DE102005017260A1 - Verschluss für Öffnungen in Ventilblöcken für Fahrzeuge - Google Patents

Abstract

Die Erfindung beinhaltet einen Verschluss für Öffnungen in Ventilblöcken für Fahrzeuge. Sie soll einen fertigungs- und montagefreundlichen Öffnungsverschluss schaffen, der auch unter extremen Temperatur- und Druckbelastungen haltbar ist und ohne Leckagen arbeitet. Das wird durch einen Stopfen aus elastischem oder plastischem Material erreicht, dessen zuerst in die Öffnung eingeführtes, vorderes Ende einen geringeren Durchmesser und dessen entgegengesetztes, hinteres Ende einen größeren Durchmesser als die Öffnung selbst aufweist und dessen hinteres Ende einen Presskörper kontaktiert, dessen Durchmesser größer ist als der Durchmesser der Öffnung.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Verschluss für Öffnungen in Ventilblöcken für Fahrzeuge gemäß der Gattung der Patentansprüche. Sie kann auch überall dort eingesetzt werden, wo es darum geht, Öffnungen, insbesondere Bohrungen, die im Verlauf eines Fertigungs- oder Montageprozesses hilfsweise in Körper zur Führung gasförmiger Medien eingebracht worden sind, vollkommen dicht zu verschließen.
• Ventilblöcke für pneumatische Anwendungen, bspw. in Luftversorgungsanlagen in der Kfz-Technik, werden bevorzugt aus Kunststoff oder Leichtmetall ausgeführt. Zur Darstellung komplexer Verbindungen sind oft Hilfsbohrungen erforderlich, die im Rahmen der Montage wieder zu verschließen sind. Als Verschlusselemente werden bekanntlich Metallkugeln verwendet. Bei der Verwendung von Metallkugeln kommt es insbesondere unter extrem wechselnden klimatischen Bedingungen zu Undichtheiten, Leckagen, welche anwenderseitig zu erheblichen Komplikationen führen können. Eine Kombination einer Metallkugel mit einem vorgeordneten O-Ring vermag hierbei keine wirkungsvolle Abhilfe zu schaffen und erhöht gleichzeitig den erforderlichen Montageaufwand. Die Anwendung von Verschlussstopfen, wie sie in Hydrauliksystemen üblich sind, erfordern spezielle Einbaubohrungen, sind kostenintensiv und benötigen zusätzlichen Bauraum.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen fertigungs- und montagefreundlichen Öffnungsverschluss zu schaffen, der auch unter extremen Temperatur- und Druckbelastungen haltbar ist und ohne Leckagen arbeitet.
• Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die Merkmale des ersten Patentanspruchs gelöst und durch die Merkmale der Unteransprüche vorteilhaft ausgestaltet. Das Material des erfindungsgemäßen Stopfens ist vorzugsweise ein Elastomer (Gummi, Silikon, Kunststoff). Er wird in eine zu verschließende Bohrung vorgedrückt und mit Hilfe des Presskörpers, der vorzugsweise eine Kugel ist, in die endgültige Lage gedrückt. Infolge seiner Form ist der erfindungsgemäße Stopfen leicht in eine Bohrung einführbar und presst sich über einen Bereich, der deutlich größer ist als bei einem O-Ring, gegen die Bohrungswandung, wobei er im Pressbereich deutlich deformiert wird. Eine für die erfindungsgemäße Wirkung günstige Form des Stopfens ergibt sich, wenn sein dem Presskörper zugewandtes Ende als Kugelkalotte gestaltet und mit einer Vertiefung versehen ist. Die oberflächenbündige oder anderweitig vorgegebene Einpresstiefe des Presskörpers, der Kugel, ist in einfacher Weise einstellbar. Ein derart gestalteter erfindungsgemäßer Verschluss ermöglicht nicht nur eine relativ einfache, prozesssichere und automatisierbare Fertigung und Montage, sondern auch eine langlebige sichere Abdichtung in einem Umgebungstemperaturbereich von –40°C bis +120°C, wie er bspw. bei Kraftfahrzeugen und deren Komponenten üblich ist.
• Die Erfindung wird nachstehend an Hand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
• 1 einen Ausschnitt aus einer Schnittdarstellung eines Ventilblocks,
• 2 einen erfindungsgemäßen Stopfen vor dem Einpressen in eine Bohrung in einem Längsschnitt und
• 3 einen Längsschnitt eines vollständigen erfindungsgemäßen Verschlusses.
• In 1 ist ein Ventilblock 10, der vorzugsweise aus Leichtmetall oder Kunststoff besteht, mit Kanälen zur Luftführung 11 versehen, zu deren Ausarbeitung Hilfsbohrungen 12 erforderlich sind. Diese Hilfsbohrungen 12 sind im Rahmen der Montage durch Verschlüsse 13 wieder dauerhaft zu verschließen, so dass keine Leckagen auftreten und die Verschlussteile durch den im Kanalsystem vorhandenen Überdruck nicht aus den Hilfsbohrungen 12 herausgetrieben werden.
• Entsprechend der 3 bestehen die Verschlüsse 13 aus einem Elastomerstopfen 131 und einer Kugel 132, vorzugsweise einer Metallkugel, deren Material auf jeden Fall härter sein sollte als das des Ventilblocks 10, damit sie dessen Material in einem gewissen Umfang beiseite drängen kann, ohne dass das Kanalsystem 11 dadurch beeinträchtigt wird.
• Gemäß 2 wird ein Stopfen 131 mit seinem optimal kurzen konischen oder zylindrischen Schaft 1311 in eine Hilfsbohrung 12 eingeführt, so dass er mit seinem kugelförmigen Ende 1312 zur Anlage an die mit einer Fase 121 versehene Öffnung 123 der Hilfsbohrung 12 kommt. Die Rückfläche 1313 ist konkav gestaltet. Auf die Rückfläche 1313 drückt ein Stempel 14 mit einer Kraft F, dessen dem Stopfen 131 zugewandte Vorderfläche 141 der Rückfläche 1313 angepasst konvex ausgebildet ist. Der Schaft 1311 vereinfacht das Einfädeln des Stopfens 131 in die Hilfsbohrung 12; die Kugelform des Endes 1312 sowie die aufeinander abgestimmten Flächen 1313 und 141 gleichen Schiefstellungen des Stopfens 131 und der Einwirkung der Kraft F zur geometrischen Achse X-X der Hilfsbohrung 12 aus. Mit dem Stempel 14 wird der Stopfen 131 so vorgetrieben, dass er in der Hilfsbohrung 12 selbständig hält. Danach wird die (Metall-)Kugel 132 auf die angepasste konkave Rückfläche 1313 aufgesetzt und bspw. mit Hilfe eines geeigneten, nicht dargestellten Stempels mit samt dem Stopfen 131 ein vorgegebenes Maß in die Hilfsbohrung 12 eingetrieben. Dabei wird, wie 3 entnehmbar, das Material des Ventilblocks 10 durch die Kugel 132 elastisch beiseite gedrängt, während das kugelförmige Ende 1312 zum luftdichten Verschließen der Hilfsbohrung 12 zusammengepresst wird. Die Kugel 132 hält den Stopfen 131 auch bei Überdrücken im Kanalsystem 11 in seiner Lage.
• Das Maß des Eintreibens des Stopfens 131 in die Hilfsbohrung 12 kann in 3 durch die Bündigkeit der Kugel 132 mit einer Außenfläche 101 des Ventilblocks 10 gegeben sein, in welcher Lage das kugelförmige Ende sich in der Bohrung 12 gegen eine Ringschulter 122 abstützt.
• Die Erfindung ist nicht nur bei neuen Ventilblöcken anwendbar; auch bereits vorhandene Ventilblöcke sind mit der Erfindung nachrüstbar. Darüber hinaus ist sie auch bei kritischen Konfigurationen von und in Ventilblöcken bzw. Ventilkörpern mit Erfolg anwendbar. Bei der Einbringung von Bohrungen in Ventilblöcke und Gestaltung von Ventilgehäusen lässt die Erfindung mehr Möglichkeiten und größere Freiheiten zu. Besonders vorteilhaft ist die Anwendung der Erfindung bei Ventilsystemen zur Luftfederung für Fahrzeuge. In offenen Luftfederungsanlagen gewährleistet sie minimalste Leckraten auf der Luftfederseite und reduziert so die Gefahr des Absinkens der Fahrzeuge. In geschlossenen Luftversorgungsanlagen ermöglicht sie auch auf der Kompressorseite eine hohe Dichtheit und verhindert damit ein Absinken des Druckniveaus des Gesamtsystems. Die Erfindung fördert die Gestaltung eines Baukastensystems zur Herstellung von Einzelteilen, die sowohl für offene als auch für geschlossene Ventilsysteme geeignet sind. Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

