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Verschlußstück für Bohrungen und Kanäle, insbesondere in hydraulischen
Geräten Die Erfindung betrifft ein Verschlußstück für Bohrungen und Kanäle, insbesondere
in hydraulischen Geräten.
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Das Problem des endgültigen, d.h. nicht-lösbaren Verschlusses von
Bohrungen und/oder Kanälen tritt insbesondere bei der leertigung von hydraulischen
Geräten auf. Es werden die einen Bestandteil eines Gerätes, also etwa eines Ventils
bildenden, im Inneren eines Ventilgehäuses vorgesehenen Kanäle in den Ventilblock
gebohrt und auch durch Bohren von außen die angestrebten Verbindungen zwischen mehreren
Kanälen hergestellt; nachträglich ist es aber erforderlich, die Verbindung dieser
Bohrungen bzwb Kanäle nach außen bleibend abzuschließen. Dieser Verschluß muß gegenüber
dem Medium, das später in diesen Kanälen beim Petrieb des Gerätes fließen soll,
eine gute Dichtung darstellen, die auch gegebenenfalls bei hohen Drücken erhalten
bleibt.
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Die seither bekannt gewordenen Verschlußstücke sehen sämtlich vor,
daB jeweils derselbe Bauteil solfohl die Funktion der Abdichtung als auch die Funktion
der mechanischen Sicherung des
Verschlußstückes in der Bohrung bzw.
in dem Kanal übernimmt. Zu diesem Zweck werden in allen bekannten Konstruktionen
diese Bauteile nach dem Einffihren in die Bohrung auseinander gepreßt, so daß sich
durch diese Anpressung sowohl eine Sicherung des Verschlußstückes gegen ein Herausgedrüclstwerden,
als auch ei ne Dichtung ergibt. Das bedingt ein Dichtungsmaterial, das gleichzeitig
die hohen Belastungen, die sich aus seiner Funktion zur Sicherung des Verschlußstückes
in der Bohrung ergeben, aufnehmen kann; es bedingt ferner einen entsprechenden konstruktiven
Aufwand, um die Aufweitung eines solchen Dichtungselementes zum Erreichen der gleichzeitig
notwendigen Sicherungsfunktion in der Bohrung herbeizufiihren. Zur Aufweitung des
sowohl die Dichtung als auch die Sicherung des Verschluß stückes in der Bohrung
dienenden Bauteiles wird dabei bei einem bekannten Verschlußstück ein Kegeldorn
verwendet, der mit einer nach außen über die Bohrung herausragenden Zugstange über
eine Sollbruchstelle verbunden ist, die nach Einbringen des Vers-chlußstiickes abgebrochen
wird (sog. Expander). Es ist ferner bekannt geworden, in der Bohrung zwei gewölbte
Deckel anzubringen, die dann durch eine Schraube zusammengepreßt werden, so daß
sich ihr Umfang ausdehnt und dadurch eine Verbindung mit der Bohrungswand herstellt.
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Ferner ist es bekatnnt geworden, in der zu verschließenden Bohrung
eine Ringnut vorzusehen, in die der Wandteil der zylindrischen Außenfläche eines
mit einer Sacklochbohrung versehenen Stopfens durch axiale Stauchung desselben eingepreßt
wird. Andere Lösungen sehen auf einem exzentrischen Segment durch ein drehbares
Nockenteil aufweitbare Dichtungen vor. Alle diese bekanntgewordenen Verschlußstücke
weisen die oben geschilderten Nachteile auf.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verschlußstück der
genannten Art zu schaffen, das in seiner Konstruktion äußerst einfach und daher
billig herstellbar ist, und das gleichzeitig eine zuverlässige Abdichtung auch bei
verhältnismäßig hohen DrUcken gewährleistet.
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Erfindungsgemäß ist ein Verschlußstück für Bohrungen und Kanäle, insbesondere
in hydraulischen Geräten, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Stift eine Ringnut
vorgesehen ist, in der ein Dichtungsring angeordnet ist und der Außenfläche des
Stiftes zuinindest eine im wesentlichen in Längsrichtung der Gehäusebohrung verlaufende
Einkerbung mit gegenüber dem äußeren Umfang-des Stiftes aufgeweiteten Rändern vorgesehen
ist.
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Im Gegensatz zu den bekannt gewordenen Verschlußstücken wird dabei
die Funktion der Dichtung von der Funktion der mechanischen Sicherung des Versclllußstiickes
in der Bohrung getrennt. Die Dichtung erfolgt durch den in der Ringnut angeordneten
Dichtungsring; die mechanische Sicherung durch die Zusanimenpressung der Ränder
der Einkerbung bzw. der Einkerbungen an dem Stift, der insoweit, d.h. hinsi.chtlich
seiner mechanischen Sicherungswirkung etwa den bekannten Kerbstiften vergleichbar
ist.
