-
Die Erfindung betrifft ein Abdeckelement zum Verschließen einer Öffnung, insbesondere einer Gewindebohrung, zum Einsatz bei der Oberflächenbehandlung von Bauteilen.
-
Stand der Technik
-
Bekannt sind Abdeckelemente, die beispielsweise als Stopfen ausgebildet sind. Diese Stopfen sollen Öffnungen von Werkstücken bzw. Bauteilen abdichten, deren Oberfläche, beispielsweise durch Beschichten oder Lackieren, behandelt werden soll. Die Stopfen werden in die entsprechende Öffnung eingedrückt und sollen lösbar mit dem Werkstück verbunden sein, um nach der Oberflächenbehandlung entfernt werden zu können.
-
Zu diesem Zweck sind unterschiedliche Ausbildungen von Stopfen bekannt. Es sind beispielsweise Stopfen mit Klebemittelschichten offenbart, die den Stopfen in seiner Lage halten sollen. Des weiteren sind Stopfen bekannt, die entsprechend ausgebildete Einsatzteile oder Paßstücke aufweisen, die eine sichere Fixierung des Stopfens ermöglichen. Die Stopfen sind häufig konisch oder zylindrisch ausgebildet. Die konischen oder zylindrischen Stopfen können beispielsweise einen Abziehgriff umfassen. Die abzudeckende Öffnung wird durch das Eindrücken des Abdeckelements verschlossen.
-
Nachteilig an diesen bekannten Stopfen ist, dass sie häufig durch den bei der Oberflächenbehandlung entstehende Überdruck nicht in der Öffnung festhalten, sondern aus der Öffnung heraus gedrückt werden.
-
Dies ist auch bei Stopfen der Fall, die parallele Einschnürungen aufweisen. Diese Ausformung kann beispielsweise eine Gewindebohrung nicht sicher vor dem Eindringen von Material schützen.
-
Bei Sandstrahlvorgängen kann das Abdeckelement aus seiner Öffnung gezogen werden, insbesondere wenn bei einer Ausbildung des Abdeckelements mit einem Abziehgriff der Sandstrahl auf diesen Griff trifft.
-
Zudem können die bekannten Abdeckelemente die entsprechende Öffnung wegen ihrer harten und unflexiblen Materialgestaltung oft nicht vollständig abdecken oder ausfüllen und vor dem Eindringen der Beschichtung odgl. schützen.
-
Die Abdeckelemente können nicht vollständig aus Metall bzw. Stahl ausgebildet werden, da diese harten Ausbildungen das Gewinde der Gewindebohrung am Bauteil beschädigen könnten. Insbesondere ist dies bei Bauteilen aus einem weicheren Material als Stahl, beispielsweise Aluminium, oder aber auch bei Kunststoffbauteilen, ausgeschlossen.
-
Es sind daher Stopfen bekannt, die aus thermoplastischem Harz ausgebildet sind, wobei das Harz beispielsweise mit einem anorganischen Füllmittel gemischt ist. Diese Abdeckelemente haben den Nachteil, dass die Wärmebeständigkeit bei höchstens 150°C liegt, selbst wenn die Stopfen mit einem anorganischen Füllmittel gemischt sind. Bei einem Oberflächenbehandlungsprozess, der eine höhere Temperatur erfordert als 150°C, werden diese Abdeckelemente verformt.
-
Des weiteren sind Abdeckelemente bekannt, die aus einem Kunststoffwerkstoff, nämlich Polycarbonat, ausgebildet werden. Auch diese Abdeckelemente weisen zusätzlich ein Füllmittel oder Verstärkungsmaterial auf. Diese Abdeckelemente sind unflexibel und daher schwer beispielsweise in Gewindebohrungen einsetzbar.
-
Kombinierte Materialausgestaltungen sind kostenintensiv und aufwändig in der Herstellung, ohne eine sichere Abdeckung der entsprechenden Gewindebohrungen zu ermöglichen.
