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Die Herstellung technologisch aufwendiger Gerätschaften, beispielsweise die Herstellung von Kraftfahrzeugen, erfolgt typischerweise in Modulbauweise. Das heißt, dass technische Apparaturen als einzelne Module der Gerätschaften, also beispielsweise einzelne Kraftfahrzeugteile, dezentral gefertigt und erst zur Endmontage zusammengeführt werden. Die dabei erforderlichen Zwischenschritte zur Lagerung und zum Transport der Apparaturen bzw. Module bergen die Gefahr, dass Maschinenteile des Moduls, also beispielsweise Öffnungen eines Leitungskanals oder Rohrs, aber auch empfindliche Maschinenelemente im allgemeinen, wie zum Beispiel elektrische Anschlussklemmen oder andere zu schützende Maschinenoberflächen wie Dichtungen oder Gewinde, beschädigt oder durch in die Öffnungen fallende Objekte verschmutzt werden. Die Zulieferer der Module werden daher vom Endmonteur angehalten, ihre Module durch geeignete Abdeckungen zu schützen, die die kritischen Maschinenelemente zuverlässig überdecken und vor der Modulmontage leicht entfernt werden können.
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Die 1a bis 1d zeigen herkömmlich verwendete Kunststoffabdeckungen zur Lösung des oben beschriebenen Problems. Die 1a zeigt eine herkömmliche Kappe 11 mit einer Stirnfläche 11a, einer Seitenwand 11b und einer umlaufenden Randlippe 11c. Die Kappe ist so geformt, dass sie sich über ein Rohrende stülpen lässt, dessen Form durch die Funktionsweise der Apparatur vorgegeben ist und dessen Querschnitt im Wesentlichen dem der Stirnwand 11a entspricht. Ein solches Rohrende ist mit dem Bezugszeichen 12 in den 1b und 1d dargestellt und steht beispielhaft für das abzudeckende Maschinenteil. Statt eines Rohrendes kann es sich auch um jede andere Art von Ausstülpung oder Einbuchtung an der Apparatur handeln, die durch die Abdeckung geschützt werden soll.
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Die über dem Rohrende 12 in der 1b aufgesteckte Kappe 13 haftet ebenso wie die Kappe 11 an der Außenwand des Rohrendes 12. Sie weist aber eine Randlippe 13c auf, die bündig mit der Stirnfläche 13a abschließt. Dies ist zum Beispiel möglich, indem die Kappe 13 durch ein Spritzgussverfahren hergestellt wird, bei dem die dreidimensionale Gestaltung relativ frei wählbar ist. Die Kappe 11 der 1a kann hingegen auch durch ein sogenanntes Thermoformverfahren hergestellt werden, das aus fertigungstechnischen Gründen keine Formen wie die in der 1b ermöglicht, aber besonders material- und kostensparend ist.
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Gemeinsam ist den Kappen 11 und 13, dass ihre Befestigung an dem Rohrende 12 dadurch erfolgt, dass die Seitenwände 11b bzw. 13b eine definierte Klemmwirkung auf die in der Aufsteckrichtung verlaufende Außenwand des Rohrendes 12 ausüben. Wegen dieser Eigenschaft werden Abdeckungen der Form und Wirkungsweise wie in den 1a und 1b in der folgenden Anmeldung als Kappen bezeichnet.
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Die 1c und 1d zeigen Abdeckungen 14, 15, die an der Innenwand des Rohrendes 12 klemmen und daher in der vorliegenden Anmeldung als Deckel bezeichnet werden. Damit lassen sich auch Öffnungen (bzw. allgemein Einbuchtungen des Maschinenteils) abdecken, die nicht in der Ausmündung eines herausstehenden Rohrendes (bzw. einer Ausstülpung) bestehen, sondern lediglich eine Vertiefung in einem im Wesentlichen planparallelen Abschnitt des Moduls darstellen. Während der Deckel 14 in der 1c wiederum im Thermoverfahren hergestellt ist, wird der Deckel 15 durch eine andere Herstellungstechnik, vorzugsweise ein Spritzgussverfahren, hergestellt. Der Querschnitt des Deckels 14 ist gegenüber der Kappe 11 aber insoweit verringert, dass die Abdeckung nicht mehr außen, sondern innen am Rohrende 12 klemmend befestigt ist. Entsprechend weist der Deckel 15 in der 1d eine gegenüber der Kappe 13 der 1b verringerte Querschnittsfläche auf. Hier sollen nämlich die Seitenwand 15b und die Innenwand des Rohrendes 12 eine Klemmverbindung herstellen, während die Stirnwand 15a, die in der Randlippe 15c mündet, das Rohrende 12 zuverlässig überdecken soll.
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Eine gattungsgemäße Abdeckung der oben beschriebenen herkömmlichen Bauart ist in der
deutschen Offenlegungsschrift Nr. 1 515 790 offenbart. Nachteilig wurde an dieser Bauart insbesondere empfunden, dass die Abdeckung nicht einfach genug von dem Rohrende
12 lösbar ist. Greift man die Kappe
11,
13, bzw. den Deckel
14,
15 einhändig an der umlaufenden Randlippe
11c,
13c,
15c, so verkantet die Abdeckung leicht an dem Rohrende
12, so dass man nachfassen und eventuell sogar die zweite Hand zur Hilfe nehmen muss.
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Um diesem Problem abzuhelfen, werden gemäß einem weiterführenden Stand der Technik zentrisch an der Stirnwand angeformte Greifelemente, sogenannte Griffdome oder Griffknochen, angebracht. Die in den 2a bis 2d gezeigten Beispiele gehen wiederum von einem zu verschließenden Rohrende 12 aus und zeigen verschiedene Abdeckungen dafür in Querschnittsansichten. Die 2a und 2b zeigen als Kappen 21, 22 ausgebildete Abdeckungen, während die 2c und 2d Deckel 23, 24 darstellen.