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Ein derartiges Verschlußstück ist sehr einfach und sehr billig herzustellen.
Das ergibt sich-u.a. daraus, daß die Dichtung nicht gleichzeitig die Funktion der
mechanischen Sicherung des Verschlußstückes in der Bohrung wahrnehmen muß und daß
andererseits die mechanische Sicherung keine Dichtungsaufgaben zu übernehmen hat
und daher entsprechend einfach ausgestaltet werden kann.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß der mit
den Einkerbungen versehene Stift gehärtet ist. Dadurch wird erreicht, daß sich die
aufgeweiteten Ränder der an Stift vorgesehenen Einkerbung in die Innenfläche der
mit dem Verschlußstück zu verschließenden Bohrung eingraben und dabei das Material
der Bohrung so verformen, daß es in die Einkerbung hinein ausweicht. Dadurch wird
eine zusätzliche Verspannung des Stiftes in der Bohrung erreicht.
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Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung sieht vor, daß
die Länge der Einkerbung geringer ist als die Länge des Stiftes. Dadurch wird erreicht,
daß das durch die aufgeweiteten Ränder der Kerbe am Ende derselben, d.h. hinter
dieser (in Richtung nach außen) elastisch verformte Material der Innenwand der Bohrung
ein Zurtickwandern des Stiftes in der Bohrung, die verschlossen werden soll, verhindert.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor,
daß die Einkerbung keilförmig ausgebildet ist. Zusätzlich zu den genannten Vorteilen
ergibt sich dabei der Vorteil, daß die Einkerbungen und damit auch die Stifte, an
denen sie vorgesehen sind, relativ kurz sein können. Auf diese Weise wird der Bau
sehr kurzer Verschlußstücke ermöglicht.
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Eine vorteilhafte Ausbildung der Erfindung sieht ferner vor, daß
als Dichtungsring ein sog. O-Ring verwendet wird. Ferner hat es sich als vorteilhaft
erwiesen, drei Einkerbungen zu verwenden.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden anhand der beigefügten
Zeichnungen beschrieben. Es stellen dar: Fig. 1 einen teilweisen Querschnitt durch
ein mit einer Bohrung versehenes Gehäuse, in das ein Verschlußstück gemäß der Erfindung
eingesetzt ist; Fig. 2a einen Querschnitt durch das Verschlußstück entlang der Linie
II-II in Fig. 1, jedoch vor dem Einsetzen des Verschlußstückes in die Gehäusebohrung;
Fig. 2b einen Querschnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1 bei in die Gehäusebohrung
eingesetztem Verschlußstück; Fig. 3 einen teilweisen Querschnitt, entsprechend demjenigen
nach Fig. 2b für die erste Ausführungsform der Erfindung, durch ein in eine Gehäusebohrung
eingesetztes Verschlußstück gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
Fig.
4 einen teilweisen Querschnitt durch ein mit einer Bohrung versehenes Gehäuse, in
das ein Verschlußstück gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung eingesetzt
ist; Fig. 5 einen Querschnitt entlang der Linie V-V nach Fig. 4.
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Fig. 1 zeigt in teilweisem Querschnitt ein Gehäuse 1, das eine Bohrung
2 aufweist, welche verschlossen werden soll. Dem dient das in Fig. 1 in in diese
Bohrung 2 eingesetztem Zustand gezeigte Verschlußstück.
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Das Verschlußstück besteht aus einem Stift 3, dessen Außenquerschnitt
dem Innenquerschnitt der Bohrung 2 angepaßt ist. Der Stift 3 ist mit einer Ringnut
4 versehen, in die ein O-Ring 5 eingesetzt ist. Dieser Stift 3 weist, wie aus Fig.
2a ersichtlich, drei Einkerbungen 6 auf. In dem in Fig. 2a gezeigten Zustand, in
dem der Stift 3 noch nicht in die Bohrung 2 eingepreßt ist, sind die Ränder 7 und
8 der Einkerbungen gegenüber dem äußeren Umfang 9 des Stiftes 3 aufgeweitet. Diese
Aufweitung entsteht durch den Vorgang der Einkerbung.
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Das aus dem Stift 3 mit der Ringnut 4 und dem darin angeordneten O-Ring
5 bestehende Verschlußstück wird zum Verschluß der Bohrung 2 in diese eingepreßt.
Die Ränder 7 und 8 der Einkerbungen 6 übernehr.len die Funktion der mechanischen
Sicherung des Verschlußstückes in der Bohrung 2.