-
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Abdeckelement zur Verfügung zu stellen, das eine dichte und sichere Abdeckung der entsprechenden Öffnung des Bauteils ermöglicht, keine Beschädigung des zu bearbeitenden Bauteils hervorruft und dabei wärmebeständig ausgebildet ist.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Es wird ein Abdeckelement vorgeschlagen, das einerseits bei der Beschichtung und Lackierung von Oberflächen von Bauteilen, andererseits auch bei Arbeitsgängen wie Sandstrahlen, Eloxieren, Galvanisieren, Anodisieren odgl. der Oberflächen von Bauteilen oder Werkstücken eingesetzt wird.
-
Um die Anforderungen bei der Oberflächenbehandlung von Bauteilen zum Abdichten insbesondere von Gewindebohrungen zu erfüllen, weist das Abdeckelement ein gegossenes Gewinde auf. Dieses Gewinde kann beispielsweise ein metrisches Gewinde, ein Zollgewinde, ein Trapezgewinde oder jedes andere geeignete Gewinde sein.
-
Die erfindungsgemäße Abdeckelement hat dabei den Vorteil, dass die zu verschließende Öffnung, also die Gewindebohrung, durch einfaches Eindrehen zuverlässig abgedeckt werden kann und keine Materialien eindringen können.
-
Ein besonders geeignetes Material zur Ausbildung des Abdeckelements mit einem gegossenen Gewinde ist Silikon. Das Abdeckelement ist aus einem einzigen Werkstoff ausgebildet und daher in wenigen Herstellungsschritten kostengünstig herzustellen. Das Silikon erlaubt einen Einsatz bis 315°C und ist damit bei weitaus höheren Temperaturen als die Stopfen gemäß dem Stand der Technik verwendbar.
-
Das Silikon wird erfindungsgemäß in die entsprechende Gewindeform gegossen. Dazu wird für das Gewinde der abzudichtenden Gewindebohrung ein 3-D-Modell erstellt. Hierzu wird vom Gewinde ein Gewindezahn gezeichnet und für das Extrudieren vorbereitet. Das Gewinde ist anfangs als Spirale ausgebildet, die den Wert des Außendurchmessers und die notwendige Steigung aufweist.
-
Bei dieser Steigung unterschieden sich Regelgewinde von Feingewinden oder weiteren Sonderformen. Bei der Ausbildung des Gewindes muss beachtet werden, wie viele Drehungen beim Einsatz benötigt werden. Bei kleineren Gewindegrößen müssen beispielsweise mehr Drehungen eingeplant werden als bei metrischen Regelgewinden, da bei kleineren Größen die Gefahr höher ist, das Abdeckelement verkantet einzudrehen.
-
Als Sicherung gegen ein schräges Ansetzen der Gewindebohrung ist als vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung vor dem Gewinde am Abdeckelement ein Zapfen beispielsweise in Zylinderform vorgesehen, der als Führung zum sicheren Einsetzen dienen soll.
-
Nachdem der Gewindezahn entlang der Spirale extrudiert wurde, ergibt sich der Gewindegang. Diese Wendel werden dann auf einen zylindrischen Durchmesser aufgebracht, so dass sich eine Gewindestange bildet. Dieser „Echtgewindestopfen” bildet in der Kombination mit weiteren Elementen wie dem Zapfen als Führungselement und einem Abdichtkonus die Grundlage des Abdeckelements.
-
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Figurenbeschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen entnehmbar.
-
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lösung anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 zeigt eine Ansicht eines Abdeckelements mit einem rechteckigen Griff in Schrägansicht von hinten,
-
2 nach 1 zeigt das Abdeckelement in einer Schrägansicht von vorne.
-
In 1 ist ein Abdeckelement 1 mit einem Griff 2 dargestellt. Die Darstellung ist eine Schrägansicht von hinten, also der dem abzudeckenden Werkstück oder Bauteil bzw. der darin angeordneten Gewindebohrung abgewandten Seite. Der Griff 2 ist quaderförmig mit einer rechteckigen Querschnittsfläche 3 ausgebildet und weist eine Verdickung 4 auf. Dies ermöglicht ein sicheres Greifen des Abdeckelements, auch mit Handschuhen. Der Griff 2 ist an der Gewindewendel 5 angeordnet. Zwischen Griff 2 und Gewindewendel 5 kann ein Abdeckkonus 6 angeordnet sein, um im eingeschraubten Zustand ein Abdecken des ersten Gewindegangs der Gewindebohrung zu gewährleisten.
