DE19828328A1 - Stopfenanordnung zum Verschließen von Löchern in der Karosserie von Fahrzeugen - Google Patents

Abstract

Stopfenanordnung zum Verschließen von Löchern in der Karosserie von Fahrzeugen, wobei sie eine Ventilanordnung enthält, deren Ventilglied unter Vorspannung normalerweise gegen eine Dichtkante anliegt, die bei einem Druckgefälle vom Karosserieinneren nach außen in vorgegebener Höhe öffnet.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Stopfenanordnung zum Verschließen von Löchern in der Karosserie von Fahrzeugen.

Es ist bekannt, sogenannte Lackauslauflöcher in Karosserieteilen, wie im Türen­ bereich oder dergleichen mit einem Lochstopfen aus Kunststoff zu verschließen. Auf diese Weise wird verhindert, daß später Verunreinigungen oder Feuchtigkeit in das Innere der Karosserie eindringen und dadurch Korrosion hervorrufen. Nachteilig ist hingegen, daß eingedrungene Verunreinigungen, wie Staubkörner, lose Partikel nach der Hohlraumversiegelung und auch Feuchtigkeit dann nicht mehr entweichen kön­ nen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Stopfenanordnung zu schaffen, die zum einen das Eindringen von Staub und Feuchtigkeit von außen in die Karosse­ rieteile von Automobilen verhindert, zum anderen jedoch das Entweichen von Verun­ reinigungen und von angesammeltem Wasser ermöglicht. Die zu verschließenden Löcher können eine kreisrunde, quadratische oder rechteckige Kontur haben.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Stopfenanordnung enthält eine Ventilanordnung, deren Ventil­ glied unter Vorspannung normalerweise gegen eine Dichtkante anliegt. Bei einem Druckgefälle vom Karosserieinneren nach außen in vorgegebener Höhe öffnet die Ventilanordnung, so daß Wasser aus dem Inneren des Karosserieteils nach außen flie­ ßen kann. Ist dies geschehen, geht das Ventil wieder in seine Schließstellung und ver­ hindert ein Eindringen von Staub oder Feuchtigkeit.

Die Ventilanordnung befindet sich in einem Stopfen, der in geeigneter Weise in einem Loch befestigt wird. Derartige Stopfen sind in vielfältiger Ausführung bekannt. Sie bestehen normalerweise aus Kunststoff und werden in ein Loch eingeclipst. Wichtig ist dabei, daß die Aufnahme des Stopfens im Loch derart ist, daß eine ausreichende Abdichtung gewährleistet ist.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Ventilglied von einer flexiblen Mem­ bran gebildet. Es sind verschiedene Möglichkeiten denkbar, die Membran auszubilden bzw. in der Stopfenanordnung so zu positionieren, daß die gewünschte Funktion gewährleistet ist. Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht hierzu vor, daß die Membran durch inhärente Federwirkung gegen eine Dichtkante der Stopfenanordnung vorge­ spannt ist.

Die Membran kann als separates Teil in der Stopfenanordnung vorgesehen werden, worauf weiter unten noch näher eingegangen wird oder integral mit dem Ventilkörper geformt werden, der als Lochstopfen ausgebildet ist. Der Ventilkörper besteht vor­ zugsweise aus einem relativ harten und die Membran aus einem relativ weichen Mate­ rial. Kunststofformmethoden - Zwei-Komponentenherstellung in einem Werkzeug - zur Herstellung von integralen Teilen aus unterschiedlichem Material sind an sich bekannt. Eine andere Methode ermöglicht die Formung des Lochstopfens einerseits und das An- oder Umspritzen des Membranteils am Lochstopfen in einer zweiten Form andererseits.

Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist die Membran, wie schon erwähnt, separat vom als Lochstopfen ausgebildeten Ventilkörper geformt. Die Membran ist mit einem Schaft verbunden, der in eine Aufnahmeöffnung des Ventilkörpers einge­ clipst werden kann. Der Ventilkörper weist eine umlaufende Dichtkante auf, gegen die die Membran normalerweise anliegt. Tritt jedoch eine Druckdifferenz an der Mem­ bran auf infolge einer Wassersäule innerhalb des Karosserieteils oder auch dadurch, daß vorübergehend gegenüber der Umgebung innerhalb des Automobils ein Über­ druck erzeugt wird, hebt die Membran mehr oder weniger weit vom Dichtsitz ab, wodurch die Flüssigkeit ablaufen und Luft entweichen kann. Normalerweise wird jedoch das Loch verschlossen, so daß Staub oder andere Verunreinigungen nicht in das Innere des Karosserieteils eindringen können. Die Membran ist einerseits so aus­ zulegen, daß bereits relativ geringe Kräfte ausreichen, um sie zumindest teilweise vom Dichtsitz abheben zu lassen, andererseits muß sie ständig die Dichtung aufrechterhal­ ten. In diesem Zusammenhang sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, daß die Membran kreisförmig und der Schaft exzentrisch an der Membran angebracht ist und die Aufnahmeöffnung im Ventilkörper entsprechend exzentrisch zur ringförmigen Dichtkante angeordnet ist. Dadurch weist die Membran zur einen Seite hin einen relativ großen "Hebelarm" auf, so daß bereits ein relativ geringes Gewicht der Wassersäule bzw. eine geringe Luftdruckdifferenz ausreicht, um die Membran geringfügig zu verformen und ein Ausfließen der Flüssigkeit zu ermöglichen.

Die Aufnahmeöffnung im Ventilkörper wird vorzugsweise in einem Bodenabschnitt gebildet, der sich innerhalb des hohlen Ventilkörpers befindet und sich radial von der Innenseite des Ventilkörpers nach innen erstreckt. Ein großer Teil des "Bodens" bleibt daher frei. Daher liegt auch ein großer Teil der Membran frei und ist den beschriebenen Drücken bzw. Druckdifferenzen ausgesetzt zwecks Verformung der Membran und Abhebens von der Dichtkante. Eine kreisbogenförmige Außenkontur des Bodenabschnitts ermöglicht eine Verformung der Membran gegen nicht allzu großen Widerstand.

Der Schaft an der Membran weist vorzugsweise eine federnde Zunge auf, die vor­ zugsweise mit einer radialen Aussparung der Aufnahmeöffnung zusammenwirkt, um eine Orientierung der Membran relativ zum Ventilkörper zu bewerkstelligen. Die Zunge ist außerdem so ausgeführt, daß sie rastend die Kante der Aussparung hinter­ greift, wenn der Schaft vollständig in die Aufnahmeöffnung eingeführt ist.

Der Schaft weist ferner vorzugsweise eine Schulter auf, die den Lochrand hintergreift, wenn der Schaft eingeführt wird. Da der Außendurchmesser der Schulter größer ist als der Durchmesser der Aufnahmeöffnung, muß der Schaft beim Einführen in die Auf­ nahmeöffnung vorübergehend radial nach innen verformt werden. Er ist daher nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung hohl ausgeführt, jedoch zum freien Ende hin geschlossen, damit nicht ein Durchgang zwischen dem Karosserieinneren und außen geschaffen ist.

Der Ventilkörper bzw. die Stopfenanordnung weist nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung einen hülsenartigen Abschnitt auf, der außen konisch ist und zum freien Ende hin konvergiert. Dadurch kann er unter radialer Verformung des hülsenartigen Abschnitts in das Loch eingesetzt werden, wobei dann eine Schulter den Lochrand hintergreift. Außerdem ist ein radialer Flansch vorgesehen, der sich dichtend gegen die Außenseite der Karosserie anlegt, wenn die Stopfenanordnung vollständig in das Loch eingesetzt worden ist. Dadurch ist eine dichtende Anordnung des Stopfens im Loch gegeben und ein Durchtritt von Flüssigkeit nur von innen nach außen möglich.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt perspektivisch einen Ventilkörper von schräg oben einer Stopfenanord­ nung nach der Erfindung.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf den Ventilkörper nach Fig. 1.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch den Ventilkörper nach Fig. 2 entlang der Linie 3-3.

Fig. 4 Zeigt einen Schnitt durch den Ventilkörper nach Fig. 2 entlang der Linie 4-4.

Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch einen Ventilstopfen nach Fig. 6 entlang der Linie 5-5.

Fig. 6 zeigt eine Draufsicht auf den Ventilstopfen nach Fig. 5 in Richtung Pfeil 6.