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Die Fig. 1, 2a, 2b gehen von einer ersten Ausführungsform der Erfindung
aus, bei der die Härte, bzw. die Weichheit des Materials, aus dem der Stift 3 hergestellt
ist, und durch dessen Aufweitung sich auch die Ränder 7 und 8 der Einkerbungen.6
bilden, bei Einpressen des Stiftes 3 in die Bohrung 2 zumindest weitgehend wieder
gegenüber dem durch die Einkerbung hervorgerufenen, aus Fig. 2a ersichtlichen Zustand
zusammengepreßt wird, so daß sich bei in die Bohrung 2 eingesetztem Verschlußstück
ier
Querschnitt nach Fig. 2b ergibt. Aus Fig. 2b ist zu ersehen, daß die Ränder 7 und
8 von der Innenwand der Bohrung 2 zusammengepreR und auf den äußeren Umfang des
Stiftes 3 hin verformt werden. Sie erzeugen dadurch die notwendige Haltekraft und
die mechanische Sicherung des Verschlußstückes in der Bohrung 2.
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Daraus ergibt sich: der Vorteil, daß die mechanische Sicherung in
Gestalt der Einkerbungen 6 recht einfach gestaltet werden -kann, da sie keine Dichtfunktionen
übernehmen muß. Entsprechend kann die durch den in der Ringnut 4 angeordneten O-Ring
bewirkte Dichtung ebenfalls einfach ausgestaltet werden, da sie keine Funktionen
der mechanischen Halterung des Verschlußstückes in der Bohrung mit übernehmen muß.
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Aus Fig. 3 ist die Verformung der Innenfläche der Bohrung 2 bei Einsetzen
eines Stiftes 3 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zu ersehen, die
sich von derjenigen, die in den Fig. 1, 2a, 2b dargestellt ist, dadurch unterscheidet.,
daß der Stift 3 nach Anbringen der Einkerbungen 6 gehärtet worden ist. Das bewirkt,
daß die Ränder 7 und 8, die gegenüber dem äußeren Umfang des Stiftes 3 aufgeweitet
sind, beim Einpressen in die Bohrung 2 nicht verformt werden, sondern sich in das
Wandmaterial der Bohrung 2 eingraben. Entsprechend verformt sich der Bereich 10
der Innenfläche der Bohrung 2, der zwischen die beiden Ränder 7 und 8 zu liegen
kommt, in die Einkerbung 6 hinein, füllt sie also zu einem Teil aus. Erstreckt sich
nun die Einkerbung, wie aus Fig. 1 ersichtlich, nicht über die gesamte Länge des
Stiftes 3, sondern nur über einen Teilbereich, an dessen Enden 11 und 12 (vgl. Pig.
1) die Einkerbung flacher wird, dann stellt der verformte Bereich 10 dadurch, daß
diese Verformung bei einer Verschiebung des Stiftes 3 in der Bohrung 2 in axialer
Richtung wieder rückgängig gemacht werden müßte, eine zus ätzliche Sicherung des
Stiftes 3 in der Bohrung 2 dar.
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Diese Wirkung der Verformung als zusätzliche Sicherung gegen ein Verschieben
des Stiftes 3 in der Bohrung 2 in axialer Richtung des Stiftes wird durch eine Ausbildung
der Einkerbung 6, wie sie bei der dritten Ausführungsform nach Fig. 4, 5 verwendet
wird, noch verstärkt. Die Einkerbung 6 ist bei dieser Ausführungsform keilförmig
ausgebildet. Der hintere, an der Breitseite der Einkerbung 6 entstehende und quer
zur Achse des Stiftes 3 verlaufende gegenüber dem äußeren Umfang desselben aufgeweitete
Rand 13 bewirkt nun beim Einpressen des Stiftes 3 eine Verformung des Materials
der Innenwand der Bohrung 2 an der Stelle 14, die in Einpreßrichtung hinter ihm
liegt. Der Verlauf dieses Bereiches 14 von verformtem Material der Innenwand der
Bohrung 2 drückt gegen den Rand 13 quer zu der Richtung, in der der Stift 3 möglicherweise
aus der Bohrung herauswandern will und stellt somit eine zusätzliche Sicherung dar.
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Die Zahl der Einkerbungen und ihre Dimensionierung hängt von den Drücken
ab, die in der Bohrung 2 entstehen und die durch das Verschlußstück abgefangen werden
sollen. In den Ausführungsbeispielen nach Fig. 2a und 2b sind drei Einkerbungen
vorgesehen. Bei Sicherung gegen.hohe Drücke können natiirlich entsprechend mehr
Einkerbungen entlang des Umfanges vorgesehen werden. Die Ausbildung keilförmiger
Einkerbungen, die darüber hinaus noch gehärtet sind, ermöglicht es auch, die Längenausdehnung
dieser Einkerbungen sehr kurz zu machen. -Das ist auch ein Vorteil für die Möglichkeiten
der Dimensionierung der Gehäusewände 1, in denen die Bohrungen 2 vorgesehen sind,
die verschlossen werden sollen.
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Patentansprüche