DE102015107540B4

DE102015107540B4 - Verschlussstopfen

Info

Publication number: DE102015107540B4
Application number: DE102015107540.7A
Authority: DE
Inventors: Michel Kuhm
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 2015-05-13
Filing date: 2015-05-13
Publication date: 2021-07-22
Anticipated expiration: 2035-05-14
Also published as: BR112017024343A2; DE102015107540A1; WO2016180639A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Verschlussstopfen (10) zum Verschließen einer Öffnung (O), insbesondere in einer Fahrzeugkarosserie, mit einem ringförmigen Dichtabschnitt (12), der dafür vorgesehen ist, am Rand der Öffnung (O) anzuliegen, und einem Spreizabschnitt (14), der einstückig mit dem Dichtabschnitt (12) ausgeführt ist und aus einer Montageposition, in der der Dichtabschnitt (12) zumindest an einem axialen Ende einen Montagedurchmesser hat, in eine Spreizposition verstellbar ist, in welcher der Dichtabschnitt (12) einen größeren Durchmesser hat, wobei durch die Verstellung in die Spreizposition sich der Dichtabschnitt dichtend an den Öffnungsrand bzw. die Öffnungsinnenfläche anlegt, wobei der Spreizabschnitt mittels eines Faltabschnitts mit dem Dichtabschnitt verbunden ist und wobei der Faltabschnitt einen Mittelabschnitt aufweist, der mit zwei Filmscharnieren mit dem Dichtabschnitt und dem Spreizabschnitt verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Verschlussstopfen zum Verschließen einer Öffnung, insbesondere in einer Fahrzeugkarosserie, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Im Karosseriebau entsteht eine Vielzahl von Öffnungen und Löchern, die ein Eindringen von Feuchtigkeit und von Verschmutzungen erlauben würden. Ferner bilden derartige Öffnungen und Löcher auch sogenannte Schallbrücken. Daher werden diese Öffnungen und Löcher mit Verschlussstopfen verschlossen. Ziel ist es, die Öffnungen und Löcher abzudichten und zudem eine Schalldämpfung herbeizuführen.
Zum Verschluss dieser Karosserieöffnungen werden Verschlussstopfen eingesetzt. Hierzu ist bereits eine Vielzahl von Stopfengeometrien bekannt.
Beispielsweise zeigt die DE 102 53 983 A1 einen Verschlussstopfen zum Dichten und schalldämpfenden Verschließen eines Lochs in einem Bauteil. Der Verschlussstopfen weist einen ringförmigen Dichtabschnitt auf, der beim Einsetzen des Verschlussstopfens in die Öffnung zusammengedrückt wird und sich dichtend an den Rand der Öffnung anlegt.
Die DE 35 12 582 A1 offenbart einen Lochstopfen mit einer Dichtlippe, die beim Einsetzen in das Loch radial nach innen gedrückt wird und nach dem Einsetzen sich radial nach außen wieder entfaltet und sich an das Lochblech anlegt.
Bei den bekannten Lösungen hat sich als nachteilig herausgestellt, dass die Montage der Verschlussstopfen in Öffnungen der Karosserie hohe Montagekräfte erfordert.
Ein Verschlussstopfen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist in der nachveröffentlichten DE 10 2013 112 629 A1 offenbart.
