-
Die
Erfindung betrifft einen Dichtstopfen zur Abdichtung einer Öffnung eines
Bauteils, insbesondere eines Karosserieteils, mit einem Dichtungselement
aus einem flexiblen Kunststoff.
-
Bei
der Herstellung von Fahrzeugkarosserien ist es erforderlich, Öffnungen
in den Bauteilen abzudichten. Dazu werden Dichtstopfen aus einem
flexiblen Kunststoff verwendet, die in die Öffnung eingesetzt werden und
mit einer am Dichtstopfen ausgebildeten Dichtlippe auf der Rückseite
des Bauteils eingreifen. Durch die Dichtlippe ist zum einen der
Dichtstopfen sicher in der Öffnung
fixiert, zum anderen ist die Öffnung
gegen das Eindringen von beispielsweise Feuchtigkeit oder Schmutz
abgedichtet. Die Blechdicken der Bauteile sowie die Größe und Form der Öffnungen
variieren allerdings sehr stark, sodass viele verschiedene Dichtstopfen
bereitgehalten werden müssen.
-
Aufgabe
der Erfindung ist es deshalb, einen variablen Dichtstopfen zu schaffen,
der für
verschiedene Anwendungen und Öffnungen
geeignet ist.
-
Erfindungsgemäß ist zur
Lösung
der Aufgabe ein Dichtstopfen zur Abdichtung einer Öffnung eines
Bauteils, insbesondere eines Karosserieteils, vorgesehen, mit einem
Dichtungselement aus einem flexiblen Kunststoff, das mit einer konusförmig ausgebildeten
Dichtlippe auf der Rückseite
des Bauteils verrastet und die Öffnung
verschließt.
Am Dichtungselement ist zumindest ein Federelement vorgesehen, das
in montiertem Zustand des Dichtstopfens am Rand der Öffnung anliegt.
Das Federelement drückt das
Dichtungselement gegen den jeweils gegenüberliegen den Rand der Öffnung,
sodass das Dichtungselement und somit der Dichtstopfen spielfrei
in der Öffnung
gehalten ist. Der Dichtstopfen kann für verschieden große Öffnungen
verwendet werden, da Unterschiede in der Größe der Öffnung durch das Federelement
ausgeglichen werden.
-
Das
Federelement ist vorzugsweise so ausgebildet, dass es beim Einsetzen
des Dichtstopfens in die Öffnung
vorgespannt werden kann. Der Dichtstopfen wird so durch das Federelement
schon beim Einsetzen in die Öffnung
ausgerichtet, sodass der Dichtstopfen ohne weitere Arbeitsschritte
spielfrei in der Öffnung
gehalten ist.
-
Das
Federelement ist beispielsweise eine federnd gelagerte Dichtlippe.
Die Dichtlippe kommt beim Einsetzen des Dichtstopfens mit dem Rand
der Öffnung
in Anlage und wird beim weiteren Einschieben des Dichtstopfens in
die Öffnung
vom Rand der Öffnung
verdrängt,
wodurch das Federelement vorgespannt wird. Die Dichtlippe bietet
eine breite Auflagefläche,
sodass auch bei unterschiedlich dicken Bauteilen eine Anlage des
Federelements am Rand der Öffnung
sichergestellt ist.
-
Um
eine mittige Zentrierung des Dichtungselements zu erzielen, sind
vorzugsweise am Dichtungselement mehrere Federelemente vorgesehen, die
in Umfangsrichtung paarweise gegenüberliegend angeordnet sind.
Die paarweise gegenüberliegenden Federelemente
drücken
den Dichtstopfen vom jeweiligen Rand weg, sodass der Dichtstopfen
mittig in der Öffnung
gehalten ist.
-
Es
ist aber auch denkbar, dass nur ein Federelement vorgesehen ist
und sich dieses Federelement um den gesamten Umfang des Dichtungselements
erstreckt. Durch ein solches Federelement wird das Dichtungselement
und somit der Dichtstopfen sicher mittig in der Öffnung gehalten.
-
In
diesem Fall ist das Federelement vorzugsweise konusförmig ausgebildet.
Der Konus erweitert sich hier in Richtung zur Vorderseite des Dichtstopfens,
sodass das Federelement einfach in die Öffnung eingesetzt werden kann
und beim weiteren Einschieben des Dichtstopfens in die Öffnung vorgespannt
wird.
-
Das
Federelement kann beispielsweise an der Dichtlippe angeordnet sein.
