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Die Erfindung betrifft einen Ventilstopfen zum Verschließen einer Einfüllöffnung in einer Hohlkammerstruktur, z. B. einem Profilrahmen oder Rahmenprofil für eine Tür oder für ein Fenster.
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Zur Verbesserung der Wärmedämmung und/oder Verstärkung (Versteifung) von Hohlkammerstrukturen, zum Beispiel von geschweißten Fensterrahmen und/oder Fensterrahmen aus Hohlprofilen, kann der vorhandene Hohlraum nachträglich mit einem selbstaufschäumenden Mittel gefüllt werden. Dieses Mittel wird im Regelfall über eine Öffnung in die Hohlkammerstruktur eingespritzt. Das Einfüllen kann schwierig sein, da zum Befüllen des Hohlraums eine Austrittsöffnung eines Behälters für des Mittel in die Öffnung eingeführt und dort über den Zeitraum der Befüllung gehalten werden muss. Nach dem Befüllen des Hohlraums, respektive beim Aufschäumen des Füllmittels kann der Schaum teilweise durch die Einfüllöffnung wieder austreten, bevor die Öffnung verschlossen werden kann, sodass weniger von dem versteifenden Schaum im Hohlraum verbleibt, was sich negativ auf die geplante Verstärkung bzw. Wärmedämmung der Hohlkammerstruktur auswirken kann. Alternativ kann mehr Füllmittel als benötigt in den Hohlraum eingespritzt werden, um den Verlust durch Austritt von Schaum durch die Einfüllöffnung zu kompensieren. Dadurch wird mehr Material verbraucht, als nötig, was sich direkt auf die Kosten auswirkt. Außerdem kann bei Materialaustritt eine Nachbearbeitung erforderlich werden, wenn beispielsweise der Rahmen oder das Arbeitsumfeld verschmutzt wird, was ebenfalls Kosten verursacht.
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Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, einen Ventilstopfen zum Verschließen einer Einfüllöffnung zur Verfügung zu stellen, mit dem das Befüllen eines Hohlraumes einfach und sicher möglich ist und der verhindert, dass nach dem Befüllen Befüllungsmittel durch die Einfüllöffnung austreten kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
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Ein Aspekt der Erfindung betrifft einen Ventilstopfen zum Verschließen einer Einfüllöffnung in einer Hohlkammerstruktur, wobei der Ventilstopfen ein rohrförmiges Verbindungsteil zum Verbinden des Ventilstopfens mit der Hohlkammerstruktur und ein mit dem Verbindungsteil verbundenes oder verbindbares Membranteil umfasst. Optional kann der Ventilstopfen noch eine Verschlusskappe aufweisen, die nach dem Befüllen der Hohlkörperstruktur mit dem Ventilstopfen verbunden werden kann, um diesen sicher und dauerhaft zu verschließen.
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Das Verbindungsteil besteht aus einem im Wesentlichen verbiegungssteifen Material und das Membranteil aus einem elastischen Material.
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Das Verbindungsteil, das zum Beispiel wenigstens teilweise in die Einfüllöffnung eingesteckt wird und/oder die Hohlkammerstruktur zumindest teilweise umgreift, kann einen Kanal bilden, der die Umgebung mit einem Hohlraum der Hohlkammerstruktur verbindet und durch den ein Mittel, insbesondere ein selbst aufschäumendes Mittel aus einem Vorratsbehälter, zum Beispiel einer Spraydose, einer Tube, einem Kanister usw., aus zum Beispiel einer Applikationsdüse in den Hohlraum einströmen kann. Dabei kann das Verbindungsteil eine Aufnahmeöffnung aufweisen, in die eine Applikationsdüse oder eine andere Abgabeöffnung des Vorratsbehälters insbesondere dichtend eingeführt werden kann. Dadurch, dass das Verbindungsteil aus einem im Wesentlichen verbiegungssteifen Material gefertigt ist, kann es beim Verbinden mit dem Vorratsbehälter zum Beispiel nicht geknickt werden, was zu einer Verkleinerung oder zu einem Verschluss der Durchtrittsöffnung für das Mittel führen könnte. Dies könnte sonst die Einfüllzeit zum Einfüllen des Mittels in den Hohlraum verlängern, was zu höheren Montagezeiten und damit steigenden Kosten führen kann.
