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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verschlussdeckel für eine Bohrung, welche einen Innendurchmesser aufweist, wobei der Verschlussdeckel topfförmig ausgebildet ist und eine Bodenwandung sowie eine daran angeformte Seitenwandung aufweist.
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Ein gattungsgemäßer Verschlussdeckel 1 ist aus der DIN 443 vorbekannt und in den 1 und 1a in seiner ursprünglichen Gestalt dargestellt, in der er noch nicht in die Bohrung B klemmend eingebracht worden ist. Er weist nach außen gewölbte Bodenwandung 1b sowie daran angeformt eine leicht konische Seitenwandung 1s auf. Der Verschlussdeckel 1 wird durch Tiefziehen eines Bleches hergestellt. Die Bodenwandung 1b ist an ihrem äußeren Rand 3 nach oben gebogen und geht nahtlos in die Seitenwandung 1s über, welche konisch (Winkel φ) oder zylindrisch ausgebildet sein kann. Der aus der DIN 443 bekannte Verschlussdeckel wird i. d. R. mit einem Sauggreifer 10, 11 gegriffen, welcher in das Innere I des Verschlussdeckels 1 mit seiner Spitze 13 eingreift. Der Sauggreifer 10 weist einen zentrischen Kanal 11 auf, in der ein Unterdruck erzeugt werden kann, sobald die Spitze 13 des Sauggreifers 10 an der Innenseite I der Bodenwandung 1b anliegt. Aufgrund der gewölbten äußeren Form der Bodenwandung 1b kann der Verschlussdeckel 1 nicht ganz plan und damit evtl. schief auf einer Auflagefläche aufliegen. Dies muss auch bei der Dimensionierung des Durchmessers der Spitze 13 des Sauggreifers 10 berücksichtigt werden, welcher stets senkrecht von oben in das Topfinnere eingebracht wird. Damit der Sauggreifer problemlos auch in schief liegende Verschlussdeckel eingreifen kann, ist der Außendurchmesser des Sauggreifers 10 kleiner als der Innendurchmesser 1i des Verschlussdeckels 1 auszubilden. Aufgrund der kugelförmig ausgebildeten Spitze 13 des Sauggreifers 10 und der evtl. schiefen Lage des Verschlussdeckels 1 kann der Verschlussdeckel zunächst schief mittels des Sauggreifers 10 aufgehoben werden und dementsprechend schief in die Bohrung eingebracht werden. Nach dem Aufsetzen auf die Fase Bf der Bohrung B zentriert sich der Verschlussdeckel 1 beim weiteren Eindrücken in die Bohrung B meist nicht vollständig relativ zum Sauggreifer 10, wodurch es beim weiteren Eindrücken in die Bohrung B zu einem schiefen Sitz des Verschlussdeckels 1 in der Bohrung B kommt. Die vor dem Einbringen des Verschlussdeckels 1 in die Bohrung B eingebrachte Dichtmasse legt sich bei der schiefen Lage nur ungenügend an bestimmte Bereiche des Deckels, wodurch es zu Undichtigkeiten kommen kann.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Verschlussdeckel bereitzustellen, bei dem ein sicheres Verschließen der Bohrung garantiert wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verschlussdeckel gelöst, bei dem die Seitenwandung an ihrer Außenseite mindestens eine umlaufende Vertiefung, insbesondere in Form einer Rille oder Nut, aufweist. Die umlaufende Vertiefung dient zur Aufnahme von Dichtungsmaterial, so dass sich dieses vollständig um den Verschlussdeckel herum in genügend großer Menge verteilen kann. Das in die umlaufende Vertiefung hineingelangte Dichtungsmaterial wirkt dann quasi wie ein in die umlaufende Vertiefung eingelegter Dichtungsring und legt sich um den gesamten Umfang des Verschlussdeckels an die Innenwandung der Bohrung. Die Seitenwandung des Verschlussdeckels ist etwas konusförmig ausgebildet, so dass der größte Außendurchmesser des noch nicht in die Bohrung eingedrückten Verschlussdeckels größer als der Innendurchmesser der Bohrung ist. Beim Eindrücken des Verschlussdeckels wird dessen Seitenwandung leicht nach innen gedrückt und federt gegen die Innenwandung der Bohrung, so dass die Außenseite der Seitenwandung großflächig an der Innenwandung der Bohrung anliegt. Damit wird auch der Bereich der Außenseite der Seitenwandung, in dem die mindestens eine umlaufende Vertiefung angeordnet ist, mit dem Dichtungsmaterial gegen die Innenwandung der Bohrung gedrückt. Dadurch, dass sich in der umlaufenden Vertiefung mehr Dichtungsmaterial ansammeln kann, als es normalerweise bei den aus dem Stand der Technik bekannten Verschlussdeckeln zwischen deren Außenseite der Seitenwandung und der Innenwand der Bohrung der Fall ist, ergibt sich eine dauerhaft abdichtende Verbindung zwischen Verschlussdeckel und Innenwandung der Bohrung.
