CN101365619B - 具有压力补偿室的密封塞 - Google Patents

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Abstract

密封车辆的金属板(1)或底板上的开口的塞子，所述塞子包括覆盖开口且具有外部圆周凸缘(12)的盖(10)，该凸缘抵靠在金属板(1)或底板的一侧并配有第一圆周密封件(14)；进入所述开口的附加部件(20)；和设置在所述盖(10)或者附加部件(20)上的第二圆周密封件(24)，其与第一密封件(14)相距一定距离并且抵靠所述金属板(1)或所述底板；由金属板(1)或所述底板、两个密封件(14，24)和塞子的至少一个壁相对形成的腔(50)；其中所述塞子包括压力补偿室(40)，其与所述腔(50)连通，其通过压力补偿室(40)容积的改变补偿由于腔(50)内温度变化引起的压力变化。

Description

具有压力补偿室的密封塞
技术领域
本发明涉及一种塞子，特别是双密封塞，其密封车体金属板或者底板的开口。
背景技术
为了处理和上漆/上釉，将汽车车体零件或者车身壳体浸入合适的镀液中。这样的壳体或者车体零件具有开口或者类似结构以允许液体进入并且从腔中排出。最重要的腐蚀保护要求随后密封所述的开口。已知的大量的密封塞用于密封所述开口。所述塞子一般由塑料制成并且简单地通过手工压入所述开口放置在合适位置。大部分塞子具有抵靠在金属板一侧的凸缘，另外带有从金属板的另一侧的后面进行接合的锁定元件。为了排除空气和/或水的渗透，所述凸缘以密封的方式抵靠金属板，可以另外提供一个附加的密封件，例如以热熔胶，粘胶的形式提供，下面称为热熔胶。在使用热熔胶的情况下，将省去锁定元件并且密封塞使用上述粘胶单独粘贴。最后已知的塞子仅仅包括热熔胶。
德国专利文献DE10148493B4公开了使用两个单独的密封件保证可靠密封的塞子。第一密封件设置在从塞子向外指向的外围凸缘上，并且当所述密封件插入所述开口时，抵靠在金属板的第一侧面上。第二密封件设置在金属板边缘附近。两个密封件利用热熔胶相配合并且可以互相分开。
当放置在合适的位置时，已知的密封塞子插入新上漆的车体部分的开口，然后将车体部分放入炉子里以固化/烘干漆。密封塞和所述车体部分被共同加热并且热熔胶在处理过程中熔化。
然而，已知的塞子不能总是有效地密封。水分可以穿过所述开口并且腐蚀车身部分。
发明内容
基于上面的现有技术情况，本发明的目的是提出一种提供可靠密封的塞子。
本发明基于对现有技术关于如在所述德国专利文献DE10148493B4中公开的密封塞的观察，所述塞子的一些组成部分，即两个密封件和金属板，其相对形成由热熔胶封闭和密封的腔，所述腔的容积同时由塞子的几何尺寸唯一确定。当具有这样已知的车体部件的车体部分从炉子中移开时，密闭在所述腔中的气体将与车体部件一起冷却。此温度的改变降低了腔内的压力。考虑到腔内的压力的降低，例如由于形成在其上和/其内的气泡或通道，周围的空气可以被吸入腔中并且在此区域中的密封件将弯曲。在密封件中的这些改变可以引起失效的密封。
上面的问题可以由本发明解决并且已知塞子的上述缺点可以通过权利要求1中限定的特征克服。本发明的塞子密封车辆的金属板或底板的开口，其包括覆盖开口的盖，该盖具有抵靠在金属板或底板的一侧并包括第一圆周密封件的圆周的外部凸缘，以及进入所述开口的附加部件和安装在所述盖或者附加部件上的第二密封件，第二密封件设计为与第一密封件相距一定距离并且抵靠所述金属板或底板，腔被界定，由此其由金属板或底板、两个密封件和塞子的至少一个壁围成。本发明还提供了压力补偿室，其与所述腔连通并且补偿腔内由于所述压力补偿室的容积改变引起的压力变化。