-
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vor der Gewindewendel 5, also in Richtung auf das Werkstück bzw. das Bauteil zum Einschrauben in die Gewindebohrung hin, ein zylindrischer Zapfen 7 als Führungselement mit der Funktion einer Einführhilfe angeordnet. Der Außendurchmesser des Zapfens 7 liegt minimal unter dem Durchmesser des Kernlochdurchmessers des Gewindes. Dieser Zapfen 7 dient als Sicherung gegen ein schräges Ansetzen der Gewindebohrung und somit als Führungselement zum sicheren Einsetzen des Abdeckelements 1.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Abdeckelement 1 vollständig aus Silikon ausgebildet. Das Silikon wird erfindungsgemäß in die entsprechende Gewindeform gegossen. Dazu wird für das Gewinde der abzudichtenden Gewindebohrung ein 3-D-Modell erstellt. Es wird vom Gewinde ein Gewindezahn gezeichnet und für das Extrudieren vorbereitet. Das Gewinde ist anfangs als Spirale ausgebildet, die den Wert des Außendurchmessers und die notwendige Steigung aufweist.
-
Bei dieser Steigung unterschieden sich Regelgewinde von Feingewinden oder weiteren Sonderformen. Bei der Ausbildung des Gewindes muss beachtet werden, wie viele Drehungen beim Einsatz benötigt werden. Bei kleineren Gewindegrößen müssen beispielsweise mehr Drehungen eingeplant werden als bei metrischen Regelgewinden, da bei kleineren Größen die Gefahr höher ist, das Abdeckelement verkantet einzudrehen.
-
Nachdem der Gewindezahn entlang der Spirale extrudiert wurde, ergibt sich der Gewindegang. Diese Wendel werden dann auf einen zylindrischen Durchmesser aufgebracht, so dass sich eine Gewindestange bildet. Dieser „Echtgewindestopfen” bildet in der Kombination mit weiteren Elementen wie Einführhilfe und Abdichtkonus die Grundlage des Abdeckelements. Das Silikon ermöglicht durch seine materialspezifischen Eigenschaften einen Einsatz bis zu 315°C.
-
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Abdeckelement 1 von vorne, also von der dem Werkstück zugewandten Seite, die in die Gewindebohrung eingedreht wird, bis zum Griffansatz 8 hohl ausgebildet. Dies erlaubt ein material- und formbedingtes Nachgeben beim Einschrauben in die Gewindebohrung des Bauteils und erleichtert somit die Bedienbarkeit.
-
Das Abdeckelement 1 kann für Maskierungen und Sondermaskierungen bei der Behandlung von Oberflächen von Bauteilen eingesetzt werden. Es kann für diverse Oberflächenbehandlungen wie Tauchlackierungen, Nasslackierungen, Pulver-, KDL-Beschichtungen, beim Sandstrahlen, Eloxieren, Galvanisieren, Anodisieren usw. eingesetzt werden. Der Einsatz kann überall dort erfolgen, wo eine Öffnung mit einem Gewinde verschlossen werden muss, damit von außen kein Eindringen von Material möglich ist. Material ist dabei im Sinne von Beschichtungsmaterial, Lackierung, Sandstrahlgut oder applikationsbedingte Mittel zu verstehen.
-
2 nach 1 zeigt das Abdeckelement 1 in einer Schrägansicht von vorne. Dabei ist auf der Stirnseite 9 des Zapfens 7 die Ausbildung als Hohlform mit dem Loch 10 dargestellt.
-
Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und den Zeichnungen dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Abdeckelement
- 2
- Griff
- 3
- Querschnitt
- 4
- Verdickung
- 5
- Gewindewendel
- 6
- Abdeckkonus
- 7
- Zapfen
- 8
- Griffansatz
- 9
- Stirnseite
- 10
- Loch
