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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft ein Verbindungsglied gemäß dem Oberbegriff
des Hauptanspruchs.
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Solche Verbindungsglieder sind bekannt aus dem Österreichischen Patent
3 58 883, dem Englischen Patent 1585015, dem US-Patent 41 54 547, dem Australischen
Patent 5066663 und dem japanischen Patent 1225490.
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Dieser Massenartikel hat auch andere zu Variationen angeregt, wie
z.B. das Deutsche Patent 28 33 801 zeigt.
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Die bekannten Verbindungsglieder hatten zu deren Anmeldezeitpunkt
in der Unterseite 13 des Kopfs 12 eine kreisringförmige Sicke, die zur teilweisen
Aufnahme eines O-Rings 16 bestimmt war. Dieser O-Ring 16 hat sich in der Praxis
nicht bewährt, weil er wegen der Konizität des Schafts sich manchmal nach unten
abgerollt hat, so daß das Verbindungsglied dann ohne 0-Ring war. Man muß sich vorstellen,
daß diese Verbindungsglieder als Massenprodukte stets als sogenanntes Schüttgut
angeliefert werden. Solches Schüttgut liegt in einem Karton völlig unregelmäßig.
Der Karton wird beim Transport oft schlecht behandelt. Ein solches Produkt ist bereits
dann nicht mehr marktfähig, wenn bei wenig Prozent der Verbindungsglieder der Dichtring
fehlt. Im Grunde zahlt der Abnehmer dann nur für diejenigen Verbindungsglieder,
die die Dichtung behalten haben, und der Rest ist Ausschuß, denn es ist unrationell,
in dem Versandkarton solange zu suchen, bis man die Verbindungsglieder mit ihren
Dichtungen wieder vereinen kann.
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Die O-Ring-Dichtungen haben sich auch aus anderen Gründen nicht bewährt.
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Man ist deshalb in der Praxis dazu übergegangen, den metallischen
Teil des Verbindungsglieds in einer Verpackung und den Dichtungsring in einer anderen
Verpackung zu versenden. Man mußte damit vor der Verwendung jeden metallischen Teil
mit dem Dichtungsteil verbinden. Den Dichtungsteil hat man dabei so gestaltet, daß
er unter Vorspannung den Rand des Kopfs übergriffen hat und selbst mit einem recht
massiven
Rand über den Kopf hinausgestanden ist. Die Hauptmasse
des Materials des Dichtungsrings befand sich damit außerhalb des Kopfs. Der etwa
3 mm dicke Rand der Dichtung ist steif. Es bereitet deshalb kräftemäßig Schwierigkeiten,
einige hundert Dichtungen auf den Knopf aufzuknöpfen. Die Lösung sieht auch unästhetisch
aus, was für solche Fälle wichtig ist, in denen die Tafeln im Sichtbereich eines
Gebäudes vorgesehen werden, z.B. wenn die Blechtafeln in Klimatisierungskanälen
verwendet werden. Die Hauptmasse der Dichtung diente nicht Dichtungszwecken und
war insofern verloren. Bei solchen Massenartikeln schlagen Unterschiede von einigen
zehnteln Gramm erheblich zu Buche.
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Zwischen dem Schaft des metallischen Teils des Verbindungsgliedes
und dem Innendurchmesser der Dichtung war ein ringförmiger Abstand vorhanden. Durch
diesen kann Luft abfließen bzw. zufließen.
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Schwierigkeiten mit den bekannten Dichtungen gibt es auch deshalb,
weil sehr häufig Bohrungen nicht mit dem vorgeschriebenen Bohrer gebohrt werden.
Ein "richtiger" Bohrer muß dem Durchmesser nach stimmen. Außerdem muß der Bohrer
sogenannte Vorschneiden haben, damit kein metallischer Grat im Blech entsteht, und
sie haben ein spitzes Zentrierzentrum.
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In der Praxis muß man jedoch damit rechnen, daß normale Bohrer verwendet
werden und diese auch dem Durchmesser nach richtig angepaßt sind. Trotzdem muß richtig
gedichtet werden.