因此在两个密封件之间相对形成的容积可以与不同的压力或者温度匹配。可以可靠地防止周围的空气从密封区域流入腔或者从其溢出。因此密封件的密封特性不受局部密封件的变形或偏移的影响。
在本发明的一个实施例中，压力补偿室设计为弹性变形。在理论上，压力补偿室的容积的改变可以通过任意的变形实现。为达到此目的，压力补偿室包括至少一个可变形的壁。例如所述壁可以是在压力改变时可以变形的薄片。然而优选至少一个压力补偿室的壁弹性变形。因为其弹性，压力补偿室在组装时设定一确定的形状并且因此呈现一确定的容积。然而相关的弹性必须足够以不对抗由必须承担的弹力引起的所需压力补偿。在腔和外围之间的压力差必须保持在给定的界限内。
在本发明的另一个实施例中，压力补偿室的变形的方式允许在腔和压力补偿室之间相对形成的容积超过25％的变化。要求容积改变超过25％以保证在温度波动情况下压力的恒定。
在本发明的另一个实施例中，至少一个密封件上具有热熔。基本上本发明可以有利地与其属性随温度变化的各种密封件结合。本发明还允许在与塞子密封件例如油漆相配合的表面抵抗不利的改变。然而将本发明与设有热熔的密封件相结合特别有利，因为所述塞子可以同时粘贴到车体部件。
本发明的一种设计中，附加部件具有搭接装置，其从金属板或底板的后面结合。所述附加部件保证塞子插入所述开口。
在本发明的另一种设计中，第二密封件设置在相对第一密封件一侧的金属板侧面上。在此设计中，两个密封件的压力作用在相反的方向，因此两个密封件都可以被加载所需的压力。优选地，第一凸缘应该是弹性的。在此方式中，在塞子插入的位置，安装在凸缘上的圆周密封件应该均匀地被压靠在车辆的金属板或者底板上。
在本发明的另一种设计中，附加部件包括第二圆周凸缘，其从金属板或底板的后面结合并且接收第二圆周密封件。所述第二凸缘优选地为弹性的。在此设计中，第二圆周密封件被来自第二凸缘的弹性力挤压靠在金属板或车辆底板的背面。如果第二凸缘是非弹性的，第二圆周密封件所需的压力也应该由第一弹性凸缘施加，或者反之亦然。
优选地，第二凸缘朝向第一凸缘倾斜向外延伸。在此设计中，第二凸缘施加力，该力沿第一凸缘方向作用在结合的密封件上。同样地，第二凸缘的倾斜使得塞子插入所述开口更容易。
本发明的另一种设计中，腔和压力补偿室之间的连通通过管道实现。基本上腔和压力补偿室之间的任何种类的连通都是可接受的。特别是不需要隔离物进入两个适当确定的区域，也就是腔和压力补偿室内部的空间。这两个子容积可以仅仅通过概念上的线彼此分离。然而有利地是压力补偿室应该与腔分离并且两者之间的连通应该仅仅通过一个或多个管道实现。在此方式下，本发明清楚地界定了压力补偿室的容易变形的壁和塞子的其它相对坚硬的部分。
同样优选地，压力补偿室包括在其边缘互相联接的两个凸出边界壁。这些边界壁可以是圆的，其与透镜形状的压力补偿室相对，也可以是例如矩形的多边形，由此压力补偿室设定为枕形。在每一种情况中，最终的压力补偿室将在容积方面经历相对较大的变化，因为边界壁的形状变化相对较小。
在一个实施方式中，两个凸出的彼此边缘连接的边界壁具有不同的厚度。因此，越薄的边界壁越容易变形。此变形尤其好确定。使用不同材料制成的边界壁也可以得到同样的效果。
在本发明的另一个实施例中，塞子盖构成其中一个边界壁。此特征尤其提供了塞子的简单设计。
在本发明的另一个实施方式中，塞子由两部分制成，即盖和附加部件，其互相熔合在一起。优选使用超声熔合使得盖和附加部件结合在一起。两部分的设计允许简化的制造，由此盖和附加部件有利地可以通过注模单独制造并且因此可以单独喷射。在喷射时塞子的部件经受的机械应力可以通过两部分制造减小。尤其是这种两部分制造允许两个部分的自动化可视控制，特别是对于两个密封件也是如此。
