DE102004028164B3

DE102004028164B3 - Hülse mit abgedichteter Durchgangsbohrung

Info

Publication number: DE102004028164B3
Application number: DE200410028164
Authority: DE
Inventors: Helmut Kainer; Bernd Dr. Steeg
Original assignee: FASTENRATH BEFESTIGUNGSTECHNIK; FASTENRATH BEFESTIGUNGSTECHNIK GmbH
Current assignee: FASTENRATH BEFESTIGUNGSTECHNIK; FASTENRATH BEFESTIGUNGSTECHNIK GmbH
Priority date: 2004-06-09
Filing date: 2004-06-09
Publication date: 2005-12-29
Anticipated expiration: 2024-06-10

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hülse zur Aufnahme eines Bolzens mit einer durchgehenden Bohrung mit zumindest zwei Hülsenöffnungen und mit zumindest einem Dichtelement, das eine der Öffnungen im Wesentlichen vollständig verschließt, wobei das Dichtelement aus einem mit dem Hülsenkörper verbundenen Dichtrand und einer mit dem Dichtrand verbundenen Dichtmembran, die die Hülsenöffnung bedeckt, besteht. Um eine derartige Hülse für die Anwendung insbesondere im Automobilbereich zu verbessern, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass durch Verdrängen der Dichtmembran durch den Bolzen der Dichtrand mit dem Bolzen durchdringbar ist und dass der Dichtrand nach dem Durchdringen des Bolzens mit dem Hülsenkörper verbunden bleibt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hülse zur Aufnahme eines Bolzens, mit einer durchgehenden Bohrung mit zumindest zwei Hülsenöffnungen, und mit zumindest einem Dichtelement, das eine der Öffnungen im Wesentlichen vollständig verschließt, wobei das Dichtelement aus einem mit dem Hülsenkörper verbundenen Dichtrand und einer mit dem Dichtrand verbundenen Dichtmembran, die die Hülsenöffnung bedeckt, besteht, wobei durch Verdrängen der Dichtmembran durch den Bolzen der Dichtrand mit dem Bolzen durchdringbar ist und wobei der Dichtrand nach dem Durchdringen des Bolzens mit dem Hülsenkörper verbunden bleibt.

Um verschiedene Elemente am Unterboden eines Fahrzeugs mittels Schrauben zu befestigen, werden derartige Hülsen, die insbesondere als Schweißmuttern mit Innengewinde ausgebildet sind, am Fahrzeugunterboden festgeschweißt. Aus ästhetischen und praktischen Gründen wird eine Schutzschicht gegen Rost oder eine Lackschicht erst nach dem Anbringen dieser Schweißmuttern an ihrem Bestimmungsort aufgetragen. Dabei besteht ein hohes Risiko, das Rostschutzmittel oder Lack in den Gewindegang gerät. Beim Einschrauben von Gewindebolzen in die Schweißmuttern kann dies zu einem Festfressen der Schraubverbindung führen. Um dieses Problem zu beseitigen, sieht der Stand der Technik Schweißmutter mit einer Abdeckung vor, die eine Gewindeöffnung vollständig verschließt, um das Eindringen von Rostschutzmitteln und Lacken in den Gewindegang zu verhindern. Herkömmliche Hutmuttern mit bauartbedingt lediglich einer Gewindeöffnung sind in vielen Anwendungen aufgrund ihrer großen Bauhöhe nicht einsetzbar. Alternativ gibt es Schraubenmuttern geringerer Bauhöhe mit verlierbarer Abdeckung einer Gewindeöffnung. Aus der DE 43 09 868 C2 ist eine gattungsgemäße Hülse mit einem Mutterngewinde und einem ringförmigen Körper aus einem elastischen Werkstoff bekannt, wobei der elastische Werkstoff in eine Aussparung des Bauteils eingesetzt ist und der Selbstsicherung der Schraubverbindung dient.

Der Erfinder hat sich die Aufgabe gestellt, die sich aus dem Stand der Technik ergebenden Nachteile zu beseitigen und eine Hülse der eingangs genannten Art insbesondere hinsichtlich der Handhabbarkeit und Einsetzbarkeit im Automobilbereich zu verbessern. Überdies ist es aus ökologischer und ökonomischer Sicht sinnvoll, den Materialverbrauch bei einer Massenware wie einer Schraubenmutter zu optimieren.

Um diese Aufgabe zu lösen, stellt die Erfindung eine Hülse der eingangs genannten Art zur Aufnahme eines Bolzens bereit, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das Dichtelement zumindest eine Sollbruchstelle aufweist. Aufgrund der Sollbruchstelle lässt sich die Dichtmembran leicht durch den Bolzen verdrängen. Weil sich die Dichtmembran durch den Bolzen verdrängen lässt, muss im Gegensatz zur Hutmutter kein zusätzlicher Freiraum zur Aufnahme des führenden Bolzenendes vorgesehen werden. So lässt sich die Bauhöhe der erfindungsgemäßen Hülse auf ein Drittel der Bauhöhe einer herkömmlichen Hutmutter reduzieren. Auch wird maximal lediglich ein Teil des Dichtelements, nämlich die Dichtmembran, die die Hülsenöffnung bedeckt, abgesprengt. Der Dichtrand hat eine tragende Funktion und stellt die Verbindung zwischen dem Dichtelement und dem Hülsenkörper her, und weist dafür eine entsprechend kräftige Struktur bzw. Dicke auf. Die Dichtmembran dient jedoch lediglich der Abdeckung der Hülsenöffnung während eines Bearbeitungsvorgangs z.B. des Lackierens der Hülse und übernimmt keine stützende Aufgabe, die eine kräftige Struktur erfordert. Bedingt durch diese Aufgabenteilung kann die Materialstärke der Dichtmembran minimiert werden, so dass die Umwelt im Falle des Absprengens der Dichtmembran deutlich geringer belastet wird. Da der Dichtrand erfindungsgemäß mit der Hülse verbunden bleibt, wird durch eine entsprechende Einfärbung des Dichtrands zudem ein kostengünstiges Sortiermerkmal geschaffen: Durch die Dichtmembran sind bestimmte Stellen des Dichtrands abgedeckt und werden beim Lackieren der Hülse nicht lackiert. Diese Stellen werden nach Zusammenführen des Bolzens und der Hülse bzw. nach dem Aufplatzen der Dichtmembran sichtbar. Nach dem Öffnen der Dichtmembran können die Hülsen anhand der Farbe des Dichtrandes unterschieden werden, was insbesondere im Hinblick auf nachfolgende Service- und Wartungsarbeiten zu Zwecken der Kennzeichnung und Orientierung vorteilhaft eingesetzt werden kann.

Es erweist sich als günstig, wenn das Dichtelement im Wesentlichen scheibenförmig ist. In dieser Form bietet das Dichtelement den notwendigen Schutz gegenüber dem Eintreten von Lacken oder Frostschutzmitteln in den Gewindegang und ist leicht mit dem Hülsenkörper zu verbinden.

