DE10303366B4

DE10303366B4 - Stopfen zum dichtenden Verschließen einer Öffnung im Karosserieblech von Automobilen

Info

Publication number: DE10303366B4
Application number: DE2003103366
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dipl.-Ing. Fischer; Christian Dipl.-Ing. Bauer; Nikolaus Dipl.-Ing. Schwarzkopf
Original assignee: Volkswagen AG; ITW Fastener Products GmbH
Current assignee: Volkswagen AG; ITW Fastener Products GmbH
Priority date: 2003-01-29
Filing date: 2003-01-29
Publication date: 2010-12-02
Anticipated expiration: 2023-01-30
Also published as: DE10303366A1

Abstract

Stopfen aus Kunststoff zum dichtenden Verschließen von Öffnungen im Karosserieblech von Automobilen, mit einem gegen eine Seite des Flachmaterials anlegbaren Oberteil und einem im Durchmesser gegenüber dem Oberteil reduzierten, gegen die andere Seite des Flachmaterials anlegbaren Unterteil, deren beider Durchmesser größer als der der Öffnung ist, und ein ein Ober- und Unterteil verbindendes Verbindungsteil und einem bei Wärme expandierbaren Dichtungsmaterial zwischen Ober- und Unterteil, dadurch gekennzeichnet, daß Ober- und Unterteil von Folienabschnitten (14, 15) gebildet sind und zwischen den Folienabschnitten (14, 15) expandierbarer Kunststoffschaum so angeordnet ist, daß er bei in die Öffnung eingesetztem Stopfen (10) bei Expansion die Öffnung (12) verschließt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stopfen zum dichtenden Verschließen einer Öffnung in einem Karosserieblech von Automobilen.
Mit einem Stopfen 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.
Aus DE 31 00 498 A1 ist ein Dichtring aus expandierbarem Kunststoffmaterial mit einem clipförmigen Stopfen verbunden. Er legt sich nach dem Einsetzen des Stopfens gegen eine Seite des Flachmaterials an, wandert jedoch, weil der Dichtring mit seitlichem Spiel auf jeder Öffnung im Blech sitzt, auf die andere Seite des Blechs. Mit dem bekannten Teil soll nicht die Öffnung ausgefüllt werden, sondern ein Spalt zwischen Lochrand und Stopfen.
Aus DE 40 18 425 A1 ist bekannt, in einen Stopfen Kunststoffschaum einzuschließen, der bei Wärmeeinwirkung expandiert, so dass der Stopfen sich unter Druck gegen die Lochwand anlegen kann. Der Kunststoffschaum ist hier ein Expansionsmittel.
Ein ähnliches Dichtungselement, dass durch Kunststoffschaum expandierbar ist und für eine dübelartige Dichtungswirkung sorgt, ist aus DE 100 64 604 A1 bekannt geworden.
Aus GB 2 046 391 A ist ein Kunststoffstopfen bekannt geworden, gegen dessen Flansche ein Ring aus thermisch schmelzbarem Material angeordnet ist zwecks Abdichtung des Randes eines Loches, in das der Stopfen eingesetzt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stopfen zu dichtendem Verschließen einer Öffnung im Karosserieblech von Automobilen zu schaffen, der auf einfache Weise herstellbar ist und zu einer verbesserten Schalldämmung führt.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Beim erfindungsgemäßen Stopfen sind Ober- und Unterteil eines Stopfens aus Folienabschnitten gebildet, und zwischen den Folienabschnitten ist expandierbarer Kunststoffschaum so angeordnet, dass er bei in die Öffnung eingesetztem Stopfen bei Expansion die Öffnung verschließt.
Die Besonderheit bei dem erfindungsgemäßen Stopfen besteht darin, dass dieser aus minimalen Teilen hergestellt ist, nämlich aus zwei Folienabschnitten und einem den Folienabschnitt verbindenden Verbindungsabschnitt sowie einem expandierbarem Schaum. Die Folienabschnitte bilden lediglich eine Begrenzung des expandierbaren Kunststoffschaums bzw. als Halterung für das noch nicht expandierte Material. Dichtende Eigenschaften kommen den Folienabschnitten nicht zu. Die Abdichtung erfolgt ausschließlich über das expandierbare Kunststoffmaterial, das die Öffnung, in der der Stopfen eingesetzt ist, weitgehend ausfüllt.
Der erfindungsgemäße Stopfen eignet sich insbesondere für das dichtende Verschließen von Öffnungen, die zu einem Hohlraum führen, wodurch der Zugang zum Hohlraum dichtend verschlossen ist. Der erfindungsgemäße Stopfen muss nicht rund sein, sondern kann einen beliebigen, von einer Kreisform abweichenden Querschnitt haben.
Bei der Erfindung wird der Stopfen wie ein herkömmlicher Stopfen in die Öffnung eingedrückt. Danach wird über ein geeignetes Verfahren, beispielsweise durch Wärmezufuhr, das Kunststoffmaterial zum Expandieren gebracht, wodurch dann erreicht wird, dass die expandierte Dichtung die Öffnung verschließt. Es ist dabei festgestellt worden, dass ein derartiger Stopfen eine verbesserte Schalldämpfung ermöglicht.
Sowohl das Herstellen des erfindungsgemäßen Stopfens als auch seine Einbringung ist einfach, da zunächst die Montage des Stopfens wie bei üblichen Verfahren erfolgen kann. Zusätzlich zu einer derartigen Handhabe kommt z. B. die Wärmeeinwirkung, um das Kunststoffmaterial zur Expansion zu bringen.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist das expandierbare Material vor der Expansion ringförmig ausgebildet. Das ringförmige Material kann das Verbindungselement umgeben. Das Verbindungselement dient in erster Linie als Abstandhalter zwischen Ober- und Unterteil und ist somit entsprechend der Materialdicke des Karosserieblechs oder des Wärmematerials, in dem sich die Öffnung befindet, dimensioniert.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das Verbindungselement eine im wesentlichen axiale Ausdehnung auf und ist etwa rechtwinklig zur Ebene der Folienabschnitte ausgerichtet.
Das Verbindungselement kann beispielsweise im Wesentlichen zylindrisch oder aber auch im Umrisseckig ausgebildet sein. Das expandierbare Material kann im expandierten Zustand nach weiteren Ausgestaltungen der Erfindung die Öffnung sowohl in radialer als auch in axialer Richtung weitgehend ausfüllen.
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