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Besonders vorteilhaft ist die Verwendung des Ventilstopfens zum Befüllen einer Hohlkammerstruktur vor Ort, das heißt zum Beispiel direkt auf einer Baustelle, aber auch die Verwendung in einer Werkstatt kann vorteilhaft sein. Grundsätzlich ist der Ventilstopfen für ein händische Befüllung von Hohlkammerstrukturen geeignet, kann aber auch für eine halbautomatische oder automatische Befüllung von Hohlkammerstrukturen verwendet werden.
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Das Membranteil kann in das rohrförmige Verbindungsteil eingesteckt und/oder kann mit einer Innenwand des Verbindungsteil umlaufend fest verbunden sein. Das Membranteil kann insbesondere aus einem gummielastischen Material bestehen, das nach einer Verformung selbsttätig in seine ursprüngliche Form zurückkehrt.
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Der Ventilstopfen kann insgesamt aus einem Kunststoff gebildet sein. Dabei können das verbiegungssteife Kunststoffmaterial und das elastische Kunststoffmaterial sowie die optionale Verschlusskappe insbesondere aus Material einer Kunststofffamilie gebildet sein, um ein einfaches Recycling des Ventilstopfens zu ermöglichen.
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Bei dem Membranteil kann es sich um ein separates Teil handeln, das erst mit dem Verbindungsteil verbunden werden muss, um den Ventilstopfen zu bilden. Dabei kann des Membranteil ein Bauteil sein, das zum Beispiel durch Einklipsen formschlüssig mit dem Verbindungsteil verbunden wird. Alternativ kann das Membranteil in das Verbindungsteil eingesteckt und mit dem Verbindungsteil im Einsteckbereich zum Beispiel verklebt oder verschweißt werden. Das Membranteil kann insbesondere eine flache Membran mit zum Beispiel umgebogenen oder umgeschlagenen umlaufenden Endbereichen sein, wobei die umgebogenen Endbereiche insbesondere stoffschlüssig mit einer Innenwand des Verbindungsteils verbunden werden.
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Schließlich können das Verbindungsteil und das Membranteil auch einstückig in einem Urformverfahren hergestellt sein. Wird das Verbindungsteil zum Beispiel in einem Gussverfahren in einer Form hergestellt, kann das Membranteil in die Form eingelegt und bei dem Gießprozess mit dem Verbindungsteil verbunden werden.
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Der Ventilstopfen, respektive das Verbindungsteil kann eine Form aufweisen, mit der der Ventilstopfen in der Einfüllöffnung der Hohlkammerstruktur kraft- und/oder formschlüssig haltbar ist. Dabei kann der Ventilstopfen in der Einfüllöffnung zum Beispiel klemmend gehalten sein.
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Weiterhin kann das Verbindungsteil an einem seiner axialen Enden wenigstens ein Rastelement aufweisen, das hinter einer Innenwand der Hohlkammerstruktur einrastbar ist, und/oder an dem gegenüberliegenden axialen Ende einen Auflagerand, der auf einer Außenseite der Hohlkammerstruktur aufliegt, wenn das Verbindungsteil in der Einfüllöffnung der Hohlkammerstruktur angeordnet ist.
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Durch die Ausbildung des Rastelelements und/oder des Auflagerands wird verhindert, dass der Ventilstopfen beim Einstecken in die Einfüllöffnung zu weit in die Hohlkammerstruktur eingedrückt wird, oder dass der Ventilstopfen sich von selbst aus der Einfüllöffnung bewegt bzw. durch den Druck des aufschäumenden Mittels aus der Einfüllöffnung gedrückt wird.
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Das Membranteil kann insbesondere dazu ausgebildet sein, die Durchtrittsöffnung für das Mittel durch das Verbindungsteil freizugeben und nach Mitteleinbringung selbsttätig wieder zu verschließen. Das Membranteil, respektive die Membran bildet folglich eine Art Rückschlagventil, welches zulässt, dass das Mittel durch den Ventilstopfen in die Hohlkammerstruktur eingegeben werden kann, gleichzeitig aber verhindert, dass das aufschäumende oder aufgeschäumte Mittel durch den Ventilstopfen aus der Hohlkammerstruktur wieder herausgedrückt werden kann.
