DE1914618C - Vorrichtung zum Verschließen und Abdichten einer Öffnung in einem Werkstück - Google Patents

Description

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge- kräfte geht in einfacher Weise vor sich, da nicht mehr kennzeichnet, daß sich der am Oberrand des der gesamte Dichtstopfen über seiner ganzen Länge, Dichtstopfens (12) vorgesehene Ring (26) in einer sondern nur noch der Bereich des Steges gedehnt nach außen ragenden Schulter (28) zur Bildung 30 werden muß.

einer an sich bekannten Auflagefläche für die Be- Weiterhin ist die erfindungsgemäße Vorrichtung in

rührung des Werkstücks (18) fortsetzt. ihrer Funktion unabhängig von den aus gießtechni-

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis sehen Gründen erforderlichen Abschrägungen. Im-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandbereich mer wird eine gute Abdichtung erzielt, da der äußere (68) oberhalb des Steges stärker ausgebildet ist 35 Bereich des Steges auf Grund der erhöhten Flächenais der Verbindungsabschnitt (66) unterhalb des pressung leicht in das Material des Werkstücks einSteges, dringt.

Eine Bearbeitung der zu verschließenden öffnung ist in keinem Falle erforderlich. Dies bringt insbeson-

40 dere bei der Abdichtung von Spritzgußteilen Vorteile

mit sich, da dort eine Bearbeitung die harte Außenfläche aufreißen und den weichen, teilweise porösen Kern des Materials freilegen würde.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung Nach einem bevorzugten Merkmal der Erfindung

zum Verschließen und Abdichten einer öffnung in 45 ist der Steg mindestens um Vs der Länge des Dichteinem Werkstück, insbesondere eines Angusses in Stopfens unterhalb dessen Oberkante angeordnet, einem Gußteil, bestehend aus einem Dichtstopfen Auf diese Weise wird vermieden, daß der entstehende und einem in eine zentrale Ausnehmung des Dicht- Spannungsbereich zu nahe an der Oberkante der zu Stopfens einführbaren konischen Dichtstift. verschließenden öffnung liegt. Handelt es sich um

Bei bekannten Vorrichtungen dieser Art (USA.- 50 das Abdichten eines Angusses, so besteht keine GePatentschrift 2 821 323, deutsche Patentschrift fahr, daß dessen oberer Rand aufreißt. Man kann die 245 658) sind in die Außenflächen der Dichtstop- Angüsse also schwächer dimensionieren als bisher,
fen umlaufende Nuten eingeschnitten. In diese Nuten Die Vorrichtung nach der Erfindung ist weiterhin

muß das Material des abzudichtenden Werkstücks dadurch gekennzeichnet, daß am Oberrand des eintreten, sofern eine ausreichende Arretierung und 55 Dichtstopfens ein nach innen ragender Ring von ge-Dichtwirkung erzielt werden soll. Hierzu sind erheb- genüber dem Dehnstift geringerem Durchmesser vorliche Kräfte erforderlich, die nicht nur das Einsetzen gesehen ist und daß die unterhalb dieses Ringes verdes Dehnstiftes erschweren, sondern auch das Werk- bleibende Länge der Ausnehmung die Länge des stück, beispielsweise den Anguß eines Gußteils, in Dehnstiftes übersteigt. Da der Dehnstift den Dichtungünstiger Weise belasten. 60 stopfen nur in demjenigen Bereich aufweitet, <n wel-Weiterhin ist eine von der eingangs genannten Art ehern der Steg angeordnet ist, neigt der obere Rand abweichende Vorrichtung bekannt, bei der der Dicht- des Dichtstopfens dazu, sich nach innen zu verengen, stopfen einen konisch nach innen gewölbten Boden Sieht man also in diesem oberen Bereich bereits eine aufweist. Der Dehnstift ist zylindrisch ausgebildet verengte öffnung vor, so wird diese während des Ein- und ebenso wie die Ausnehmung des Dichtstopfens 65 dringens des Dehnstiftes vorübergehend ebenfalls mit Gewinde versehen. Beim Einschrauben des aufgeweitet, springt dann jedoch nach innen, sobald Dehnstiftes wird der Boden nach unten gedruckt und der Dehnstift vollkommen in der entsprechend langen erweitert dabei den unteren Bereich des Dichtstop- Ausnehmung des Dichtstopfens aufgenommen wor-