Verschlussstopfen einer anderen Art, bei der Klappabschnitte beim Eindrücken nach außen geklappt werden und sich an eine Unterseite eines Bauteils, in welchem die Öffnung ausgebildet ist, anlegen, sind aus der FR 2 796 367 A1 und US 6 557 208 B2 bekannt.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die erforderlichen Montagekräfte eines Verschlussstopfens zu verringern und auch die aus dem Stand der Technik bekannten Dichtigkeitsprobleme bekannter Verschlussstopfen zu lösen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Verschlussstopfen mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Danach ist ein Verschlussstopfen zum Verschließen einer Öffnung mit einem ringförmigen Dichtabschnitt vorgesehen, der am Rand der Öffnung anliegen kann, und einem Spreizabschnitt, der einstückig mit dem Dichtabschnitt ausgeführt ist und aus einer Montageposition, in der der Dichtabschnitt zumindest an einem axialen Ende einen Montagedurchmesser hat, in eine Spreizposition verstellbar ist, in welcher der Dichtabschnitt einen größeren Durchmesser hat, wobei durch die Verstellung in die Spreizposition sich der Dichtabschnitt dichtend an den Öffnungsrand bzw. die Öffnungsinnenfläche anlegt. Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, einen Stopfen zu verwenden, der in der Montageposition mit geringer Kraft in die Öffnung der Fahrzeugkarosserie eingesetzt und dann durch Druck auf einen Teil des Stopfens in der Montagerichtung in eine Spreizposition verstellt werden kann, in welcher der Stopfen zuverlässig gegen den Rand der Öffnung abdichtet. Durch den Umstand, dass der Dichtabschnitt des Verschlussstopfens zunächst einen Montagedurchmesser hat, der kleiner ist als der Durchmesser des Dichtabschnittes in der Spreizposition, lässt sich der Verschlussstopfen einfach in die Öffnung einsetzen. Je nach den Abmessungen kann dies vollständig oder zumindest annähernd reibungsfrei erfolgen. Wenn der Verschlussstopfen eingesetzt ist, wird der Spreizabschnitt von der Montageposition in die Spreizposition verstellt, so dass der Dichtabschnitt nach außen gedrückt wird und einen größeren Durchmesser erhält. Hierdurch legt sich der Dichtabschnitt dichtend an den Rand der Öffnung an, in die der Verschlussstopfen eingesetzt ist. Der Verschlussstopfen wird somit durch die Umlenkung von axialem Druck in eine radiale Verformung in der Öffnung fixiert. Besonders vorteilhaft ist, dass die Eindrückrichtung des Spreizabschnitts und die Einsetzrichtung des Verschlussstopfens identisch sind. Die erfindungsgemäße Gestaltung des Verschlussstopfens erlaubt es auch, dass der Dichtabschnitt sich auch bei unterschiedlichen Blechdicken an den Öffnungsrand bzw. die Öffnungsinnenfläche anlegt. Besonders vorteilhaft ist, dass der Verschlussstopfen mit geringer Montagekraft in die Öffnung eingesetzt werden kann. Zugleich erlaubt die Verstellung in die Spreizposition, dass sich der Dichtabschnitt dichtend an den Rand bzw. die Innenseiten der Öffnung anlegt und so eine gute Dichtwirkung erzielt werden kann. Außerdem wirkt der Verschlussstopfen schalldämmend.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Spreizabschnitt mittels eines Faltabschnitts mit dem Dichtabschnitt verbunden ist. Mittels des Faltabschnitts lässt sich konstruktiv sehr einfach ein axiales Verschieben des Spreizabschnittes in eine radiale Spreizbewegung umsetzen. Außerdem lässt sich durch den Faltabschnitt das Spreizverhalten des Spreizabschnitts einstellen. Das Überführen des Spreizabschnitts von der Montageposition in die Spreizposition erfolgt durch Falten des Faltabschnitts. Hierdurch wird zudem der Verschlussstopfen in der Spreizposition dauerhaft fixiert, weil der Faltabschnitt in der Spreizposition gefaltet ist. Durch die Faltung wird zudem die Stabilität des Verschlussstopfens erhöht.
Weiter ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Faltabschnitt einen Mittelabschnitt aufweist, der mit zwei Filmscharnieren mit dem Dichtabschnitt und dem Spreizabschnitt verbunden ist. Die Filmscharniere erleichtern es, dass der Faltabschnitt „umgestülpt“ wird und dadurch der Spreizabschnitt aus der Montageposition in die Spreizposition gelangt.
Vorzugsweise steht die Wandstärke des Mittelabschnitts zur Wandstärke der Filmscharniere im Verhältnis von 4:1 bis 8:1, vorzugsweise im Verhältnis von 5:1 bis 6:1. Bei diesen Verhältnissen hat einerseits der Mittelabschnitt eine ausreichende Steifigkeit, und andererseits sind die Filmscharniere nachgiebig genug, um dem Eindrücken des Spreizabschnitts keinen übermäßig hohen Widerstand entgegenzusetzen.