在本发明的一个实施方式中，所述盖包括直径比其外部边缘接合圆筒部分的所述开口小的基底壁，所述第一凸缘从圆筒部分的远离所述基底壁的端部朝向基底壁倾斜向外延伸。此设计允许盖的基底壁插入所述开口。特别是基底壁可以设计为这样，在其插入位置，其可以几乎与金属板水平。优选地，压力补偿室的一个界限壁由盖的基底壁构成。
仍然在本发明的另一个实施方式中，朝外的中心肋在纵向方向延伸并且位于所述圆筒部分。这些中心肋有助于塞子中心地插入所述开口。中心肋优选地设计为允许附加部件从金属板或车辆底板的背面结合，以便当塞子插入开口时向内有足够的变形。弹性的中心肋尤其要很好地匹配。在另外的设计中，中心肋的弹性得到加强，因为所述肋与半径方向相对形成的角度不为零度。
本发明通过讨论一个实施例和相关的4幅附图进行阐述。
附图说明
图1是本发明的插入到汽车车体的金属板的合适开口中的密封塞子开口冷却后的截面图。
图2是图1中的插入到车体金属板开口中的塞子开口在加热前的截面图。
图3是在插入前图1和2的塞子的截面图，和
图4是图1到3中的塞子的仰视图。
具体实施方式
附图1表示的是插入车体金属板1的开口的密封塞子。塞子包括盖10和附加部件20。所示的塞子是圆形的并且可以特别地如附图4的仰视图所示的对称旋转。
盖10和附加部件20在环形区域30熔合在一起。盖10具有弹性的圆周凸缘12，进而圆周凸缘12上具有第一圆周的热熔密封件14。盖10包括一个通过圆筒部分18联接的圆周环形底壁16，凸缘12设置在所述部分18的端部，其远离底壁16并且向外朝向金属板1延伸。
在环形联接表面30的外面，附加部件20具有第二凸缘22，进而第二凸缘22具有第二密封件24，其也为热熔胶。
压力补偿壁边界40包围在盖10的底壁16和附加部件20之间。压力补偿室40向上由盖10的基体16的一部分构成的上部边界壁42和由附加部件20的中间部分构成的下部边界壁44界定。
腔50通过金属板1、密封件14和24、和附加部件20的第一和第二凸缘12和23界定。所述腔50的容量基本上由边界表面的结构预先确定。其通过在附图1中省略的通道与压力补偿室40的内部相连通。
压力补偿室40的上部边界壁42和下部边界壁44是弹性的，因此在腔50中的温度变化引起的压力变化通过此压力补偿室40的容积变化自动补偿。
如图中所示，压力补偿室40的下部边界壁44比上部边界壁42薄。隔离件62设置在两个边界壁42和44之间并且预先确定两个边界壁之间的最小间距，因此确定了压力补偿室40的最小容量。
附图也示出设置在盖10的圆筒部分18的中心肋60。中心肋60在其下端部在区域64中是倾斜的，以方便塞子插入到开口。另外中心肋60的尺寸以下面方式进行选择，当插入所述开口时，第二凸缘22和圆周密封件24可以在中心肋60的方向向内变形足够远，从而允许塞子无障碍插入开口中。
两个凸缘12和22的每一个向外并且朝向金属板1延伸。两个均是弹性的并且两个密封件14和24在插入时向金属板1施加压力。
图1表明两个密封件14和24保证可靠的密封并且保证在其冷态时结合。在其整个圆周上，每一个密封件14、24可以摆脱由流入或流出的气体引起的空气混入或变形。
如附图1所示的在其冷态，并且因为其相应的两个边界表面42和44的变形，压力补偿室40呈现出其有效的最小容积。边界表面的变形以下面的方式设计，在压力补偿室40和腔50中的压力基本上为外围环境的压力。
附图2表示的是在加热前的同一密封塞子。此时热熔密封件14和24并不熔化并且因此仍然保持它们最初的形状。压力补偿室40的边界壁42和44的每一个向外突出，形状上与其松弛状态相对应。压力补偿室40的容积基本上大于附图1中所示的容积。
附图2进一步示出两个弹性凸缘12和22已经分别将密封件14和24压向金属板1。在这种方式中，可以保证塞子抵抗意外的滑动或者甚至抵抗脱离开口。然而，在熔化之前的这种状态下，所述密封件并没有密封腔50。
