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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verschlussdeckel für eine Bohrung, welche einen Innendurchmesser aufweist, wobei der Verschlussdeckel topfförmig ausgebildet ist und eine Bodenwandung sowie eine daran angeformte Seitenwandung aufweist.
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Ein gattungsgemäßer Verschlussdeckel 1 ist aus der DIN 443 vorbekannt und in den 1 und 1a in seiner ursprünglichen Gestalt dargestellt, in der er noch nicht in die Bohrung B klemmend eingebracht worden ist. Er weist nach außen gewölbte Bodenwandung 1b sowie daran angeformt eine leicht konische Seitenwandung 1s auf. Der Verschlussdeckel 1 wird durch Tiefziehen eines Bleches hergestellt. Die Bodenwandung 1b ist an ihrem äußeren Rand 3 nach oben gebogen und geht nahtlos in die Seitenwandung 1s über, welche konisch (Winkel φ) oder zylindrisch ausgebildet sein kann. Der aus der DIN 443 bekannte Verschlussdeckel wird i. d. R. mit einem Sauggreifer 10, 11 gegriffen, welcher in das Innere I des Verschlussdeckels 1 mit seiner Spitze 13 eingreift. Der Sauggreifer 10 weist einen zentrischen Kanal 11 auf, in der ein Unterdruck erzeugt werden kann, sobald die Spitze 13 des Sauggreifers 10 an der Innenseite I der Bodenwandung 1b anliegt. Aufgrund der gewölbten äußeren Form der Bodenwandung 1b kann der Verschlussdeckel 1 nicht ganz plan und damit evtl. schief auf einer Auflagefläche aufliegen. Dies muss auch bei der Dimensionierung des Durchmessers der Spitze 13 des Sauggreifers 10 berücksichtigt werden, welcher stets senkrecht von oben in das Topfinnere eingebracht wird. Damit der Sauggreifer problemlos auch in schief liegende Verschlussdeckel eingreifen kann, ist der Außendurchmesser des Sauggreifers 10 kleiner als der Innendurchmesser 1i des Verschlussdeckels 1 auszubilden. Aufgrund der kugelförmig ausgebildeten Spitze 13 des Sauggreifers 10 und der evtl. schiefen Lage des Verschlussdeckels 1 kann der Verschlussdeckel zunächst schief mittels des Sauggreifers 10 aufgehoben werden und dementsprechend schief in die Bohrung eingebracht werden. Nach dem Aufsetzen auf die Fase Bf der Bohrung B zentriert sich der Verschlussdeckel 1 beim weiteren Eindrücken in die Bohrung B meist nicht vollständig relativ zum Sauggreifer 10, wodurch es beim weiteren Eindrücken in die Bohrung B zu einem schiefen Sitz des Verschlussdeckels 1 in der Bohrung B kommt. Die vor dem Einbringen des Verschlussdeckels 1 in die Bohrung B eingebrachte Dichtmasse 16 legt sich bei der schiefen Lage nur ungenügend an bestimmte Bereiche des Deckels, wodurch es zu Undichtigkeiten kommen kann.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Verschlussdeckel bereitzustellen, bei dem ein sicheres Verschließen der Bohrung garantiert wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verschlussdeckel gelöst, bei dem die Seitenwandung einen unteren umlaufenden Bereich und einen oberen umlaufenden Bereich aufweist, wobei zwischen den beiden Bereichen ein Übergangsbereich angeordnet ist, und dass der Außendurchmesser des an den Übergangsbereich angrenzenden oberen Endes des unteren Bereiches kleiner ist als der Außendurchmesser des an den Übergangsbereich angrenzenden unteren Endes des oberen Bereichs ist, wobei der Außendurchmesser am oberen Ende des Übergangsbereiches größer als der Innendurchmesser der Bohrung ist.