Ferner kann vorgesehen sein, dass der Faltabschnitt mit dem Dichtabschnitt an dessen axialem Ende verbunden ist, das den Montagedurchmesser hat, wenn sich der Spreizabschnitt in der Montageposition befindet.
Des Weiteren ist denkbar, dass der Spreizabschnitt plattenförmig ausgeführt ist. Diese einfache Geometrie erlaubt eine stabile, aber zugleich einfach herzustellende Form des Verschlussstopfens.
Außerdem ist möglich, dass der Spreizabschnitt einen Durchmesser hat, der größer ist als die Hälfte des Innendurchmessers des Dichtabschnitts. Durch eine derartige Gestaltung wird das Spreizverhalten des Verschlussstopfens unterstützt. Denn die Verformung des Spreizabschnitts erfolgt im Bereich zwischen Spreizabschnitt und Dichtabschnitt und somit in einem eng definierten Bereich des Verschlussstopfens. Außerdem bietet ein Spreizabschnitt, der vergleichsweise groß ausgeführt ist, eine große Angriffsfläche bei der Montage, so dass der Spreizabschnitt leicht aus der Montage- in die Spreizposition gedrückt werden kann.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass der Dichtabschnitt an seinem axialen Ende, das den Montagedurchmesser aufweist, wenn sich der Spreizabschnitt in der Montageposition befindet, eine umlaufende Rastkante aufweist. Die umlaufende Rastkante erlaubt eine sichere Vorfixierung des Verschlussstopfens in der zu verschließenden Öffnung, auch bevor der Spreizabschnitt in die Spreizstellung gebracht wurde.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Rastverbindung zwischen dem Faltabschnitt und dem Spreizabschnitt ausgebildet ist, wenn sich der Spreizabschnitt in der Spreizposition befindet. Mit der Rastverbindung kann der Spreizabschnitt mechanisch in der Spreizposition verriegelt werden, was die Sicherheit gegen ein unbeabsichtigtes Lösen erhöht.
Die Rastverbindung kann mit geringem Aufwand dadurch erzielt werden, dass der Spreizabschnitt mit einer Rippe versehen ist, die radial nach außen vorsteht.
Als „Gegenstück“ zur Rippe am Spreizabschnitt kann eine Rippe am Faltabschnitt vorgesehen sein, die radial nach außen vorsteht, wenn der Spreizabschnitt sich in der Montageposition befindet.
Die am Spreizabschnitt vorgesehene Rippe rastet hinter der am Faltabschnitt vorgesehenen sein, Rippe ein, wenn der Spreizabschnitt in die Spreizposition gebracht wird. Die Rastverbindung ergibt sich also automatisch, ohne dass zusätzliche Schritte nötig sind, wenn der Spreizabschnitt in die Spreizposition gelangt.
Vorzugsweise sind die beiden Rippen umlaufend. Es könnte grundsätzlich vorgesehen dass die Rippen abschnittsweise unterbrochen sind. Mit umlaufenden Rippen ergeben sich insgesamt höhere Haltekräfte.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Dichtabschnitt an dem axialen Ende, das dem axialen Ende gegenüberliegt, das mittels des Spreizabschnittes aufgeweitet werden kann, eine umlaufende Dichtlippe aufweist. Hierdurch kann die Dichtwirkung des Verschlussstopfens unterstützt und verbessert werden. Die Dichtlippe kann schräg zum Dichtabschnitt angeordnet und in Richtung des axialen Endes zeigen bzw. ausgerichtet sein, das mittels des Spreizabschnittes aufgeweitet werden kann. Hierdurch kann beim Einschieben des Stopfens automatisch eine Vorspannung auf die Dichtlippe aufgebracht werden, wodurch die Dichtwirkung erhöht wird.