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Sofern zwei oder mehr umlaufende Vertiefungen an der Außenseite der Seitenwandung vorgesehen sind, so sind diese bevorzugt parallel zueinander anzuordnen. Hierbei ist darauf zu achten, dass genügend Abstand zwischen den benachbarten Vertiefungen ist, so dass die Seitenwandung noch mit einer genügend großen Fläche an der Bohrungsinnenwand unmittelbar anliegt.
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Die Vertiefung kann im Querschnitt eine konkave, teilkreisförmige, halbkreisförmige, rechteckige oder dreiecksförmige Form hat. Ebenso ist es von Vorteil, wenn die Breite der Vertiefung 5% bis 25% der Höhe der Seitenwandung beträgt, wobei zur Höhe der Seitenwandung der abgerundete Übergangsbereich zum Boden des Verschlussdeckels nicht mitgerechnet wird. Vorteilhaft kann die Breite der Vertiefung 0,2 bis 1 mm betragen. Es ist bei der Anzahl und Breite der Vertiefungen darauf zu achten, dass stets eine hinreichend große Dichtungsfläche vorhanden ist, damit die Flächenpressung des in die Bohrung eingepressten Verschlussdeckels groß genug ist.
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Die Tiefe der Vertiefung beträgt vorteilhaft 0,05 bis 0,3 mm, besonders bevorzugt 0,1 mm. Die Tiefe und die Breite sollten über den gesamten Umfang des Verschlussdeckels konstant sein.
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Damit der erfindungsgemäße Verschlussdeckel stets sicher und gerade in die Bohrung eingepresst wird, d. h. die Bohrungsachse und die Rotationsachse des Verschlussdeckels sind deckungsgleich bzw. parallel zueinander, ist es von Vorteil, wenn die Seitenwandung des Verschlussdeckels einen unteren umlaufenden Bereich und einen oberen umlaufenden Bereich aufweist, wobei zwischen den beiden Bereichen ein Übergangsbereich angeordnet ist, und dass der Außendurchmesser des an den Übergangsbereich angrenzenden oberen Endes des unteren Bereiches kleiner ist als der Außendurchmesser des an den Übergangsbereich angrenzenden unteren Endes des oberen Bereichs, wobei der Außendurchmesser des an den Übergangsbereich angrenzenden unteren Endes des oberen Bereichs größer als der Innendurchmesser der Bohrung ist.