Überdies erweist es sich als hilfreich, wenn sich das Dichtelement in einer Ebene im Wesentlichen senkrecht zur Mittelachse der Bohrung erstreckt. In dieser oder einer dazu parallelen Ebene ist die abzudichtende Fläche am kleinsten und der Materialverbrauch für das Dichtelement am geringsten.

Es erweist sich als besonders vorteilhaft, wenn der Dichtrand die Dichtmembran umfangsseitig umgibt. In dieser Form bildet der Dichtrand einen Rahmen, der die Struktur des Dichtelements stärkt und aus dem die Dichtmembran leicht heraustrennbar ist.

Ist der Dichtrand geschlossen, so verschafft er der Struktur des Dichtelements eine noch bessere Steifigkeit und eine noch höhere Formstabilität.

Wenn das Dichtelement im Wesentlichen zylindrisch ist, lässt sich der Dichtrand besonders gut mit der Hülse verbinden. So kann das Dichtelement z.B. in einer zylindrischen Nut eingefasst werden.

Es erweist sich zudem als günstig, wenn die Kontaktstelle zwischen dem Dichtrand und der Dichtmembran im Wesentlichen kreisförmig ist. Dadurch wird eine einfache Trennkontur ohne Ecken geschaffen, die es begünstigt, die Dichtmembran sauber bzw. ohne Materialrückstände vom Dichtrand abzutrennen.

Überdies erweist es sich als hilfreich, wenn die Kontaktstelle zwischen dem Dichtrand und der Dichtmembran im Wesentlichen konzentrisch zum Außenumfang des Dichtrands angeordnet ist. So weist der Dichtrand eine gleichbleibende Materialstärke auf und sorgt für optimalen Halt im Verbund mit dem Hülsenkörper.

Es ist vorteilhaft, wenn die Dichtmembran eine geringere Materialstärke aufweist als der Dichtrand. Die Dichtmembran hat lediglich die Aufgabe die jeweilige Hülsenöffnung zu bedecken und hat grundsätzlich keine tragende Funktion. Es ist daher nicht erforderlich, die Dichtmembran in der gleichen Materialstärke zu fertigen wie den Dichtrand, der die Verbindung mit dem Hülsenkörper herstellt und insbesondere beim Durchdringen des Dichtrands mit dem Bolzen hohe Kräfte aufzunehmen hat. So kann bereits bei der Herstellung des Dichtelements Material eingespart werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Dichtmembran eine höhere Flexibilität auf als der Dichtrand. So ist z. B. eine Ausgestaltung der Dichtmembran als flexible Membran denkbar, die sich unter Einwirkung des durch den Dichtrand dringenden Schraubbolzens elastisch verformt und sich im montierten Zustand des Bolzens über das führende Ende desselben stülpt, ohne dabei zu reißen. So kann auch nach Durchdringen des Dichtrands mit dem Bolzen der Spalt zwischen Hülse und Bolzen vor dem Eindringen gegen Fremdpartikel z. B. Staub und Öl geschützt werden.

Eine derartige Ausführungsform der Hülse wird dadurch begünstigt, dass der Dichtrand und die Dichtmembran einstückig aus dem gleichen Material gefertigt sind. Im Vergleich zu einer heterogenen Materialpaarung wird die Gefahr des Bruchs an der Kontaktstelle dadurch erheblich verringert. Die unterschiedliche Flexibilität von Dichtmembran und Dichtrand kann durch unterschiedliche Materialstärken und Konturen erzielt werden.

Ein aus Kunststoff gefertigtes Dichtelement hat überdies den Vorteil, das es sehr kostengünstig herstellbar ist und leicht eingefärbt werden kann um ein Sortiermerkmal bereitzustellen. Bei einer Dichtmembran aus Kunststoff sind zudem im Allgemeinen nur geringe Kräfte zum Verdrängen der Dichtmembran erforderlich. So wird z.B. ein vorgegebenes Anzugsmoment beim Eindrehen eines Gewindebolzens in die erfindungsgemäße Hülse nicht verfälscht.

Überdies erweist es sich als günstig, wenn zumindest die Dichtmembran aus elastischem Material gefertigt ist. So kann der Spalt zwischen Bolzen und Hülse auch nach dem Zusammenführen des Bolzens und der Hülse gegen das Eindringen von Fremdpartikeln z. B. Staub und Öl geschützt werden. Ebenso ist eine mehrfache Verwendung einer derartigen Hülse denkbar, da sich das elastische Material jeweils der über die Ebene der Hülsenöffnung herausragende Länge des Bolzens anpasst.

Dazu erweist es sich als günstig, wenn zumindest die Dichtmembran aus elastomerhaltigem Material gefertigt ist. Die Werkstoffe Polyamid, Polypropylen, Polyethylen oder Gummi eignen sich besonders gut für die Herstellung der Dichtmembran.

Um das Dichtelement optimal an die jeweiligen Einsatzbedürfnisse anzupassen und den Materialverbrauch des Dichtelements zu optimieren, empfiehlt es sich besonders, wenn die Größe der Dichtmembran vor dem Verdrängen durch den Bolzen im Wesentlichen der Größe der abgedichteten Öffnung entspricht.

Im Falle einer kreisrunden Öffnung ist es besonders vorteilhaft, wenn Durchmesser der Dichtmembran im Wesentlichen dem Durchmesser der abgedichteten Öffnung entspricht.

Die Verbindung zwischen dem Dichtelement und der Hülse ist besonders fest und dicht, wenn das Dichtelement formschlüssig mit dem Hülsenkörper verbunden ist.

Die beste Formschlüssigkeit lässt sich erreichen, wenn das Dichtelement in einer Nut des Hülsenkörpers angeordnet ist.

Eine feste und dichte Verbindung zwischen der Hülse und dem Dichtelement lässt sich auf einfache und kostengünstige Weise auch dadurch erzielen, dass das Dichtelement in den Hülsenkörper eingebördelt ist. Überdies lässt sich eine geeignete Bördelung am Hülsenkörper relativ leicht und kostengünstig herstellen, z.B. durch Eindrücken oder Einknicken des Materials des Hülsenkörpers am Rande der Hülsenöffnung.

Wenn das Dichtelement an einem Ende der Bohrung angeordnet ist kann der größte Teil der Bohrung vor dem Eindringen von Fremdkörpern z.B. Lacken geschützt werden.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Kontaktstelle zwischen dem Dichtrand und der Dichtmembran als Sollbruchstelle ausgebildet. Dies begünstigt, dass die Dichtmembran unter der Einwirkung des führenden Endes des Bolzens sauber und ohne Materialrückstände vom Dichtrand abgetrennt werden kann.

Überdies erweist es sich als günstig, wenn die Dichtmembran beim Durchdringen des Dichtrands mit dem Bolzen an der Kontaktstelle abgetrennt wird. So kann auf weitere Werkzeuge oder Hilfsmittel zum Ablösen der Dichtmembran bzw. zum Freigeben der durch die Dichtmembran abgedichteten Öffnung der Hülse verzichtet werden.

In einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform bleibt die Dichtmembran beim Durchdringen des Dichtrands mit dem Bolzen an zumindest einer Kontaktstelle mit dem Dichtrand verbunden. So kann verhindert werden, dass sich die Dichtmembran ablöst und verloren geht, und dass durch das verlorene Teil z.B. in einem Fahrzeug ein unangenehmes Klappergeräusch entsteht.

Für den Einsatz im Automobilbereich ist es besonders hilfreich, wenn die Hülse eine Schraubenmutter ist und ein Innengewinde aufweist.

Eine besonders effektive Dichtwirkung lässt sich erzielen, wenn der Außendurchmesser des Dichtrands vorzugsweise 20 bis 40%, bevorzugt 30% größer ist als der Durchmesser der Dichtmembran. Ein Dichtrand dieser Stärke sorgt für optimalen Sitz in Verbindung mit der Hülse und dichtet die Hülsenöffnung besonders gut ab.

Ein besonders effektiver Schutz des Spalts zwischen Bolzen und Hülse kann dadurch erzielt werden, dass sich ein Außengewinde des Bolzens, wenn der Bolzen den Dichtrand durchdringt, mit dem Dichtrand in Eingriff befindet.

Dazu erweist es sich auch als besonders hilfreich, wenn das Dichtelement angrenzend an das Ende des Innengewindes der Hülse angeordnet ist. So kann das führende Ende eines in die Hülse eingebrachten Schraubbolzens genau auf die Dichtmembran hingeführt werden. Auch lässt sich dadurch das Dichtelement besonders genau auf die abzudichtende Hülsenöffnung ausrichten.

Es erweist sich als besonders günstig, wenn der Gewindedurchmesser des Bolzens größer ist als der Durchmesser der Dichtmembran. So wird der Dichtrand auf den Außendurchmesser des Bolzens festgepresst und sorgt für optimale Abdichtung des sich ergebenden Spalts zwischen Bolzen und Hülse. Auch wird dadurch eine wirksame Verliersicherung geschaffen.