Das Federelement kann auf der Rückseite
der Dichtlippe, das heißt
der dem Bauteil zugewandten Seite der Dichtlippe angeordnet sein.
Der Abstand der Dichtlippe zum Federelement ist somit vorgegeben,
sodass die Dichtlippe immer mit dem gleichen Abstand zum Rand der Öffnung anliegt.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist am Dichtstopfen eine zweite Dichtlippe vorgesehen, die in montiertem
Zustand des Dichtstopfens an der Vorderseite des Bauteils anliegt
und die Öffnung
abdichtet. In Verbindung mit der ersten Dichtlippe dichtet der Dichtstopfen
so die Öffnung
des Bauteils von beiden Seiten ab. Der Rand der Öffnung, der besonders anfällig für Korrosion
ist, ist so besonders gut vor Feuchtigkeit oder Schmutz geschützt, sodass
eine Korrosion des Randes der Öffnung
ausgeschlossen werden kann.
-
Vorzugsweise
sind die erste und die zweite Dichtlippe einstückig aus einem flexiblen Kunststoff gefertigt.
Die Anzahl der Bauteile kann so reduziert werden. Zudem ist keine
aufwändige
Verbindung, beispielsweise eine Verklebung, der Bauteile notwendig.
-
Um
eine bessere Anpassung des Dichtstopfens an die Öffnung bzw. eine bessere Abdichtung des
Dichtstopfens zu erzielen, ist das Dichtungselement beispielsweise
aus einem thermoplastischen Kunststoff hergestellt. Der Dichtstopfen
kann nach dem Einsetzen in die Öffnung über den
Schmelzpunkt des thermoplastischen Kunststoffs erhitzt werden, sodass
sich der Kunststoff der Öffnung
anpassen kann. Zudem kann der thermoplastische Kunststoff während des
Abkühlens
und Erstarrens eine stoffschlüssige
Verbindung mit dem Bauteil eingehen, wodurch die Dichtigkeit des
Dichtstopfens weiter erhöht
wird. Zudem kann das Federelement so ausgebildet sein, dass es nach
dem Erwärmen
des Kunststoffes den Rand der Öffnung
vollständig
umfasst, wodurch dieser besonders gut vor Korrosion geschützt ist.
Der Kunststoff aus dem das Dichtungselement gefertigt ist, kann
sich auch bei einer Temperaturänderung
irreversibel ausdehnen, so dass eine Abdichtung bzw. eine Fixierung
in der Öffnung
erfolgt.
-
Es
ist aber auch denkbar, das das Dichtungselement aus einem Kunststoff
hergestellt ist, der sich bei einer Temperaturänderung irreversibel ausdehnt.
-
Eine
verbesserte Abdichtung der Öffnung kann
aber auch dadurch erzielt werden, dass die Dichtlippe klebend ausgebildet
ist.
-
Bei
größeren Öffnungen
bietet ein Dichtungselement aus einem flexiblen Kunststoff keine ausreichende
Stabilität.
Der Dichtstopfen kann bei größeren Druckbelastungen
durchgebogen werden bzw. derart verformt werden, dass eine ausreichende Dichtwirkung
nicht mehr gewährleistet
ist. Aus diesem Grund ist es denkbar, dass der Dichtstopfen einen
Stützkörper aus
einem harten Kunststoff aufweist. Ein solcher Stützkörper bildet ein Stützskelett, das
ein Durchbiegen des Dichtstopfens verhindert. Das Dichtungselement
kann separat vom Stützkörper hergestellt
und in einem weiteren Herstellungsschritt mit diesem verbunden werden
oder, beispielsweise durch ein Spritzgussverfahren, direkt bei der Herstellung
mit dem Stützkörper verbunden
werden. Das Dichtungselement kann den Stützkörper ganz oder teilweise umfassen.
-
Weitere
Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
in Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungen. In diesen zeigen:
-
1 eine
perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Dichtstopfens,
-
2 eine
perspektivische Ansicht eines Bauteils mit einem eingesetzten Dichtstopfen
aus 1,
-
3 ein
erstes Bauteil des Dichtstopfens aus 1,
-
4 ein
zweites Bauteil des Dichtstopfens aus 1,
-
5 einen
Längsschnitt
durch den Dichtstopfen aus 1,
-
6 einen
Querschnitt durch den Dichtstopfen aus 1,
-
7 eine
Schnittansicht des Dichtstopfens aus 1 in eingesetztem
Zustand, und
-
8 eine
Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Dichtstopfens
in eingesetztem Zustand.