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Der die Durchtrittsöffnung verschließende Teil des Membranteils kann wenigstens einen bereits offenen Schlitz aufweisen, oder er kann vor der Verbindung mit dem Vorratsbehälter für das Mittel mit einem Werkzeug aufgeschlitzt werden, sodass der Schlitz eine wiederverschließbare Öffnung des Membranteils bildet.
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Der Schlitz ist nur eine der möglichen Ausführungsformen, wobei der Schlitz ein einfacher gerader Schnitt oder ein Kreuzschlitz aus zwei senkrecht zueinander verlaufenden Schnitten sein kann. Die Schnitte können in der Membran bereits zum Beispiel durch Materialverdünnung vorgegeben sein, sodass bei einem nachträglichen Einbringen der Schnitte auf der Baustelle sicher ist, dass der Schnitt/die Schnitte auch vom ungeübten Verwender des Ventilstopfens korrekt gesetzt werden können. Alternativ kann die Membran zur Ausbildung der selbsttätig wiederverschließbaren Öffnung auch mehrere Schnitte sternförmig von der Mitte nach außen aufweisen, oder kurvenartige Schnitte, die selbsttätig wiederverschließbare Öffnungen unterschiedlicher Formen ausbilden. Die Schnitte, insbesondere wenn es sich um schwierigere Schnittmuster handelt, können bei oder nach der Herstellung des Membranteils oder des Ventilstopfens auch durch Stanzung oder andere bekannte Methoden, wie Laser- oder Wasserstrahlscheiden, in die Membran eingebracht werden.
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Die oben erwähnten Materialverdünnungen können auch so gewählt sein, dass ein Druck, mit dem das Mittel aus dem Vorratsbehälter auf dem Membrankörper auftrifft, respektive aus dem Vorratsbehälter ausströmt, bereits ausreicht, um den Schlitz oder die andere Durchtrittsöffnung in der Membran, respektive eine den Schlitz oder die Öffnungskontur zum Öffnen der anderen Durchtrittsöffnung verschließende dünne Materialhaut, selbsttätig zu öffnen.
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Der Schlitz kann auch bereits bei der Membranherstellung in einem betreffenden Werkzeug beim Gießen mittels eines Dorns hergestellt werden, sodass der Schlitz als ein Spalt minimaler Breite ausgebildet sein kann.
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Wenigstens das Verbindungsteil kann eine konische Außen- und/oder Innenwandung aufweisen, wobei insbesondere ein Durchmesser des axialen Endes mit dem Rastelement, respektive das von dem Auflagerand wegweisende axialen Ende, kleiner ist als ein Durchmesser des axialen Endes mit dem Auflagerand. Das heißt, der Ventilstopfen kann insgesamt etwa trichterförmig gebildet sein, was sowohl das Einführen des Verbindungsteils in die Einfüllöffnung als auch das Verbinden des Verbindungsteils mit der Applikationsdüse des Vorratsbehälters oder dergleichen erleichtern kann.
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Bei der Hohlkammerstruktur kann es sich insbesondere um einen Profilrahmen oder ein Rahmenprofil für Türen oder Fenster handeln. Dies umfasst insbesondere und ohne Beschränkung auch sogenannte Zusatzprofile.
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Für die gesamte Beschreibung und die Ansprüche gilt, dass der Ausdruck „ein” als unbestimmter Artikel benutzt wird und die Anzahl von Teilen nicht auf ein einziges beschränkt. Sollte „ein” die Bedeutung von „nur ein” haben, so ist dies für den Fachmann aus dem Kontext zu verstehen oder wird durch die Verwendung geeigneter Ausdrücke wie z. B. „ein einziger” eineindeutig offenbart.
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Im Folgenden wird eine Ausführung der Vorrichtung und der Aufstellvorrichtung anhand von Figuren näher erläutert. Erfindungswesentliche technische Merkmale, die nur den Figuren entnommen werden können, gehören zum Umfang der Erfindung und können diese alleine oder in der gezeigten Kombination vorteilhaft weiterbilden.