den ist. Auf diese Weise wird eine formschlüssige Arretierung des Dehnstiftes geschaffen, die eine unbeabsichtigte Entnahme des Dichtsiopfens möglich macht Auch ist man nicht mehr darauf angewiesen, den Konuswinkel des Dehnstiftes so gering zu wählen, daß der Dehnstift unter Reibschluß festgehalten wird.

Vorzugsweise setzt sich der am Oberrand des Dichtstopfens vorgesehene Ring in einer nach außen ragenden Schulter zur Bildung einer Auflagefläche für die Berührung des Werkstückes fort. Auch bei diesem Meikmal macht man sich die Tatsache zunutze, daß der obere Bereich des Dehnstopfens nur vorübergehend aufgeweitet wird, und zwar dann, wenn man den Dehnstift einschlägt Während dieser Zeitspanne wird die Schulter nach außen gedruckt und bildet eine zuverlässige Auflagefläche für den Dichtstopfen. Anschließend, wenn eine derartige Auflagefläche überflüssig wird, springt die Schulter mit dem zugehörigen Ring wieder nach innen. Die Schulter selbst bietet den Vorteil, daß innerhalb der zu verschließenden öffnung keine zusätzlichen Widerlager vorgesehen werden müssen.

Vorzugsweise ist der Wandbereich oberhalb des Steges stärker als der Verbindungsabschnitt unterhalb des Steges ausgebildet. Der schwächere Verbindungsabschnitt ermöglicht es, den Steg des Dichtstopfens ganz besonders leicht aufzuweiten. In Verbindung mit dem stärker ausgebildeten Wandbereich oberhalb des Steges werden die Bewegungsabläufe am oberen Rand des Dichtstopfens gefördert, welche die Verschiebung der Anlagefläche und die automatische Arretierung des Dehnstiftes bewirken.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutet. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 eine auseinandergezogene Seitenansicht eines Dichtstopfens nach der Erfindung,

F i g. 2 in vergrößertem Maßstab einen Längsschnitt durch den Dichtstopfen nach Fig. 1, und zwar in halbmontiertem Zustand,

F i g. 3 einen Schnitt entsprechend dem nach F i g. 2, wobei der Stopfen vollständig montiert ist,

F i g. 4 in wesentlich vergrößertem Maßstab einen Teilschnitt durch den Steg des Dichtstopfens, wobei die gedehnte Stellung in gestrichelten Linien angegeben ist.

In den Zeichnungen sind in allen Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen. Eine insgesamt mit 10 bezeichnete Vorrichtung besteht aus einem Dichtstopfen 12, in dem ein Dehnstift 14 vollständig aufgenommen wird, um eine öffnung 16 in einem Spritzgußteil, wie etwa in einem Anguß 18, abzudichten. Der zylindrische Dichtstopfen 12 weist eine zentrale Ausnehmung mit einem Boden 24 und einem am anderen Ende angeordneten einstückigen nach innen ragenden Ring 26 auf, der eine öffnung 20 bildet. Eine ringförmige Schulter 28 erstreckt sich von dem Ring 26 radial nach außen und liegt nach dem Einsetzen des Dichtstopfens 12 auf der oberen Kante 30 der öffnung auf. Wie aus F i g. 2 hervorgeht, liegt ein Vorteil der Erfindung darin, daß lediglich die Schulter 28 des Dichtstopfens 12 mit dem Anguß 18 in Berührung kommt, bevor der Dehnstift 14 in der Ausnehmung 22 befestigt wird, um den Dichtstopfen 10 innerhalb der öffnung 16 abzudichten und festzulegen.