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Die Form der Kappe 22 in der 2b entspricht im Wesentlichen der Grundform der Kappe 11, weist aber neben der Stirnwand 22a, der Seitenwand 22b und der Randlippe 22c zusätzlich noch einen zentrischen Griffdom 22d auf, der das Abziehen bzw. Demontieren der Kappe 22 erleichtert, weil er anders als die Randlippe 22c zentral ergriffen und entgegengesetzt zu der Aufsteckrichtung in axialer Richtung gezogen werden kann, so dass die Kappe 22 ohne zu verkanten von dem Rohrende 12 abgezogen werden kann.
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Die 2a zeigt eine alternative herkömmliche Ausführungsform, bei der der Griffdom 21d ein Stück weit in das Rohrende 12 versenkt ist, um ein versehentliches Abstreifen der Kappe 21 zu vermeiden. Die Stirnwand 21a ist bei der 2a nämlich unterhalb der Außenkante des Rohrendes 12 angeordnet. Dies wird dadurch erreicht, dass zusätzlich zu der außen an dem Rohrende 12 anklemmenden Seitenwand 21b eine parallel dazu innerhalb des Rohrendes 12 verlaufende Seitenwand 21f und ein zwischen den Seitenwänden 21b und 21f gebildeter Verbindungsabschnitt 21e ausgebildet ist, der an den Endkanten des Rohrendes 12 anliegt. Wiederum kann der Griffdom 21d im Gegensatz zu der Randlippe 21c mit einer Hand so ergriffen werden, dass die Kappe 21 zentral in axialer Richtung aufgesteckt und abgezogen werden kann.
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Die
2c und
2d zeigen zu der
1c korrespondierende Deckelformen mit zentralem Griffdom
23d,
24d. Bei beiden Deckeln
23,
24 liegt die Stirnfläche
23a,
24a innerhalb des zu verschließenden Rohrs und die Klemmwirkung erfolgt durch innen am Rohrende
12 klemmend anliegende Seitenwände
23b,
24b. Statt an der Randlippe
23c,
24c oder einer daran angeformten Lasche zu ziehen, kann man mittig den Griffdom
23d,
24d ergreifen und den Deckel
23,
24 abziehen, ohne dass dieser verkantet. In der
2c liegt der Griffdom
23d komplett innerhalb des zu verschließenden Rohrstutzens
12, so dass der Griffdom
23d besonders gut gegen versehentliche Berührungen während des Transports geschützt liegt. Die in den
2a bis
2d gezeigten Abdeckungen sind aus der Offenlegungsschrift
DE 10 2011 106 862 A1 bekannt (siehe darin die
3a bis
3d).
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Insbesondere bei Abdeckungen mit kleineren Querschnittsflächen ist es aber oft schwierig, geeignete Abziehhilfen noch auf dem auf der Stirnwand 21a–24a zur Verfügung stehenden Platz unterzubringen. Daher ist es manchmal vorteilhaft, statt oder zusätzlich zu den Griffdomen 21d–24d eine Randlippe bzw. Lasche zum Abziehen der Abdeckung vorzusehen. Die 3a zeigt ebenso wie die 1a eine vorzugsweise durch ein Thermoformverfahren herstellbares Kappenelement 31 mit Stirnwand 31a, Seitenwand 31b und Randlippenabschnitt 31c, das aber im Gegensatz zu der Kappe 11 der 1a für einen runden Rohrquerschnitt ausgebildet ist und außerdem an einer Seite des Randlippenabschnitts 31c einen Griff bzw. eine Abziehlasche 32 aufweist.
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Die Lasche 32 dieser herkömmlichen Kappe 31 ist über einen Stegbereich 32a mit dem Randlippenabschnitt 31c verbunden und dient als Greifelement, um die Kappe 31 nach Erfüllung ihrer Schutzfunktion von dem Maschinenteil (nicht gezeigt) abzuziehen. Demselben Zweck dient bei der Abdeckung 33 in 3b die Lasche 34 und bei dem Deckel 35 in der 3c die Lasche 36. Die Abdeckungen 33 und 35 in den 3b und 3c sind ansonsten wieder äquivalent zu den Abdeckungen 13 und 15 in den 1b und 1d, bzw. dem Deckel 14 in der 1c, wobei jedoch das abzudeckende Rohr in der 3 generell kreisrund ist und nicht die in der 1 angedeutete asymmetrische Form hat.
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Die bekannten und oben erwähnten herkömmlichen Kunststoffabdeckungen sind aber hinsichtlich ihrer Aufstecksicherheit noch in einigen Aspekten verbesserungsbedürftig.
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Erstens hat sich herausgestellt, dass die eng anliegende Klemmung der Abdeckungen 11, 13–15, 21–24 auf dem Rohrende 12 zu einem nahezu luftdichten Abschluss desselben führen kann. Die dezentrale Fertigung der einzelnen Modulteile bringt es aber mit sich, dass die Modulteile während ihres Transports und ihrer Lagerung unterschiedlichen Atmosphärendrücken ausgesetzt sind. Die Veränderungen des Luftdrucks in der Umgebungsluft können schon daher rühren, dass die Temperatur in einer Lagerhalle typischerweise niedriger ist als an der Montagelinie, aber auch daher, dass der Ort der Modulherstellung generell eine andere Umgebungstemperatur bzw. (höhen- oder wetterbedingt) einen anderen Außenluftdruck hat, als der Ort der Endfertigung.