Stopfen aus Kunststoff zum dichtenden Verschließen von Öffnungen im Karosserieblech von Automobilen, mit einem gegen eine Seite des Flachmaterials anlegbaren Oberteil und einem im Durchmesser gegenüber dem Oberteil reduzierten, gegen die andere Seite des Flachmaterials anlegbaren Unterteil, deren beider Durchmesser größer als der der Öffnung ist, und ein ein Ober- und Unterteil verbindendes Verbindungsteil und einem bei Wärme expandierbaren Dichtungsmaterial zwischen Ober- und Unterteil, dadurch gekennzeichnet, daß Ober- und Unterteil von Folienabschnitten (14, 15) gebildet sind und zwischen den Folienabschnitten (14, 15) expandierbarer Kunststoffschaum so angeordnet ist, daß er bei in die Öffnung eingesetztem Stopfen (10) bei Expansion die Öffnung (12) verschließt.
Stopfen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das expandierbare Material vor der Expansion ringförmig (11) ausgebildet ist.
Stopfen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Material das Verbindungselement (16) umgibt.
Stopfen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement (16) eine im wesentlichen axiale Ausdehnung aufweist und etwa rechtwinklig zur Ebene der Folienabschnitte (14, 15) ausgerichtet ist.
Stopfen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement (16) zylindrisch ist.
Stopfen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das expandierbare Material so bemessen ist, daß es im expandierten Zustand die Öffnung (12) sowohl in radialer als auch in axialer Richtung weitgehend ausfüllt.
Verfahren zum Verschließen einer Öffnung in einem Karosserieblech, indem in die Öffnung ein Stopfen aus Kunststoffmaterial eingesetzt wird, mit den folgenden Schritten: • ein Stopfen mit einem Ober- und einem Unterteil aus Folienmaterial, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser der Öffnung, wobei der Durchmesser des unteren Teils kleiner als der des Oberteils ist, wird mit seinem Unterteil in die Öffnung eingedrückt, bis das Unterteil gegen die andere Seite des Karosserieblechs anliegt, • anschließend wird ein in einem Verbindungsteil zwischen Ober- und Unterteil angeordneter expandierbarer Kunststoff aufgeschäumt und die Öffnung verschlossen.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung in radialer und axialer Richtung mit dem Kunststoffschaum weitgehend ausgefüllt wird.