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Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass der Verschlussdeckel vor dem Einpressen in die Bohrung zunächst zentriert und parallel zur Bohröffnung ausgerichtet werden muss, damit er anschließend gerade in die Bohrung eingeführt werden kann. Durch das Zentrieren und parallele Ausrichten vor dem Einführen ist anschließend gewährleistet, dass sich die Dichtmasse gleichmäßig um den Verschlussdeckel herum verteilen kann. Die Seitenwand des Verschlussdeckels hat hierzu einen unteren umlaufenden Bereich, dessen maximaler Außendurchmesser kleiner ist als der Bohrungsinnendurchmesser. Oberhalb dieses unteren umlaufenden Bereiches schließt sich ein Übergangsbereich an, der den unteren Bereich mit dem oberen umlaufenden Bereich verbindet. Im Übergangsbereich wächst der Außendurchmesser stetig und/oder sprunghaft, so dass am oberen Ende des Übergangsbereiches der Außendurchmesser der Seitenwand größer ist als der Bohrungsinnendurchmesser. Der Übergangsbereich bildet somit eine Auflagefläche, mit der der Verschlussdeckel auf dem Rand der Bohrungsöffnung zur Auflage gelangt. Dadurch, dass der Verschlussdeckel von der Bodenwandung bis zum unteren Rand des Übergangsbereiches einen Außendurchmesser aufweist, der kleiner als der Innendurchmesser der Bohrung ist, lässt sich der Verschlussdeckel ohne größeren Kraftaufwand in die Bohrung einsetzen, wobei er dann mit dem Übergangsbereich auf dem Rand der Bohrungsöffnung zur Auflage gelangt und durch den unteren Bereich relativ zur Bohrung zentriert und durch die Auflagefläche des Übergangsbereiches parallel zum Rand der Bohrungsöffnung ausgerichtet wird. Anschließend kann der Verschlussdeckel richtig zur Bohrung ausgerichtet und zentriert in die Bohrung eingedrückt werden, wobei sich die Dichtmasse dann vorteilhaft gleichmäßig um den Verschlussdeckel verteilt. Der in die Bohrung eingedrückte Übergangsbereich sowie der untere Bereich bilden vorteilhaft zusammen mit der Bohrungsinnenwand einen Raum, in dem sich zusätzliche Dichtmasse ansammeln kann, die zur guten Abdichtung beiträgt.
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Wie bereits dargelegt, bildet der Übergangsbereich eine Auflagefläche auf dem Bohrungsrand. Diese Auflagefläche kann konisch, rund aber auch kragenförmig ausgebildet sein. Der Außendurchmesser der Seitenwand vergrößert sich im Übergangsbereich vorteilhaft um 0,01 bis 0,2 mm, bevorzugt um 0,04 bis 0,1mm, besonders bevorzugt um 0,07 bis 0,09 mm, so dass er am oberen Rand des Übergangsbereiches größer als der Bohrungsinnendurchmesser ist.
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Da der Verschlussdeckel vorzugsweise ein Tiefziehteil ist, ist die Bodenwandung mit dem unteren Bereich der Seitenwandung über einen Verbindungsbereich verbunden, der gekrümmt bzw. gebogen ausgebildet ist.
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Die Außenwandung oder die gesamte durch den oberen Bereich gebildete Seitenwand ist vorteilhaft konisch ausgebildet. Sie kann jedoch auch zylindrisch ausgebildet sein. Es ist lediglich darauf zu achten, dass eine genügend große Reibkraft zwischen der Bohrungsinnenwand und dem Verschlussdeckel nach dem Einpressen den Verschlussdeckel in der Bohrung sicher hält. Die axiale Länge des oberen Bereichs kann um das 1,5 bis 3-fache, bevorzugt um das 2 bis 2,8-fache, größer als die Summe der axialen Längen des unteren und des Übergangsbereichs gewählt werden. Sofern insbesondere die Außenwandung des oberen Bereiches konisch ausgebildet ist, wobei der Außendurchmesser vom Übergangsbereich hin zum oberen Rand des oberen Bereiches bzw. Rand des Verschlussdeckels größer wird, kann eine gute Abdichtung und hohe Reibkraft nach dem Eindrücken des Verschlussdeckels in die Bohrung erzielt werden.
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Die Außenwandung oder die gesamte durch den unteren Bereich gebildete Seitenwand ist vorteilhaft konisch oder zylindrisch ausgebildet.