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Ist nun aber der Luftdruck innerhalb der in Modulbauweise gefertigten Apparatur höher als der Außendruck, so kann es sein, dass die Klemmwirkung der Seitenwände der Abdeckung an dem zu verschließenden Rohr 12 nicht mehr ausreicht, um der entgegen der Aufsteckrichtung wirkenden Luftdruck-Ausgleichskraft standzuhalten. Die Abdeckung würde in einem solchen Fall von dem Rohrende 12 weggedrückt und sich lockern oder ganz von diesem abfallen, damit sich die Luftdruckdifferenz zwischen dem Inneren der Apparatur und der Außenluft ausgleichen kann. Die Abdeckung könnte dann ihre Schutzfunktion nicht mehr erfüllen, und zwar insbesondere dann, wenn sich die Abdeckung aufgrund von Erschütterungen während des Transports ohnehin schon gelockert hat. Umgekehrt würde ein gegenüber der Umgebungsluft niedrigerer Luftdruck in der Apparatur bedeuten, dass die Abdeckung strenger auf dem Rohrende 12 sitzt als gewollt, und sich dann nur schwer lösen ließe.
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Zweitens haben die weiterhin mit einer großen Randlippe bzw. einer Lasche 32, 34, 36 zum Abziehen versehenen Abdeckungen 31, 33, 35 den nachteiligen Effekt, dass die Lasche 32, 34, 36 seitlich radial nach außen von dem Rohrende 12 hervorsteht. So kommt es leicht vor, dass die Abziehlasche 32, 34, 36 während des Transports oder der Lagerung vor der tatsächlichen Montage unbeabsichtigt angestoßen oder gezogen wird, was dazu führen kann, dass die Abdeckung 31, 33, 35 ungewollt gelockert oder sogar ganz von dem Rohrende 12 abgestreift wird.
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Aus beiden oben genannten Motivationen ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kunststoffabdeckung zu schaffen, deren Aufstecksicherheit gegenüber herkömmlichen Lösungen verbessert ist, ohne dass auf gut handhabbare Demontage- bzw. Abziehhilfen verzichtet werden muss. Insbesondere soll die Aufstecksicherheit nicht aufgrund unterschiedlicher Außenluftdrücke oder wegen der Bereitstellung einer Abziehlasche beeinträchtigt sein.
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Die Aufgabe wird durch die Kunststoffabdeckung gemäß Anspruch 1 gelöst. Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Ausführungsbeispiele.
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Um die gewünschte Verbesserung in der Abrutschsicherheit der Abdeckung von der Rohröffnung zu erzielen, sind verschiedene Varianten der vorliegenden Erfindung möglich. Diese Varianten können separat voneinander oder auch in beliebiger Kombination verwirklicht sein und verbessern allesamt die Sicherheit der erfindungsgemäßen Abdeckung gegen unbeabsichtigtes Lockern oder Abstreifen der Abdeckung vor dem Moment, in dem diese zur tatsächlichen Endmontage entfernt werden soll.
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Gemäß einer ersten Variante weist die Abdeckung in einem Bereich seiner Stirnwand oder seines Randlippenabschnitts eine Auskragung auf. Diese Auskragung befindet sich in einem Bereich der Stirnwand oder des Randlippenabschnitts, der das zu schützende Maschinenteil 12 kontaktiert, und verhindert, dass eine nahezu luftdichte Verbindung zwischen der Abdeckung und dem Maschinenteil 12 (hier der Oberkante der Rohröffnung) hergestellt wird, wie sie herkömmlicherweise zum Beispiel durch den Bereich 21e der Stirnwand 21a in der 2a oder den Randlippenabschnitt 23c, 24c in den 2c und 2d nachteiligerweise entstehen kann. Stattdessen liegt nur der auskragende oder abgestufte Bereich der Stirnwand bzw. des Randlippenabschnitts auf der Oberkante des Rohrendes 12 auf und die zu der Auskragung benachbarten Bereiche erlauben den Luftaustausch mit dem Rohrinneren.
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Die zu der Auskragung benachbarten Bereiche sind vorzugsweise über Belüftungskanäle mit der Umgebungsluft verbunden. Diese Belüftungskanäle sind durch seitliche Auswölbungen der Seitenwand gebildet, die vorzugsweise außerdem jene Bereiche definieren, die die Klemmverbindung mit der Innen- oder Außenwand des Rohrendes 12 herstellen sollen. Auf diese Weise ist ein ständiger Druckausgleich mit der Umgebungsluft möglich, so dass sich im Inneren der Apparatur immer ein Luftdruck einstellen kann, der dem Umgebungsdruck entspricht.
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Gemäß einer zweiten Variante der vorliegenden Erfindung ist die Stirnwand der Abdeckung so ausgebildet, dass sie zwischen einem konkaven und einem konvexen Zustand elastisch veränderbar ist. Dies wird vorzugsweise dadurch gewährleistet, dass die Stirnwand mindestens über einen Teilbereich nicht senkrecht zu der Aufsteckrichtung sondern gewölbt verläuft. Aufgrund der Dehnbarkeit und Flexibilität des verwendeten Materials und der geringen Wandstärke der Stirnwand ist die Stirnwand daher zwischen einem axial nach innen, d.h. in Aufsteckrichtung, gewölbten Grundzustand und einem axial nach außen gewölbten Zustand elastisch deformierbar.
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Auf diese Weise können Schwankungen in der Differenz zwischen Innenund Außendruck der Apparatur bis zu einem gewissen Grad abgefangen werden. Ist der Luftdruck innerhalb der Apparatur beispielsweise größer als der Außendruck, so federt die Stirnwand von selbst von ihrem in Aufsteckrichtung nach innen gewölbten Grundzustand in den nach außen gewölbten Zustand und verringert dadurch die Luftdruckdifferenz. Ist das Luftdruckverhältnis wieder ausgeglichen, kehrt die Stirnwand vorzugsweise von selbst wieder in ihren Grundzustand zurück.