Die spezifischen technischen Merkmale der erfindungsgemäßen Hülse werden nachstehend mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschreiben.
1a zeigt das erste Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hülse mit geschlossenem Dichtelement in einem Schnitt entlang der Bohrungsachse im Zustand vor der Montage, wobei die Hülse eine Schraubenmutter ist und das Dichtelement als Abdeckschutz beim Lackieren ausgebildet ist.
1b zeigt das erste Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hülse mit geöffnetem Dichtelement in einem Schnitt entlang der Bohrungsachse im Zustand nach der Montage.
2a zeigt das zweite Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hülse mit geschlossenem Dichtelement in einem Schnitt entlang der Bohrungsachse im Zustand vor der Montage, wobei die Hülse eine Passhülse ist und das Dichtelement als Abdeckschutz beim Lackieren ausgebildet ist.
2b zeigt das zweite Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hülse mit geöffnetem Dichtelement in einem Schnitt entlang der Bohrungsachse im Zustand nach der Montage.
3a zeigt das dritte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hülse mit geschlossenem Dichtelement in einem Schnitt entlang der Bohrungsachse im Zustand vor der Montage, wobei die Hülse eine Schraubenmutter ist und das Dichtelement als Abdeckschutz beim Lackieren ausgebildet ist und die Schraube im Montagefall sichert.
3b zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Ausschnitts der 3a.
3c zeigt das dritte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hülse mit geöffnetem Dichtelement in einem Schnitt entlang der Bohrungsachse im Zustand nach der Montage.
3d zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Ausschnitt der 3c, insbesondere das Zusammenwirken des Gewindebolzens mit dem Dichtrand nach der Montage.
4a zeigt das vierte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hülse mit geschlossenem Dichtelement in einem Schnitt entlang der Bohrungsachse im Zustand vor der Montage, wobei die Hülse eine Schraubenmutter ist und das Dichtelement als Abdeckschutz beim Lackieren ausgebildet ist und die Dichtmembran im Montagefall mit dem Dichtrand an einer Gelenkstelle verbunden bleibt.
4b zeigt eine Draufsicht auf das vierte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hülse der 4a vor der Montage.
4c zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Ausschnitts der 4a.
4d zeigt das vierte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hülse mit geöffnetem Dichtelement in einem Schnitt entlang der Bohrungsachse im Zustand nach der Montage.
5a zeigt das fünfte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hülse mit geschlossenem Dichtelement in einem Schnitt entlang der Bohrungsachse im Zustand vor der Montage, wobei die Hülse eine Schraubenmutter ist und das Dichtelement als Abdeckschutz beim Lackieren ausgebildet ist, und die Dichtmembran im Montagefall segmentartig aufplatzt und mit dem Dichtrand verbunden bleibt.
5b zeigt eine Draufsicht auf das fünfte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hülse der 5a vor der Montage.
5c zeigt das fünfte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hülse mit geöffnetem Dichtelement in einem Schnitt entlang der Bohrungsachse im Zustand nach der Montage.
5d zeigt eine Draufsicht auf das fünfte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hülse der 5c nach der Montage.
6a zeigt das sechste Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hülse mit geschlossenem Dichtelement in einem Schnitt entlang der Bohrungsachse im Zustand vor der Montage, wobei die Hülse eine Schraubenmutter ist und das Dichtelement als Abdeckschutz beim Lackieren ausgebildet ist und die Schraube im Montagefall sichert.
6b zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Ausschnitts der 6a.
6c zeigt das sechste Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hülse mit geöffnetem Dichtelement in einem Schnitt entlang der Bohrungsachse im Zustand nach der Montage.
6d zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Ausschnitts der 6c, insbesondere das Zusammenwirken des Gewindebolzens mit dem Dichtrand nach der Montage.
7a zeigt eine Unteransicht des siebten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Hülse mit geschlossenem Dichtelement im Zustand vor der Montage, wobei die Hülse eine Vierkantschweißmutter ist und das Dichtelement als Abdeckschutz beim Lackieren ausgebildet ist.
7b zeigt eine Unteransicht des siebten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Hülse mit geschlossenem Dichtelement in einem Schnitt entlang der Bohrungsachse im Zustand vor der Montage.
7c zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts der 7b.
7d zeigt das eine Draufsicht auf das siebte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hülse.
Die in der Beschreibung angewandten Begriffe zur Positionsangabe z.B. oben, unten bzw. obere(r), untere(r), linke(r), rechte(r), etc. dienen lediglich dem technischen Verständnis der Beschreibung und sind ausschließlich im Zusammenhang mit der jeweiligen Zeichnung, nicht aber als bindende Merkmale zu verstehen.
Die erfindungsgemäße Hülse 1 aller Ausführungsbeispiele besteht jeweils aus einem Hülsenkörper 1 mit einer Durchgangsbohrung 2, deren Mittelachse 4 sich im Wesentlichen senkrecht zur Oberseite der Hülse 1 erstreckt. Der Durchmesser der Bohrung beträgt vorzugsweise 10 mm. Der Außendurchmesser der Hülse 1 beträgt etwa das zwei- bis dreifache des Durchmessers der Bohrung 2. Die Hülse kann z. B. als Sechskant-, Vierkant- oder Rundkörper ausgestaltet sein und eignet sich insbesondere, um ein Werkzeug am Außenumfang anzusetzen. Die Hülse 1 ist zur Aufnahme eines Bolzens 14 bestimmt, dessen Durchmesser in etwa dem Durchmesser der Bohrung 2 entspricht. Der Zustand vor dem Zusammenführen des Bolzens 14 und der Hülse 1 wird im Rahmen dieser Beschreibung als Zustand „vor der Montage" bezeichnet. Dementsprechend wird der Zustand nach dem Zusammenführen des Bolzens 14 und der Hülse 1 als Zustand „nach der Montage" bezeichnet. In allen Ausführungsbeispielen ist innerhalb der Bohrung 2 am oberen Ende eine umlaufende Nut 7 vorgesehen, die sich senkrecht zur Bohrungsachse 4 erstreckt, und das Dichtelement 10 formschlüssig aufnimmt. Im Bedarfsfall kann geringfügig Spiel vorgesehen sein.
Das Dichtelement 10 ist scheibenförmig und mit einer Außenkontur versehen, die im Wesentlichen der Kontur der Nut 7 angepasst ist. Dazu hat das Dichtelement 10, insbesondere der Dichtrand 11 im Wesentlichen den gleichen Durchmesser und im Wesentlichen die gleiche axiale Höhe wie die Nut 7. Das Dichtelement 10 ist in allen Ausführungsbeispielen im Wesentlichen ein rotationssymmetrischer Körper, der sich durch die Rotation eines in der jeweiligen Schnittansicht der 1a, 2a, 3a, 4a, 5a, 6a und 7a gezeigten Profilabschnitts des Dichtelements 10 von der Achse 4 zum jeweiligen Randbereich des Dichtelements 10, angrenzend an die Nut 7, um 360° um die Achse 4 ergibt. Die Mittelachse 4 des Dichtelements 10 fällt mit der Mittelachse 4 der Bohrung 2 in allen Schnittansichten zusammen. Das Dichtelement 10 besteht aus dem Dichtrand 11, der formschlüssig mit dem Hülsenkörper 1 bzw. mit der Nut 7 verbunden ist und der Dichtmembran 12, die einen Querschnitt der Durchgangsbohrung 2 vor der Montage eines zugehörigen Bolzens 14 vollständig abdeckt und flüssigkeits- und staubdicht verschließt. Der Dichtrand 11 und die Dichtmembran 12 sind an einer umlaufenden – aufgrund der Rotationssymmetrie kreisförmigen – Kontaktstelle 13 jeweils fest miteinander verbunden. Die Außenkontur des Dichtelements 10 ist vorzugsweise zylindrisch, aber auch eine andere z.B. konische Außenkontur wäre denkbar. Der Dichtrand 11 ist geschlossen und umgibt die Dichtmembran 12 vollständig. Im vierten Ausführungsbeispiel ist darüber hinaus ein verstärkter Gelenkabschnitt 13a in einem Bereich der Kontaktstelle 13 vorgesehen. Im fünften Ausführungsbeispiel weist die Dichtmembran 12 Sollbruchstellen bzw. Perforationen auf, die sich von der Mittelachse 4 bis zur umlaufenden, kreisförmigen Kontaktstelle 13 erstrecken. Der Dichtrand 11 und die Dichtmembran 12 des Dichtelements 10 sind vorzugsweise einstückig aus dem gleichen Material gefertigt. Für die Herstellung des Dichtelements 10 eignen sich insbesondere die Materialien Polyamid, Polyethylen, Polypropylen oder Gummi. Alternativ eignet sich das Zweikomponentenspritzgießen zur Herstellung des Dichtrands 11 und der Dichtmembran 12 aus unterschiedlichen Materialien. Das Dichtelement 10 kann als Sortiermerkmal z.B. eine besondere Einfärbung aufweisen.
