Zusammenfassung: Das Design von wirklich wasserdichten Behältern ist eine arkane Kunst, aber es ist vernünftigerweise möglich, wenn bestimmte Regeln eingehalten werden, die die zugrunde liegende "Magie" kodifizieren.
Fehler treten auf, wenn die unten diskutierte Grundversiegelungsregel verletzt wird. Das heißt Der Druck auf alle Dichtflächen übersteigt zu jeder Zeit den Differenzdruck. In vielen Produkten ist der Fehler aufgrund fehlender formaler Konstruktionen eingebaut und wartet nur auf Bedingungen, unter denen die erforderliche "Regel" nicht erfüllt ist.
Die einfachste und gewöhnlich beste Methode ist die Verwendung eines ordnungsgemäß entworfenen O-Rings.
Die typische Ursache für Fehler ist, dass Menschen gequetschte Gummiringe verwenden, die wie O-Ringe aussehen, aber nicht konstruiert sind und daher in einigen Situationen nicht die Grundregel erfüllen.
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Anforderung an die Versiegelung: Um wasserdicht zu sein und zu bleiben, ist eine Mindestanforderung, dass ALLE Stellen entlang der Dichtflächen entweder mit einem undurchlässigen Material verbunden sein müssen oder einen Druck (Kraft pro Flächeneinheit) ausüben müssen, der die Druckdifferenz zwischen Innen und Außen übersteigt.
Ein Beschichtungsmaterial (z. B. "Fett") kann verwendet werden, um diese "Regel" zu erfüllen, aber die Verwendung eines Beschichtungsmaterials in nicht entworfener Weise ist kein Garant für den Erfolg der Versiegelung.
O-Ringe - die übliche einfachste und beste Lösung: Das am einfachsten zu gestaltende Mittel zur Bereitstellung einer Dichtung besteht in der Verwendung eines O-Rings.
Ein O-Ring sieht normalerweise aus wie: und ist ein kreisförmiger Gummiring mit rundem Ringquerschnitt. Jedoch viele kreisförmige Gummiringe mit rundem Ringquerschnitt AUSSEHEN wie O-Ringe, aber nicht . Das heißt Um als O-Ring arbeiten zu können, müssen bestimmte, genau definierte Bedingungen erfüllt sein. Wenn eine runde Gummiringdichtung nicht formal entworfen ist, funktioniert sie höchstwahrscheinlich nicht auf die Art und Weise, wie ein O-Ring unter allen Umständen funktioniert.
Ein O-Ring nutzt die Druckdifferenz so, dass sich der Ring so bewegt und / oder verformt, dass mehr Druck auf die Dichtflächen ausgeübt wird als die Druckdifferenz. Das heißt Der Widerstandsdruck wird durch den Zielsiegeldruck verursacht und ist immer größer ausgelegt. Die Konstruktion eines Siegels, das nach den ersten Prinzipien so funktioniert, ist eine beachtliche Aufgabe, da es von einer Reihe von Abmessungen und Materialeigenschaften abhängt. Das Erstellen von Tabellen mit Standardtabellen ist relativ einfach.
Eine Analogie: Eine einfache Analogie für den O-Ring-Betrieb, die unvollständig, aber nützlich ist, besteht darin, sich eine panische Menschenmenge vorzustellen, die versucht, durch eine Tür zu gelangen, die in Richtung der Menschenmenge geöffnet werden muss, um Personen durchzulassen. Durch den zunehmenden Druck auf die Tür wird das Öffnen schwieriger.
Das O-Ring-Design wird am einfachsten durch die Verwendung von Parametern erreicht, die aus Standardtabellen ausgewählt werden. Dazu gehören Nutbreite und -tiefe, Ringmaterialdurchmesser, Ringschlingendurchmesser, Nutinnendurchmesser, Ringwandwinkel, Oberflächengüte, Ring- und Nutmaterial a und etwas mehr. Befolgen Sie einfach die üblichen Kochbuchverfahren, und ein O-Ring funktioniert normalerweise sehr gut.
Designintegrität erhalten: Das Challenger 'Space Shuttle' wurde aufgrund eines O-Ring-Fehlers in einem SRB (Solid Rocket Booster) -Link zerstört. Der Ring war jedoch gut gestaltet und konnte die ihm zugewiesene Aufgabe bewältigen. Der Fehler ist aufgetreten, weil sich die Aufgabe unkontrolliert geändert hat. Durch den Druck auf das gesamte Gelenksystem konnten die mechanischen Trennungen zwischen den Gelenkseiten ansteigen und einen Winkel annehmen, anstatt parallel zu sein. Heiße Gase konnten dann am O-Ring vorbei entweichen und wurden nach und nach zerstört.