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Gemäß einer dritten Variante weist der Randlippenabschnitt eine radial nach außen verlaufende Grifflasche auf, die an ihrem Übergang zu dem übrigen Randlippenabschnitt mit einem Gelenkabschnitt versehen ist. Dieser Gelenkabschnitt ist vorzugsweise als Filmscharnier ausgebildet, d.h. als in Umfangsrichtung verlaufende Nut, in der das Kunststoffmaterial eine verringerte Dicke hat. Bei dem zur Herstellung der Abdeckung bevorzugten Thermoformverfahren erhält der Randlippenabschnitt im Bereich der Nut nahezu automatisch eine geringere Wandstärke.
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Der Gelenkabschnitt führt zu einer gelenkigen Schwenkbarkeit der Lasche in und entgegengesetzt zur Aufsteckrichtung, wobei die Nut als eine Art Schwenkachse oder Scharnier wirkt. Dadurch wird verhindert, dass eine unbeabsichtigte Berührung der Lasche entgegengesetzt zur Aufsteckrichtung nicht auch zu einem versehentlichen Lockern oder Abstreifen der Abdeckung führt, sondern lediglich dazu, dass die Lasche um das Filmscharnier nach oben geklappt wird. Nach dem versehentlichen Berühren klappt die Lasche aufgrund der Formstabilität des verwendeten Kunststoffmaterials automatisch wieder nach unten und ist für ihre Betätigung als Abziehlasche einsetzbar.
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Generell lassen sich die meisten der gezeigten erfindungsgemäßen Abdeckungen aus einem thermoplastischen Kunststoff durch Thermoformen (auch Warmformen, Tiefziehen oder Vakuum-Tiefziehen genannt) herstellen. Die Wandstärke der in einem Stück hergestellten Abdeckung ist deutlich niedriger als bei alternativen Herstellungsmethoden, wie bspw. einem Spritzgussverfahren, so dass Material und Kosten gespart werden. Basisstoffe für diese erfindungsgemäße Herstellungsverfahren sind Dünnfilme aus thermoplastischen Kunststoffen, insbesondere PET, PS und PP. Die Elastizität des Kunststoffs ist gerade wegen der dünneren Wandstärke gut geeignet, um eine klemmende mechanische Verbindung zwischen der Seitenwand der Abdeckung und der Innenseite beziehungsweise Außenseite der Kanalwand der zu verschließenden Öffnung herzustellen.
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Im Folgenden werden die erwähnten Varianten sowie bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Die Ausführungsbeispiele stehen nicht isoliert, sondern deren Elemente sind zur Erzielung einer insgesamt abrutschsichereren Kunststoffabdeckung miteinander kombinierbar. In den Figuren zeigt:
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1a ein Beispiel einer herkömmlichen Verschlusskappe,
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1b ein Beispiel einer weiteren herkömmlichen Kappe auf einem zu verschließenden Rohrende,
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1c ein Beispiel eines herkömmlichen Verschlussdeckels,
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1d ein weiteres Beispiel eines herkömmlichen Deckels, der halb in eine zu verschließende Rohröffnung gesteckt ist,
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2a ein weiteres Beispiel einer herkömmlichen Verschlusskappe auf einer zu verschließenden Rohröffnung in Querschnittsansicht,
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2b ein weiteres Beispiel einer herkömmlichen Verschlusskappe auf einer zu verschließenden Rohröffnung in Querschnittsansicht,
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2c ein Beispiel eines herkömmlichen Verschlussdeckels auf einer zu verschließenden Rohröffnung in Querschnittsansicht,
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2d ein weiteres Beispiel eines herkömmlichen Verschlussdeckels auf einer zu verschließenden Rohröffnung in Querschnittsansicht,
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3a ein Beispiel einer herkömmlichen Kappe mit Abziehlasche,
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3b ein weiteres Beispiel einer herkömmlichen Abdeckung mit Lasche,
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3c ein weiteres Beispiel eines herkömmlichen Deckels mit Abziehlasche,
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4a eine perspektivische Ansicht einer Verschlusskappe gemäß einer ersten Variante der vorliegenden Erfindung,
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4b ein weiteres Beispiel der erfindungsgemäßen Verschlusskappe gemäß der ersten Variante, der auf eine zu verschließende Rohröffnung gesteckt ist,
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4c ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Deckels gemäß der ersten Variante,
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4d ein weiteres Beispiel eines erfindungsgemäßen Deckels gemäß der ersten Variante, der halb in eine zu verschließende Rohröffnung gesteckt ist,
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5a eine vergrößerte Teilansicht der 4a,
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5b eine vergrößerte Teilansicht der 4b,
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5c eine vergrößerte Teilansicht der 4c,
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5d eine vergrößerte Teilansicht der 4d,
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6a eine Querschnittsansicht einer Verschlusskappe auf einem Rohrende gemäß der zweiten Variante der vorliegenden Erfindung,
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6b eine Querschnittsansicht eines Beispiels für einen Verschlussdeckel auf einem Rohrende gemäß der zweiten Variante,
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6c eine Querschnittsansicht eines weiteren Beispiels für eine Verschlusskappe auf einem Rohrende gemäß der zweiten Variante der vorliegenden Erfindung,
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6d eine Querschnittsansicht eines weiteren Beispiels für einen Verschlussdeckel auf einem Rohrende gemäß der zweiten Variante,
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7a eine perspektivische Ansicht einer Kappe gemäß der dritten Variante der vorliegenden Erfindung,
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7b ein weiteres Beispiel einer Abdeckung gemäß der dritten Variante,
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7c ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Deckels gemäß der dritten Variante, und
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7d einen vergrößerten Ausschnitt der 7c.
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Die 1 bis 3 wurden bereits in der vorangegangenen Beschreibung des technischen Hintergrunds der vorliegenden Erfindung näher erläutert.