Die umlaufende Nut 7 wird von einem umlaufenden Rand 6 begrenzt. Dieser umlaufende Rand 6 ist als Bördelung ausgebildet und kann durch Eindrücken bzw. Einknicken der umliegenden Seitenwände der Bohrung 2 mit entsprechendem Werkzeug geformt werden. Die von der Bördelung 6 begrenzte Öffnung ist groß genug, um das Dichtelement 10 einzubördeln und um den Bolzen 14 darin aufzunehmen.
Die oben erwähnten Merkmale sind allen Ausführungsbeispielen zueigen. Die nachstehende Beschreibung der einzelnen Ausführungsbeispiele beschränkt sich daher auf die spezifischen technischen Merkmale jeder Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Hülse mit Dichtelement. Gleiche Bauteile werden mit gleichen Bezugszeichen benannt.
1a zeigt das erste Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hülse 1 mit geschlossenem Dichtelement 10. Die Hülse 1 ist als Schraubenmutter ausgebildet und eignet sich zur Montage des mit dem Außengewinde 15 versehenen Gewindebolzens 14, wie in 1b gezeigt wird. Die Bohrung 2 weist ein Innengewinde 3 auf. Angrenzend an das Ende des Innengewindes 3 ist eine Fase 5 angebracht, die sich vom Innenrand 9 des Innengewindes 3 in Richtung entlang der Bohrungsachse 4 zur Hülsenoberseite radial aufweitet. An seiner breitesten Stelle ist der Durchmesser der Fase 5 geringfügig größer als der Durchmesser des Außenrands des Innengewindes 3. Die umlaufende Nut 7 grenzt an den größten Durchmesser der Fase 5 an. Der Durchmesser der Nut 7 ist größer als der größte Durchmesser der Fase 5. Die Nut 7 wird an der der Fase 5 gegenüberliegenden Seite von der Bördelung 6 begrenzt. Durch den Eingriff eines entsprechenden Werkzeugs an der Hülsenoberseite zum Erzeugen der Bördelung 6 entsteht eine weitere Fase 8. Im ersten Ausführungsbeispiel entspricht der Durchmesser der Dichtmembran 12 im Wesentlichen dem Durchmesser des Außenrands des Innengewindes 3 in der Durchgangsbohrung 2. Die Dichtmembran 12 weist eine in radialer Richtung variable axiale Höhe auf und ist mit dem Dichtrand 11 auf mittlerer Höhe des Dichtrands 11 verbunden. Die Dichtmembran 12 liegt vollständig innerhalb des vom Dichtrand 11 eingeschlossenen, zylindrischen Volumens und erstreckt sich im Wesentlichen in einer Ebene. Die axiale Höhe der Dichtmembran 12 ist im Bereich seiner Mittelachse 4 am größten und beträgt ca. 50 Prozent der axialen Höhe des Dichtrands 11. Die axiale Höhe der Dichtmembran 12 nimmt in radialer Richtung von der Mittelachse 4 zur Kontaktstelle 13 stetig ab. An der Kontaktstelle 13 beträgt die axiale Höhe der Dichtmembran 12 lediglich ca. 10 bis 20 Prozent der axialen Höhe des Dichtrands d. h. die axiale Höhe des Dichtelements 10 ist im Bereich der kreisförmigen, umlaufenden Kontaktstelle 13 am geringsten. Dadurch wird eine Sollbruchstelle gebildet, an der die Dichtmembran 12 vom Dichtrand abtrennbar ist.
1b zeigt das erste Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hülse 1 mit bereits geöffneten Dichtelement 10 in einem Schnitt entlang der Bohrungsachse in einem Zustand nach der Montage. Das Außengewinde 15 des Gewindebolzens 14 hat geringfügig kleine ren Durchmesser als die Dichtmembran 12. An seinem führenden Ende 17 weist der Gewindebolzen 14 eine Fase 16 auf. In der Darstellung der 1b ist die Dichtmembran 12 entlang der kreisförmig umlaufenden Kontaktstelle 13 (1a) abgetrennt.
2a zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hülse mit geschlossenem Dichtelement in einem Schnitt entlang der Bohrungsachse vor der Montage. Die Hülse 1 ist dabei als Passhülse ausgestaltet und die Bohrung 2 ist auf Passmaß gefertigt. Durch Anbringen eines geeigneten Werkzeugs zum Ausbilden der Bördelung 6 entsteht an der Oberseite der Hülse 1 eine Fase 8. Der Durchmesser der Dichtmembran 12 ist geringfügig größer als der Durchmesser der Bohrung 2. Das Dichtelement 10 im zweiten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hülse 1 weist dieselben technischen Merkmale auf wie das Dichtelement 10 im ersten Ausführungsbeispiel und wird daher nicht erneut beschrieben.
2b zeigt das zweite Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hülse bei bereits geöffnetem Dichtelement in einem Schnitt entlang der Bohrungsachse nach der Montage. Der Durchmesser des Bolzens 14 entspricht in etwa dem Durchmesser der Bohrung 2, die auf Passmaß gefertigt ist. In der Darstellung der 2b ist die Dichtmembran 12 entlang der kreisförmig umlaufenden Kontaktstelle 13 (2a) abgetrennt.
3a zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hülse mit geschlossenem Dichtelement 10 in einem Schnitt entlang der Bohrungsachse 4 vor der Montage. Die Hülse 1 ist dabei als Schraubenmutter ausgebildet. Die Bohrung 2 weist ein Innengewinde 3 auf. Unmittelbar angrenzend an das Ende des Innengewindes 3 ist die Nut 7 vorgesehen, die das Dichtelement 10 formschlüssig aufnimmt. Der Durchmesser der umlaufenden Nut 7 ist größer als der Außendurchmesser des Außenrands des Innengewindes 3. An der Oberseite der Hülse 1 wird die umlaufende Nut 7 vom umlaufenden Rand 6 begrenzt. Im dritten Ausführungsbeispiel weisen der Dichtrand 11 und die Dichtmembran 12 im Wesentlichen die gleiche Materialstärke bzw. die gleiche axiale Höhe auf. Die scheibenförmige und kreisförmige Dichtmembran 12 ist jedoch axial gegenüber dem Dichtrand 11 versetzt, so dass die kreisförmige Kontaktstelle 13 sich nur über einen kleinen Überlappungsbereich in axialer Richtung erstreckt. Die kreisförmige, umlaufende Kontaktstelle 13 ist dadurch als Sollbruchstelle ausgebildet. Das Dichtelement 10 ist so in der Nut 7 angeordnet, dass die Dichtmembran 12 durch die von der Bördelung 6 begrenzte Öffnung des Hülsenkörpers 1 hindurch ragt. Der Durchmesser der Dichtmembran 12 ist größer als der Durchmesser des Innenrands 9 aber kleiner als der Durchmesser des Außenrands des Innengewindes 3 in der Bohrung 2 der Hülse 1. Die von der Bördelung 6 gebildete Öffnung an der Oberseite des Hülsenkörpers 1 hat einen Durchmesser, der in etwa dem Durchmesser des Außenrandes des Innengewindes 3 entspricht.
3b zeigte eine vergrößerte Ansicht eines Ausschnitts der 3a im Bereich der Kontaktstelle 13 zwischen dem Dichtrand 11 und der Dichtmembran 12 des Dichtelements 10. Der Überlappungsbereich des Dichtrands 11 und der Dichtmembran 12 beträgt nur ca. 10% bis 20% der axialen Höhe des Dichtrands 11 bzw. der Dichtmembran 12. Die Kontaktstelle 13 ist dennoch umlaufend und vollständig geschlossen, so dass die Hülsenöffnung bzw. die Bohrung der Hülse 1 durch das Dichtelement 10 vollständig bedeckt und flüssigkeits- und staubdicht verschlossen wird.
3c zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hülse mit bereits geöffnetem Dichtelement in einem Schnitt entlang der Bohrungsachse nach der Montage. Der Gewindebolzen 14 mit dem Außengewinde 15 umfasst an seinem führenden Ende 17 eine Fase 16. Im Zustand nachdem der Bolzen 14 die durch das Dichtelement 10 abgedeckte Öffnung der Hülse 1 bereits durchdrungen hat befindet sich das Außengewinde 15 mit dem Dichtrand 11 des Dichtelements 10 im Eingriff. Das Außengewinde 15 des Bolzens frisst sich sozusagen in den Dichtrand 11. An seinem führenden Ende 17 weist der Bolzen 14 einen kleineren Durchmesser auf, als der Innendurchmesser des Dichtrands 11. Im Bereich der Fase 16 vergrößert sich der Durchmesser des Bolzens 14 auf die Größe des Außendurchmessers des Außengewindes 15.