Wie sich aus den Fig. 1 bis 4 ergibt, weist ein Ventilkörper 10 einen hülsenför­ migen Abschnitt 12 auf mit einer annähernd zylindrischen Bohrung 14 und einer koni­ schen Außenkontur 16, die zum freien Ende hin, d. h. in den Fig. 1, 3 und 4 nach oben konvergiert. Im Abstand zum freien Ende ist der hülsenförmige Abschnitt 12 mit einer umlaufenden oder Ringschulter 18 versehen, die etwas schräg zur Achse des hül­ senförmigen Abschnitts 12 verläuft. Im Abstand zur Schulter 18 ist ein radial nach außen weisender Flansch 20 geformt. Er hat eine kreisbogenförmige Querschnitts­ kontur und erstreckt sich axial bis in Höhe der Schulter 18. Der hülsenförmige Abschnitt 12 weist mehrere radiale Durchbrüche knapp oberhalb der Schulter 18 auf, von denen in Fig. 3 einer bei 15 gezeigt ist. Er dient zur Abführung von Wasser, Staub oder dergleichen in das Innere des Ventilkörpers 10. Der Ventilkörper 10 wird in ein nicht gezeigtes Loch eines Karosserieteils, beispielsweise im Kofferraum, im Türen­ bereich, im Unterboden oder im Vorderwagen usw. eingesetzt, und zwar mit dem freien Ende von unten eingeführt, wobei wegen der konischen Außenkontur 16 der Hülsenabschnitt 12 vorübergehend radial nach innen verformt wird, bis die Schulter 18 hinter den Lochrand schnappt. Dabei legt sich der freie Rand des Dichtflansches 20 gegen die Außenfläche des Karosserieteils dichtend an.

Im Inneren des Ventilkörpers 10 ist unterhalb des hülsenförmigen Abschnitts 12 etwa in Höhe des Flansches 20 ein Bodenabschnitt 22 geformt. Er ist als halbkreisförmiger Vorsprung oder Steg geformt und erstreckt sich auf der Innenseite des Ventilkörpers 10 radial nach innen. Der Bodenabschnitt hat mithin eine kreisförmige Kontur 24. Sie erstreckt sich etwas über die Mitte des Körpers 10 hinaus, läßt jedoch noch einen aus­ reichend großen Raum 26 für den noch zu beschreibenden Zweck. Wie in Fig. 2 und auch in Fig. 1 zu erkennen, geht die kreisförmige Kontur 24 gerundet in den Ventil­ körper über, wie etwa bei 26 angedeutet.

Im Bodenabschnitt 22 ist eine kreisförmige Aufnahmeöffnung 28 geformt, die eine in Richtung Freiraum 26 zeigende radiale rechteckige Erweiterung 30 aufweist.

Wie aus den Fig. 3 und 4 hervorgeht, ist der Bodenabschnitt 22 im Bereich des Lochrandes angeschrägt, wobei die Anschrägung nach oben konvergiert.

In den Fig. 5 und 6 ist ein Ventilstopfen 34 gezeigt, der aus einer kugelabschnitts­ förmigen Membran 36 und einem Schaft 38 besteht. Zum freien Ende hin ist der Schaft sphärisch geformt, wie bei 40 zu erkennen, wobei der Schaft 38 sich zum freien Ende hin verjüngt. Unterhalb des sphärischen Abschnitts 40 ist eine schräge Ring­ schulter 42 geformt. Der Schaft 38 ist mit einem Sackloch 44 versehen, das von der Membranseite her eingeformt ist. Das Sackloch dient zur automatischen Montage mit Hilfe eines nicht gezeigten Roboters.

Wie aus Fig. 6 hervorgeht, ist der Schaft 38 an einer Stelle mit einer Federzunge 46 geformt, die radial nach innen biegbar ist. Sie steht etwas über die Außenkontur des Schaftes 38 im sphärischen Bereich über und dient als Verdrehsicherung für den Ventilstopfen 34.

Der Ventilstopfen 34 wird mit seinem Schaft 38 in die Aufnahmeöffnung 28 einge­ führt, wobei die Zunge 46 mit der Erweiterung 30 zusammenwirkt, wodurch eine ent­ sprechende Orientierung der Drehlage des Membranstopfens bezüglich des Ventil­ körpers 10 erhalten wird. Ist der Schaft 38 vollständig eingesetzt, schnappt die Zunge hinter den Rand der Erweiterung 30. Bei dem Einführen des Schaftes 38 wird dieser radial nach einwärts verformt, bis die Schulter 42 hinter den Rand der Aufnahmeöff­ nung 38 schnappt. Dabei legt sich die Membran 36 gegen eine Dichtkante 48 des Ventilkörpers 10 an, die unterhalb der Aufnahmeöffnung ringartig angeordnet ist. Auf diese Weise ist das Loch, in das der Ventilkörper 10 eingeclipst ist, gegen das Ein­ dringen von Staub, Feuchtigkeit oder dergleichen geschützt. Bildet sich jedoch auf der Innenseite des Karosserieteils eine mehr oder weniger große Wassersäule, wird dadurch die Membran 36 aufgrund der Gewichtskraft mehr oder weniger nach unten verformt und hebt von der Dichtkante 48 ab, so daß das Wasser herauslaufen kann. Nachdem dies geschehen ist, legt sich die Membran 36 wieder gegen die Dichtkante 48 an und verschließt das Loch wieder.