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In der 4a ist eine erfindungsgemäße Kappe 41 in perspektivischer Ansicht dargestellt. Die Kappe 41 ist vorzugsweise in einem Thermoformverfahren hergestellt und weist eine quer zur Aufsteckrichtung verlaufende Stirnwand 41a, eine in Aufsteckrichtung verlaufende Seitenwand 41b und eine wiederum parallel zur Stirnwand 41a verlaufende Randlippe bzw. einen Randlippenabschnitt 41c auf. Zusätzlich zu diesen bereits aus der 1a bekannten Elementen weist die Kappe 41 vier Vertiefungen oder Auskragungen 42 auf, in denen die Stirnwand 41a um einen definierten Abstand nach unten abgesenkt ist.
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Gleichzeitig ist die Seitenwand 41b im Bereich direkt unterhalb der Auskragungen 42 nach innen eingeschnürt bzw. gewölbt, so dass sich zwischen je zwei benachbarten Auskragungen 42 Belüftungskanäle bilden, deren Außenwände in der Figur zu sehen und mit dem Bezugszeichen 43 bezeichnet sind. Auf ganz ähnliche Weise sind die Auskragungen 42a und die Belüftungskanäle (bzw. deren Außenwände) 43a bei der Kappe 44 in der 4b, die Auskragungen 42b und die Belüftungskanäle 43b bei dem Deckel 45 in der 4c und die Auskragungen 42c und die Belüftungskanäle 43c bei dem Deckel 46 in der 4d ausgebildet. Die 4a bis 4d entsprechen ansonsten den 1a bis 1d, d.h. die Kappe 41 und der Deckel 45 sind wiederum vorzugsweise im Thermoformverfahren hergestellt, während die Kappe 44 und der Deckel 46 vorzugsweise durch ein Spritzgussverfahren hergestellt sind und in den 4b und 4d anders als bei den 4a und 4c auch die zu verschließende Rohröffnung 12 gezeigt ist.
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Wie nun anhand der vergrößerten Bildausschnitte der 5a bis 5d näher erläutert wird, sorgt die Auskragung 42 dafür, dass die Stirnwand 41a nicht flächig auf der Endkante der zu verschließenden Rohröffnung 12 anliegt, sondern nur in dem Bereich der Auskragung 42. Dies wird besonders anhand der 5d deutlich, die einen vergrößerten Bildausschnitt der 4d zeigt. Hätte der Deckel 46 der 4d und 5d keine Auskragung 42c, sondern die in 1d gezeigte Form, so würde der Randlippenabschnitt 46c bzw. 15c die axiale Endkante des Rohrendes 12 komplett bedecken und so möglicherweise den unerwünschten luftdichten Verschluss des Inneren der Apparatur gegenüber der Umgebungsluft bewirken.
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Weil der Randlippenabschnitt 46c aber im Bereich der Auskragungen 42c um einen definierten Abstand nach unten abgesenkt ist, kommen nur diese abgesenkten Bereiche mit der Oberkante der zu verschließenden Kanalöffnung 12 in Berührung. In den dazu benachbarten Bereichen 43c bleibt die Randlippe 46c in dem definierten Abstand von der Oberkante der zu verschließenden Kanalöffnung 12, so dass Luft auch bei vollständig aufgestecktem Deckel unter dem Randlippenabschnitt 46c hindurchströmen und nach oben bzw. außen entweichen kann. Gleichzeitig ist die Seitenwand 46b im Bereich direkt unterhalb der Auskragungen 42c nach außen ausgebuchtet bzw. gewölbt, so dass die Seitenwand 46b nur im Bereich dieser Auswölbungen an der Innenwand des zu verschließenden Rohrendes 12 anliegt. Die zwischen den Auswölbungen liegenden Bereiche 43c der Seitenwand 46b können so als axiale Belüftungskanäle dienen, um Luft vom Inneren der Apparatur durch die zu den Auskragungen benachbarten Bereiche nach außen strömen zu lassen, und so den erwünschten Druckausgleich zu bewerkstelligen.
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Die Auswölbungen der Seitenwand 46b haben überdies den Vorteil, dass die Seitenwand 46b nur in definierten Teilabschnitten an der Innenwand des zu verschließenden Rohrendes 12 anliegt. Eine akzeptable Klemmwirkung kann so bei unverändertem Abdeckungsdesign über eine größere Spanne von Rohrquerschnittsabmessungen erreicht werden, was es wiederum erleichtert, herstellungsbedingte Fertigungstoleranzen in den Querschnittsabmessungen der erfindungsgemäßen Abdeckungen akzeptieren zu können. Somit lassen sich die Abdeckungen letztlich billiger herstellen. Zudem können die Auswölbungen der Seitenwand 46b im Bereich der Auskragung 42c zusätzliche Vorsprünge aufweisen, die als Rastnoppen in entsprechende Einschnürungen oder Rillen des zu verschließenden Rohrendes 12 eingreifen.
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Analog zur im Detail beschriebenen 5d erlauben die in den 5a bis 5c gezeigten Auskragungen 42, 42a, 42b die Bereitstellung von Belüftungskanälen bei den Kappen 41, 44 und dem Deckel 45. Am einfachsten ist das bei der 5c zu erkennen, die sich von der 5d nur dadurch unterscheidet, dass die Stirnwand nicht oben am Rohrende, sondern am in Aufsteckrichtung entgegengesetzten Ende der Seitenwand 45b angeordnet ist. Steckt man den Deckel 45 in das in 5d gezeigte Rohrende 12, so bildet die Randlippe 45c im Bereich der Auskragungen 42b einen Anstoßwiderstand gegen die axial oberste Kante des Rohrendes 12, so dass sich der Deckel 45 nicht weiter in das Rohr hineinschieben lässt.