Ist der Dichtstopfen nicht verspannt, so ist die vom Ring 26 gebildete öffnung 20 in ihrem Durchmesser größer als die untere oder vordere Kante 36 des Dehnstiftes 14. Daher kann der Dehnstift 14 in einfacher Weise gemäß F i g. 2 in die öffnung 20 eingeführt werden. Eine kurze, sehr stark abgeschrägte äußere Fläche 38 des Dehnstiftes nahe der Kante 36 erleichtert außerdem das Einführen. An diese Fläche schließt sich eine längere äußere Nockenfläche 40'an. Der äußere Durchmesser des Dehnstifxes 14 steigt fortschreitend und gleichmäßig entlang der Nockenfläche 40 an, und zwar für einen Abstand von etwa ^s/i der Umfangslänge des Dehnstiftes, bis er an der Stelle 42 unterhalb der oberen ebenen Fläche 44 ein Maximum erreicht. Wie aus den Zeichnungen hervorgeht, verbindet eine im wesentlichen vertikale und gleichförmige Wandpartie 46 die Nockenfläche 40 und die obere Fläche 44.

Der Dehnstift 14 ist außerdem mit einer axialen Bohrung 50 versehen, die sich über seine gesamte Länge erstreckt, um das Entweichen eingeschlossener

ao Luft aus der Ausnehmung 22 zu gestatten, wenn der Dehnstift in den Dichtstopfen eingetrieben wird. Der untere Endteil 52 der Bohrung 50 ist nach außen geneigt und an die innere konvexe Fläche 54 des kappenförmigen Bodens 24 des Dichtstopfens angepaßt.

as Entsprechend den Zeichnungen ist die Gesamtlänge des Dehnstiftes 14 so gewählt, daß der Dehnstift in die Ausnehmung 22 unterhalb des Ringes 26 hineinpaßt und unter Reibkraft von dem Dichtstopfen festgehalten wird, so daß der Endteil 52 nicht unbedingt auf der Fläche 54 aufliegen muß.

Der Dichtstopfen 12 weist unterhalb der Kante 30 dei öffnung 16 einen einzigen Steg auf, der einen äußeren Bereich 58 umfaßt, welcher aus der zylindrischen Außenwand 60 des einstückigen Dichtstopfens herausragt, um in den Anguß 18 in der in F i g. 3 gezeigten Weise einzuschneiden. Der Bereich 58 ist relativ zur Länge des Dichtstopfens schmal ausgebildet und liegt im wesentlichen konzentrisch zur Schulter 28. Er umfaßt eine geneigte untere Fläche 62, die das Einführen des Dichtstopfens 12 in die öffnung 16 erleichtert. Der äußere Durchmesser des Bereichs 58 ist in ungespanntem Zustand etwas kleiner als der des zugehörigen Teils der öffnung 16.

Der Steg des Dichtstopfens 12 weist außerdem einen die Ausnehmung 22 unterteilenden Bereich 64 auf, der vom Bereich 58 radial nach innen ragt und die Ausnehmung noch mehr einschnürt als der Ring 26. Er bildet eine öffnung, deren Durchmesser im wesentlichen dem geringsten Durchmesser der Nokkenfläche 40 entspricht. Wie insbesondere aus Fig. 2 hervorgeht, berührt beim Einführen des Dehnstiftes 14 in die öffnung 20 des Dichtstopfens der geringste Durchmesser der Nockenfläche 40 nahe der Fläche 38 die Oberkante des Bereichs 64, während der Ring 26 am Mittelteil der Nockenfläche anliept. Der Dehnstift 14 kann dann in die Ausnehmung 22 hineingetrieben werden, wobei die Nockenfläche 40 langsam und gleichzeitig sowohl den Ring 26 als auch die Bereiche 64 und 58 dehnt. Der Dichtstopfen 12 biegt sich dabei im Bereich eines dünnen zylindrischen Wandabschnittes 66 unterhalb des Steges durch. Gleichzeitig wird die Schulter 28 radial nach außen getrieben und bildet mit dem Anguß 18 eine größere Berührungsfläche. Die Schulter 28 bietet also

eine erhöhte Haltekraft, sobald größere Axialkräfte auf den Dichtstopfen ausgeübt werden. Dies sorgt für eine sehr sichere Festlegung des Dichlstopfens während des Abdichtungs- und Arretierungsvorganges.

