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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Stopfen zum lösbaren Verschließen einer Öffnung eines mit
einem Medium gefüllten
Hohlkörpers,
insbesondere zum Verschließen
einer medienführenden
Leitung, aufweisend ein Außenelement,
welches gegen den Hohlkörper
abdichtend und von diesem lösbar anordnungsbar
ist.
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Solche
Stopfen werden beispielsweise dazu verwendet, Leitungen oder Anschlüsse an einem Verbrennungsmotor
für ein
Kraftfahrzeug zu verschließen,
nachdem dieser einem Funktionstest unterzogen wurde. Hierdurch soll
verhindert werden, dass zwangsläufig
im Motor bzw. in den Leitungen oder Anschlüssen verbleibender Kraftstoff
beim Transport des Motors herausfließt.
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Allerdings
tritt beim Einbau des Motors in ein entsprechendes Fahrzeug das
Problem auf, dass beim Verbinden der motorseitigen Leitung bzw.
des motorseitigen Anschlusses mit einer fahrzeugseitigen Leitung
bzw. einem fahrzeugseitigen Anschluss, speziell im Zeitraum zwischen
Lösen des
Stopfens und Aufstecken/Ankuppeln der fahrzeugseitigen Leitung/dem
fahrzeugseitigen Anschluss, ein Teil des besagten Kraftstoffes ausfließen kann,
was in erster Linie aus sicherheits- und gesundheitstechnischen Gründen mit
Hinblick auf den durch Monteure durchgeführten Motoreinbau unerwünscht ist.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Stopfen bereitzustellen,
der die zuvor erwähnten
Probleme bekannter Stopfen überwindet.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
einen Stopfen der eingangs genannten Art, der zusätzlich ein
mit dem Außenelement
unlösbar
verbundenes Innenelement aufweist, welches gegen das Außenelement
abdichtend und zumindest zwischen einer Transportstellung und einer
Anschlagsstellung bewegbar angeordnet ist.
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In
der Transportstellung, d. h. der Stellung, in der das Innenelement
vorzugsweise während
des Transports des verschlossenen Hohlkörpers angeordnet ist, befindet
sich kein bzw. nur sehr wenig Medium innerhalb des Stopfens. Durch
Bewegen des Innenelements von der Transportstellung in Richtung der
Anschlagsstellung, d. h. bei einer Bewegung des Innenelements in
der dem Hohlkörper
abgewandten Richtung, wird innerhalb des Stopfens ein Vakuum erzeugt,
das dafür
sorgt, dass Medium aus dem Hohlkörper
in den Stopfen befördert
wird. Bei Erreichen der Anschlagsstellung ist eine weitere Bewegung
des Innenelements in der dem Hohlkörper abgewandten Richtung nicht
mehr möglich,
d. h. in dieser Stellung befindet sich in dem Stopfen die maximal mögliche durch
ihn aufnehmbare Menge an Medium. Anschließend kann der mit Medium gefüllte Stopfen von
der Öffnung
des Hohlkörpers
entfernt werden, ohne dass die Gefahr besteht, dass Medium aus der Öffnung austritt.
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Hierbei
kann es vorteilhaft sein, dass der Stopfen in den Hohlkörper einschiebbar
ist. Dadurch kann auf einfache und schnelle Weise die Verbindung
zwischen dem Stopfen und dem Hohlkörper realisiert werden.
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Eine
besonders einfache und effektive Realisierung des Stopfens liegt
vor, wenn das Außenelement
im Wesentlichen hohlzylinderförmig
ausgebildet ist. Besagte Geometrie lässt sich vergleichsweise einfach
herstellen und erlaubt ebenso eine relativ einfach zu formende Geometrie
des Innenelements.
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Es
kann es von Vorteil sein, dass das Außenelement einen Anlageabschnitt
aufweist, welcher der Anlage des Außenelements am Hohlkörper und/oder der
Anlage des Innenelements am Außenelement dient.
Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit,
das Außenelement
einfach, schnell und genau am Hohlkörper zu positionieren bzw.
zu montieren. In gleicher Weise kann dadurch auch das Innenelement
schnell und effektiv in Bezug auf das Außenelement positioniert werden.
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Zudem
kann es von Vorteil sein, dass das Außenelement einen Anschlagsabschnitt
aufweist, der dazu vorgesehen ist, die Bewegung des Innenelements
gegen das Außenelement
zu begrenzen. Hierdurch wird ein Lösen bzw. Entfernen des Innenelements
vom Außenelement
wirksam verhindert.