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Wie bereits ausgeführt, wird der Verschlussdeckel vorteilhaft als Tiefziehteil aus einem Blech gefertigt. Zur Bildung der Außenkontur des Übergangsbereiches und des unteren sowie oberen Bereiches kann das Tiefziehwerkzeug entsprechend ausgebildet sein. Es ist jedoch auch möglich, dass zunächst ein Verschlussdeckel mittels Tiefziehen gefertigt wird, dessen Außenseite der Seitenwandung entweder konisch oder zylindrisch oder sowohl konische als auch zylindrische Abschnitte aufweist. Die Außenwandung kann danach mittels Schleifen oder Fräsen derart bearbeitet werden, dass sie die oben beschriebene Kontur aufweist.
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Vorteilhaft ist die durch die Bodenwandung gebildete Auflagefläche des Verschlussdeckels plan ausgebildet, so dass der Verschlussdeckel vor dem Aufnehmen mittels eines Greifwerkzeugs stets in derselben Position zum Greifwerkzeug ausgerichtet ist.
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Es ist weiterhin von Vorteil, wenn auch die Innenseite der Bodenwandung plan ausgebildet ist, damit das Greifwerkzeug den Verschlussdeckel stets nur in einer Ausrichtung zum Greifwerkzeug aufnehmen kann.
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Nachfolgend wird eine mögliche Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verschlussdeckels anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
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1: Verschlussdeckel gemäß DIN 443;
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1a: Einsetzvorgang des Verschlussdeckels gemäß 1 mittels eines Sauggreifers;
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2: erfindungsgemäßer Verschlussdeckel;
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3: Ausschnittsvergrößerung des Verschlussdeckels gemäß 2;
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4a–c: Einsetzen und Zentrieren des Verschlussdeckels in die Bohrung;
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5a: Eingepresster erfindungsgemäßer Verschlussdeckel;
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5b: Ausschnittsvergrößerung des Verschlussdeckels im Bereich des Übergangsbereichs.
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Die 2 zeigt eine mögliche Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verschlussdeckels 1, der eine Bodenwandung 1b sowie eine daran angeformte Seitenwandung 1s aufweist, welche durch die gebogenen Verbindungsbereiche 3 miteinander verbunden sind. Die Bodenwandung 1b bildet mit ihrer Außenseite eine plane Auflagefläche A. Durch die plane Gestaltung bei gleichbleibender Dicke der Bodenwandung 1s ist auch deren Innenseite I plan, so dass der Verschlussdeckel 1 stets in der gleichen Lage mittels eines nicht dargestellten Sauggreifers aufgenommen werden kann.
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Die Seitenwandung ist in drei übereinanderliegende Bereiche unterteilt, wobei sich oberhalb an den Verbindungsbereich 3 der untere Bereich 1su anschließt. Oben am oberen Rand OE des unteren Bereiches 1su grenzt der Übergangsbereich 1sü an, an dessen oberen Rand der obere Bereich 1so angrenzt.
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Die 3 zeigt eine Ausschnittsvergrößerung im Bereich des Übergangsbereiches 1sü des Verschlussdeckels. Der Außendurchmesser D2 des oberen Randes OE des unteren Bereiches 1su der Seitenwandung 1s des Verschlussdeckels 1 ist kleiner oder gleich dem Innendurchmesser DB der Bohrung B. Der Außendurchmesser D1 des unteren Randes UE des oberen Bereiches 1so der Seitenwandung 1s des Verschlussdeckels 1 ist größer als der Innendurchmesser DB der Bohrung B, so dass der Übergangsbereich 1sü eine Auflagefläche zur Auflage auf dem Rand der Bohrung B bildet. Die Höhe Hu des unteren Bereichs 1su plus der Höhe Hü ist kleiner als die Höhe Ho des oberen Bereiches 1so. Das Verhältnis von Ho/(Hu + Hü) kann 1 bis 3, bevorzugt 2,5 betragen. Die Höhen Ho und Hu können auch axiale Längen der Bereiche 1su, 1so bezeichnet werden, da der Verschlussdeckel 1 rotationssymmetrisch ist. Die Höhe Hü des Übergangsbereiches ist im Vergleich zu den Höhen Ho und Hu deutlich kleiner, insbesondere um den Faktor 2 bis 5 kleiner als die Höhe Hu.
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Die Dicke der Seitenwand 1s kann in den einzelnen Bereichen 1su, 1sü, 1so unterschiedlich ausgebildet sein.