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Hierdurch ergibt sich eine Auflagefläche für den Verschlussdeckel, mit der dieser auf den Rand der Bohrung aufgesetzt wird und durch den der Verschlussdeckel so ausgerichtet wird, dass seine Rotationsachse parallel zur Achse der Bohrung ist. Eine Zentrierung des Verschlussdeckels relativ zur Bohrung ergibt sich vorteilhafterweise durch den Übergangsbereich. Bei dieser Ausführungsform ist die mindestens eine umlaufende Vertiefung im oberen Bereich angeordnet. Der Außendurchmesser des an den Übergangsbereich angrenzenden oberen Endes des unteren Bereiches ist entweder kleiner oder gleich dem Innendurchmesser der Bohrung. Der Übergangsbereich bildet vorteilhaft eine, insbesondere kragenförmige, Auflagefläche, mit der der Verschlussdeckel auf dem Bohrungsrand zur Auflage bringbar ist. Hierdurch lässt sich der Verschlussdeckel mit seinem unteren Bereich leicht in die Bohrung einführen und wird durch den Übergangsbereich ausgerichtet. Zur Kragenbildung vergrößert sich der Außendurchmesser des Übergangsbereiches ausgehend vom oberen Ende des unteren Bereiches in Richtung des oberen Bereiches hin abschnittsweise stetig und/oder abschnittsweise sprunghaft. Vorteilhaft kann sich der Außendurchmesser um 0,05 bis 0,2 mm, bevorzugt um 0,06 bis 0,1 mm, besonders bevorzugt um 0,07 bis 0,09 mm im Übergangsbereich vergrößern.
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Es ist ferner von Vorteil, wenn die axiale Länge des oberen Bereichs um das 1,5 bis 3-fache, bevorzugt um das 2 bis 2,8-fache, größer ist als die Summe der axialen Längen des unteren Bereichs und des Übergangsbereichs.
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Bei allen vorbeschriebenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verschlussdeckels kann der Verschlussdeckel durch Tiefziehen eines flachen Blechteils hergestellt werden.
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Der erfindungsgemäße Verschlussdeckel kann sich mittels folgender vorteilhafter Verfahrensschritte herstellen lassen. Die Außenseite des Übergangsbereichs und/oder des unteren Bereiches kann entweder mittels eines Material abtragenden Verfahrens, insbesondere mittels Schleifen, Drehen oder Fräsen, zur Einarbeitung des Außendurchmesserverlaufs bearbeitet werden. Es ist jedoch ebenso möglich, dass zur Bildung des Übergangsbereichs und/oder des unteren Bereiches vor dem Tiefziehen in die zunächst flache Ronde eine ringförmige Vertiefung, insbesondere in Form einer Rille oder Nut, mittels eines Stempels eingeprägt oder eingefräst wird. Beim nachfolgenden Tiefziehen bleibt die umlaufende Vertiefung der Oberfläche ganz oder zumindest teilweise erhalten und bildet dann den Übergangsbereich und/oder den unteren Bereich.
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Zur Bildung der umlaufenden Vertiefung kann ebenfalls vor dem Tiefziehen in die zunächst flache Ronde mindestens eine ringförmige Vertiefung, insbesondere in Form einer Rille oder Nut, mittels eines Stempels eingeprägt werden. Sofern der fertige Verschlussdeckel mehrere umlaufende Vertiefungen in seiner Seitenwandung zur Aufnahme von Dichtungsmaterial aufweisen soll, so sind mehrere konzentrische ringförmige Vertiefungen in die flache Ronde, insbesondere gleichzeitig mittels eines Stempels, einzubringen, insbesondere einzuprägen oder einzufräsen.
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Selbstverständlich ist es möglich, dass vor dem Tiefziehen in die zunächst flache Ronde eine ringförmige Vertiefungen sowohl zur Bildung des Übergangsbereiches als auch zur Bildung der mindestens einen ringförmigen Vertiefung der Seitenwandung, insbesondere gleichzeitig, eingebracht werden können.