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Außerdem kann
es von Vorteil sein, dass das Außenelement eine Befestigungseinrichtung
zur direkten oder indirekten lösbaren
Befestigung mit dem Hohlkörper
aufweist. Dies erlaubt ein gezieltes und definiertes Ablösen des
Stopfens vom Hohlkörper, bei spielsweise
durch ein Betätigen
der Befestigungseinrichtung. Dabei kann die Befestigungseinrichtung unmittelbar
mit dem Hohlkörper
oder aber mit einer zusätzlichen,
am Hohlkörper
angeordneten Vorrichtung, beispielsweise einer Kupplungsvorrichtung,
zusammenwirken.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform ist
ein Lösen
der direkten oder indirekten Befestigung des Außenelements mit dem Hohlkörper verhindert, wenn
sich das Innenelement in Transportstellung oder in einer Position
zwischen Transportstellung und Anschlagstellung befindet, und ein
Lösen der
direkten oder indirekten Befestigung des Außenelements mit dem Hohlkörper möglich, wenn
sich das Innenelement in der Anschlagsstellung befindet. Dadurch
wird verhindert, dass der Stopfen vom Hohlkörper gelöst bzw. entfernt werden kann,
solange das Innenelement noch nicht die Anschlagsstellung erreicht
hat und sich somit noch nicht die maximal mögliche bzw. gewünschte Menge
an abzusaugendem Medium in dem Stopfen befindet.
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Es
kann günstig
sein, dass das Außenelement
eine Dichtungsvorrichtung zum Abdichten gegen das Innenelement aufweist,
die vorzugsweise integral mit dem Außenelement ausgebildet ist.
Die Dichtungsvorrichtung verhindert dabei wirkungsvoll das Austreten
von Medium aus dem Zwischenraum zwischen Außenelement und Hohlkörper. Im
Falle der integralen Ausbildung der Dichtungsvorrichtung mit dem
Außenelement
ergibt sich eine besonders kompakte Anordnung, die den weiteren
Vorteil einer einfachen Montage bietet. Denkbar ist beispielsweise,
bei einem Außenelement
aus einem thermoplastischen Kunststoff durch Anwendung des Zweikomponenten-Spritzgussverfahrens
die Dichtungsvorrichtung aus einem thermoplastischen Elastomer auszuführen.
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Eine
besonders einfache und effektive Realisierung des Stopfens liegt
vor, wenn das Innenelement im Querschnitt im Wesentlichen T-förmig ausgebildet
ist. Diese Geometrie ist vergleichsweise einfach herzustellen und
gestatte zudem eine einfache Handhabung des Innenelementes.
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Hierbei
kann es vorteilhaft sein, dass das Innenelement einen zylinderförmigen Abschnitt
aufweist, dessen Außendurchmesser
im Wesentlichen dem Innendurchmesser des Außenelementes entspricht. Dadurch
ergibt sich ein gutes und verlässliches
Zusammenwirken von Innen- und Außenelement.
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Ebenso
kann es vorteilhaft sein, dass das Innenelement zumindest ein Dichtungselement
zum Abdichten gegen das Außenelement
aufweist, das vorzugsweise integral mit dem Innenelement ausgebildet
ist. Hieraus resultiert ein dichter Stopfen, bei dem kein Medium
zwischen dem Innen- und dem Außenelement
austreten kann. Die integrale Ausführung des Dichtungselements
mit dem Innenelement führt
zu einer sehr kompakten und einfach zu montierenden Anordnung. Hierbei
ist es beispielsweise vorstellbar, bei einem Innenelement aus einem
thermoplastischen Kunststoff durch Anwendung des Zweikomponenten-Spritzgussverfahrens
das Dichtungselement aus einem thermoplastischen Elastomer auszuführen.
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Weiterhin
kann es vorteilhaft sein, dass das Innenelement eine Anschlagsvorrichtung
aufweist, welche dazu vorgesehen ist, in der Anschlagsstellung in
Anlage mit dem Anschlagsabschnitt zu gelangen. Dadurch kann vermieden
werden, dass das Innenelement vom Außenelement gelöst bzw.
entfernt werden kann, woraus ein unkontrolliertes Austreten von
Medium resultieren würde.
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Zudem
kann es vorteilhaft sein, dass in der Anschlagsstellung ein Beaufschlagen
des Innenelements mit einer vorbestimmten Kraft in einer dem Stopfen
abgewandten Richtung ein Lösen
der direkten oder indirekten Befestigung des Außenelements mit dem Hohlkörper bewirkt.
Hierdurch wird ermöglicht,
durch alleinigen Kraftangriff am Innenelement den kompletten Stopfen
von der Öffnung
des Hohlkörpers
zu entfernen. Ein zusätzliches
Betätigen
der Befestigungsvorrichtung zum Lösen des Stopfens kann somit
entfallen, was insgesamt die Handhabung des Stopfens vereinfacht.