Es sei darauf hingewiesen, daß eine Axialbewegung des Dehnstiftes um etwa die halbe Länge der Nokkenfläche 40 die zylindrische Wandpartie 46 des Dehnstiftes in Berührung mit dem Ring 26 bringt und dessen radiale Ausdehnung beendet. Jedoch treibt die Nockenfläche 40 den Bereich 64 und den Bereich 58 des Steges weiterhin radial nach außen, wenn der Dehnstift tiefer in die Höhlung 22 eindringt. Die verschiedene Wirkung, die die Nockenfläche 40 auf den Steg ausübt, ergibt zwar eine Konzentration relativ hoher Belastungen des Angusses 18 im Berührungsbereich, jedoch greifen diese Belastungen entsprechend der Erfindung vorteilhafterweise ein gutes Stück unterhalb der Kante 30 des Angusses an. Wie aus den Zeichnungen hervorgeht, ist der Steg vorzugsweise um einen Abstand unterhalb der Kante 30 angeordnet, der etwa mindestens einem Fünftel der Dichtstopfenlänge entspricht. Dadurch werden die auftretenden Spannungen ausreichend verteilt, bevor sie die Kante 30 erreichen, so daß ein Aufreißen des so Randes vermieden wird. Weiterhin wird auf Grund der Anordnung eines einzigen Steges nur ein schmales Band von Spannungen auf den Anguß 18 übertragen, so daß der Anguß, abgesehen von dem einen wesentlichen Spannungsbereich, verhältnismäßig frei von Belastungen ist und kleiner als bisher ausgebildet werden kann.

Eine sichere Arretierung des Bereichs 58 des Steges gegen den Anguß wird dadurch erreicht, daß man den Dehnstift nach dem Dehnen des Dichtstopfens an einem Herausrutschen hindert. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß der Verbindungsabschnitt 66 direkt unterhalb des Steges relativ dünn gegenüber dem restlichen Dichtstopfen 12 ausgebildet ist, während der Wandbereich 68 zwischen dem Steg und der Schulter 28 wesentlich dicker ist, um den erwünschten Arretierungseingriff zwischen dem Dehnstift und dem Ring 26 zu ermöglichen. Gelangt also die obere Fläche 44 des Dehnstiftes 14 unter den Ring 26, so schnappen dann die Schulter 28 und der Ring 26 radial nach innen, wobei der Ring 26 über die Kante der Fläche 44 geschoben wird. Dabei wird es überflüssig, den Dehnstift unter Reibschluß festzuhalten. Obwohl natürlich die gesamte Nockenfläche 40 des Dchnstiftes 12 während des Zusammenbaues zum Einsatz kam. besteht ein ständiger Kontakt zwischen dem Dichtstopfen 12 und dem Dehnstift 14 nur an der Stelle 42. Hier weist der Dehnstift seinen größeren Umfang auf und liegt entsprechend F i g. 3 am Bereich 64 an, wenn die Fläche 44 unter dem Ring 26 sitzt. In diesem Zusammenhang haben Versuche ergeben, daß die Antriebskraft auf den Stift in dieser Stellung wesentlich vermindert ist.

Außerdem wird über die Tendenz der Schulter 28 und des Rings 26, sich radial nach innen zu verschieben, die maximal mögliche Expansion des Dichtstopfens 12 gesteuert. Drückt nämlich die Nockenfläche den Steg radial nach außen in den Anguß 18, so verschieben sich die Schulter und der Ring radial nach innen und ergeben eine gekrümmte Ausbildung entsprechend den unterbrochenen Linien nach F i g. 4. Auf diese Weise wird der Steg durch das Einschnappen und Arretieren nach der Erfindung in gewissem Maße zurückgehalten und kann daher in vorteilhafter Weise in den Anguß nicht bis zu einer Tiefe eindringen, die zu einem Aufreißen des Angusses führen könnte.