-
Der
in 1 und 2 dargestellte Dichtstopfen 10 hat
eine im Wesentlichen ovale Bauform zur Abdichtung einer länglichen Öffnung 12 in
einem Bauteil 14, das beispielsweise ein Teil einer Fahrzeugkarosserie
ist (2). Obwohl der Dichtstopfen 10 hier eine
ovale Bauform hat, kann er auch eine andere Form aufweisen, beispielsweise
zur Abdichtung einer runden oder einer eckige Öffnung.
-
Der
Dichtstopfen 10 weist hier einen in 3 dargestellten
Stützkörper 16 auf,
der aus einem harten Kunststoff hergestellt ist und der Stabilisierung und
Stützung
des Dichtstopfens 10 dient. Der Stützkörper 16 hat hier einen
flachen Boden 18, der im Wesentlichen die Form der Öffnung 12 aufweist.
Am Boden 18 ist ein ringförmiger Abschnitt 20 angeordnet,
an dem ein radial nach außen
ragender Flansch 22 vorgesehen ist. Der äußere Rand 23 des
Flansches ist konusförmig
in Richtung zum Bauteil 14 umgeformt. Während der Boden 18 des
Stützkörpers kleiner
ausgebildet ist als die Öffnung 12,
sodass er in diese eingesetzt werden kann, ragt der Flansch 22 über die Öffnung 12 hinaus,
sodass dieser den Dichtstopfen 10 am Bauteil 14 abstützt.
-
Am
Stützkörper 16 ist
ein Dichtungselement 24 vorgesehen, das aus einem elastischen
Kunststoff besteht (4). Das Dichtungselement 24 ist
hier im Wesentlichen ringförmig
ausgebildet und radial um den ringförmigen Abschnitt 20 angeordnet
(siehe auch 5). Das Dichtungselement 24 hat
eine erste Dichtlippe 26 sowie eine zweite Dichtlippe 28,
die jeweils konusförmig
und radial um das gesamte Dichtungselement 24 umlaufend
ausgebildet sind. Die zweite Dichtlippe 28 liegt hier am
Flansch 22 des Stützkörpers 16 an
und wird von diesem gestützt,
so dass diese in eingebautem Zustand des Dichtstopfens 10 an
der Vorderseite 32 des Bauteils 14 anliegt. Die
erste Dichtlippe 26 ist entgegengesetzt angeordnet und
liegt in eingebautem Zustand auf der Rückseite 30 des Bauteils 14 an,
wodurch das Bauteil 14 zwischen der ersten Dichtlippe 26 und
der zweiten Dichtlippe 28 geklemmt ist.
-
Der
Dichtstopfen 10 kann in eine Einschubrichtung R mit der
ersten Dichtlippe 26 in die Öffnung 12 eingeschoben
werden. Die Dichtlippe 26 wird dabei durch den Rand 29 der Öffnung 12 verdrängt, bis der
Dichtstopfen soweit in die Öffnung 12 eingeschoben
ist, dass die erste Dichtlippe 26 auf der Rückseite 30 des
Bauteils 14 einrastet (5). Die
erste Dichtlippe 26 liegt auf der Rückseite 30 des Bauteils 14 an und
dichtet die Öffnung 12 zur
Rückseite
hin ab. Die zweite Dichtlippe 28 ist so ausgebildet, dass
sie an der Vorderseite 32 des Bauteils 14 anliegt.
Die zweite Dichtlippe 28 dichtet zum einen die Öffnung 12 des Bauteils 14 von
der Vorderseite ab, zum anderen beaufschlagt sie den Dichtstopfen
mit einer gegen die Einschubrichtung R gerichteten Rückstellkraft,
so dass der Dichtstopfen 10 in der Öffnung 12 spielfrei fixiert
ist.
-
Wie
in 6 zu sehen ist, sind an den Längsseiten des Dichtstopfens 10 zwei
Federelemente 34 vorgesehen, die sich hier über die
gesamte Länge
des Dichtstopfens 10 erstrecken. Die Federelemente 34 sind
hier als federnd gelagerte Dichtlippen ausgebildet, die auf der
dem Bauteil 14 zugewandten Seite der ersten Dichtlippe 26 angeordnet sind.