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Es
kann günstig
sein, dass das Außenelement
und das Innenelement in der Transportstellung einmalig lösbar miteinander
verbunden sind. Hierbei ist vorgesehen, dass die entsprechende Verbindung durch
Aufbringen einer vorbestimmten Kraft lösbar ist. Dadurch kann vermieden
werden, dass es zu einem selbständigen
und ungewollten Bewegen des Innenelements, z. B. durch starke Vibrationen
während
des Transports des durch den Stopfen verschlossenen Hohlkörpers, kommt.
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Außerdem kann
es günstig
sein, dass der Stopfen ein Element, vorzugsweise ein Ventil und insbesondere
ein Unterdruckventil aufweist, welches das Einströmen von
Luft in den Hohlkörper
gestattet. Hierdurch soll die Ausbildung eines Unterdrucks innerhalb
des Hohlkörpers
aufgrund der Bewegung des Innenelements von der Transportstellung
in Richtung der Anschlagsstellung vermieden werden.
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Darüber hinaus
kann es günstig
sein, dass das Außenelement
und/oder das Innenelement einen polymeren Werkstoff aufweisen/aufweist
und vorzugsweise aus diesem bestehen/besteht. Diese Materialien
sind vergleichsweise günstig
und relativ einfach selbst zu komplizierten Geometrien formbar.
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Es
kann von Vorteil sein, dass das Außenelement und/oder das Innenelement
einen thermoplastischen Kunststoff aufweisen/aufweist und vorzugsweise
aus diesem bestehen/besteht. Besagte Materialien weisen vielfach
seht gute mechanische Eigenschaften bei exzellenter chemischer Beständigkeit
auf. Weiterhin kann es von Vorteil sein, dass das Außenelement
und/oder das Innenelement einen elastomeren Werkstoff aufweisen/aufweist.
Diese Materialien eignen sich aufgrund ihrer elastischen Eigenschaften
insbesondere für
den Einsatz als Dichtungsvorrichtung. Zudem weisen mit diesen Materialien
ausgerüstete
Oberflächen
eine gute Greifbarkeit bzw. Handhabbarkeit auf.
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Die
Erfindung betrifft zudem eine Leitung mit einem Stopfen nach zumindest
einer der zuvor erwähnten
vorteilhaften Ausführungsformen.
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Außerdem betrifft
die Erfindung eine Kupplungsvorrichtung mit einem Stopfen nach zumindest einer
der zuvor erwähnten
vorteilhaften Ausführungsformen.
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Die
Merkmale und Vorteile der Erfindung werden eingehender in der nachstehenden
Beschreibung dargelegt, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen
wird, auf denen folgendes dargestellt ist:
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1:
Schnittdarstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stopfens
in Verbindung mit einer Leitung, wobei sich das Innenelement in
Transportstellung befindet;
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2:
Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Stopfens in Verbindung
mit einer Leitung gemäß 1,
wobei sich das Innenelement in Anschlagsstellung befindet
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3:
Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stopfens
in Verbindung mit einer Kupplungsvorrichtung
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1 stellt
einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Stopfen 1 gemäß einer
ersten Ausführungsform
dar, welcher mit einem Hohlkörper 2, der
mit einem (nicht dargestellten) Medium gefüllt ist, verbunden bzw. in
diesen eingeschoben ist, wobei der Hohlkörper die Form einer Leitung
aufweist. Das im Wesentlichen hohlzylinderförmige Außenelement 3 des Stopfens
ist hierbei soweit in die Leitung 2 eingeschoben, dass
sein Anlageabschnitt 5 mit der Stirnfläche der Leitung in Anlage ist.
Das Außenelement
weist an seiner Außenfläche eine
Dichtungsvorrichtung 8 bestehend aus mehreren Dichtelementen
auf, die für
eine abdichtende Verbindung zwischen Außenelement und Leitung sorgt.
Darüber
hinaus enthält
das Außenelement
einen Anschlagsabschnitt 6.
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Innerhalb
des im Wesentlichen zylindrischen Hohlraums des Außenelements
befindet sich ein Teil des zylindrischen Abschnitts des im Querschnitt
gesehen im Wesentlichen T-förmigen
Innenelements 4. Hierbei ist der Außendurchmesser des besagten
zylindrischen Abschnitts des Innenelements im Wesentlichen gleich
dem Innendurchmesser des zylindrischen Hohlraums des Außenelements.
Das Innenelement weist zudem ein Dichtungselement 9 und
eine Anschlagsvorrichtung 10 auf.