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Nachfolgend werden verschiedene mögliche Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verschlussdeckels anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
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1: Verschlussdeckel gemäß DIN 443;
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1a: Einsetzvorgang des Verschlussdeckels gemäß 1 mittels eines Sauggreifers;
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2a: erfindungsgemäßer Verschlussdeckel mit einer umlaufenden Vertiefung in der Außenseite der Seitenwandung;
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2b und 2c: erfindungsgemäße Verschlussdeckel mit zwei bzw. drei umlaufenden Vertiefungen in der Außenseite ihrer Seitenwandung, wobei die Vertiefungen im Querschnitt halbkreisförmig ausgebildet sind;
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3a bis 3c: erfindungsgemäße Verschlussdeckel mit ein bis drei umlaufenden Vertiefungen in der Außenseite ihrer Seitenwandung, wobei die Vertiefungen im Querschnitt annähernd rechteckförmig ausgebildet sind;
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4a bis 4c: erfindungsgemäße Verschlussdeckel mit ein bis drei umlaufenden Vertiefungen in der Außenseite ihrer Seitenwandung, wobei die Vertiefungen im Querschnitt als V-Nuten ausgebildet sind;
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5a: Ronde mit in die Oberfläche eingebrachter kreisförmiger, im Querschnitt halbkreisförmiger, Vertiefung;
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5b: Verschlussdeckel, der mittels Tiefziehen aus der Ronde gemäß 5a hergestellt worden ist und dem Verschlussdeckel gemäß 2a entspricht;
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6a: Ronde mit in die Oberfläche eingebrachter kreisförmiger, im Querschnitt halbkreisförmiger, Vertiefung zur Bildung einer umlaufenden Vertiefung bzw. Rille in der Seitenwandung des fertig tiefgezogenen Verschlussdeckels sowie einer zusätzlichen kreisförmigen koaxialen Vertiefung zur Bildung des Übergangsbereiches;
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6b: Verschlussdeckel, welcher mittels Tiefziehen aus der Ronde gemäß 6a hergestellt worden ist;
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7a: Ronde mit in die Oberfläche eingebrachter kreisförmiger Vertiefung zur Bildung des Übergangsbereiches;
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7b: Verschlussdeckel, welcher mittels Tiefziehen aus der Ronde gemäß 7a hergestellt worden ist;
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7c: Ausschnittsvergrößerung der 7b.
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Die 2a zeigt eine erste mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verschlussdeckels 1 mit einer umlaufenden Vertiefung 20 in der Außenseite A der Seitenwandung 1s. Der Verschlussdeckel 1 ist ein rotationssymmetrisches Teil mit der Rotationsachse RA. Der Verschlussdeckel 1 weist eine Bodenwandung 1b auf, an die sich außen ein runder Übergangsbereich 3 anschließt, der die Bodenwandung 1b mit der Seitenwandung 15 verbindet. Die Seitenwandung 15 oder lediglich deren Außenseite A ist leicht nach außen mit ihrem oberen Rand 4 um den Winkel φ geneigt, wobei der Außendurchmesser des oberen Randes 4 größer als der Innendurchmesser DB der zu verschließenden Bohrung ist. Beim Einbringen des Verschlussdeckels 1 in die zu verschließende Bohrung wird der Verschlussdeckel 1 in die Bohrung eingepresst, wodurch die Seitenwandung 15 nach innen gedrückt wird. Die Höhe H1s der Seitenwandung 15 ist um ein Vielfaches größer als die Breite H20 der umlaufenden Vertiefung 20. Die Vertiefung 20 füllt sich mit dem Dichtungsmaterial, welches zuvor in die Bohrung eingebracht und/oder zumindest auf die Außenseite A der Seitenwandung 1s aufgebracht worden ist. Durch die umlaufende Vertiefung 20 kann sich das Dichtungsmaterial um den gesamten Umfang des Verschlussdeckels zumindest in der Vertiefung 20 verteilen. Da jedoch die Seitenwandung 1s nach innen federt, wird sich auch noch zu beiden Seiten der Vertiefung 20 Dichtungsmaterial zwischen der Außenseite A und der Innenwandung der Bohrung über den gesamten Umfang herum verteilen. Im Querschnitt ist die Vertiefung 20 halbkreisförmig oder konkav ausgebildet. Die Vertiefung 20 kann entweder eingeprägt oder ausgefräst werden. Das Einprägen kann z. B. gleichzeitig mit dem Ausstanzen der nachfolgend tiefzuziehenden Ronde T, wie es in 5a dargestellt ist, erfolgen. Ebenso ist es möglich, dass zunächst die flache tiefzuziehende Ronde T ausgestanzt und anschließend die kreisförmige Vertiefung 200 eingefräst wird. In der Regel wird aber das Einprägen vorzuziehen sein, da es schneller und preiswerter ist.