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Die mit den Auskragungen 42b in Aufsteckrichtung fluchtenden Bereiche der Seitenwand 45b liegen bei einem in die Rohröffnung gesteckten Deckel 45 an der Innenwand des Rohrendes 12 an. Zu diesen fluchtenden Bereichen benachbarte Bereiche 43b bilden hingegen Belüftungskanäle zwischen der Seitenwand 45b und der Rohrinnenwand, durch die Luft aus dem Rohrinneren in axialer Richtung bis zu den Bereichen des Randlippenabschnitts 45c strömen kann, die zu den Auskragungen 42b benachbart sind.
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Bei den 5a und 5b sind die Auskragungen 42, 42a nicht im Bereich der Randlippenabschnitte 41c, 44c, sondern in bestimmten Randbereichen der Stirnwände 41a, 44a gebildet. Dies deshalb, weil bei den Kappen 41, 44 nicht der Randlippenabschnitt 41c, 44c, sondern die Stirnwände 41a, 44a selbst auf den Endkanten des zu verschließenden Rohrendes 12 zu liegen kommen. Es wird bei der Herstellung der Kappen 41, 44 also ein entsprechender Teilbereich der Stirnwand 41a, 44a so in der Aufsteckrichtung abgesenkt, dass sich die Auskragungen 42, 42a bilden. Dies hat zur Folge, dass die übrigen Bereiche der Stirnwand 41a, 44a nicht mit der Rohrendkante der zu verschließenden Rohröffnung 12 in Berührung kommen.
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Ein weiterer Unterschied zu den bereits beschriebenen 5c und 5d besteht darin, dass die Seitenwände 41b und 44b der Kappen 41 und 44 im Bereich der Auskragungen 42, 42a nicht nach außen, sondern nach innen ausgebuchtet sind, weil die Kappen 41, 44 ja auch nicht innen sondern außen an der zu verschließenden Rohröffnung 12 klemmen sollen. In den Nachbarbereichen 43a, 43b zwischen den nach innen ausgebuchteten Bereichen der Seitenwände 41b und 44b bilden sich wiederum Belüftungskanäle, die hier aber eine Luftströmung außerhalb (und nicht innerhalb) des zu verschließenden Rohrendes 12 in axialer Richtung erlauben.
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Die in den 6a bis 6d gezeigten Ausführungsbeispiele betreffen die zweite Variante der vorliegenden Erfindung. Die Kappe 61 in 6a ist in einer Querschnittsansicht gezeigt, in der sie komplett auf die zu verschließende Rohröffnung 12 gesteckt ist. Die Kappe 61 sitzt mit ihrer Seitenwand 61b klemmend an dem Außenumfang des zu verschließenden Rohrendes 12. Im Unterschied zur herkömmlich bekannten Kappenform verläuft die Stirnwand 61a aber nicht gerade, d.h. senkrecht zu der Aufsteckrichtung, sondern ist in Richtung der Aufsteckrichtung, d.h. nach unten gewölbt. Auf diese Weise ist die Kappe 61 im Bereich ihrer Stirnwand 61a konkav nach unten gewölbt.
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Baut sich nun aufgrund von Luftdruckunterschieden ein Luftdruck auf, der Luft ausgehend vom Inneren der Apparatur durch das Rohrende 12 nach außen drückt, so wirkt eine Luftdruckkraft entgegengesetzt zur Aufsteckrichtung in axialer Richtung nach außen, wie es in 6a durch den Pfeil dargestellt ist. Während bei einer herkömmlichen Abdeckung die Kappe 61 nun möglicherweise weggedrückt und gelockert oder gar abgefallen wäre, weil die Klemmung der Seitenwand 61b unter Umständen nicht mehr fest genug an dem Rohrende 12 sitzt, um dem Luftdruck standzuhalten, kann die erfindungsgemäße Kappe 61 den Luftdruckunterschied vermindern, indem die Wölbung der Stirnwand 61a von dem gezeigten konkaven Grundzustand in einen konvexen Zustand federt, der in der Zeichnung als gestrichelte Linie dargestellt ist.
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Der Übergang von dem konkaven Grundzustand in den konvexen Zustand (und umgekehrt) ist aufgrund der Flexibilität der verwendeten Kunststoffmaterialien und der nur geringen Wandstärke der Stirnwand 61a in flexibler und reversibler Weise möglich. Die Materialspannungen sind dabei vorzugsweise derart, dass der Übergang von dem Grundzustand in den gestrichelt gezeigten Zustand entgegengesetzter Krümmung formelastisch erfolgt. Das heißt, die Stirnwand 61a kehrt von selbst wieder in ihren Grundzustand zurück, wenn kein Luftdruckunterschied mehr besteht.
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Die 6b zeigt analog dazu einen Deckel 62 mit nach unten gewölbter Stirnwand 62a. Die Funktionsweise entspricht der bereits in 6a beschriebenen, nur dass bei dem Deckel 62 die Seitenwand 62b nicht außen, sondern innen an der zu verschließenden Rohrwand 12 klemmend befestigt ist und die Randlippe 62c im Gegensatz zu der Randlippe 61c der 6a die Funktion hat, ein komplettes Hineinfallen des Deckels 62 in das zu verschließende Rohr 12 zu verhindern.
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Als überraschender aber günstiger Nebeneffekt der Stirnwandwölbung hat sich herausgestellt, dass die Abdeckungen 61, 62 in ihrem nach außen gewölbten Zustand fester auf dem Rohrende 12 sitzen. Dieser Effekt rührt daher, dass die elastische Verformung der Stirnwand 62a bzw. 62b eine radial, d.h. quer zur Aufsteckrichtung, wirkende Kraft auf die Seitenwand 62a bzw. 62b ausübt und damit deren Klemmung an der Außen- bzw. Innenwand des Rohrendes 12 verbessert. Auf diese Weise lässt sich die Abrutschsicherheit der Abdeckung gerade für den kritischen Moment verbessern, in dem eine Luftdruckdifferenz zwischen dem Inneren des Modulteils und der Umgebungsluft besteht.