Ähnlich in einem DIY-Fall - nicht nur der O-Ring & amp; Gehäuse müssen so konzipiert sein, dass sie zusammenarbeiten, aber die konstruierten mechanischen Beziehungen der Verbindungsteile müssen innerhalb der Spezifikation gehalten werden. Wenn sich ein Fall unter einem Aufprall oder einer Kraft auf den Fall biegen kann, so dass die Verbindungsabstände oder -winkel die Auslegungsgrenzen überschreiten, kann ein Leck auftreten. Das heißt Ein wesentlicher Teil des Entwurfs ist es sicherzustellen, dass die "Exkursionen" der ungünstigsten Fälle bekannt sind und nicht überschritten werden.
Es gibt zwei Haupttypen von O-Ringen: Radialdichtung und Plan- oder Axialdichtung.
- Ein Radialdichtungs-O-Ring ist üblicher und einfacher zu konstruieren, da durch das Verschieben der beiden Teile der Verbindung Dichtungskräfte erzeugt werden - Befestigungselemente oder Schrauben usw. spielen keine Rolle bei der Erzeugung der Dichtungskraft - sie sind einfach
dienen dazu, die Stücke in der richtigen relativen Nähe zu halten.
- Ein O-Ring-System mit Plan- oder Axialdichtung "quetscht" effektiv einen Ring zwischen zwei Platten. Es hat Vorteile in der Art von Oberflächen, die leicht abgedichtet werden können, aber es sind Befestigungselemente, Schrauben usw. erforderlich, um die beiden Dichtungsflächen zusammenzuziehen, um eine ausreichende Dichtungskraft bereitzustellen. Obwohl dies nicht schwer zu entwerfen ist, hängt es von der korrekten Montage und keinem Ausfall des Kompressionssystems ab.
Einige Produkte verwenden oder scheinen beide Arten von O-Ringen in der einen Verbindung zu verwenden - zwei röhrenförmige Teile werden mit einem O-Ring dazwischen geschoben und der äußere Teil wird auf eine Gleitringdichtung geschraubt. Bei Konstruktionen, die dies in billigen Verbrauchergeräten tun, ist es wahrscheinlich, dass der radiale O-Ring die meiste Arbeit erledigt.
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Realweltprodukte:
Kostengünstiges ABS-Gehäuse In Asien hergestellte Verbraucherprodukte werden normalerweise nicht mit einer Schutzklasse von IP66 + ausgestattet. Aber es kann erreicht werden.
Ich war am Entwurf der zwei Haupttypen von tragbaren solarbetriebenen Leuchten beteiligt hier gesehen - Rollen Sie vom Startpunkt für große Lichtbeispiele auf und für kleines Licht nach unten. Die größeren Leuchten wurden zuerst mit einem chinesischen Designer gebaut, der gut war, Dinge zu schaffen, die gut aussahen, aber gegen bestimmte Vorschläge in Bezug auf das Versiegeln widerstanden. Die Dichtung funktionierte bei korrekter Montage "gut genug", hätte jedoch weitaus besser sein können. Die kleine Leuchte verwendet eine echte O-Ring-Frontdichtung und eine "fast O-Ring" -Boxendichtung (weniger kritisch) (und der Fabrikmanager schaffte eine Konstruktionsänderung auf dem Weg, weil er "besser wusste"). Die alles wichtige Frontdichtung funktioniert hervorragend. Die Leuchten werden während der Herstellung zu 100% auf eine äquivalente Eintauchtiefe von 5 Metern getestet und können bei jedem Einsatz trocken bleiben. (Wenn sie schweben, ist es für Benutzer in der Regel unattraktiv, eine Tiefe von 5 bis 5 Metern zu erreichen :-).
Die Schalter verfügen über einen Magnetschalter und sind 100% wasserdicht und extrem betriebssicher (konstruktionsbedingt).
Ich kann und werde der Antwort Tabellenreferenzen, Design-Links und Fotos hinzufügen, wenn es so aussieht, als würden die Leute es für nützlich halten. Wenn es wenig Interesse findet, ist es die Zeit nicht wert (und ich muss zu diesem Zeitpunkt andere Dinge tun).
