DE10303366A1

DE10303366A1 - Verfahren zum Verschliessen einer Öffnung

Info

Publication number: DE10303366A1
Application number: DE2003103366
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dipl.-Ing. Fischer; Christian Dipl.-Ing. Bauer; Nikolaus Dipl.-Ing. Schwarzkopf
Original assignee: Volkswagen AG; ITW Automotive Products GmbH
Current assignee: Volkswagen AG; ITW Fastener Products GmbH
Priority date: 2003-01-29
Filing date: 2003-01-29
Publication date: 2004-08-05
Anticipated expiration: 2023-01-30
Also published as: DE10303366B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verschließen einer Öffnung, vorzugsweise einer Öffnung in einem Karosserieblech, bei dem man einen Stopfen in die Öffnung eindrückt, um diese zu verschließen, wobei der Stopfen (10) wenigstens eine Dichtung (11) aus einem expandierbaren Material umfasst und der Stopfen (10) in die Öffnung (12) mit nicht expandierter Dichtung (11) eingedrückt und erst danach die Dichtung (11) zum Expandieren gebracht wird und dadurch die Öffnung (12) verschlossen wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verschließen einer Öffnung, vorzugsweise einer Öffnung in einem Karosserieblech, bei dem man einen Stopfen in die Öffnung eindrückt, um diese zu verschließen.
Nach einem Verfahren der eingangs genannten Art werden zum Beispiel in der Automobilindustrie Öffnungen in Karosserieblechen verschlossen. Wichtig ist es, dass die dabei verwendeten Stopfen gute Eigenschaften im Hinblick auf die Schalldämmung haben. Bei den bislang bekannten Karosseriestopfen der genannten Art ist jedoch die akustische Leistungsfähigkeit ungenügend. Grundsätzlich könnte man diesen Mangel dadurch beheben, dass man andere Verfahren zur Herstellung anwendet, beispielsweise die Herstellung der Stopfen im Spritzgussverfahren. Allerdings liegt der Nachteil bei Spritzgussverfahren in den relativ hohen Kosten. Ein weiterer Nachteil herkömmlicher Stopfen dieser Art liegt darin, dass sie an eine bestimmte Umrissform der Öffnung gebunden sind, das heißt beispielsweise nur für runde Öffnungen verwendbar sind.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Verschließen einer Öffnung, vorzugsweise einer Öffnung in einem Karosserieblech, der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, welches zu einer verbesserten Schalldämmung führt und eine kostengünstige Lösung der zuvor genannten Problematik liefert.

Die Lösung dieser Aufgabe liefert ein Verfahren zum Verschließen einer Öffnung der eingangs genannten Gattung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Stopfen wenigstens eine Dichtung aus einem expandierbaren Material umfasst. Dabei wird der Stopfen in die Öffnung mit nicht expandierter Dichtung eingedrückt und erst danach wird die Dichtung zum Expandieren gebracht, wodurch die Öffnung verschlossen wird, das heißt wodurch insbesondere Freiräume zwischen den Konturen des Stopfens und den sich anschließenden die Öffnung umgebenden Kanten des Materials, in dem sich die Öffnung befindet, verschlossen werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere für das Verschließen von Öffnungen in Karosserieblechen, wobei vorzugsweise hinter der Öffnung ein Hohlraum liegt, so dass der Zugang zu dem Hohlraum mittels des Stopfens verschlossen wird. Dabei müssen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Stopfen nicht rund sein, sondern können einen beliebigen davon abweichenden Umriss haben. Die erfindungsgemäße Lösung besteht also darin, dass man einen Stopfen zur Verfügung stellt, der zunächst eine Dichtung aus einem expandierbaren Material umfasst, die in nicht expandiertem Zustand vorliegt. Dieser Stopfen wird wie ein herkömmlicher Stopfen in die Öffnung eingedrückt. Danach wird durch ein geeignetes Verfahren, zum Beispiel durch Wärmezufuhr, die Dichtung zum Expandieren gebracht, wodurch dann erreicht wird, dass die expandierte Dichtung die Öffnung verschließt. Die Anmelderin hat in Versuchen festgestellt, dass ein nach diesem Verfahren eingebrachter Stopfen eine wesentlich verbesserte Schalldämmung ermöglicht. Die Herstellung eines solchen Stopfens ist recht einfach und daher kostengünstig möglich. Das Verfahren der Einbringung des Stopfens ist ebenfalls verhältnismäßig einfach, da zunächst die Montage des Stopfens wie bei bisher üblichen Verfahren erfolgen kann. Anders als bei dem bekannten Vorgehen muss lediglich die Wärmeeinwirkung oder eine anderweitige Einwirkung erfolgen, um die Dichtung zu expandieren.