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Dieser Effekt tritt ebenso bei den in den 6c und 6d gezeigten Abdeckungen 63, 64 auf. Diese zeigen vorteilhafte Weiterbildungen der in den 6a und 6b gezeigten Abdeckungen. In der 6c ist die Stirnwand 63a, ähnlich wie bereits zu der 2a erläutert, ins Rohrinnere abgesenkt, so dass eine parallel zu der Seitenwand 63b im Rohrinneren verlaufende Seitenwand 63f gebildet ist und nur ein Verbindungsabschnitt 63e auf Höhe der axialen Rohrendkanten der zu verschließenden Rohröffnung 12 liegt. Der Vorteil der Absenkung der Bodenwand 63a besteht darin, dass sich so ein vollständig im Inneren der zu verschließenden Rohröffnung 12 liegender Greifkörper 63d herstellen lässt. Der Greifkörper 63d dient, wie bereits zu den 2a bis 2d weiter oben erläutert, dazu, dem Benutzer ein zentrales Greiforgan zum Abziehen und Aufstecken der Abdeckung 63 bereitzustellen.
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Im Unterschied zu den bekannten Abdeckungen mit Greifelement ist in der 6c aber wiederum die Stirnwand 63a so ausgebildet, dass sie in elastisch federnder Weise zwischen einem nach oben gewölbten Zustand (nicht gezeigt) und dem gezeigten nach unten gewölbten (konvexen) Grundzustand veränderbar ist, um – wie bereits oben erläutert – Luftdruckunterschiede ausgleichen zu können.
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Analog dazu zeigt die 6d einen Deckel 64, bei dem zusätzlich zu den in der 6b gezeigten Elementen ein zentral angeordnetes Greifelement 64d ausgebildet ist, um den Deckel 64 durch zentrales Ziehen an dem Griffdom 64d entgegengesetzt zur Aufsteckrichtung verkantungsfrei aus der zu verschließenden Rohröffnung 12 zu lösen. Wie bei der 6b ist die Stirnwand 64a des Deckels 64 in konvexer Weise nach unten gewölbt und kann sich zum Ausgleich von Luftdruckdifferenzen in einen Zustand konkaver Wölbung nach oben elastisch verformen.
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Zusätzlich zu der Wölbung der Stirnwände 63a und 64a weisen die Griffdome 63d, 64d der Abdeckungen 63, 64 an ihren Stirnenden ebenfalls eine Wölbung auf, die elastisch in einen Zustand entgegengesetzter Krümmung übergehen kann. Diese optionale zusätzliche Veränderbarkeit der Abdeckungen 63, 64 im Bereich ihrer Griffdomenden trägt zum zusätzlichen Luftdruckausgleich bei, fällt aber weniger ins Gewicht als die entsprechende Veränderbarkeit der Wölbung der Stirnflächen 63a, 64a.
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Allgemein gilt für die Griffdome 63d, 64d, dass sie, wie in den 6c 6d gezeigt, vorzugsweise vollständig innerhalb der zu verschließenden Rohröffnung 12 angeordnet sind und somit die Gefahr einer unabsichtlichen Berührung derselben und ein versehentliches Lockern oder Abstreifen der Abdeckungen 63, 64 minimiert wird. Die Griffdome 63d, 64d haben in dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine im Wesentlichen kreisförmige Grundform, können aber beliebige andere Formen haben, insbesondere ergonomisch günstige, beispielsweise solche, die in der Querschnittsansicht von oben die Form einer "8" bzw. eines Knochens haben. Außerdem können die Griffdome an ihrer Außenwand Ausbuchtungen oder Noppen aufweisen, die sie abrutschsicherer machen.
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Die 7a bis 7d zeigen Abdeckungen gemäß der dritten Variante der vorliegenden Erfindung. Die in 7a gezeigte Kappe 71 weist die schon bezüglich der 3a erläuterten Elemente Stirnwand 71a, Seitenwand 71b, Randlippenabschnitt 71c, sowie die mit diesem über den Stegbereich 72a verbundenen Abziehlasche 72 auf. Anders als bei der 3a verläuft der Stegbereich 72a aber nicht gerade, sondern bildet eine Rille bzw. Nut aus. Die Wandstärke der Kappe 71 ist im Bereich der Nut 72a dünner als in den angrenzenden Bereichen des Randlippenabschnitts 71c und der Abziehlasche 72. Dies erfolgt vorteilhafterweise fast automatisch durch den Herstellungsprozess, weil beim Thermoformen zum Ausbilden der Nut 72a fertigungsbedingt weniger Material pro Länge zur Verfügung steht als bei der Ausformung eines geraden Stegbereichs wie dem Bereich 32a in der 3a.
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Jedenfalls bewirkt die Form und die Wandstärke des Stegbereichs 72a, dass dieser ein Gelenk oder Filmscharnier bildet. Bei einer unabsichtlichen Betätigung der Abziehlasche 72 klappt diese um das Scharnier 72a nach oben oder unten, überträgt aber keine oder nur eine sehr geringe Kraft in axialer Richtung auf die übrigen Abschnitte der Kappe 71. So wird ein unbeabsichtigtes Lockern oder Lösen der Kappe 71 von der zu verschließenden Rohröffnung (nicht gezeigt) wirksam unterbunden.
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Analog zu der oben beschriebenen 7a zeigen die 7b und 7c eine Abdeckung (wahlweise Kappe oder Deckel) 73 mit Abziehlasche 74 und Filmscharnier 74a, sowie einen Deckel 75 mit Abziehlasche 76 und Filmscharnier 76a. Abgesehen von den Filmscharnieren 74a und 76a entsprechen die 7b und 7c den bereits erläuterten Abdeckungen 33 und 35 der 3b und 3c. Die 7d zeigt nochmals einen Teilbereich des Deckels 75 in vergrößerter Ansicht. Man erkennt, dass das Gelenk 76a durch eine im Wesentlichen U-förmige Nut ausgebildet ist, die die Lasche 76 mit dem übrigen Teil des Deckels 75 verbindet.