Weiter ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Verschlussstopfen als einstückiges Spritzgussteil ausgeführt ist. Dies ermöglicht eine kostengünstige Fertigung des Verschlussstopfens auch bei hohen Stückzahlen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Verschlussstopfen aus TPE besteht, insbesondere aus TPE mit einer Härte von 40 bis 80 Shore A. Dieses Material ist besonders geeignet, wenn der Verschlussstopfen in eine Öffnung einer Fahrzeugkarosserie eingesetzt wird, nachdem diese lackiert und der Lack gebrannt wurde.
Insbesondere kann hierbei TPO verwendet werden, beispielsweise mit einer Härte von 50 bis 70 Shore A.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Verschlussstopfen aus einem TPE mit Klebeeigenschaften besteht. Dieses Material ist besonders geeignet, wenn der Verschlussstopfen in eine Öffnung einer Fahrzeugkarosserie eingesetzt wird, bevor diese lackiert und der Lack gebrannt wird.
Als Material ist hierbei besonders TPS-SEBS geeignet. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den nachfolgenden Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:

- 1 eine perspektivische Ansicht von schräg oben auf ein Vergleichsbeispiel eines Verschlussstopfens;
- 2 eine perspektivische Unteransicht des Verschlussstopfens gemäß 1 ;
- 3 eine perspektivische Schnittdarstellung des Verschlussstopfens gemäß 1 ;
- 4 eine weitere perspektivische Schnittdarstellung des Verschlussstopfens gemäß 1 in der Montageposition eingesetzt in eine Öffnung einer Fahrzeugkarosserie;
- 5 eine weitere perspektivische Detailschnittdarstellung des Verschlussstopfens gemäß 1 in der Spreizposition eingesetzt in eine Öffnung in einer Fahrzeugkarosserie;
- 6 eine weitere perspektivische Schnittdarstellung des Verschlussstopfens gemäß 1 in der Spreizposition eingesetzt in eine Öffnung einer Fahrzeugkarosserie;
- 7 eine weitere perspektivische Detailschnittdarstellung des Verschlussstopfens gemäß 1 in der Spreizposition,
- 8 in einer abgebrochenen Schnittansicht einen Verschlussstopfen gemäß einer Ausführungsform in der Montageposition; und
- 9 in einer Schnittansicht den Verschlussstopfen der Ausführungsform in der Spreizposition.

1 zeigt eine perspektivische Ansicht von schräg oben auf ein Vergleichsbeispiel eines Verschlussstopfens 10, der als einstückiges Spritzgussteil ausgeführt ist. Der Verschlussstopfen ist aus Kunststoff ausgeführt.
Der Verschlussstopfen 10 weist als Hauptbestandteile einen ringförmigen Dichtabschnitt 12, einen Spreizabschnitt 14 und einen Faltabschnitt 16 auf.
Der Dichtabschnitt 12 und der Spreizabschnitt 14 sind durch den Faltabschnitt 16 einstückig miteinander verbunden.
Der Dichtabschnitt 12 weist an seinem axialen Ende 20, an dem er mit dem Faltabschnitt 16 verbunden ist, eine umlaufende Rastkante 22 und eine Abfasung 24 auf. Auf die Rastkante 22 folgt eine umlaufende Auflagefläche 26, an die sich dann am anderen axialen Ende 28 eine umlaufende Dichtlippe 30 anschließt.
Die Dichtlippe 30 ist schräg zum Dichtabschnitt 12 angeordnet und in Richtung des axialen Endes 20 ausgerichtet, an dem der Spreizabschnitt 14 mit dem Dichtabschnitt 12 verbunden ist.
Die Auflagefläche 26 ist im weitesten Sinne zylindrisch, wobei der Dichtabschnitt 12 im Zustand des Verschlussstopfens 10, wie er in den 1 bis 3 dargestellt ist, geringfügig konisch ist; der Durchmesser am der Dichtlippe 30 zugewandten Ende ist geringfügig größer als am mit der Rastkante 22 versehenen Ende.
Der Spreizabschnitt 14 ist nach Art einer kreisförmigen Platte ausgeführt, deren Durchmesser größer ist als die Hälfte des Innendurchmessers des Dichtabschnittes 12. Abgesehen von etwas Raum für den Faltabschnitt 16 nimmt der Spreizabschnitt 14 den gesamten Innenraum innerhalb des Dichtabschnittes 12 ein.