Vorzugsweise wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Stopfen zum Verschließen der Öffnungen verwendet, der wenigstens ein Stopfenoberteil umfasst, wenigstens ein im Durchmesser gegenüber dem Oberteil vorzugsweise reduziertes Unterteil sowie ein Oberteil und Unterteil verbindendes Verbindungselement. Prinzipiell kann das Unterteil aber auch einen vergleichbaren Durchmesser haben wie das Oberteil. Es ist jedoch vorteilhaft, wenn das Unterteil im Durchmesser gegenüber dem Oberteil reduziert ist, wobei das Unterteil vorzugsweise die Öffnung, die zu verschließen ist, mindestens bereichsweise zumindest etwas überragt, so dass eine Art Rastverbindung herstellbar ist, bei der das Unterteil des Stopfens den Innenrand der Öffnung hintergreift. Das im Umriss vorzugsweise etwas größere Oberteil liegt bei montiertem Stopfen außenseitig am Karosserieblech an und deckt dabei mindestens die Öffnung selbst ab, wobei vorzugsweise eine Überlappung mit dem Karosserieblech empfehlenswert ist. Das Verbindungselement dient in erster Linie als Abstandhalter zwischen Oberteil und Unterteil und ist somit entsprechend der Materialstärke des Karosserieblechs oder des anderen Materials, in dem sich die Öffnung befindet, dimensioniert. Das Verbindungselement hat also vorzugsweise eine in Eindrückrichtung gesehen im Wesentlichen axiale Ausdehnung. Das Verbindungselement verläuft in dieser axialen Ausdehnung vorzugsweise etwa rechtwinklig zur Ebene des Oberteils beziehungsweise des Unterteils. Oberteil und Unterteil können im Wesentlichen flach ausgebildet sein. Oberteil und Unterteil können beispielsweise im Wesentlichen aus flachen plattenähnlichen Kunststofffolien oder dergleichen bestehen. Das Verbindungselement kann beispielsweise im Wesentlichen zylindrisch oder aber auch im Umriss eckig ausgebildet sein. Vorzugsweise überragen sowohl das Oberteil als auch das Unterteil die zu verschließende Öffnung im Durchmesser, so dass ein sicheres Verschließen der Öffnung und Vermeidung einer Schallbrücke gegeben ist.

Die erfindungsgemäße Dichtung kann beispielsweise aus einem expandierbaren Schaumstoffmaterial bestehen. Dieses expandiert zum Beispiel bei Wärmezufuhr in radialer oder in axialer oder in radialer und in axialer Richtung, wobei letzteres besonders bevorzugt ist. Mit anderen Worten, die Dichtung kann in axialer Richtung des Verbindungselements eine geringere Ausdehnung haben als das Verbindungselement, welches die Dichtung vorzugsweise umgibt. Bei der Expansion dehnt sich dann die Dichtung in axialer Richtung aus und füllt dann den Raum zwischen Oberteil und Unterteil aus. Außerdem dehnt sich die Richtung vorzugsweise auch in radialer Richtung aus, so dass im nicht expandierten Zustand die Dichtung kleinere Abmessungen hat als die Öffnung selbst, nach dem Expandieren aber die Dichtung die Öffnung vollständig ausfüllt. Dadurch wird der Hohlraum im Bereich der Öffnung, das heißt zwischen den Kanten des angrenzenden Karosserieblechs, welches die Öffnung umgibt, durch die expandierte Dichtung möglichst vollständig ausgefüllt, so dass keine Hohlräume mehr verbleiben, wodurch eine optimale Schalldämmung erzielt wird.

