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Die
Erfindung betrifft einen Dichtstopfen zum Abdichten einer Öffnung in
einem Bauteil, insbesondere in einem Karosserieteil.
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Bei
der Herstellung von Fahrzeugkarosserien ist es erforderlich, Öffnungen
in den Bauteilen abzudichten. Hierzu werden Dichtstopfen verwendet, die
in die Öffnung
in der Karosserie eingesetzt werden und beispielsweise mittels geeigneter
Elemente, die in die Öffnung
des Bauteils eingreifen, fixiert werden. Bei der Fertigung einer
Karosserie werden unterschiedliche Blechdicken eingesetzt. Zudem
sind die Öffnungen
unterschiedlich groß bzw.
weisen eine unterschiedliche Form auf, sodass bei der Fertigung eine
Vielzahl verschiedener Dichtstopfen verwendet wird.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, einen variablen Dichtstopfen zu schaffen,
der für
verschiedene Anwendungen und Öffnungen
geeignet ist.
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Zur
Lösung
der Aufgabe ist ein Dichtstopfen zum Abdichten einer Öffnung in
einem Bauteil, insbesondere in einem Karosserieteil, vorgesehen,
mit einem Grundkörper,
der die Öffnung
abdecken kann. Am Dichtstopfen sind mehrere Rastelemente vorgesehen,
die zumindest teilweise auf der Rückseite des Bauteils eingreifen
können
und in unterschiedlichem Abstand zum Grundkörper angeordnet sind. Die auf der
Rückseite
des Bauteils eingreifenden Rastelemente fixieren den Dichtstopfen
in der Öffnung.
Da die Rastelemente in unterschiedlichen Abstand zum Grundkörper angeordnet
sind, können
bei unterschiedlichen Blechdicken die jeweils passenden Rastelemente
auf der Rückseite
des Bauteils einrasten, sodass ein solcher Dichtstopfen für verschiedene
Blechdicken verwendet werden kann.
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Vorzugsweise
sind die Rastelemente in radialer Richtung nachgiebig am Grundkörper angeordnet.
Die Rastelemente können
durch diese Lagerung Unebenheiten und Unregelmäßigkeiten der Öffnung ausgleichen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist mindestens ein Federelement am Dichtstopfen vorgesehen, und
die Rastelemente sind an dem Federelement gehalten. Die Rastelemente
werden durch das Federelement mit einer radial nach außen gerichteten
Kraft beaufschlagt, so dass diese gegen den Rand der Öffnung gedrückt werden.
Dadurch ist sichergestellt, dass die Rastelemente auf der Rückseite
des Bauteils eingreifen können
und sich der Form der Öffnung
anpassen können.
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An
einem Federelement können
jeweils mehrere Rastelemente befestigt sein. Dadurch werden die
Rastelemente gleichmäßig gegen
den Rand der Öffnung
gedrückt.
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Vorzugsweise
sind die Rastelemente nebeneinander am Federelement angeordnet,
so dass sie über
die Breite der Öffnung
verteilt sind.
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Die
Rastelemente können
aber auch übereinander
am Federelement angeordnet sein, sodass mehrere Raststufen übereinander
angeordnet sind.
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Vorzugsweise
ist am Dichtstopfen mindestens ein Fixierabschnitt vorgesehen, an
dem das Federelement gehalten ist. Der Fixierabschnitt bildet ein festes
Gegenlager zum Federelement, an dem sich dieses abstützen kann.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist das Federelement bogenförmig
ausgebildet und erstreckt sich zwischen zwei Fixierabschnitten.
Die Fixierabschnitte bilden zwei fest mit dem Grundkörper gelagerte
Stützpunkte,
an denen das Federelement gelagert ist. Durch das bogenförmige Federelement ist
in Verbindung mit den Fixierabschnitten eine sehr flexible Lagerung
der Rastelelemente geschaffen, sodass sich der Dichtstopfen ideal
an die Form der Öffnung
anpassen kann. Der Dichtstopfen kann so für verschiedene Öffnungen
verwendet werden.
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Das
Federelement kann sich im Wesentlichen parallel zur Öffnung und über den
gesamten Umfang der Öffnung
erstrecken. Die Rastelelemente können
so durch das Federelement ideal an den Rand der Öffnung gedrückt werden, sodass diese auf der
Rückseite
des Bauteils eingreifen können.
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Idealweise
sind die Rastelemente dazu gleichmäßig über das gesamte Federelement
verteilt. Dadurch ist eine besonders gute Anpassung der Dichtstopfens
an die Form der Öffnung
möglich. Durch
die gleichmäßig verteilten
Rastelemente ist zudem ein sehr guter Halt in der Öffnung gewährleistet.
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Vorzugsweise
sind mindestens zwei Federelemente vorgesehen. Diese können beispielsweise symmetrisch
zueinander angeordnet sein, so dass jeweils an gegenüberliegenden
Positionen der Öffnung
ein Rastelement eingreifen kann, wodurch ein besonders guter Halt
gewährleistet
ist.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist ein flexibles Dichtelement am Grundkörper des Dichtstopfens vorgesehen,
das in montiertem Zustand des Dichtstopfens zwischen Dichtstopfen
und Bauteil liegt. Dieses Dichtungselement dichtet den Rand der Öffnung gegen
den Grundkörper
ab und gleicht durch das flexible Material zudem Unregelmäßigkeiten
in der Dicke des Bauteils aus.