附图3表示的是附图1和2的塞子在其插入开口之前。附图3已经相对于附图1和2围绕对称轴70旋转，因此只有一个中心肋是可见的。
附图3表示出连接压力补偿室40到腔50的通道66。
附图3还表示出两个凸缘12和22未变形的状态。在此状态中，第一密封件14(其在插入状态时抵靠在金属板1的上侧面)位于第二密封件24的下面，第二密封件在插入状态时设置在金属板1的下面。因此可以清楚地看到在插入状态中，两个凸缘12和22弹性地变形并且因此向金属板1施加力。由凸缘12和22施加的两个力指向相反的方向并且因此自动地定位塞子的要求高度。
附图3还表示出压力补偿室40的上部边界壁42和下部边界壁44呈如其在附图2中的基本的、未变形的形状。在这个清楚地显示出向外指出的构造中，上部边界壁42与隔离件62相距一定的距离。
附图4是从下面看的视图并且表明了塞子的旋转对称。其示出了最远端的向外的凸缘12和第二圆周凸缘22的较向内的下侧。压力补偿室50的下部边界壁表示为在44处为中心。

Claims (38)

1.一种密封车辆的金属板(1)上的开口的塞子，包括
--盖(10)，其覆盖开口，并且包括外部第一圆周凸缘(12)，该凸缘抵靠在金属板(1)的一侧并配有第一圆周密封件(14)，
--进入所述开口的附加部件(20)，和
--设置在所述盖(10)或者附加部件(20)上的第二圆周密封件(24)，其与第一圆周密封件(14)相距一定距离并且抵靠所述金属板(1)，腔(50)由金属板(1)、两个密封件(14，24)和塞子的至少一个壁包围，
其特征在于
-所述塞子包括压力补偿室(40)，
--所述压力补偿室(40)与所述腔(50)连通，并且
--所述压力补偿室(40)通过压力补偿室(40)容积的改变补偿腔(50)内由于温度变化引起的压力变化。
2.如权利要求1所述的塞子，其特征在于，压力补偿室(40)可弹性变形。
3.如权利要求1或2所述的塞子，其特征在于，压力补偿室(40)以由腔(50)和压力补偿室(40)封闭的容积变化可超过25％的方式变形。
4.如权利要求1所述的塞子，其特征在于，至少一个圆周密封件(14，24)包括热熔胶。
5.如权利要求1所述的塞子，其特征在于，附加部件(20)包括从金属板(1)的后面结合的搭接装置。
6.如权利要求1所述的塞子，其特征在于，第二圆周密封件(24)设置在金属板(1)的与安装第一圆周密封件(14)的侧面相对的侧面上。
7.如权利要求1所述的塞子，其特征在于，第一圆周凸缘(12)是弹性的。
8.如权利要求1所述的塞子，其特征在于，附加部件(20)包括第二圆周凸缘(22)，所述第二圆周凸缘从金属板(1)的后面结合并且支承第二圆周密封件(24)。
9.如权利要求8所述的塞子，其特征在于，第二圆周凸缘(22)是弹性的。
10.如权利要求8或9所述的塞子，其特征在于，第二圆周凸缘(22)朝向第一圆周凸缘(12)倾斜向外延伸。
11.如权利要求1所述的塞子，其特征在于，腔(50)和压力补偿室(40)之间的流体连通由至少一个通道(66)构成。
12.如权利要求1所述的塞子，其特征在于，压力补偿室(40)包括在其边缘互相结合的两个凸出的边界壁(42，44)。
13.如权利要求12所述的塞子，其特征在于，边界壁(42，44)的厚度是不同的。
14.如权利要求12或13所述的塞子，其特征在于，一个边界壁(42)由盖(10)构成。
15.如权利要求1所述的塞子，其特征在于，塞子包括盖(10)和附加部件(20)，所述盖和所述附加部件互相熔合在一起。
16.如权利要求1所述的塞子，其特征在于，所述盖(10)具有直径比开口直径小的基底壁(16)，结合圆筒部分(18)的外部开口边缘，从所述圆筒部分的远离基底壁(16)的端部朝向所述基底壁倾斜向外延伸的第一圆周凸缘(12)。