Es sei darauf hingewiesen, daß die maximal vorzusehende Abschrägung, die Größe des Steges und die Stärke sowie die Elastizität der Wandabschnitte des Dichtstopfens insgesamt bei einer richtigen Ausbildung und Konstruktion des Dichtstopfens zu berücksichtigen sind. Weiterhin sei in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, daß der Dichtstopfen 12 in der Nähe seines Bodens, wie etwa bei 70, verstärkt sein kann. Das Maß der Verschiebungswirkung durch die Nockenfläche 40, das erforderlich ist, um den nötigen Eingriff zu erzeugen, wird so gewählt, daß eine maximale Ausdehnung des Steges bei minimaler Länge des Dehnstiftes 14 möglich ist. Es wurde gefunden, daß beispielsweise zum Ausgleich der größeren Ausdehnung des Dichtstopfens beim Abdichten eines Spritzgußteiles eine Abschrägung der Nockenfläche 40 von etwa 0,8 mm pro 1 cm Länge wünschenswert ist, wobei die gesamte Länge des Dehnstiftes etwa 7 mm beträgt.

Weiterhin sei darauf hingewiesen, daß bei der gezeigten Ausführungsform der Boden 24 des Dichtstopfens in seiner Dicke zur Mitte hin zunimmt, um eine Verformung des Dichtstopfens unter dem Druck einer Flüssigkeit oder eines Gases zu verhindern. Eine derartige Deformation könnte den Boden 24 derart stark in den Dehnstift 14 drücken, daß der Stift trotz seiner mechanischen Arretierung herausgeschleudert wird. Da der Dehnstift 14 nur über den Bereich 64 des Steges mit dem Dichtstopfen 12 Kontakt hat, bleibt ετ von dem Druck des Fluidums, der gegen den Dichtstopfen Avirkt, unberührt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

ι 2 fens. Auch hier sind die aufzubringenden Kräfte erPatentansprüche: heblich, da der Boden einerseits sehr stabil sein muß, um die erforderliche Dichtwirkung zu erzielen, und

1. Vorrichtung zum Verschließen und Abdich- da andererseits gerade diese Stabilität seine Verforten einer öffnung in einem Werkstück, insbeson- 5 mung erschwert.

dere eines Angusses in einem Gußteil, bestehend Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

aus einem Dichtstopfen und einem in eine zen- Vorrichtung der eingangs genannten Art unter Ver-

trale Ausnehmung des Dichtstopfens einführba- meidung der oben angedeuteten Nachteile so auszu-

ren konischen Dehnstift, gekennzeichnet bilden, daß unter Aufbringung relativ geringer Kräfte

durch einen unterhalb des Oberrandes des io und ohne unzulässige Belastung des Werkstücks eine

Dichtstopfens (12) vorgesehenen, zur Anlage an gute Abdichtung des Dichtstopfens erreicht wird,

den Dehnstift (14) nach innen in die Ausnehmung Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Vorrichtung

(22) sowie zur Anlage an die Wandung der öff- nach der Erfindung gekennzeichnet durch einen un-

nung (16) nach außen ragenden Steg (64, 58). terhalb des Oberrandes des Dichtstopfens vorgesehe-

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- 15 nen, zur Anlage an den Dehnstift nach innen in die kennzeichnet, daß der Steg mindestens um Vs der Ausnehmung sowie zur Anlage an die Wandung der Länge des Dichtstopfens (12) unterhalb dessen öffnung nach außen ragenden Steg.

Oberkante angeordnet ist. Dieser Steg dringt mit seinem äußeren Bereich

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da- beim Einschlagen des Dehnstiftes in die Wandung der durch gekennzeichnet, daß am Oberrand des »0 zu verschließenden öffnung ein. Er erzeugt dabei Dichtstopfens (12) ein nach innen ragender Ring einen schmalen Spannungsbereich im Werk-tück, (26) von gegenüber dem Dehnstift (14) geringem welcher letzteres, beispielsweise den Anguß eines Durchmesser vorgesehen ist und daß die unter- Spritzgußteils, nicht gefährden kann. Da sich der Steg halb dieses Ringes verbleibende Länge der Aus- auch nach innen zur Anlage an den Dehnstift fortnehmung (22) die Länge des Dehnstiftes über- 25 setzt, können die Anpreßkräfte sehr gut auf den Steg steigt. konzentriert werden. Die Erzeugung der Anpreß-