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1 zeigt zwei Ausführungsformen eines Ventilstopfens;
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2 zeigt einen Profilrahmen mit Einfüllöffnung;
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3 zeigt in die Einfüllöffnung eingesetzte Ventilstopfen;
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4 zeigt einen Profilkörper im Querschnitt; und
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5 zeigt verschiedene Ansichten einer Membran.
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In der 1 sind zwei Ausführungsformen eines Ventilstopfens 1 gezeigt, die jeweils aus zwei separaten Komponenten 11, 12 bestehen. Der obere Ventilstopfen 1 weist einen Auflagerand 8 und Rastelemente 5 (siehe auch 3) auf, während der darunter abgebildete Ventilstopfen 1 keine Rastelemente aufweist. Beide Ventilstopfen 1 weise eine leicht konische Form auf, mit einem größeren Durchmesser an einem axialen Ende mit dem Auflagerand 8.
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Bei der Komponente 11 handelt es sich um ein Verbindungsteil 11 in Form einer Hülse, das aus einem Hartmaterial, insbesondere einem im Wesentlichen verbiegungssteifen Kunststoff, hergestellt ist. Das Verbindungsteil 11 ist vorgesehen für eine Verbindung des Ventilstopfens 1 mit zum Beispiel einer in 2 und 4 gezeigten Hohlkammerstruktur 4, 10.
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Bei der Komponente 12 handelt es sich um ein Membranteil 12 aus zum Beispiel einem elastischen Kunststoff, insbesondere einem gummielastischen Material, das eine Durchtrittsöffnung durch den Ventilstopfen 1 öffnen und insbesondere selbsttätig wieder verschließen kann. Im Ausführungsbeispiel der 1 ist das Membranteil 12 mit dem Verbindungsteil 11 verbunden, beispielsweise stoffschlüssig und/oder formschlüssig mit einer Innenwand des Verbindungsteils 11 verklipst, verklebt oder verschweißt.
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In 2 ist ein Profilrahmen 4 für ein Fenster in einer Draufsicht und einer Seitenansicht gezeigt, welcher Profilrahmen 4 aus Profilstäben 3 oder Profilelementen gebildet ist, wobei es sich bei den Profilstäben 3 um hohle Profilstäbe 3 handelt. Einer der Profilstäbe 3 weist eine Bohrung 2 auf, durch die ein selbstschäumendes Mittel in den Rahmen 4 oder in den die Profilstäbe 3 eingebracht werden kann.
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In die Bohrung 2 kann dazu der Ventilstopfen 1 gemäß 1 eingesetzt werden.
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3 zeigt die beiden in der 1 abgebildeten Ventilstopfen 1 in einer Einbausituation in einer Hohlkörperstruktur, zum Beispiel dem Rahmen 4 aus 2.
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Außerdem zeigt 3 ist eine Applikationsdüse 7 zum Einbringen eines Füllmaterials, wie oben beschrieben, die mit dem Ventilstopfen 1 verbunden bzw. an diesen angesetzt ist.
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Der obere Ventilstopfen 1 hintergreift mit seinen Rastelementen 5 einen inneren Bohrungsrand 6 der Bohrung 2 und verhindert somit, dass der Ventilstopfen 1 zum Beispiel durch den Druck des im Rahmen 4 aufschäumenden Mittels aus der Bohrung 2 gedrückt wird. Der Auflagerand 8 verhindert durch die Auflage auf der Außenoberfläche 4a des Rahmens 4, dass der Ventilstopfen 1 in den Rahmen 4 hineingedrückt werden kann.
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Da der Ventilstopfen 1 sowohl Rastelemente 5 als auch einen Auflagerand 8 aufweist, kann die Bohrung 2 einen Durchmesser aufweisen, der gleich oder größer dem Durchmesser des Ventilstopfens zwischen den Rastelementen 5 und dem Auflagerand 8 ist. Das heißt, der Ventilstopfen 1 wird zumindest formschlüssig in der Bohrung 2 gehalten.
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Die Membran 12 weist einen dünnen Schlitz 13 auf, der durch das von der Applikationsdüse 7 kommende Material geöffnet und auseinandergedrückt werden kann und der dadurch eine Durchgangsöffnung für das Material in den Rahmen 4 öffnet.