Die außermittige Anordnung des Schaftes 38 ermöglicht einen relativ langen Momentenarm zur Verformung der Membran 36. Diese kann daher mit ausreichender Federkraft ausgestattet werden, um ein sicheres Verschließen im Normalfall zu gewährleisten. Andererseits reicht schon eine relativ kleine Flüssigkeitssäule aus, den Rand der Membran von der Dichtkante 48 abzuheben.

Das Material zum Ventilkörper 10 und zum Ventilstopfen 34 ist vorzugsweise aus Kunststoff. Dabei kann das Material zum Ventilstopfen 34 etwas weicher sein als das für den Ventilkörper 10, der aus relativ hartem Material geformt sein kann.

Claims (14)

1. Stopfenanordnung zum Verschließen von Löchern in der Karosserie von Fahrzeu­ gen, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Ventilanordnung enthält, deren Ventil­ glied (36) unter Vorspannung normalerweise gegen eine Dichtkante (48) anliegt, die bei einem Druckgefälle vom Karosserieinneren nach außen in vorgegebener Höhe öffnet.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied eine flexible Membran (36) ist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (36) durch inhärente Federwirkung gegen die Dichtkante (48) vorgespannt ist.

4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran integral mit einem Ventilkörper geformt ist, der seinerseits als Lochstopfen ausge­ bildet ist, wobei der Ventilkörper aus relativ hartem Material und die Membran aus relativ weichem Material geformt ist.

5. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen als Lochstopfen ausgebildeten Ventilkörper (10) aufweist, die Membran (36) Teil eines getrennten Ventilstopfens (34) ist mit einem Schaft (38), der in eine Auf­ nahmeöffnung (28) des Ventilkörpers (10) einclipsbar ist und der Ventilkörper (10) eine umlaufende Dichtkante (48) aufweist, gegen die die Membran (36) anliegt.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (36) kreisförmig ist und der Schaft (38) exzentrisch an der Membran (36) angebracht ist und die Aufnahmeöffnung (28) im Ventilkörper (10) entsprechend exzentrisch zur ringförmigen Dichtkante (48) angeordnet ist.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeöffnung (28) in einem Bodenabschnitt (22) des hohlen Ventilkörpers (10) geformt ist, der sich von der Innenseite des Ventilkörpers (10) radial nach innen erstreckt.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Bodenabschnitt (22) eine kreisbogenförmige Außenkontur (24) hat.

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (38) eine federnde Zunge (46) aufweist, die eine Kante der Aufnahmeöff­ nung (28) hintergreift, wenn der Schaft (38) in diese eingeführt ist.

10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeöffnung (28) eine sich radial nach außen erstreckende Erweiterung (30) aufweist zur Auf­ nahme der Zunge (46).

11. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (38) eine Schulter (42) aufweist, die den Rand der Aufnahmeöffnung (28) hintergreift, wenn der Schaft (38) in diese eingedrückt wird.

12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaftabschnitt zwischen Schulter (42) und dem der Membran (36) abgewandten freien Ende ballig oder sphärisch ist und sich zum freien Ende hin verjüngt.

13. Anordnung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (38) hohl ist, jedoch zum freien Ende hin geschlossen.

14. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen hülsenförmigen Abschnitt (14) aufweist, der außen konisch (16) ist und zum freien Ende hin konvergiert, während am anderen Ende eine umlaufende Schulter (18) geformt ist, welche den Lochrand hintergreift, wenn die Stopfenanordnung in das Loch eingepreßt wird und im Abstand zur Schulter (18) ein radialer flexibler Flansch an den Ventilkörper (10) angeformt ist, der sich gegen die Außenseite der Karosserie dichtend anlegt.