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Die 2b und 2c zeigen zwei weitere mögliche Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verschlussdeckels 1, wobei der in 2b dargestellte Verschlussdeckel 1 zwei umlaufende Vertiefungen 20 in der Außenseite seiner Seitenwandung 1s und der in 2c dargestellte Verschlussdeckel 1 drei umlaufende Vertiefungen 20 hat. Sämtliche Vertiefungen 20 sind dabei im Querschnitt halbkreisförmig bzw. konkav ausgebildet und zueinander parallel angeordnet. Durch das Vorsehen von mehr als einer Vertiefung 20 an der Außenseite A der Seitenwandung 1s, vergrößert sich das Verhältnis von Vertiefungsfläche gegenüber der nicht eingedrückten Außenseite A. Der Abstand AB zwischen den parallel um den Umfang verlaufenden Vertiefungen 20 sollte nicht zu gering gewählt werden, damit noch genügend Anpressfläche übrig bleibt, an der sich außen das Dichtungsmaterial anlagern und zwischen Außenseite A und Innenwandung der Bohrung abdichtend eingeklemmt werden kann.
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Die 3a bis 3c zeigen drei weitere mögliche Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verschlussdeckels 1 mit ein bis drei umlaufenden Vertiefungen 20 in der Außenseite A ihrer Seitenwandung 1s, wobei die Vertiefungen 20 im Querschnitt annähernd rechteckförmig ausgebildet sind.
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Die 4a bis 4c zeigen drei weitere mögliche Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verschlussdeckels 1 mit ein bis drei umlaufenden Vertiefungen 20 in der Außenseite A ihrer Seitenwandung 1s, wobei die Vertiefungen 20 im Querschnitt als V-Nuten ausgebildet sind.
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Es ist selbstverständlich möglich, dass an der Außenseite A mehr als eine umlaufende Vertiefung 20 vorgesehen wird, wobei die Vertiefungen 20 voneinander unterschiedliche Querschnittsformen, wie z. B. a) halbkreisförmig und V-Nuten oder b) V-Nuten und rechteckförmig, etc., aufweisen können.
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Die 5a zeigt eine Querschnittsdarstellung durch die Ronde T, welches nach dem Tiefziehen mit der oberen flachen Seite die Außenseite A und mit der unteren flachen Seite die Innenseite I des Verschlussdeckels 1 bildet. Die obere flache Seite A weist eine kreisförmige Vertiefung 200 auf, welche nach dem Tiefziehen die Vertiefung 20 bildet. Durch die Wahl der Querschnittsform der Vertiefung 200 wird auch die Querschnittsform der Vertiefung 20 in der Außenseite A der Seitenwandung 1s bestimmt. Die in 5a dargestellte Querschnittsform der Vertiefung 200 ist halbkreisförmig, wodurch nach dem Tiefziehen die Vertiefung 20 ebenfalls halbkreisförmig oder zumindest konkav sein wird.
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Die 5b zeigt den fertigen Verschlussdeckel 1, der mittels Tiefziehen aus der Ronde T gemäß 5a hergestellt worden ist und dem Verschlussdeckel gemäß 2a entspricht.