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In
der in 1 dargestellten Transportstellung des Innenelements
befinden sich die Begrenzungsvorsprünge 11 in Anlage mit
dem Anlageabschnitt 5 des Außenelements. Damit ist in dieser
Position ein weiteres Einschieben des Innenelements in das Außenelement
wirkungsvoll unterbunden. Die der Leitung 2 zugewandten
Enden von Innen- und Außenelement
liegen dabei dicht beieinander, so dass in der Transportstellung
gar kein oder nur sehr wenig Medium in den Stopfen bzw. in den durch
den zylindrischen Hohlraum des Außenelements und das Innenelement
begrenzten Raum gelangen kann.
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2 stellt
einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Stopfen 1 gemäß 1 dar,
bei dem sich als alleiniger Unterschied zu 1 das Innenelement
in Anschlagsstellung befindet. Hierbei ist die Anschlagsvorrichtung 10 des
Innenelements mit dem Anschlagsabschnitt 6 des Außenelements
in Anlage. Daher ist eine weitere Bewegung des Innenelements in
der der Leitung abgewandten Richtung wirkungsvoll unterbunden, so
dass das Innenelement nicht vom Außenelement gelöst oder
entfernt werden kann.
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Durch
das Bewegen des Innenelements 4 aus der Transportstellung
in die Anschlagsstellung vergrößert sich
sukzessive der durch den zylindrischen Hohlraum des Außenelements
und das Innenelement begrenzte Raum, der aufgrund des gleichzeitig
entstehenden Vakuums mit dem in der Leitung vorhandenen (nicht dargestellten)
Medium gefüllt wird.
In Anschlagsstellung ist der besagte, sich ausbildende Raum, in
den das Medium fließen
kann, maximal und damit ebenso die durch den Stopfen aufgenommene
Menge an Medium.
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3 stellt
einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Stopfen 1 gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
dar, welcher mit einer Kupplungsvorrichtung 12 in Form
eines Quick Connectors (QC) verbunden bzw. in diesen eingeschoben
ist. Im Folgenden werden nur die Unterschiede zum Stopfen gemäß erstem
Ausführungsbeispiel
beschrieben.
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Der
QC ist mit einem Hohlkörper 2 in
Form eine Leitung verbunden, wobei die Leitung mit einem (nicht
dargestellten) Medium gefüllt
ist. Das Außenelement 3 befindet
sich mit seinem Anlageabschnitt 5 in Anlage mit der Leitung 2.
Zwischen Leitung und Außenelement
befindet sich der QC. Dieser weist Ausnehmungen zur Aufnahme von
O-Ringen 13 auf, die der Abdichtung des Außenelements
gegen den QC dienen. Das Außenelement
umfasst eine Befestigungseinrichtung 7, die in Eingriff
mit einem Halteelement 14 des QCs in Eingriff ist. Somit
kann in der dargestellten Anordnung der Stopfen nicht vom QC entfernt
bzw. gelöst
werden.
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Das
Halteelement 14 kann über
eine Betätigungstaste 15 derart
betätigt
werden, dass es außer Eingriff
mit der Befestigungseinrichtung 7 gelangt, so dass der
Stopfen vom QC gelöst
bzw. entfernt werden kann. Dies geschieht üblicherweise dann, wenn sich
das Innenelement 4 in der Anschlagsstellung befindet, so
dass der Raum, der durch den hohlzylindrischen Raum des Außenelements
und das Innenelement begrenzt wird, maximal ist und damit die in
ihm aufgenommene Menge an Medium (in der Darstellung befindet sich
das Innenelement 4 in der Transportstellung).
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Die
Erfindung ist jedoch nicht auf die beiden zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt.
So ist bei weiteren Ausführungsformen
des Stopfens denkbar, dass aus Materialeinsparungsgründen das
Innenelement als Hohlelement ausgeführt ist. Weiterhin ist denkbar,
dass der Stopfen mit einem Unterdruckventil versehen ist, welches
das Einströmen
von Luft in den Hohlkörper
ermöglicht und
das Entstehen eines Vakuums innerhalb des Hohlkörpers vermeidet. Zudem ist
denkbar, dass innerhalb des Außenelements
eine Rückstromsperre, z.
B. in Form eines Ventils, vorgesehen ist, die ein Ausströmen von
im Stopfen befindlichem Medium nach dessen Lösen vom Hohlkörper verhindert.
In diesem Zusammenhang ist ebenfalls vorstellbar, das Außenelement
an seinem mit einer Öffnung
versehenden, zum Hohlkörper
weisenden Ende zu verjüngen.