Gegenstand der Erfindung ist neben dem Verfahren zum Verschließen einer Öffnung der zuvor beschriebene Stopfen, der für das Verschließen von Öffnungen dient. Vorzugsweise wird dieser Stopfen in einem Verfahren zum Verschließen einer Öffnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 eingesetzt. Die in den Unteransprüchen 2 bis 4 genannten Merkmale betreffen bevorzugte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die in den Unteransprüchen 6 bis 14 genannten Merkmale betreffen bevorzugte Weiterbildungen des Stopfens. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Detailbeschreibung.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen
1 einen erfindungsgemäßen Stopfen im nicht expandierten Ausgangszustand;
2 einen erfindungsgemäßen Stopfen, der in eine Öffnung in einem Karosserieblech eingesetzt wurde, aber noch nicht expandiert wurde;
3 einen ähnlichen Schnitt durch ein Karosserieblech mit eingesetztem Stopfen wie in 2, jedoch nach dem Expandieren der Dichtung des Stopfens.
Zunächst wird auf 1 Bezug genommen. Die Darstellung zeigt im schematisch vereinfachten Längsschnitt einen erfindungsgemäßen Stopfen 10, umfassend ein Oberteil 14 beispielsweise aus einer Kunststofffolie bestehend, welches einen runden oder auch einen davon abweichenden Umriss haben kann. Mit dem Oberteil 14 über ein Verbindungselement 16, welches sich etwa rechtwinklig zu dem Oberteil 14 erstreckt, verbunden ist ein Unterteil 15, welches ebenfalls beispielsweise aus Kunststofffolie bestehen kann. Auch das Unterteil 15 kann rund sein oder aber auch rechteckig oder vieleckig oder eine davon abweichende Umrissform haben. Wie man sieht, fungiert das Verbindungselement 16 als Abstandhalter, so dass Oberteil 14 und Unterteil 15 im Prinzip zwei voneinander beabstandete plattenartige im Wesentlichen flache Teile sind, die durch das Verbindungselement 16 auf Abstand gehalten werden. Dabei ist wie man aus der Schnittdarstellung gemäß 1 erkennen kann das Unterteil 15 im Umriss etwas kleiner als das Oberteil 14. Um das Verbindungselement 16 herum legt sich die Dichtung 11, die beispielsweise ringartig sein kann. Man sieht, dass die Dichtung 11 im nicht expandierten Zustand, der in 1 dargestellt ist, weniger hoch ist als das Abstandelement 16, so dass zwischen Dichtung 11 und der Unterseite des Oberteils 14 noch ein Freiraum verbleibt.
Dieser Stopfen, wie er in 1 dargestellt ist, wird nun in eine Öffnung 12 beispielsweise in einem Karosserieblech 13 eingedrückt wie die Darstellung gemäß 2 zeigt. Dabei ist die Dimensionierung von Oberteil 14 und Unterteil 15 des Stopfens so, dass das Unterteil 15 vorzugsweise mindestens geringfügig größer ist als die Weite (radiale Ausdehnung) der Öffnung 12. Dadurch entsteht beim Eindrücken des Stopfens eine Art Rasteffekt, so dass im befestigten Zustand, wie er in 2 dargestellt ist, das Unterteil 15 die Innenseite 13a des Karosserieblechs 13 hintergreift und dadurch der Stopfen 10 in der Öffnung 12 gehalten wird. Das Oberteil 14 ist vorzugsweise noch etwas breiter als das Unterteil 15, so dass gewährleistet ist, dass es im Befestigungszustand an der Oberseite, das heißt der Außenseite 13b des Karosserieblechs 13 anliegt und dabei die Weite der Öffnung 12 ausreichend überragt, so dass die Öffnung 12 sicher abgedeckt ist. Die Dichtung 11 befindet sich nach dem Einbringen des Stopfens 10 in die Öffnung 12 zunächst im ursprünglichen nicht expandierten Zustand. Innerhalb der Öffnung 12, das heißt zwischen den Wandbereichen der Öffnung, dem etwa mittig angeordneten Verbindungselement 16 und der Unterseite des Oberteils 14 sowie der Oberseite des Unterteils 15 verbleibt wie man aus 2 gut erkennt zunächst bei nicht expandierter Dichtung 11 noch ein Hohlraum, den die Dichtung 11 noch nicht vollständig ausfüllt.
Wird nun zum Beispiel durch Wärmeeinwirkung die Dichtung 11 dazu gebracht, zu expandieren, insbesondere aufzuschäumen, beispielsweise dadurch, dass man das Karosserieblech 13 in einen Ofen einbringt oder anderweitig mit Wärme beaufschlagt, dann expandiert die vorzugsweise aus einem Schaumstoffmaterial bestehende Dichtung 11 in den verbleibenden Hohlraum 12 hinein, so dass schließlich der in 3 dargestellte Zustand bei expandierter Dichtung 11 erreicht wird. Man sieht in 3, dass nun der Hohlraum innerhalb der Öffnung 12 vollständig durch die aufgeschäumte Dichtung 11 verschlossen wird. Dabei hat sich die Dichtung 11 ausgehend von ihrer nicht expandierten Ausgangslage sowohl in radialer Richtung, das heißt innerhalb der Dichtung 12 nach außen, als auch in axialer Richtung, das heißt innerhalb der Dichtung 12 auf das Oberteil 14 und das Unterteil 15 zu ausgedehnt. Dadurch, dass nun in dem Endzustand gemäß 3 die Dichtung 11 und somit der Schaft des Stopfens 10 den Hohlraum innerhalb der Öffnung 12 vollständig ausfüllt, ist eine sehr gute Schalldämmung gegeben.