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In den 7a–7d ist jeweils nur eine Abziehlasche 72, 74, 76 gezeigt. Es können aber ohne Weiteres auch mehrere solche Abziehlaschen vorgesehen werden, damit der Arbeiter bei der Demontage der Abdeckung 71, 73, 75 diese nicht nur an einer sondern an mehreren Positionen am Außenumfang ergreifen und abziehen kann. Bevorzugt wird eine äquidistante Anordnung der Abziehlaschen am Außenumfang des Randlippenabschnitts 71c, 73c, 75c.
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Alternativ kann die Abdeckung 71, 73, 75 auch so konstruiert werden, dass eine einzige Abziehlasche vorgesehen wird die den Randlippenabschnitt 71c, 73c, 75c ringförmig umgibt und von diesem durch eine einzige Nut (nicht gezeigt) abgegrenzt ist. Die Nut ist entweder ringförmig oder weist die Form eines (vorzugsweise regelmäßigen) Vielecks auf. Sie verbindet den Randlippenabschnitt 71c, 73c, 75c mit der ringförmigen Lasche (nicht gezeigt) und wirkt lokal wie ein Filmscharnier, das ein Klappen bzw. Schwenken der Lasche längs einer Schwenkachse begünstigt. Die Schwenkachse verläuft entweder entlang einer Tangente an der Umfangslinie der ringförmigen Nut oder entlang einer der Seitenkanten des die Nut bildenden Vielecks.
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Zusammenfassend betrifft die vorliegende Erfindung eine Verbesserung der Abrutschsicherheit von Kunststoffabdeckungen
41,
44–
46,
61–
64,
71,
73,
75 für Maschinenteile in drei Varianten. Gemäß der ersten Variante weist eine Stirnwand
41a,
44a oder ein Randlippenabschnitt
45c,
46c der Abdeckung
41,
44–
46 eine Auskragung
42,
42a,
42b,
42c auf, die verhindert, dass die Stirnwand
41a,
44a bzw. der Randlippenabschnitt
45c,
46c eine Endkante des zu verschließenden Rohrendes
12 vollständig und damit möglicherweise luftdicht abschließt. Benachbarte Bereiche der Auskragung
42,
42a,
42b,
42c können so Lüftungskanäle
43,
43a,
43b,
43c zum Luftdruckausgleich bilden. Gemäß der zweiten Variante weist die Stirnwand
61a–
64a der Abdeckung
61–
64 eine Wölbung in Aufsteckrichtung auf. So kann die Abdeckung etwaige Luftdruckdifferenzen zwischen dem Inneren der zu schützenden Apparatur und der Umgebungsluft ausgleichen bzw. abpuffern, indem die Stirnwand
61a–
64a elastisch von ihrem in Aufsteckrichtung gewölbten Grundzustand in einen entgegengesetzt gewölbten Zustand federn kann. Die Abdeckung
61–
64 ist aufgrund ihrer Materialeigenschaften so flexibel und elastisch, dass die Stirnwand
61a–
64a nach einem Wegfall der Luftdruckdifferenz wieder in ihren in Aufsteckrichtung gewölbten Grundzustand zurück federt. Durch den elastischen Übergang in den entgegen der Aufsteckrichtung gewölbten Zustand wird vermieden, dass die Abdeckung
61–
64 bei einer Luftdruckdifferenz ihren Sitz lockert oder ganz von dem zu schützenden Maschinenteil
12 abfällt. Gemäß der dritten Variante wird eine Abziehlasche
72,
74,
76 der Abdeckung
71,
73,
75 mit einem Gelenkabschnitt
72a,
74a,
76a versehen, so dass die Abziehlasche
72,
74,
76 um diesen Gelenkabschnitt
72a,
74a,
76a schwenkbar ist. Auf diese Weise führen unbeabsichtigt auf die Abziehlasche
72,
74,
76 wirkende axiale Kräfte entgegengesetzt zur Aufsteckrichtung nur zum Umklappen der Lasche
72,
74,
76 um das Gelenk
72a,
74a,
76a und nicht zum versehentlichen Abstreifen oder Lockern der Abdeckung
71,
73,
75. Bezugszeichenliste
| 11, 13, 21, 22, 31, 41, 44, 61, 63, 71 | Kappe |
| 12 | abzudeckendes Rohrende |
| 14, 15, 23, 24, 35, 45, 46, 62, 64, 75 | Deckel |
| 11a, 13a, 15a, 21a, 22a, 23a, 24a, 31a, 41a, 46a, 61a, 62a, 63a, 64a, 71a | Stirnwand |
| 11b, 13b, 15b, 21b, 22b, 23b, 24b, 31b, 41b, 46b, 61b, 62b, 63b, 64b, 71b | Seitenwand |
| 21f, 63f | zusätzliche Seitenwand |
| 11c, 13c, 15c, 21c, 22c, 23c, 24c, 31c, 41c, 46c, 61c, 62c, 63c, 64c, 71c | Randlippenabschnitt |
| 21d, 22d, 23d, 24d, 61d, 62d, 63d, 64d | Griffdom |
| 21e, 63e | Verbindungsabschnitt |
| 32, 34, 36, 72, 74, 76 | Abziehlasche |
| 32a | Verbindungssteg |
| 33, 73 | Abdeckung, d.h. wahlweise Kappe oder Deckel |
| 42, 42a, 42b, 42c | Auskragung |
| 43, 43a, 43b, 43c | Lüftungskanal |
| 72a, 74a, 76a | Filmscharnier |
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 1515790 [0006]
- DE 102011106862 A1 [0010]