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Die 6a zeigt eine Ronde T mit in die Oberfläche A eingebrachter kreisförmiger, im Querschnitt halbkreisförmiger, Vertiefung 200 zur Bildung einer umlaufenden Vertiefung bzw. Rille 20 in der Seitenwandung 1s des fertig tiefgezogenen Verschlussdeckels sowie einer zusätzlichen kreisförmigen koaxialen Vertiefung 100 zur Bildung des Übergangsbereiches 1sü, wie er in 6b dargestellt ist. Der Übergangsbereich 1 sü dient zur parallelen Ausrichtung der Rotationsachse RA des Verschlussdeckels 1 und der Bohrungsachse beim Einsetzen und Einpressen des Verschlussdeckels in ein Bohrloch. Er entspricht dem Übergangsbereich des Verschlussdeckels 1, wie er in den 7a bis 7e dargestellt und beschrieben ist. Die 6b zeigt den fertig tiefgezogenen Verschlussdeckel 1.
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Es ist selbstverständlich jedoch ebenso möglich, dass der Übergangsbereich 1 sü in einen Verschlussdeckel, wie er in den 2a bis 4c dargestellt ist, mittels eines Fräs- oder Schleifprozesses in die Oberfläche des tiefgezogenen Verschlussdeckels eingearbeitet wird.
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Die 7a zeigt eine Ronde T mit lediglich einer in die Oberfläche A eingebrachter kreisförmiger, im Querschnitt halbkreisförmiger, Vertiefung 100 zur Bildung des Übergangsbereiches 1sü, wie er in 7b dargestellt ist. Der Verschlussdeckel 1 gemäß dieser Ausführungsform weist keine ringförmige Vertiefung 20 an der Außenseite der Seitenwandung 1s auf.
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Die 7b zeigt eine Querschnittsdarstellung durch den Verschlussdeckel 1, der eine Bodenwandung 1b sowie eine daran angeformte Seitenwandung 1s aufweist, welche durch die gebogenen Verbindungsbereiche 3 miteinander verbunden sind. Die Bodenwandung 1b bildet mit ihrer Außenseite eine Auflagefläche A.
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Die Seitenwandung ist in drei übereinanderliegende Bereiche unterteilt, wobei sich oberhalb an den Verbindungsbereich 3 der untere Bereich 1su anschließt. Oben am oberen Rand OE des unteren Bereiches 1su grenzt der Übergangsbereich 1sü an, an dessen oberen Rand der obere Bereich 1so angrenzt.
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Die 7c zeigt eine Ausschnittsvergrößerung im Bereich des Übergangsbereiches 1sü des Verschlussdeckels. Der Außendurchmesser D2 des oberen Randes OE des unteren Bereiches 1su der Seitenwandung 1s des Verschlussdeckels 1 ist kleiner oder gleich dem Innendurchmesser DB der Bohrung B. Der Außendurchmesser D1 des unteren Randes UE des oberen Bereiches 1so der Seitenwandung 1s des Verschlussdeckels 1 ist größer als der Innendurchmesser DB der Bohrung B, so dass der Übergangsbereich 1sü eine Auflagefläche zur Auflage auf dem Rand der Bohrung B bildet. Die Höhe Hu des unteren Bereichs 1su plus der Höhe Hü ist kleiner als die Höhe Ho des oberen Bereiches 1so. Das Verhältnis von Ho/(Hu + Hü) kann 1 bis 3, bevorzugt 2,5 betragen. Die Höhen Ho und Hu können auch als axiale Längen der Bereiche 1su, 1so bezeichnet werden, da der Verschlussdeckel 1 rotationssymmetrisch ist. Die Höhe Hü des Übergangsbereiches ist im Vergleich zu den Höhen Ho und Hu deutlich kleiner, insbesondere um den Faktor 2 bis 5 kleiner als die Höhe Hu.
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Die Dicke der Seitenwand 1s kann in den einzelnen Bereichen 1su, 1sü, 1so unterschiedlich ausgebildet sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- DIN 443 [0002]
- DIN 443 [0002]
- DIN 443 [0017]