Der Spreizabschnitt 14 ist auf einer Seite glatt ausgeführt und auf der anderen Seite mit Verstärkungselementen versehen. Die Verstärkungselemente verstärken und versteifen den Spreizabschnitt 14.
Die Verstärkungselemente sind hier als Verstärkungsring 34 und als Verstärkungsrippen 36 ausgeführt.
Die Verstärkungselemente sind auf der Seite des Spreizabschnittes 14 angeordnet, die dem mit der Rastkante 22 versehenen axialen Ende 20 des Dichtringes 12 zugewandt ist.
Der Faltabschnitt 16 verbindet den Spreizabschnitt 14 mit dem Dichtabschnitt 12, und zwar den Außenumfang des Spreizabschnittes 14 mit der Innenseite des axialen Endes 20 des Dichtabschnittes 12, das im Ausgangszustand der 1 bis 3 den kleineren Durchmesser hat, also mit dem axialen Ende 20, das mit der Rastkante 22 versehen ist. Er weist hier zwei abgestufte Zylinderabschnitte 38, 40 auf, wobei der Durchmesser des mit dem Spreizabschnitt 14 verbundenen Zylinderabschnitts 38 kleiner ist als der Durchmesser des mit dem Dichtabschnitt 12 verbundenen Zylinderabschnitts 40.
Der Verschlussstopfen 10 kann zwei Zustände einnehmen, nämlich einen unverriegelten Zustand in der Montageposition, wie er in den 1 bis 4 dargestellt ist, und einen verriegelten Zustand in der Spreizposition, wie er in den 5 bis 7 dargestellt ist.
Der Übergang von der Montageposition in die Spreizposition erfolgt dadurch, dass der Spreizabschnitt 14 aus einer Montageposition, in der der Dichtabschnitt 12 zumindest an einem axialen Ende 20 einen Montagedurchmesser hat, in eine Spreizposition verstellbar ist, in welcher der Dichtabschnitt 12 einen größeren Durchmesser hat.
Der Durchmesser des Dichtabschnitts 12 wird dadurch vergrößert, dass der Spreizabschnitt 14 und der Faltabschnitt 16 in der Spreizposition den Dichtabschnitt 12 radial nach außen drücken. Hierdurch kann sich der Dichtabschnitt 12 an die Innenseite der Öffnung anlegen, so dass der Verschlussstopfen 10 zuverlässig in der Öffnung verklemmt wird und dort gut hält.
Der Spreizabschnitt 14 hat einen Durchmesser, der größer ist als die Hälfte des Innendurchmessers des Dichtabschnittes 12.
Anhand der 4 bis 7 wird nun nachstehend die Fixierung des Verschlussstopfens 10 in einer Öffnung O erläutert.
Der Verschlussstopfen 10 wird in seiner Montagestellung in die Öffnung O eingesetzt. Der Spreizabschnitt 14 ist dabei noch nicht eingedrückt, so dass er oberhalb der Dichtlippe 30 liegt.
Bei der zu verschließenden Öffnung O handelt es sich hier um eine Öffnung O einer Fahrzeugkarosserie.
Durch den Umstand, dass der Dichtabschnitt 12 des Verschlussstopfens 10 zunächst einen Montagedurchmesser hat, der kleiner ist als der Durchmesser des Dichtabschnittes 12 in der Spreizposition, kann der Verschlussstopfen 10 ohne großen Kraftaufwand in die Öffnung O eingesetzt werden
Wenn der Verschlussstopfen 10 in die Öffnung eingesetzt ist, wird der Spreizabschnitt 14 von der Montageposition durch einfaches Eindrücken des Spreizabschnitts 14 in die Spreizposition verstellt (vgl. 4 und 5). Dies geschieht mit einer Axialkraft F_A , die in Richtung der Axialrichtung des Verschlussstopfens 10 ausgerichtet ist. Hierbei wird der Faltabschnitt 16 zusammengefaltet, so dass die beiden Zylinderabschnitte 38, 40, die im Ausgangs- bzw. Montagezustand in axialer Richtung hintereinander liegen, nun auf derselben Höhe radial nebeneinander liegen. Die Zylinderabschnitte 38, 40 sind so bemessen, dass sie, wenn sie nebeneinander liegen, eine radiale Spreizkraft oder Radialkraft FR auf den Dichtabschnitt 12 ausüben, genauer gesagt auf das in den Figuren untere axiale Ende 20. Hierdurch wird das mit der Rastkante 22 versehene Ende des Dichtabschnittes 12 nach außen aufgeweitet, so dass der Dichtabschnitt 12 gegen den Rand der Öffnung O gedrückt wird.