Claims

Verfahren zum Verschließen einer Öffnung, vorzugsweise einer Öffnung in einem Karosserieblech, bei dem man einen Stopfen in die Öffnung eindrückt, um diese zu verschließen, dadurch gekennzeichnet, dass der Stopfen (10) wenigstens eine Dichtung (11) aus einem expandierbaren Material umfasst und der Stopfen (10) in die Öffnung (12) mit nicht expandierter Dichtung (11) eingedrückt und erst danach die Dichtung (11) zum Expandieren gebracht wird und dadurch die Öffnung (12) verschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (11) einen expandierbaren Schaumstoff umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (11) durch Wärmezufuhr zum Expandieren gebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass beim Eindrücken des Stopfens (10) in den durch die Öffnung (12) in der Lage vorzugsweise des Karosserieblechs (13) gebildeten Hohlraum eingebracht und in diesem Hohlraum expandiert wird.
Stopfen für das Verschließen von Öffnungen, vorzugsweise von Öffnungen in einem Karosserieblech, umfassend wenigstens ein Stopfenoberteil (14), wenigstens ein vorzugsweise im Durchmesser gegenüber dem Oberteil (14) reduziertes Unterteil (15) sowie ein Oberteil (14) und Unterteil (15) verbindendes Verbindungselement (16), dadurch gekennzeichnet, dass der Stopfen (10) im Bereich zwischen Oberteil (14) und Unterteil (15) eine Dichtung (11) aus einem expandierbaren Material aufweist.
Stopfen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (11) etwa ringförmig ausgebildet ist.
Stopfen nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (11) ein das Oberteil (14) und das Unterteil (15) verbindendes Verbindungselement (16) etwa ringförmig umgibt.
Stopfen nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung aus einem expandierbaren Schaumstoffmaterial besteht.
Stopfen nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (11) in radialer und/oder in axialer Richtung expandiert.
Stopfen nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberteil (14) und/oder das Unterteil (15) jeweils im Wesentlichen aus Kunststofffolien bestehen.
Stopfen nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (16) eine im Wesentlichen axiale Ausdehnung aufweist und etwa rechtwinklig zur Ebene des Oberteils (14) und/oder des Unterteils (15) ausgerichtet ist.
Stopfen nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (16) im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist.
Stopfen nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl das Oberteil (14) als auch das Unterteil (15) die zu verschließende Öffnung (12) im Durchmesser überragen.
Stopfen nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (11) im expandierten Zustand die Öffnung (12) sowohl in radialer Richtung beziehungsweise Querrichtung als auch in axialer Richtung beziehungsweise Längsrichtung weitgehend ausfüllt.
Stopfen nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass dieser in einem Verfahren zum Verschließen einer Öffnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 verwendet wird.