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Der untere Ventilstopfen 1 der 3 unterscheidet sich von dem darüber abgebildeten Ventilstopfen dadurch, dass er keine Rastelemente 5 aufweist, dafür aber einen Durchmesser unterhalb des Auflagerands 8, der größer ist, als der Durchmesser der Bohrung 2. Dieser Ventilstopfen 1 ist dadurch klemmend in der Bohrung 2 gehalten. Außerdem ist der Ventilstopfen 1 nach unten über den Auflagerand 8 hinaus verlängert, um das Einführen und Positionieren einer Applikationsdüse 7 zu vereinfachen. Der Schlitz 13 ist hier durch zwei (im Querschnitt) gegeneinander gewölbte Lippen 13a, b aus einem elastischen Material gebildet bzw. verschlossen, die unter dem Druck des Materials aus der Düse 7 öffnen. Die Lippen 13a, b bzw. ein die Lippen 13a, b ausbildendes Membranteil 12 ist an einem umlaufenden Steg 11a des Verbindungsteils 11 formschlüssig befestigt, welcher Steg 11a auch in der oberen Teilfigur der 3 gezeigt ist. Um ein Einführen des Ventilstopfens 1 in die Bohrung 2 zu erleichtern, ist das von dem Auflagerand 8 wegweisende axiale Ende des Verbindungsteils 11 angefast.
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Die 4 zeigt beispielhaft ein Flügelprofil 9 und einer Euronut 10 und einer darin angeordneten Bohrung 2 im Querschnitt. Der Ventilstopfen der 1 kann auch in diese Öffnung bzw. Bohrung 2 eingesetzt werden, um ein Material in den Hohlraum 15 innerhalb des Profils einbringen zu können.
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In der 5 sind drei beispielhafte Möglichkeiten der Ausbildung eines Schlitzes 13 in der Membrane 12 für einen Ventilstopfen gezeigt, wobei (von links nach rechts) die erste Membran 12 nur einen relativ dünnen, geraden, offenen Schlitz 13 aufweist.
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Bei der zweiten Membran 12 (mittlere Darstellung) ist der dünne Schlitz 13 noch mit einer Haut 14 verschlossen. Die Dicke der Haut 14 ist so gewählt, dass diese Haut 14 aufweist, wenn ein Druck des durch die Applikationsdüse 7 auf die Membran 12 strömenden Materials einen bestimmten Wert überschreitet.
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Die Membran 12 der rechten Teilabbildung zeigt eine dritte Variante, bei der die Membran 12 im Bereich des Schlitzes 13 getrennt ist, der Schlitz 13 aber erst durch das Mittel geöffnet wird.
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Gleichwohl in der vorangegangenen Beschreibung einige mögliche Ausführungen der Erfindung offenbart wurden, versteht es sich, dass zahlreiche weitere Varianten von Ausführungen durch Kombinationsmöglichkeiten aller genannten und ferner aller dem Fachmann naheliegenden technischen Merkmale und Ausführungsformen existieren. Es versteht sich ferner, dass die Ausführungsbeispiele lediglich als Beispiele zu verstehen sind, die den Schutzbereich, die Anwendbarkeit und die Konfiguration in keiner Weise beschränken. Vielmehr möchte die vorangegangene Beschreibung dem Fachmann einen geeigneten Weg aufzeigen, um zumindest eine beispielhafte Ausführungsform zu realisieren. Es versteht sich, dass bei einer beispielhaften Ausführungsform zahlreiche Änderungen bezüglich Funktion und Anordnung der Elemente vorgenommen werden können, ohne den in den Ansprüchen offenbarten Schutzbereich und dessen Äquivalente zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Ventilstopfen
- 2
- Bohrung, Einfüllöffnung
- 3
- Profilstab
- 4
- Rahmen
- 4a
- Außenoberfläche
- 5
- Rastelement
- 6
- innerer Bohrungsrand
- 7
- Applikationsdüse
- 8
- Auflagerand
- 9
- Flügelprofil
- 10
- Euronut
- 11
- Verbindungsteil, Komponente
- 11a
- Steg
- 12
- Membranteil, Membran, Komponente
- 13
- Schlitz
- 13a, b
- Lippe
- 14
- Haut