-
Der
Dichtstopfen 10 wird in die Einschubrichtung R in die Öffnung des
Bauteils eingesetzt, bis die erste Dichtlippe 26 auf der
Rückseite 30 des
Bauteils 14 einrastet. Die Federelemente 34 werden
beim Einschieben des Dichtstopfens 10 ebenfalls vorgespannt
und liegen nach dem Einrasten der ersten Dichtlippe 26 auf
der Rückseite 30 der Öffnung 12 vorgespannt
am Rand 29 der Öffnung 12 an (7). Da
die Federelemente 34 paarweise gegenüberliegen, wird der Dichtstopfen 10 durch
die Vorspannung der Federelemente 34 mittig in der Öffnung 12 zentriert
und ist spielfrei in der Öffnung 12 gehalten. Durch
die Federelemente 34 können
so Unterschiede in der Größe der Öffnung ausgeglichen
werden, sodass der Dichtstopfen 10 für verschieden große Öffnungen
verwendet werden kann.
-
Es
wäre allerdings
auch denkbar, dass am Dichtstopfen 10 nur ein Federelement 34 vorgesehen ist.
Dieses würde
den Dichtstopfen 10 gegen den dem Federelement 34 gegenüberliegenden
Rand 29 der Öffnung 12 drängen und
so fixieren. Es sind aber auch mehrere Federelemente 34 denkbar,
die um das gesamte Dichtungselement 24 umlaufend angeordnet
sind und den Dichtstopfen 10 beabstandet vom gesamten Rand 29 der Öffnung 12 halten.
Das Federelement 34 kann auch eine um das gesamte Dichtungselement 24 umlaufende
Dichtlippe sein. Insbesondere muss das Federelement 34 nicht
an der ersten Dichtlippe 26 gehalten sein. Das Federelement 34 kann
auch auf beliebige andere Art am Dichtungselement 24 befestigt
sein.
-
Der
Dichtstopfen 10 gewährleistet
durch die Flexibilität
des Dichtungselements 24 bzw. der Dichtlippen 26, 28,
die an der Vorderseite 32 bzw. der Rückseite 32 des Bauteils 14 anliegen,
eine ausreichende Abdichtung der Öffnung 12. Durch die
Anordnung von zwei gegenüberliegenden
Dichtlippen 26, 28 auf der Vorderseite 32 und
der Rückseite 30 des Bauteils
ist die Öffnung 12 besonders
gut abgedichtet. Vor allem der Rand 29 der Öffnung 12,
der besonders anfällig
für Korrosion
ist, ist somit vor Feuchtigkeit, Staub etc. gut geschützt.
-
Abweichend
von den hier dargestellten Ausführungsformen
muss der Dichtstopfen 10 nicht zwingend eine zweite Dichtlippe 28 aufweisen.
Eine ausreichende Abdichtung der Öffnung 12 ist auch
mit einer Dichtlippe 26 möglich.
-
Um
die Dichtigkeit des Dichtstopfens 10 weiter zu verbessern
ist es beispielsweise denkbar, dass die Dichtlippen 26, 28 klebend
ausgebildet sind und eine stoffschlüssige Verbindung mit dem Bauteil 14 eingehen.
-
Das
Dichtungselement 24 kann aber auch aus einem thermoplastischen
Kunststoff hergestellt sein. Das Dichtungselement 24 kann
nach dem Einsetzen des Dichtstopfens 10 in die Öffnung 12 erwärmt werden,
bis sich dieses plastisch verformt. Beim Auskühlen des Kunststoffes verbindet
sich das Dichtungselement 24 stoffschlüssig mit dem Bauteil 14 (8).
In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel
ist das Federelement 34 einstückig mit dem Dichtungselement 24 aus
dem thermoplastischen Kunststoff gefertigt und umschließt nach
dem Erwärmen
und Auskühlen
den Rand 29 der Öffnung 12 vollständig, so
dass dieser besonders gut geschützt ist.
Die kann beispielsweise auch erreicht werden, indem das Dichtungselement 24 aus
einem Kunststoff gefertigt ist, der bei einer Wärmezufuhr expandiert.
-
Bei
kleineren Öffnungen 12 oder
bei geringeren Druckbelastungen ist es zudem denkbar, dass der Dichtstopfen 10 ohne
einen Stützkörper 16 ausgebildet
ist. In diesem Fall wäre
das Dichtungselement 24 nicht ringförmig ausgebildet, sondern würde die Öffnung 12 des
Bauteils 14 flächig
abdecken.