3d zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Ausschnitts der 3c, insbesondere das Zusammenwirken des Außengewindes 15 des Bolzens 14 mit dem Dichtrand 11 des Dichtelements 10 im Zustand nach der Montage.
4a zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hülse mit geschlossenem Dichtelement 10 in einem Schnitt entlang der Bohrungsachse 4 vor der Montage. Die Hülse 1 ist als Sechskantschraubenmutter ausgebildet. Angrenzend an das obere Ende des Gewindes 3 ist eine Fase 5 angebracht. Der kleinste Durchmesser der Fase 5 entspricht dem Durchmesser des Innenrands 9 des Innengewindes 3 und der größte Durch messer der Fase 5 ist geringfügig größer als der Durchmesser des Außenrands des Innengewindes 3. Angrenzend an den größten Durchmesser der Fase 5 ist die umlaufende Nut 7 ausgebildet, die das Dichtelement 10 formschlüssig aufnimmt. Auf der der Fase 5 gegenüberliegenden Seite der Nut 7 ist im Bereich der Hülsenöffnung der umlaufender Rand 6 vorgesehen. Der umlaufende Rand 6 ist als Bördelung ausgebildet. Der Dichtrand 11 und die Dichtmembran 12 weisen im Wesentlichen die gleiche Materialstärke auf, sind jedoch wie im dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung axial zueinander versetzt, so dass sie sich nur in einem kleinen Bereich auf ca. 10 % bis 20 % ihrer axialen Höhe überlappen. An einer Stelle im Bereich der umlaufenden Kontaktstelle 13 ist ein Gelenkabschnitt 13a vorgesehen. An diesem Gelenkabschnitt 13a ist das Material erheblich gegenüber der Materialstärke im Bereich der restlichen Kontaktstelle 13 verstärkt.
In der Draufsicht der 4b ist die Anordnung des Gelenkabschnitts 13a zu erkennen.
4c zeigt ebenso eine vergrößerte Ansicht eines Ausschnitts der 4a mit dem verstärkten Gelenkabschnitt 13a zwischen dem Dichtrand 11 und der Dichtmembran 12 des Dichtelements 10.
4d zeigt das vierte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hülse bei bereits geöffnetem Dichtelement in einem Schnitt entlang der Bohrungsachse nach der Montage. Der Bolzen 14 mit dem Außengewinde 15 weist an seinem führenden Ende 17 die Fase 16 auf. Im Bereich der Kontaktstelle 13 ist die Dichtmembran 12 vom Dichtrand 11 großteils abgetrennt. Über den verstärkten Gelenkabschnitt 13a klappt die Dichtmembran 12 seitlich weg und ist auch im Zustand nach der Montage mit dem Dichtrand 11 verbunden.
5a zeigt das fünfte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hülse mit geschlossenem Dichtelement 10 in einem Schnitt entlang der Bohrungsachse 4 vor der Montage. Die Hülse 1 ist dabei als Sechskantschraubenmutter ausgebildet. Die Bohrung 2 ist mit einem Innengewinde 3 versehen. Unmittelbar angrenzend an das obere Ende des Gewindes 3 ist die umlaufende Nut 7 ausgebildet, die das Dichtelement 10 formschlüssig aufnimmt. Im fünften Ausführungsbeispiel beträgt die axiale Höhe der Dichtmembran 12 lediglich einen Bruchteil, bzw. ca. 10 bis 25 Prozent der axialen Höhe des Dichtrands 11. An der Oberseite des Dichtelements 10 verläuft die Fläche der Dichtmembran 12 fluchtend zu der Fläche des Dichtrands 11. An der Unterseite des Dichtelements 10 ist dafür eine entspre chende Aussparung vorgesehen. Die Dichtmembran 12 erstreckt sich im Wesentlichen in einer Ebene. Der Durchmesser der Dichtmembran 12 ist größer als der Durchmesser des Außenrands des Innengewindes 3. Durch das Dichtelement 10 wird die Öffnung der Hülse 1 bzw. die Öffnung der Bohrung 2 vollständig bedeckt und verschlossen.
5b zeigt eine Draufsicht auf das fünfte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hülse 1 mit verschlossenem Dichtelement 10. In radialer Richtung sind ausgehend von der Mittelachse 4 acht Perforationen vorgesehen, die als Sollbruchstellen ausgebildet sind. An diesen Sollbruchstellen ist das Material der Dichtmembran 12 so geschwächt, dass es durch Einwirkung des führenden Endes 17 des in die Bohrung 2 eingebrachten Gewindebolzens 14 entlang dieser Sollbruchstellen segmentartig aufplatzt. Die Segmente der Dichtmembran 12 sind um den Umfang der kreisförmig umlaufenden Kontaktstelle 13 gleichmäßig angeordnet. Jedes dieser Segmente überdeckt einen Kreisabschnitt mit einer Bogenlänge von 45 Grad.
5c zeigt das fünfte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hülse 1 mit geöffnetem Dichtelement 10 in einem Schnitt entlang der Bohrungsachse 4 nach der Montage. Der Bolzen 14 mit Außengewinde 15 befindet sich mit dem Innengewinde 3 der Hülse 1 im Eingriff. Das Außengewinde 15 des Bolzens weist in etwa den gleichen Durchmesser auf wie der Außenrand des Innengewindes 3 in der Bohrung 2 der Hülse 1. In der Ansicht der 5c ist die Dichtmembran 12 entlang der perforierten Sollbruchstellen segmentartig aufgeplatzt. Die jeweils dreieckförmigen Segmente der Dichtmembran 12 klappen gelenkig um die Kontaktstelle 13a zur Seite weg und sind weiterhin mit dem Dichtrand 11 verbunden. Auch bei geöffnetem Dichtelement 10 sind die verbleibenden zackenförmigen Abschnitte der Dichtmembran 12 gleichmäßig entlang der umlaufenden Kontaktstelle 13 angeordnet.
5d zeigt die Draufsicht auf das fünfte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hülse mit bereits geöffnetem Dichtelement 10 nach der Montage.
6a zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hülse 1 mit geschlossenem Dichtelement 10 in einem Schnitt entlang der Bohrungsachse vor der Montage. Die Hülse 1 ist als Schraubenmutter mit einem Sechskant-, Vierkant-, oder Rundkörper ausgebildet und ist mit einem Innengewinde 3 versehen. Angrenzend an das obere Ende des Gewindes 3 ist die umlaufende Nut 7 vorgesehen, die das Dichtelement 10 formschlüs sig aufnimmt. Das Dichtelement 10 ist im sechsten Ausführungsbeispiel als Klemmring für Schraubensicherung inklusive Abdichtung ausgeführt. Die Dichtmembran 12 weist dabei ähnlich den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen eine in radialer Richtung variable axiale Höhe auf und ist mit dem Dichtrand 11 auf mittlerer Höhe des Dichtrands 11 verbunden. Die Dichtmembran 12 liegt vollständig innerhalb des vom Dichtrand 11 eingeschlossenen, zylindrischen Volumens und erstreckt sich im Wesentlichen in einer Ebene. Die axiale Höhe der Dichtmembran 12 ist im Bereich seiner Mittelachse 4 am größten und beträgt ca. 20 bis 40 Prozent der axialen Höhe des Dichtrands 11. Die axiale Höhe der Dichtmembran 12 nimmt in radialer Richtung von der Mittelachse 4 zur Kontaktstelle 13 stetig ab. An der Kontaktstelle 13 beträgt die axiale Höhe der Dichtmembran 12 lediglich ca. 10 bis 20 Prozent der axialen Höhe des Dichtrands, d. h. die axiale Höhe des Dichtelements 10 ist im Bereich der kreisförmigen, umlaufenden Kontaktstelle 13 am geringsten. Dadurch wird eine Sollbruchstelle gebildet, an der die Dichtmembran 12 vom Dichtrand 11 abtrennbar ist. Der Durchmesser der Dichtmembran 12 ist größer als der Durchmesser des Innenrands 9 aber kleiner als der Durchmesser des Außenrands des Innengewindes 3 in der Bohrung 2 der Hülse 1.
6b zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts der 6a, insbesondere die Kontaktstelle 13 zwischen dem Dichtrand 11 und der Dichtmembran 12 des sechsten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Hülse 1 im Zustand vor der Montage.
6c zeigt das sechste Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hülse 1 mit bereits geöffnetem Dichtelement 10 in einer Schnittansicht entlang der Bohrungsachse 4 nach der Montage. Der in die Bohrung 2 eingebrachte Gewindebolzen 14 mit dem Außengewinde 15 ist mit dem Hülsenkörper 1 verbunden und weist an seinem führenden Ende 17 die Fase 16 auf. In der gezeigten Ansicht befindet sich das Außengewinde 15 des Bolzens 14 beim und nach dem Durchdringen des Dichtrands 11 mit dem Dichtrand 11 im Eingriff. Die Dichtmembran 12 wurde an der vorgesehenen Sollbruchstelle entlang der Kontaktstelle 13 abgetrennt.
6d zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts der 6c, insbesondere das Zusammenwirken des Außengewindes 15 des Bolzens 14 mit dem Dichtrand 11 des Dichtelements 10.