Die Spreizposition ist in 5 gezeigt, die eine Schnittdarstellung des Verschlussstopfens 10 in der Spreizposition zeigt.
Durch das Eindrücken des Spreizabschnittes 14 wird der Dichtabschnitt 12 nach außen gedrückt und erhält einen größeren Durchmesser. Der Dichtabschnitt 12 legt sich dichtend an den Rand der Öffnung O an, in die der Verschlussstopfen 10 eingesetzt ist.
Wie aus den 5 bis 7 ersichtlich, verläuft der Faltabschnitt 16, wenn sich der Spreizabschnitt 14 in der Spreizposition befindet, im Schnitt gesehen mäanderförmig.
Durch die im Schnitt mäanderförmige Faltung des Faltabschnitts 16 in der Spreizposition wird der Verschlussstopfen 10 in dieser Position sicher fixiert. Der Teil des Faltabschnitts 16, der an den Spreizabschnitt 14 anschließt, drückt den Teil des Faltabschnitts 16, der an den Dichtabschnitt 12 anschließt, nach außen.
Zudem hat die mäanderförmige Faltung des Faltabschnitts 16 den Vorteil, dass sie formstabil ist.
Der Verschlussstopfen 10 wird somit durch die Umlenkung von axialem Druck in eine radiale Verformung in der Öffnung O fixiert. Besonders vorteilhaft ist, dass die Eindrückrichtung des Spreizabschnitts 14 und die Einsetzrichtung des Verschlussstopfens 10 identisch sind. Der Verschlussstopfen 10 kann folglich mit einer einzigen Bewegung in die Öffnung O eingesetzt und fixiert werden.
Die erfindungsgemäße Gestaltung des Verschlussstopfens 10 erlaubt es auch, dass der Dichtabschnitt 12 sich auch bei unterschiedlichen Blechdicken an den Öffnungsrand bzw. die Öffnungsinnenfläche anlegt.
In den 8 und 9 ist ein Verschlussstopfen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Für die von dem Vergleichsbeispiel bekannten Merkmale werden dieselben Bezugszeichen verwendet, und es wird insoweit auf die obigen Erläuterungen verwiesen.
Der wesentliche Unterschied zwischen dem Vergleichsbeispiel und der Ausführungsform liegt darin, dass bei der Ausführungsform eine Rastverbindung zwischen dem Spreizabschnitt 14 und dem Faltabschnitt 16 hergestellt wird, wenn sich der Spreizabschnitt 14 in der Spreizposition befindet.
Die Rastverbindung wird dadurch erzielt, dass der Spreizabschnitt 14 mit einer umlaufenden, radial nach außen vorstehenden Rippe 50 versehen ist, die mit einer Rippe 52 zusammenwirken kann. Die Rippe 52 ist am Faltabschnitt 16 vorgesehen (siehe 8). Beide Rippen 50, 52 sind hier hinterschnitten ausgeführt.
Wie durch Vergleich der 8 und 9 zu sehen ist, ist die Rippe 52 an der Seite des Faltabschnittes 16 angeordnet, die radial nach außen weist, wenn der Spreizabschnitt 14 sich in der Montageposition befindet, und radial nach innen, wenn der Spreizabschnitt 14 sich in der Spreizposition befindet. Somit wird die Rippe 52, wenn der Faltabschnitt 16 aus der in 8 gezeigten Konfiguration „umgestülpt“ wird, nach innen gefaltet, so dass sie an der Rippe 50 des Spreizabschnittes 14 angreifen kann.
