具体实施方式

在下文中，将描述包括密封件的接头、包括此类接头的电动机、包括此类接头的工业机器人以及安装密封件的方法。相同附图标记将用于表示相同或相似的结构特征。

图1示意性地示出第一构件10和第二构件12的透视图。第一构件10和第二构件12中的每个构件由金属制成并且具有大致圆柱形形状。第一构件10包括主体14和从主体14突起的突起部16。突起部16也由金属制成并且具有圆柱形形状。然而，突起部16的外径小于主体14的外径。而且，突起部16的轴向长度(在图1中的水平方向上)小于主体14的轴向长度。

在冲洗/卫生应用中，除了焊接连接之外，应当避免暴露的金属到金属连接，因为例如污垢和液体可能会聚集在此类连接中。这可以破坏卫生设计并增加腐蚀风险。因此，可以在此类连接中设置静态密封件。

图2示意性地示出密封件18和接头20的透视图，接头20包括第一构件10和第二构件12。在图2中，第一构件10连接至第二构件12。第一构件10和第二构件12例如可以通过螺钉或其它紧固元件刚性地连接。第一构件10和第二构件12还可以被布置为在两者之间有相对旋转移动。

如图2所示，当第一构件10与第二构件12连接时，在第一构件10和第二构件12之间形成凹槽22。在该示例中，凹槽22是圆形的，并且围绕第一构件10和第二构件12之间的突起部16形成。因此，凹槽22径向向外开口。凹槽22由突起部16的径向外表面、第一构件10的主体14的轴向外表面以及第二构件12的轴向外表面限定。当第一构件10与第二构件12连接时，这三个表面相对于彼此是固定不动的。由此，固定了凹槽22的尺寸。第一构件10和第二构件12因此被连接，使得凹槽22形成在第一构件10和第二构件12之间。

图2中的密封件18例示为中空O形环。密封件18包括可收缩材料。在图2中，密封件18处于静态膨胀状态24。因此，除非密封件18的可收缩材料受到外部刺激，否则密封件18保持图示的形状和尺寸。

在图2的示例中，密封件18包括可收缩材料组成的芯部(不可见)和覆盖芯部的外部材料26。该示例中的外部材料26是芯部的涂层。

密封件18的可收缩材料可以例如是形状记忆材料或可热收缩材料。密封件18可以仅包括一种或多种此类可收缩材料，或者可以包括对激活可收缩材料的刺激响应更低的其它附加材料。

在密封件18的可收缩材料是可热收缩材料的情况下，可以通过将密封件18暴露于高温而触发可收缩材料收缩，高温是例如高于可收缩材料的玻璃化转变温度T_g或高于熔融温度T_m的温度。在密封件18的可收缩材料是形状记忆材料的情况下，可以通过将密封件18暴露于例如热、电场、磁场、光和/或溶液的刺激而触发可收缩材料收缩。密封件18的刺激触发形状记忆材料的形状记忆效应。可收缩材料的记忆形状是密封件18适配在凹槽22中的形状，或者略小，使得密封件18被压缩在凹槽22中。当可热收缩材料收缩时，密封件18也随之收缩。密封件18可以通过增材制造，诸如通过3D打印来生产。

图3示意性地示出接头20的透视图。如箭头28所示，密封件18已经在第二构件12上方滑动到凹槽22。如图3所示，处于静态膨胀状态24的密封件18与凹槽22对准。在滑动过程中，密封件18保持在静态膨胀状态24。因此，在静态膨胀状态24，密封件18的内径大于第一构件10和第二构件12的外径。然而，密封件18在静态膨胀状态24下内径大于第一构件10和第二构件12中一个构件的直径就足够了。

从图3中可以看出，不必为了使密封件18与凹槽22对准而断开第一构件10和第二构件12。在图3中，密封件18被示出为与凹槽22大致同心。密封件18例如可以借助于机器人或通过工具手动地保持在该位置。备选地，处于静态膨胀状态24的密封件18可以悬挂在凹槽22中，即使得密封件18的最上内表面部分接触凹槽22的突起部16的最上表面部分。