7a zeigt eine Unteransicht des siebten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Hülse 1 mit geschlossenem Dichtelement 10 vor der Montage. Die Hülse 1 ist dabei als Schweißmutter mit Vierkantkörper ausgebildet. An der Schweißseite sind dabei vier Fußpunkte vorgesehen.
Die 7b zeigt das siebte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hülse 1 mit geschlossenem Dichtelement 10 in einem Schnitt entlang der Bohrungsachse 4 in einem Zustand vor der Montage. Das Innengewinde 3 ist in der Ansicht der 7b am unteren und oberen Ende mit einer Fase 5 versehen. Der kleinste Durchmesser der Fase 5 entspricht dem Durchmesser des Innenrands 9 des Innengewindes 3. Der größte Durchmesser der Fase 5 ist geringfügig größer als der Außenrand des Innengewindes 3. Angrenzend an den größten Durchmesser der Fase 5 ist im Hülsenkörper 1 die umlaufende Nut 7, die das Dichtelement 10 aufnimmt, angeordnet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist in radialer Richtung Spiel vorgesehen, wie insbesondere in der vergrößerten Ansicht in 7c gezeigt wird. Die Gestalt des Dichtelements 10 gleicht der Gestalt des Dichtelements 10 des ersten und zweiten Ausführungsbeispiels und wird daher nicht erneut beschrieben. Der Durchmesser der Dichtmembran 12 ist dabei geringfügig größer als der Durchmesser des Außenrands des Innengewindes 3.
Die 7d zeigt eine Draufsicht auf ein siebtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hülse mit geschlossenem Dichtelement 10 vor der Montage.
Die Merkmale der Anwendung der verschiedenen Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Hülse werden nachstehend mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Zunächst werden die für alle Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Hülse einheitlichen Anwendungsmerkmale veranschaulicht, bevor die spezifischen Anwendungsmerkmale der einzelnen Ausführungsbeispiele einzeln erläutert werden.
In einem ersten Arbeitsschritt werden die Hülsen 1 des ersten bis siebten Ausführungsbeispiels an ihrem Bestimmungsort fixiert, z.B. an der Schweißseite mit einem Trägerkörper verschweißt. Die der Schweißseite gegenüberliegende, freie Seite der Hülse 1 wird anschließend in einem zweiten Arbeitsschritt bearbeitet, z.B. lackiert oder mit Rostschutzmittel versehen. Das Dichtelement 10 dient als Abdeckschutz und verhindert das Eintreten von Lacken oder Rostschutzmitteln in das Innengewinde 3 bzw. die auf Passmaß gefertigte Bohrung 2. Es deckt die Bohrung 2 flüssigkeits- und staubdicht ab.
Nachstehend wird das Zusammenführen des Bolzens 14 mit der Hülse 1 beschrieben.
Im Montagefall trifft der Bolzen 14 zunächst mit seinem führenden Ende 17 auf die Dichtmembran 12. Die Dichtmembran 12 wird vom führenden Ende 17 des Bolzens 14 verdrängt und gibt den vom Dichtrand 11 umrandeten Querschnitt frei. Durch das Verdrängen der Dichtmembran 12 kann der Bolzen 14 durch den Dichtrand 11 dringen. Dabei stützt sich der Dichtrand 11 an der Bördelung 6 ab, ohne dass er sich dabei verformt oder aus der Nut 7 gedrückt wird. Der Dichtrand 11 bleibt daher auch nach dem Zusammenführen des Bolzens 14 und der Hülse 1 mit der Hülse 1 verbunden. Infolge der Einwirkung des führenden Endes 17 des Bolzens 14 verformt sich die Dichtmembran 12. Erfindungsgemäß trennt sich die Dichtmembran 12 an der vorgesehenen Sollbruchstelle vom Dichtrand 11 ab, platzt segmentartig auf oder verformt sich elastisch ohne zu reißen.
1a zeigt eine Schnittansicht des ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Hülse 1, die als Schraubenmutter ausgebildet ist. Beim Zusammenführen des Bolzens 14 mit der Hülse 1 wird die Dichtmembran 12 entlang der als Sollbruchstelle ausgebildeten Kontaktstelle 13 abgetrennt und geht als Bauteil verloren, wie in 1b schematisch dargestellt ist. Durch Anpassen des Durchmessers der Dichtmembran 12 an den Außendurchmesser des Bolzens 14 kann der nach der Montage entstehende Spalt zwischen dem Außengewinde 15 des Bolzens 14 und dem Dichtrand 11 klein genug bemessen werden, um das Eindringen von Fremdpartikeln z. B. Staub oder Öl zu verhindern.
In dem in 2a dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Hülse als Passhülse, z. B. als Scharnierteil ausgebildet. Die Bohrung 2 ist dabei auf Passmaß gefertigt. Wie in 2b gezeigt wird trennt der Bolzen 14 unter Einwirkung des führenden Endes 17 die Dichtmembran 12 entlang der als Sollbruchstelle ausgebildeten Kontaktstelle 13 vom Dichtrand 11 ab. Die Dichtmembran 12 geht als Bauteil verloren. Ebenso kann durch geeignete Wahl des Durchmessers der Dichtmembran 12 der nach der Montage entstehende Spalt zwischen dem Außengewinde 15 des Bolzens 14 und dem Dichtrand 11 klein genug bemessen werden, um das Eindringen von Fremdpartikeln z. B. Staub oder Öl zu verhindern.
3a zeigt das dritte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hülse 1. Die Hülse 1 ist als Schraubenmutter mit einem Sechskant-, Vierkant-, oder Rundkörper ausgebildet. Das in der Nut 7 angeordnete Dichtelement 10 dient als Abdeckschutz beim Lackieren bei gleichzeitiger Schraubensicherungsfunktion im Montagefall. Beim Zusammenführen des Bolzens 14 und der Hülse trennt der Bolzen 14 unter Einwirkung des führenden Endes 17 die Dichtmembran 12 entlang der als Sollbruchstelle ausgebildeten Kontaktstelle 13 vom Dichtrand 11 ab. Die Dichtmembran 12 geht als Bauteil verloren. Im Zustand nach der Montage befindet sich das Außengewinde 15 des Gewindebolzens 14 mit dem Dichtrand 11 des als Klemmring ausgeführten Dichtelements 10 im Eingriff.
Im vierten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hülse 1 weist das Dichtelement 10, wie insbesondere in 4c gezeigt wird, einen Gelenkabschnitt 13a oder ein Biegegelenk auf. Die Hülse 1 ist als Schraubenmutter mit einem Sechskantkörper ausgebildet. Beim Zusammenführen des Bolzens 14 und der Hülse 1 wird das Dichtelement 10 unter Einwirkung des führenden Endes 17 des Bolzens 14 entlang der als Sollbruchstelle ausgebildeten Kontaktstelle 13 geöffnet. Die Dichtmembran 12 bleibt aber mit dem Dichtrand 11 verbunden und klappt über den Gelenkabschnitt 13a seitlich weg.
5a zeigt das fünfte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hülse. Die Hülse 1 ist als Schraubenmutter mit einem Sechskantkörper ausgebildet. Das Dichtelement 10 ist als unverlierbarer Abdeckschutz ausgeführt. Die Dichtmembran 12 platzt beim Zusammenführen des Bolzens 14 und der Hülse 1 segmentartig entlang der vorgesehenen Perforationen auf. Die einzelnen Segmente der Dichtmembran 12 bleiben mit dem Dichtrand 11 verbunden und werden seitlich hochgestellt, um den abgedeckten, vom Dichtrand 11 umrandeten Querschnitt freizugeben.
Das in 6a dargestellte sechste Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hülse 1 sieht als Dichtelement 10 einen Klemmring für Schraubensicherung inklusive Abdichtung vor. Ähnlich wie beim ersten und zweiten Ausführungsbeispiel wird die Dichtmembran 12 beim Zusammenführen des Bolzens 14 mit der Hülse 1 entlang der als Sollbruchstelle ausgebildeten Kontaktstelle 13 abgetrennt und geht als Bauteil verloren. Durch die besonderen Verhältnisse der Maße des Bolzens 14 und des Dichtelements 10 befindet sich das Außengewinde 15 des Gewindebolzens 14 mit dem Dichtrand 11 des Dichtelements 10 im Zu stand nach der Montage im Eingriff. Der verbleibende Spalt zwischen Bolzen 14 und Hülse 1 wird dadurch effizient abgedichtet und gegen Eintreten von Schmutz oder Staubpartikeln geschützt.
Die in 7a dargestellte siebte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Hülse ist eine Sechskant-Schweißmutter mit einem Dichtelement 10 entsprechend dem ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel. Analog dazu wird die Dichtmembran 12 beim Zusammenführen des Bolzens 14 mit der Hülse 1 entlang der als Sollbruchstelle ausgebildeten Kontaktstelle 13 abgetrennt und geht als Bauteil verloren.