17.如权利要求16所述的塞子，其特征在于，盖(10)的基底壁(16)构成压力补偿室(40)的边界壁(42)。
18.如权利要求16或17所述的塞子，其特征在于，设置在所述圆筒部分(18)的指向外的中心肋(60)在纵向方向延伸。
19.如权利要求18所述的塞子，其特征在于，中心肋(60)和径向方向相对，其间的夹角不是零度。
20.一种密封车辆的底板上的开口的塞子，包括
--盖(10)，其覆盖开口，并且包括外部第一圆周凸缘(12)，该凸缘抵靠在底板的一侧并配有第一圆周密封件(14)，
--进入所述开口的附加部件(20)，和
--设置在所述盖(10)或者附加部件(20)上的第二圆周密封件(24)，其与第一圆周密封件(14)相距一定距离并且抵靠所述底板，腔(50)由所述底板、两个圆周密封件(14，24)和塞子的至少一个壁包围，
其特征在于
-所述塞子包括压力补偿室(40)，
--所述压力补偿室(40)与所述腔(50)连通，并且
--所述压力补偿室(40)通过压力补偿室(40)容积的改变补偿腔(50)内由于温度变化引起的压力变化。
21.如权利要求20所述的塞子，其特征在于，压力补偿室(40)可弹性变形。
22.如权利要求20或21所述的塞子，其特征在于，压力补偿室(40)以由腔(50)和压力补偿室(40)封闭的容积变化可超过25％的方式变形。
23.如权利要求20所述的塞子，其特征在于，至少一个圆周密封件(14，24)包括热熔胶。
24.如权利要求20所述的塞子，其特征在于，附加部件(20)包括从车底板的后面结合的搭接装置。
25.如权利要求20所述的塞子，其特征在于，第二圆周密封件(24)设置在车底板的与安装第一圆周密封件(14)的侧面相对的侧面上。
26.如权利要求20所述的塞子，其特征在于，第一圆周凸缘(12)是弹性的。
27.如权利要求20所述的塞子，其特征在于，附加部件(20)包括第二圆周凸缘(22)，所述第二圆周凸缘从车底板的后面结合并且支承第二圆周密封件(24)。
28.如权利要求27所述的塞子，其特征在于，第二圆周凸缘(22)是弹性的。
29.如权利要求27或28所述的塞子，其特征在于，第二圆周凸缘(22)朝向第一圆周凸缘(12)倾斜向外延伸。
30.如权利要求20所述的塞子，其特征在于，腔(50)和压力补偿室(40)之间的流体连通由至少一个通道(66)构成。
31.如权利要求20所述的塞子，其特征在于，压力补偿室(40)包括在其边缘互相结合的两个凸出的边界壁(42，44)。
32.如权利要求31所述的塞子，其特征在于，边界壁(42，44)的厚度是不同的。
33.如权利要求31或32所述的塞子，其特征在于，一个边界壁(42)由盖(10)构成。
34.如权利要求20所述的塞子，其特征在于，塞子包括盖(10)和附加部件(20)，所述盖和所述附加部件互相熔合在一起。
35.如权利要求20所述的塞子，其特征在于，所述盖(10)具有直径比开口直径小的基底壁(16)，结合圆筒部分(18)的外部开口边缘，从所述圆筒部分的远离基底壁(16)的端部朝向所述基底壁倾斜向外延伸的第一圆周凸缘(12)。
36.如权利要求35所述的塞子，其特征在于，盖(10)的基底壁(16)构成压力补偿室(40)的边界壁(42)。
37.如权利要求35或36所述的塞子，其特征在于，设置在所述圆筒部分(18)的指向外的中心肋(60)在纵向方向延伸。
38.如权利要求37所述的塞子，其特征在于，中心肋(60)和径向方向相对，其间的夹角不是零度。
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