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Idealerweise
dichtet das Dichtungselement die Öffnung im Bauteil wasserdicht
ab.
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Vorzugsweise
ist das Dichtungselement aus einem Kunststoff hergestellt, der sich
bei einer Temperaturänderung
irreversibel ausdehnt. Das Dichtungselement dehnt sich in Richtung
zum Bauteil aus und gleich somit verschiedene Blechhöhen und
Unebenheiten des Bauteils aus. Zudem kann der Dichtstopfen durch
das expandierende Dichtungselement von der Öffnung weg gedrückt werden,
so dass die Rastelemente auf Zug gehalten werden, wodurch ein festerer
Sitz des Dichtstopfens in der Öffnung
erreicht ist.
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Idealerweise
ist der Kunststoff in ausgedehntem Zustand flexibel, um auch bei
den im Automobilbereich auftretenden Belastungen, beispielsweise
Vibrationen, eine ausreichende Dichtigkeit zu gewährleisten.
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Der
Kunststoff kann nach dem Erwärmen eine
stoffschlüssige
Verbindung mit dem Bauteil eingehen, sodass ein noch festerer Halt
des Dichtstopfens in der Öffnung
und eine verbesserte Wasserdichtigkeit gewährleistet sind.
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Idealerweise
dehnt sich der Kunststoff bei einer Temperatur von 85° bis 200°C aus.
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Der
Dichtstopfen kann zusätzlich
Montagevertiefungen und/oder Montagevorsprünge aufweisen, um eine einfache
Montage des Dichtstopfens zu ermöglichen.
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Vorzugsweise
kann sich ein solcher Dichtstopfen flexibel an verschiedene Durchmesser
einer Öffnung
anpassen. Der Dichtstopfen kann so für verschieden große Öffnungen
verwendet werden. Statt vieler verschieden großer Dichtstopfen kann eine Sorte
Dichtstopfen für
mehrere verschieden große Öffnungen
verwendet werden, wodurch die Herstellungkosten gesenkt werden können.
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Weitere
Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
in Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungen. In diesen zeigen:
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1 einen
erfindungsgemäßen Dichtstopfen,
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2 den
Dichtstopfen aus 1 in eingebautem Zustand, und
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3 eine
zweite Ansicht des Dichtstopfens aus 1 in eingebautem
Zustand.
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Der
in 1 gezeigte Dichtstopfen 10 hat einen
im Wesentlichen kreisförmigen
Grundkörper 12 mit
einem daran befestigten, ringförmigen
Dichtungselement 14. Am Grundkörper 12 sind zwei
symmetrisch gegenüberliegende,
vorstehende Fixierabschnitte 16 vorgesehen, zwischen denen
sich zwei bogenförmig
ausgebildete Federelemente 18 erstrecken. Die Federelemente 18 sind
hier konzentrisch mit gleichem Abstand zum Rand des Grundkörpers 12 angeordnet
und erstrecken sich über
den gesamten Umfang des Dichtstopfens 10.
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An
jedem der Federelemente 18 sind vier paarweise gegenüberliegende
Rastelemente 20, 22, 24, 26 vorgesehen.
Die Rastelemente 20, 22, 24, 26 sind
hier mit einem Abstand D vom Grundkörper 12 am Federelement 18 gehalten.
Durch das Federelement 18 sind die Rastelemente 20, 22, 24, 26 in
radialer Richtung r federnd gelagert und weisen jeweils eine Rastnase 28, 30, 32, 34 auf.
Die Rastnasen 28, 30, 32, 34 können auf
der Rückseite 44 eines
Bauteils 38 eingreifen, und so den Dichtstopfen 10 in
einer Öffnung 36 eines
Bauteils 38 halten (siehe 3). Da die
Rastelemente paarweise symmetrisch angeordnet sind, greifen diese
jeweils an gegenüberliegenden
Positionen auf der Rückseite
der Öffnung 36 ein.
Der Dichtstopfen ist so sicher in der Öffnung 36 gehalten.
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Der
Dichtstopfen 10 weist zusätzlich zwei Montagevertiefungen 40 auf,
in die ein geeignetes Montagewerkzeug eingreifen kann, um die Montage des
Dichtstopfens 10 zu erleichtern (Siehe 2).
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Die
Rastnasen 28, 30, 32, 34 sind
jeweils in verschiedenem Abstand vom Grundkörper 12 des Dichtstopfens 10 angeordnet.
Dadurch greifen die Rastnasen 28, 30, 32, 34 jeweils
bei verschiedenen Blechdicken auf der Rückseite des Bauteils ein. Die Rastnasen 28 sind
beispielsweise näher
am Grundkörper 12 angeordnet,
sodass diese bei geringen Blechdicken auf der Rückseite 44 des Bauteils 38 eingreifen.