当密封件18与凹槽22对准时，刺激密封件18(例如通过加热或以其它方式)，使得可收缩材料收缩并且密封件18收缩到凹槽22中。

如箭头30所示，图4示意性地示出当密封件18已经收缩到凹槽22中时的接头20。密封件18由此形成接头20的一部分。在该示例中，密封件18形成接头20的外部静态密封件。在图中所示的密封件18的收缩状态下，密封件18密封凹槽22。因此，密封件18可以被布置为以简单的方式密封第一构件10和第二构件12之间的凹槽22，而不必断开第一构件10和第二构件12。

在该示例中，密封件18的收缩比为大约30％。因此，处于静态膨胀状态24的密封件18的内径比位于凹槽22中时的密封件18的内径大大约30％。

在图4中的密封件18的收缩状态下，密封件18的外部材料26与第一构件10和第二构件12的相邻外表面齐平。在收缩状态下，密封件18可以施加夹紧力，即径向向内抵靠突起部16。该力导致密封件18的轻微轴向膨胀，使得密封件18也轴向或横向推靠凹槽22中第一构件10和第二构件12的面。例如，在可收缩材料是形状记忆材料的情况下，记忆形状可以小于凹槽22，使得密封件18在力求达到该记忆形状时施加力。

在图4中，符合IP69K标准的接头20的食品级密封通过密封件18提供。包括密封件18的接头20被配置为承受苛刻的冲洗程序，包括使用高压热水和化学品。密封件18被配置为承受至少100℃的温度和压力大于80巴的加压水。

如果将来需要更换接头20的密封件18，可以将密封件18切开并丢弃。新的密封件18可以根据图2至图4所示的方法添加到接头20上。不必为了在凹槽22中安装新的密封件18而断开第一构件10和第二构件12。

图5a示意性地示出图2至图4中的密封件18的轴向横截面图。图5b示意性地示出图2至图4和5a中的密封件18的横截面侧视图。同时参考图5a和5b，可以看到密封件18的芯部32。芯部32由内环形成。芯部32例如可以由弹性体制成。合适的弹性体的示例是EPDM(乙烯丙烯二烯亚甲基)、NBR(丙烯腈丁二烯橡胶)、HNBR(氢化丁腈橡胶)、VMQ(甲基乙烯基硅橡胶)、FKM(由ASTM国际标准D1418定义的含氟弹性体材料家族)和FFKM(全氟弹性体)。

在图5a和图5b中，密封件18的芯部32完全由外部材料26覆盖。由此，芯部32随着外部材料26收缩而收缩。在该示例中，外部材料26是可热收缩材料。外部材料26可以例如包括FEP、PFA或PTFE。FEP、PFA和PTFE在老化之前和之后均表现出良好的耐80℃和100巴高压水处理的性能。FEP、PFA和PTFE还具有高耐化学性。

图6a示意性地示出密封件18的另一示例的轴向横截面图。图6b示意性地示出图6a中的密封件18的横截面侧视图。下面将主要描述相对于图5a和5b的不同之处。同时参考图6a和图6b，外部材料26仅部分地封装芯部32。外部材料26覆盖芯部32的径向外圆周。外部材料26紧固至芯部32，使得芯部32随着外部材料26收缩而收缩。

图7a示意性地示出密封件18的另一示例的轴向横截面图。图7b示意性地示出图7a中的密封件18的横截面侧视图。下面将主要描述相对于图5a至图6b的不同之处。同时参考图7a和图7b，密封件18仅包括一种材料，该材料由此构成密封件18的芯部32和外部材料26两者。这种材料的一个示例是可热收缩PTFE。

图8示意性地示出包括接头20的电动机34。例如，可以在工业机器人中设置一个或多个电动机34。电动机34包括输出轴36、构成接头20的第一构件10的主壳体和构成接头20的第二构件12的端盖。由此，密封件18可以被布置为密封电动机34中接头20的凹槽22而不必拆卸电动机34。

图9示意性地示出包括接头20的工业机器人38。在图9的示例中，接头20的第一构件10和第二构件12由机器人38的工具的第一部件和第二部件构成。密封件18可以由此被布置为密封机器人38中接头20的凹槽22而不必拆卸机器人38。

虽然参照示例性实施例对本公开进行了描述，但应当理解的是，本发明并不限于上文描述的这些实施例。例如，应当理解的是，部件的尺寸可以根据需要改变。因此，本发明旨在仅由所附权利要求的范围限定。