Die wesentliche Wirkung der durch die Rippen 50, 52 gebildeten Rastverbindung besteht darin, dass der Spreizabschnitt 14, wenn er in die Spreizposition gebracht wurde, mechanisch in dieser verriegelt ist. Während der Montage des Verschlussstopfens 10 ergibt sich daraus der Vorteil, dass ein unbeabsichtigtes Lösen des Verschlusstopfens 10 nach dem Einsetzen und vor weiteren Behandlungsschritten zuverlässig verhindert ist.
Ein weiterer Unterschied zwischen dem Vergleichsbeispiel und der Ausführungsform besteht darin, dass der Faltabschnitt 16 einen ringförmigen Mittelabschnitt 54 aufweist, der gegenüber den in axialer Richtung anschließenden Abschnitten 56, 58 eine deutlich größere Wandstärke hat. Aus der großen Wandstärke ergibt sich für den Mittelabschnitt 54 die Steifigkeit, die für die Rastverbindung wünschenswert ist.
Die sich in axialer Richtung anschließenden Abschnitte 56, 58 sind als Filmscharniere ausgebildet. Dies erleichtert das Umstülpen des Faltabschnittes 16 aus der in 8 gezeigten Konfiguration in die in 9 gezeigte Konfiguration.
Das Verhältnis der Wandstärke des Mittelabschnitts 54 zur Wandstärke der Filmscharniere 56, 58 liegt vorzugsweise im Bereich von 4:1 bis 8:1, besonders bevorzugt im Bereich von 5:1 bis 6:1.
Trotz der Rippen 50, 52 kann der Verschlussstopfen spritzgegossen werden, ohne dass in der Spritzgussform Schieber verwendet werden müssen.
Als Material für den Verschlussstopfen kann ein TPE mit einer Härte von 40 bis 80 Shore A verwendet werden, insbesondere ein TPO mit einer Härte von 50 bis 70 Shore A. Dieses Material ist besonders geeignet, wenn der Verschlussstopfen in Öffnungen einer Fahrzeugkarosserie eingesetzt wird, nachdem dies lackiert und der Lack gebrannt wurde.
Als Material für den Verschlussstopfen kann auch ein TPE mit Klebeeigenschaften verwendet werden, insbesondere ein TPS-SEBS. Dieses Material ist besonders geeignet, wenn der Verschlussstopfen in Öffnungen einer Fahrzeugkarosserie eingesetzt wird, bevor diese lackiert und der Lack gebrannt wird. Das Material enthält vorzugsweise Additive, die gewährleisten, dass der Verschlussstopfen auch bei Temperaturen bis ca. 180°C eine ausreichende Festigkeit behält.
Beim Brennen des Lacks verklebt der TPE mit dem Rand der Öffnung O, in die der Verschlussstopfen eingesetzt ist. Hierdurch ist eine Dichtigkeit gewährleistet, so dass auch beim Auftreten von Druckunterschieden zwischen den beiden Seiten des Verschlussstopfens (beispielsweise durch das Ausdehnen oder Zusammenziehen von Luft, die in einem Teil der Fahrzeugkarosserie durch den Verschlussstopfen eingeschlossen ist) keine Luft und auch keine Feuchtigkeit von einer Seite des Verschlussstopfens auf die andere Seite gelangen kann.
Ein weiterer Effekt der Klebeeigenschaften des TPEs ist, dass beim Brennen des Lacks die Rastverbindung zwischen den beiden Rippen 50, 52 verklebt. Dies erhöht die Sicherheit gegen ein unbeabsichtigtes Lösen der Rastverbindung weiter.
Die Verwendung eines TPEs mit Klebeeigenschaften als Material für den Stopfen stellt einen eigenständigen Aspekt der Erfindung dar. Hierdurch ist es nicht notwendig, eine separate Kleberschicht am Stopfen aufzubringen. Stattdessen kann dieser als 1-K-Bauteil ausgeführt werden, also in einer Komponente aus einem einzigen Material, so dass sich die gewünschte Festigkeit und die gewünschten Klebeeigenschaften ergeben. Dies ist unabhängig von der vorstehend beschriebenen Geometrie des Stopfens.