Claims

Hülse (1) zur Aufnahme eines Bolzens (14), mit einer durchgehenden Bohrung (2) mit zumindest zwei Hülsenöffnungen, und mit zumindest einem Dichtelement (10), das eine der Öffnungen im Wesentlichen vollständig verschließt, wobei das Dichtelement (10) aus einem mit dem Hülsenkörper (1) verbundenen Dichtrand (11) und einer mit dem Dichtrand (11) verbundenen Dichtmembran (12), die die Hülsenöffnung bedeckt, besteht, wobei durch Verdrängen der Dichtmembran (12) durch den Bolzen (14) der Dichtrand (11) mit dem Bolzen (14) durchdringbar ist und wobei der Dichtrand (11) nach dem Durchdringen des Bolzens (14) mit dem Hülsenkörper (1) verbunden bleibt, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (10) zumindest eine Sollbruchstelle aufweist.
Hülse (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (10) im Wesentlichen scheibenförmig ist.
Hülse (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Dichtelement (10) in einer Ebene im Wesentlichen senkrecht zur Mittelachse der Bohrung (4) erstreckt.
Hülse (1) nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtrand (11) die Dichtmembran (12) umfangsseitig umgibt.
Hülse (1) nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtrand (11) geschlossen ist.
Hülse (1) nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (10) im Wesentlichen zylindrisch ist.
Hülse (1) nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kontaktstelle (13) zwischen dem Dichtrand (11) und der Dichtmembran (12) im Wesentlichen kreisförmig ist.
Hülse (1) nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktstelle (13) zwischen dem Dichtrand (11) und der Dichtmembran (12) im Wesentlichen konzentrisch zum Außenumfang des Dichtrands (11) angeordnet ist.
Hülse (1) nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtmembran (12) eine geringere Materialstärke aufweist als der Dichtrand (11).
Hülse (1) nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtmembran (12) eine höhere Flexibilität aufweist als der Dichtrand (11).
Hülse (1) nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtrand (11) und die Dichtmembran (12) einstückig aus dem gleichen Material gefertigt sind.
Hülse (1) nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Dichtmembran (12) aus Kunststoff gefertigt ist.
Hülse (1) nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Dichtmembran (12) aus elastischem Material gefertigt ist.
Hülse (1) nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Dichtmembran (12) aus elastomerhaltigem Material gefertigt ist.
Hülse (1) nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Dichtmembran (12) aus Polyamid, Polypropylen, Polyethylen oder Gummi gefertigt ist.
Hülse (1) nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe der Dichtmembran (12) vor dem Verdrängen durch den Bolzen (14) im Wesentlichen der Größe der abgedichteten Öffnung entspricht.
Hülse (1) nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Dichtmembran (12) im Wesentlichen dem Durchmesser der Bohrung (2) entspricht.
Hülse (1) nach zumindest einem dervorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (10) formschlüssig mit dem Hülsenkörper (1) verbunden ist.
Hülse (1) nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (10) in einer Nut (7) des Hülsenkörpers (1) angeordnet ist.
Hülse (1) nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (10) in den Hülsenkörper (1) eingebördelt ist.
Hülse (1) nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (10) an einem Ende der Bohrung (2) angeordnet ist.
Hülse (1) nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktstelle (13) zwischen dem Dichtrand (11) und der Dichtmembran (12) als Sollbruchstelle ausgebildet ist.
Hülse (1) nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtmembran (12) beim Durchdringen des Bolzens (14) durch die abgedichtete Öffnung an der Kontaktstelle (13) abgetrennt wird.
Hülse (1) nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtmembran (12), wenn der Bolzen (14) den Dichtrand (11) durchdringt, an zumindest einer Kontaktstelle (14) mit dem Dichtrand (11) verbunden bleibt.
Hülse (1) nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (1) eine Schraubenmutter ist und ein Innengewinde (3) aufweist.
Hülse (1) nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser des Dichtrands (11) vorzugsweise 20 bis 40%, bevorzugt 30%, größer ist als der Durchmesser der Dichtmembran (12).
Hülse (1) nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein Außengewinde (15) des Bolzens (14), wenn der Bolzen (14) den Dichtrand (11) durchdringt, mit dem Dichtrand (11) in Eingriff befindet.
Hülse (1) nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (10) angrenzend an das Ende des Innengewindes (3) der Hülse (1) angeordnet ist.
Hülse (1) nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Dichtmembran (12) größer ist als der Durchmesser des Innenrands (9) des Innengewindes (3).
Hülse (1) nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Dichtmembran (12) kleiner ist als der Durchmesser des Außenrands des Innengewindes (3).
Hülse (1) nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindedurchmesser (15) des Bolzens (14) größer ist als der Durchmesser der Dichtmembran (12).