Bei größeren Blechdicken
können
die Rastnasen 28 nicht auf der Rückseite 44 des Bauteils 38 eingreifen,
während
die weiter vom Grundkörper 12 entfernt
angeordneten Rastnasen 34 auf der Rückseite 44 des Bauteils 38 eingreifen
können.
Dadurch kann der Dichtstopfen 10 bei verschiedenen Blechdicken
eingesetzt werden.
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Bei
größeren Blechdicken
werden die Rastelemente 20, 22, 24, 26,
die aufgrund des geringeren Abstandes D zum Dichtstopfen 10 nicht
auf der Rückseite 44 des
Bauteils 38 eingreifen können, radial nach innen verdrängt. Durch
die Federelemente 18 werden diese mit einer nach außen gerichtete
Kraft beaufschlagt, sodass die Rastelemente 20, 22, 24, 26 gegen
den Rand der Öffnung
gedrückt
werden. Da die Rastelemente 20, 22, 24, 26 paarweise
gegenüberliegend
angeordnet sind, wird dadurch der Dichtstopfen 10 mittig
in der Öffnung
zentriert.
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Diese
Zentrierung kann auch durch Rastelementen 20, 22, 24, 26 erfolgen,
die weiter vom Dichtstopfen 10 entfernt sind, da diese
auch mit einer radial nach außen
gerichteten Federkraft beaufschlagt sind.
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Die
Anzahl und die Anordnung der Federelemente 18 und der Rastelemente 20, 22, 24, 26 kann abweichend
von der hier dargestellten Ausführungsform
beliebig variiert werden und der Form des Bauteils 38 angepasst
werden. Beispielsweise können die
Rastelemente 20, 22, 24, 26 auch übereinander angeordnet
oder einzeln an einem Federelement 18 befestigt sein. Die
Form der Federelemente 18 kann ebenfalls beliebig angepasst
werden. Insbesondere müssen
diese nicht bogenförmig
ausgebildet sein.
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Ebenso
kann der Dichtstopfen auch eine andere Form aufweisen, die geeignet
ist, eine Öffnung 36 in
einem Bauteil 38 abzudichten. Insbesondere muss dieser
nicht kreisförmig
ausgebildet sein. Der Dichtstopfen 10 muss auch keine Montagevertiefungen 40 aufweisen.
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Das
Dichtungselement 14 liegt in montiertem Zustand des Dichtstopfens 10 auf
dem gesamten Umfang der Öffnung 36 an
und dichtet so die Öffnung 36 ab.
Das Dichtungselement 14 ist hier aus einem Kunststoff gefertigt,
der sich bei einer Temperaturerhöhung
irreversibel ausdehnt. Das Dichtungselement 14 passt sich
beim Ausdehnen an das Bauteil 38 an und kann so verschiedenen
Blechhöhen und
Unebenheiten im Bauteil 38 ausgleichen. Zudem drückt das
expandierende Dichtungselement 14 den Grundkörper 12 des
Dichtstopfens 10 von der Öffnung 36 weg, sodass
durch den Zug auf die Rastelemente 20, 22, 24, 26 ein
besserer Sitz des Dichtstopfens 10 in der Öffnung gewährleistet
ist.
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In
den 2 und 3 ist der Dichtstopfen jeweils
in eingebauter Position dargestellt. 2 zeigt dabei
die Vorderseite 42 eines Bauteils 38, 3 zeigt
den Dichtstopfen 10 von der gegenüberliegenden Rückseite 44 des
Bauteils 38. Wie in 3 zu sehen
ist, greifen die Rastelemente 22 mit den Rastnasen 30 auf
der Rückseite 44 des
Bauteils 38 ein. Die Rastelemente 32 und 34,
die weiter vom Grundkörper 12 des
Dichtstopfens 10 entfernt liegen, greifen dagegen nicht
ein, da der Abstand zum Grundkörper 12 zu
groß ist.
Würde der
Dichtstopfen 10 in ein dickeres Blech eingesetzt werden,
könnten beispielsweise
die weiter entfernt liegenden Rastelemente 24, 26 auf
der Rückseite 44 des
Bauteils 38 eingreifen.
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Auf
der Vorderseite des Bauteils 38 ist zudem das Dichtungselement 14 zu
sehen. Der Dichtstopfen 10 wurde nach dem Einsetzen in
die Öffnung erwärmt, sodass
sich das Dichtungselement 14 ausgedehnt hat. Der Spalt
zwischen Grundkörper 12 und Bauteil 38 ist
so vollständig
durch den Kunststoff des Dichtungselements 14 gefüllt. Der
Kunststoff des Dichtungselements 14 ist hier zudem nach
dem Erwärmen
eine stoffschlüssige
Verbindung mit dem Bauteil 38 eingegangen, sodass die Öffnung 36 vollständig wasserdicht
geschlossen ist.
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Statt
der hier gezeigten Ausführungsform kann
das Dichtungselement 14 aber auch aus jedem anderen geeigneten
Kunststoff bestehen. Insbesondere muss kein Kunststoff verwendet
werden, der sich bei einer Temperaturänderung ausdehnt. Das Dichtungselement
muss auch keine stoffschlüssige Verbindung
mit dem Bauteil eingehen.