.

Уплотнитель формуется вокруг по меньшей мере части боковой кромки листа или панели материала подложки любым подходящим способом. В предпочтительном варианте, уплотнитель изготавливается литьевым формованием под давлением, но для изобретения также подходят и формование экструзией и реактивное литьевое формование под давлением.

Во многих известных узлах герметизированных солнечных люков для основной части герметизирующего элемента такого узла используется полихлорвинил (ПХВ), а после формования в нее устанавливается трубчатый уплотнитель. Хотя стоимость ПХВ невысока, прочность его прикрепления к материалам, например, стеклу, низка. Поэтому, в предпочтительном варианте в настоящем изобретении используется один или более из разнообразных термопластичных эластомерных (ТРЕ - от англ. thermoplastic elastomer) материалов, которые более прочно прикрепляются к стеклу, также недороги, и обладают достаточной эластичностью для выполнения функции монолитного или интегрированного уплотнителя, в соответствии с настоящим изобретением. Одним предпочтительным ТРЕ материалом является полимер стиролэтиленбутадиенстирола (SEBS - от англ. styrene-ethylene-butadiene-styrene), выпускаемый Vi-Chem Corp.под торговой маркой Sevren®. К другим потенциально пригодным материалам для уплотнителя в настоящем изобретении относятся представленные на рынке продукты под названием: Invision , Forprene , Duragrip , Dynaflex , Kraton , Kralburg , Interion , Nexprene , Veralloy , и GLS .

Было установлено, что в предпочтительном варианте материалы, формирующие самосцепляющиеся интегрированные уплотнители, имеют твердость по шкале А склероскопа Шора в интервале 60-90 единиц. Более предпочтительной является твердость в интервале 75-85 единиц по шкале А Шора. Также желательно, чтобы материал интегрированного уплотнителя обладал высокой долговечностью. В частности, материал должен обладать устойчивостью к механическим повреждениям (царапанью) и к деградации под воздействием УФ излучения. Различные варианты узла окна, в соответствии с настоящим изобретением, представлены на чертежах, являющихся частью настоящей заявки.

На фиг.1 представлен вариант осуществления настоящего изобретения, изображающий самоадаптирующийся (конформный) несцепляющийся уплотнитель 10, который был отформован по наружной кромке диэлектрического материала 12 подложки. Поверхности 14 крепления прикреплены к материалу 12 подложки. Видно, что поверхности 14 крепления прикреплены к боковой части основной поверхности 18 диэлектрической подложки и к поверхности 20 ее наружной кромки, образуя тем самым так называемый двухсторонний герметичный стык. Прикрепление к наружной части только одной основной поверхности 18 диэлектрической подложки (односторонний герметичный стык), или прикрепление к наружным частям обеих основных поверхностей и поверхности кромки диэлектрической подложки (трехсторонний герметичный стык) также находятся в пределах области притязаний настоящего изобретения.

От основной части 22 самоадаптирующегося несцепляющегося уплотни геля 10 отходит имеющая криволинейную конфигурацию уплотняющая кромка 24 на такое расстояние, чтобы образовать герметичный контакт с листовым металлом кузова. Также было установлено, что в предпочтительном варианте длина уплотняющей кромки 24 должна быть по меньшей мере на 200% больше расстояния между кромкой диэлектрической подложки 12 и листовым металлом 26, образующим кромку проема кузова транспортного средства. Также было установлено, что усилие, с которым воздействует уплотнитель 10 на листовой металл 26 транспортного средства, должно быть достаточно для создания принудительного уплотнения, составляющего, в предпочтительном варианте, от 0,5 фунт/100 мм (2,2 Н/100 мм) до 6 фунт/100 мм (26,6 Н/100 мм), для обеспечения постоянного принудительного уплотнения. С тем. чтобы эти характеристики были получены в описываемом здесь самоадаптирующемся несцепляющемся уплотнителе 10. для его формования желательно использовать TPE-SW блочные сополимеры стирола, имеющие твердость в интервале 75-85 единиц по шкале А Шора. Уплотнитель, имеющий описанные выше параметры, может подходить как для узла фиксированною окна люка, так и для узла подвижного окна.

Вариант самоадаптируюшегося несцепляющегося уплотнителя 10, в соответствии с изобретением, показан на фиг.8. Дополнительной особенностью уплотнителя, показанного на фиг.8, является охватываемая ограничивающая часть 32, выступающая от основной части 30 в общем направлении листового металла (не показан), в котором образован проем в кузове транспортного средства. Охватываемая ограничивающая часть 32 предотвращает смятие или деформацию уплотняющей кромки 34 больше, чем по необходимо, и обеспечивает повторяемость величины сжатия уплотняющей кромки 34. Охватываемая ограничивающая часть 32 может также создавать дополнительное усилие уплотнения уплотняющей кромки 34 к листовому металлу проема в кузове транспортного средства. В отношении других важных параметров, лот вариант самоадаптирующегося несцепляющегося уплотнителя по существу аналогичен самоадаптирующемуся несцепляющемуся уплотнителю 10, не имеющему охватываемой ограничивающей части.