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In 4a ist das Einbringen des Verschlussdeckels 1 mittels eines Sauggreifers 10 in die Bohrung B dargestellt. Da der Außendurchmesser D10 des Sauggreifers 10 kleiner sein muss als der Innendurchmesser D1i der Seitenwandung 1s, wird der einzusetzende Verschlussdeckel 1 meist nicht zentrisch zum Sauggreifer 10 von diesem aufgenommen. Anders als bei dem in 1 dargestellten Sauggreifer ist die Spitze 13 des Sauggreifers 10 plan und nicht rund ausgebildet, da auch die Innenseite I der Bodenwandung 1s des Verschlussdeckels 1 plan ausgebildet ist. Hierdurch ist sichergestellt, dass die Achse Ba der Bohrung B stets parallel zur Achse 1a des Verschlussdeckels ist, wenn dieser in die Bohrung B eingesetzt wird. Da jedoch der Verschlussdeckel 1 meist nicht zentrisch zum Sauggreifer 10 und damit auch nicht zentrisch zur Bohrung B ausgerichtet ist, wird der Verschlussdeckel 1 meist zunächst mit seinem unteren Rand 3 auf der Fase Bf der Bohrung B aufsetzen und von dieser relativ zur Bohrung B beim weiteren Einbringen mittels des Sauggreifers in Pfeilrichtung zentriert, bis er mit seinem unteren Seitenwandbereich 1su in der Bohrung B einliegt und, wie in 4b dargestellt, mit der Außenwandung des Übergangsbereich 1sü auf dem unteren Bereich der Fase Bf aufliegt. Sofern die Rotationsachse 1a des Verschlussdeckels 1 bis dahin noch nicht parallel zur Bohrungsachse Ba ausgerichtet war, wird er spätestens jetzt parallel mit seiner Achse 1a zur Bohrungsachse Ba ausgerichtet, da der Übergangsbereich rotationssymmetrisch ausgebildet ist. Die Achse 1a ist nach dem zentrieren deckungsgleich mit der Bohrungsachse Ba.
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Die 4c zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des Übergangsbereiches 1sü mit den angrenzenden Bereichen und der Bohrungswandung. Der untere Bereich 1su bildet aufgrund seiner konischen Ausbildung zusammen mit dem Übergangsbereich 1sü und der Bohrungsinnenwand einen Spalt SP, der beim weiteren Einpressen des Verschlussdeckels 1 in die Bohrung B von der Dichtmasse 16, wie es in den 5a und 5b dargestellt ist, gefüllt wird. Die Dichtmasse 16 ist somit um die Seitenwandung 1s im Bereich des unteren Bereiches 1su und des Übergangsbereiches 1sü herum verteilt. Je nach Spaltbreite bzw. der Wahl des Konuswinkels φk wird mehr oder weniger Dichtmasse 16 in dem Spalt SP vorhanden sein.
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Wie bereits ausgeführt, kann die Außenwandung des unteren Bereiches so wie in den Figuren dargestellt, konisch ausgebildet sein. Es ist jedoch auch möglich, dass die Außenwandung zylindrisch ausgebildet ist.
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Die 6 zeigt eine Ausführungsform, bei der der Übergangsbereich 1sü durch zwei Abschnitte 1sü1 und 1sü2 gebildet ist, die übereinander angeordnet sind, wobei die äußeren Oberflächen 1ü1 und 1ü2 – wie dargestellt – im Querschnitt eine durch die jeweiligen Radien R1, R2 vorgegebene Krümmung aufweisen. Dabei ist der Radius R2 des oberen Abschnitts 1sü2 kleiner als der Radius R1 des unteren Abschnitts 1su1. Die äußere Oberfläche des unteren Bereiches 1su ist vorzugsweise konisch ausgebildet, wobei diese Oberfläche um etwa 1° bis 3° zur äußeren Oberfläche des oberen Bereiches 1so geneigt ist. Die Oberfläche des oberen Bereiches 1so ist vorzugsweise konisch, d.h. um den Winkel φ, mit φ > 90°, zur flachen planen Bodenwandung 1b angeordnet. Die Innenwandung 1si der Seitenwandung 1s ist glatt und um den Winkel φ zur Bodenwandung 1b geneigt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- DIN 443 [0002]
- DIN 443 [0002]
- DIN 443 [0015]