10

Ventilblock

11

Kanäle

12

Hilfsbohrungen

13

Verschlüsse

14

Stempel

101

Außenfläche

121

Fase

122

Ringschulter

123

Öffnung

131

Elastomerstopfen

132

Kugel

141

Vorderfläche

1311

zylindrischer Schaft

1312

kugelförmiges Ende

1313

Rückfläche

F

Kraft

X-X

Achse

Claims (7)

1. Verschluss für Öffnungen in Ventilblöcken für Fahrzeuge, gekennzeichnet durch einen Stopfen aus elastischem oder plastischem Material, dessen zuerst in die Öffnung eingeführtes, vorderes Ende einen geringeren Durchmesser und dessen entgegengesetztes, hinteres Ende einen größeren Durchmesser als die Öffnung selbst aufweist und dessen hinteres Ende einen Presskörper kontaktiert, dessen Durchmesser größer ist als der Durchmesser der Öffnung.
2. Verschluss gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Presskörper eine Kugel ist.
3. Verschluss gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktflächen von Stopfen und Presskörper einander angepasst sind.
4. Verschluss gemäß mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stopfen eine konische Form aufweist.
5. Verschluss gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stopfen eine zylindrische Form aufweist.
6. Verschluss gemäß mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das hintere Ende des Stopfens als Kugelkalotte ausgebildet ist.
7. Verschluss gemäß mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückfläche des Stopfens hohl, vorzugsweise sphärisch ausgebildet ist.