Claims

Verschlussstopfen (10) zum Verschließen einer Öffnung (O), insbesondere in einer Fahrzeugkarosserie, mit einem ringförmigen Dichtabschnitt (12), der dafür vorgesehen ist, am Rand der Öffnung (O) anzuliegen, und einem Spreizabschnitt (14), der einstückig mit dem Dichtabschnitt (12) ausgeführt ist und aus einer Montageposition, in der der Dichtabschnitt (12) zumindest an einem axialen Ende einen Montagedurchmesser hat, in eine Spreizposition verstellbar ist, in welcher der Dichtabschnitt (12) einen größeren Durchmesser hat, wobei durch die Verstellung in die Spreizposition sich der Dichtabschnitt (12) dichtend an den Öffnungsrand bzw. die Öffnungsinnenfläche anlegt, dadurch gekennzeichnet, dass der Spreizabschnitt (14) mittels eines Faltabschnitts (16) mit dem Dichtabschnitt (12) verbunden ist, wobei der Faltabschnitt (16) einen Mittelabschnitt (54) aufweist, der mit zwei Filmscharnieren (56, 58) mit dem Dichtabschnitt (12) und dem Spreizabschnitt (14) verbunden ist.
Verschlussstopfen (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke des Mittelabschnitts (54) zur Wandstärke der Filmscharniere (56, 58) im Verhältnis von 4:1 bis 8:1 steht, vorzugsweise im Verhältnis von 5:1 bis 6:1.
Verschlussstopfen (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Faltabschnitt (16) mit dem Dichtabschnitt (12) an dessen axialem Ende verbunden ist, das den Montagedurchmesser hat, wenn sich der Spreizabschnitt (14) in der Montageposition befindet.
Verschlussstopfen (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spreizabschnitt (14) plattenförmig ausgeführt ist.
Verschlussstopfen (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spreizabschnitt (14) einen Durchmesser hat, der größer ist als die Hälfte des Innendurchmessers des Dichtabschnittes (12).
Verschlussstopfen (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtabschnitt (12) an seinem axialen Ende, das den Montagedurchmesser aufweist, wenn sich der Spreizabschnitt (14) in der Montageposition befindet, eine umlaufende Rastkante (22) aufweist.
Verschlussstopfen (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtabschnitt (12) an dem axialen Ende, das dem axialen Ende gegenüberliegt, das mittels des Spreizabschnitts (14) aufgeweitet werden kann, eine umlaufende Dichtlippe (30) aufweist.
Verschlussstopfen (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rastverbindung zwischen dem Faltabschnitt (16) und dem Spreizabschnitt (14) ausgebildet ist, wenn sich der Spreizabschnitt (14) in der Spreizposition befindet.
Verschlusstopfen (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Spreizabschnitt (14) mit einer Rippe (50) versehen ist, die radial nach außen vorsteht.
Verschlussstopfen (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Faltabschnitt (16) mit einer Rippe (52) versehen ist, die radial nach außen vorsteht, wenn der Spreizabschnitt (14) sich in der Montageposition befindet.
Verschlussstopfen (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die am Spreizabschnitt (14) vorgesehene Rippe (50) hinter der am Faltabschnitt (16) vorgesehenen Rippe (52) einrastet, wenn der Spreizabschnitt (14) in die Spreizposition gebracht wird.
Verschlussstopfen (10) nach Anspruch 10 oder Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippe (50, 52) umlaufend ist.
Verschlussstopfen (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er als einstückiges Spritzgussteil ausgeführt ist.
Verschlussstopfen (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er aus TPE mit einer Härte von 40 bis 80 Shore A besteht, insbesondere TPO mit einer Härte von 50 bis 70 Shore A.
Verschlussstopfen (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass er aus einem TPE mit Klebeeigenschaften besteht, insbesondere aus TPS-SEBS.