На фиг.2 представлен другой вариант осуществления изобретения, который, кроме основных признаков, т.е., поверхностей 44 крепления, основной части 40 и криволинейной уплотняющей кромки 42, имеет, на дальнем конце 46 уплотняющей кромки 42, или вблизи него, охватывающую соединительную часть 48, функции которой будут более подробно описаны далее. Кроме того, от основной части 40, отделенной от уплотняющей кромки 42, отходит охватываемая соединительная часть 50. Основное назначение охватываемой соединительной части 50 и охватывающей соединительной части 48 состоит в том, чтобы при надавливании уплотнителем на листовой металл транспортного средства, обеспечить воспроизводимую деформацию уплотнителя, создающую принудительное уплотняющее усилие между уплотняющей кромкой и листовым металлом транспортного средства, за счет взаимодействия охватываемой 50 и охватывающей 48 соединительных частей, как это показано на фиг.4. Было установлено, что в предпочтительном варианте, уплотняющее усилие самосцепляющегося уплотнителя с разъединяемыми элементами (48, 50) зацепления составляет в интервале от 2 фунт-фут/100 мм (8,8 Н/100 мм) до 6 фунт-фут/100 мм (26,6 Н/100 мм). Самосцепляющийся уплотнитель с разъединяемыми элементами (48, 50) зацепления особенно подходит для вариантов применения с узлами подвижного люка, благодаря воспроизводимости его уплотняющей способности.

На фиг.3 представлен еще один вариант узла герметизированного окна люка, в соответствии с настоящим изобретением, имеющего поверхности крепления, основную часть, криволинейную уплотняющую кромку 62, охватываемую соединительную часть 68, выступающую от области основной части 60, отделенной от уплотняющей кромки 62, и охватывающую соединительную часть 66, сформированную в криволинейной уплотняющей кромке 62. Расположение охватываемой 68 и охватывающей 66 соединительных частей, главным образом, определяется возможностью сцепления охватываемой 68 и охватывающей 66 соединительных частей при сжатии уплотняющей кромки 62 в направлении к основной части 60. В данном варианте осуществления, охватываемая 68 и охватывающая 66 соединительные части могут образовывать блокирующееся соединение с тем, чтобы после первоначального соединения, обеспечивать возобновляемое принудительное уплотнение. Открытая полость 70, формируемая между уплотняющей кромкой 62 и основной частью 60 самосцепляющейся уплотнительной структуры, помимо создания принудительной уплотняющей силы, также позволяет приспосабливаться к изменениям размеров зазора между кромкой подложки узла окна люка и листовым металлом проема в кузове, в который устанавливается узел окна, в соответствии с изобретением. Это справедливо как для разъемных, так и для блокирующихся самосцепляющихся уплотнений. Самосцепляющееся уплотнение, включающее блокирующиеся охватываемую 68 и охватывающую 66 соединительные части, особенно подходит для узлов подвижных окон автомобильных люков.

Что касается блокирующегося самосцепляющегося уплотнения, то область притязаний настоящего изобретения также включает изменение положения охватываемой 68 и охватывающей 66 соединительных частей, когда охватываемая соединительная часть 68 выступает от дальнего конца 72 уплотняющей кромки 62, а охватывающая соединительная часть 66 расположена в основной части 60 таким образом, что обеспечивается сцепление охватываемой 68 и охватывающей 66 соединительных частей, как это показано на фиг.9.

На фиг.4 представлен самосцепляющийся уплотнитель, показанный на фиг.2, в котором охватываемая 50 и охватывающая 48 соединительные части сцеплены, как например, в случае установки в проем кузова транспортного средства съемной панели 80 солнечного люка, показанной на фиг.5, которая на фиг.6 показана в закрытом положении.

На фиг.7 показан открываемый солнечный люк 90 (в отличие от съемного солнечного люка) в открытом положении. В этой конфигурации, уплотнители, показанные на фиг.1, фиг.2, фиг.3 и фиг.8, будут находиться в положениях, изображенных на упомянутых фигурах.

В то время, как были показаны и описаны различные варианты осуществления в соответствии с настоящим изобретением, специалистам должно быть понятно, что только этими вариантами изобретение не ограничено, и может быть подвергнуто различным изменениям и модификациям. Поэтому, изобретение не сводится к показанным и описанным здесь вариантам и включает все подобные изменения и модификации.