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Manche Kunden haben die Dichtung dann ganz weggelassen. Dies führt
insofern aber zu schlechten Ergebnissen, weil ja gerade diese Verbindungsglieder
mit einer Querbohrung arbeiten, die schräg zum Längsschlitz angeordnet ist. Fehlt
nun die durch die Dichtung gegebene Höhe, dann liegen die beiden Bleche gegenüber
ihrer vom Konstrukteur beabsichtigten Lage zu weit oben. Dies ist vor allem für
das im Längsschlitz geführte Blech schlecht.
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Aufgabe der Erfindung ist es, für ein Verbindungsglied der eingangs
genannten Art eine Gestaltung zu finden, die sowohl zu einer besseren Abdichtung
als auch dazu führt, daß auch bei Schüttgut die Dichtung zuverlässig am metallischen
Teil des Verbindungsglieds bleibt. Dem Anwender soll erspart bleiben, daß er nachträglich
die Dichtung mit dem pilzförmigen Teil verbinden muß und die Dichtung soll die richtige
Lage zum pilzförmigen Teil beibehalten.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die aus dem kennzeichnenden
Teil des Hauptanspruchs ersichtlichen Merkmale gelöst.
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Hicrdurch erreicht man unter anderem folgendes: a) Der Innenrand
der Dichtung verhindert den bekannten Ringspalt und die Dichtwirkung beginnt deshalb
bereits am Schaft.
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b) Wenn der Innenrand dünn wird, dann kann er auch leicht auf den
Schaft geschoben werden. Er kann dann aber sehr schlecht abgezogen werden, weil
er sich dann praktisch in sich selbst zurückstülpen müßte.
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c) In einem verhältnismäßig großen Bereich liegt die Lippe am Schaft
an und kann sich dort gut festhalten.
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d) Das Verbindungsglied wird stets von Hand eingeschlagen, und dementsprechend
gibt es wenige Schläge, die genau in der geometrischen Längsachse des Verbindungsglieds
wirken. Trotz einer gewissen Schieflage ergibt sich dann eine Dichtwirkung.
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e) Zumindest in solchen Fällen, in denen das Loch in
der hierfür vorgesehenen
Blechtafel im Durchmesser einigermaßen richtig gebohrt wird, drückt die Kante dieser
Bohrung die Lippe in noch engeren Kontakt mit dem Schaft.
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Durch die Merkmale des Anspruchs 2 erhält man bei Schieflage trotzdem
eine sehr gute Dichtwirkung.
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Durch die Merkmale des Anspruchs 3 entfällt die seitherige Ringnut
in der Unterseite des Kopfs. Dadurch wird das Verbindungsglied billiger, der Kopf
wird stärker belastbar und die zur Dichtung zur Verfügung stehende Fläche wird größer.
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Durch die Merkmale des Anspruchs 4 vermeidet man die ansich ebenfalls
mögliche zweite, gegenüberliegende Rippe im Außenrandbereich. Die einzige Rippe
drückt sich durch den Korpus der Dichtung so hindurch, wenn das Verbindungsglied
eingeschlagen ist, als ob auf der anderen Seite ebenfalls eine Rippe vorgesehen
wäre. Außerdem spart dies Material.
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Durch die Merkmale des Anspruchs 5 erhält man eine großflächige Dichtfläche,
in die weniger seitlich eindringen kann, als wenn die Rippe z. B. eine gewölbte
Oberfläche hätte.
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Durch die Merkmale des Anspruchs 6 vermeidet man hier eine Stufe,
die zum einen unschön aussehen würde und zum andern eine Angriffsfläche zum Abstreifen
der Dichtung wäre, wenn das Verbindungsglied als Schüttgut versandt wird.
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Durch die Merkmale des Anspruchs 7 erhält man außen eine bündige
Fläche, die schön aussieht und das Abstreifen der Dichtung weitgehend verhindert.
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Durch die Merkmale des Anspruchs 8 erreicht man gegenüber mehreren
im mittleren Bereich vorgesehenen zweiten Rippen eine Materialeinsparung. Außerdem
drückt auch diese Rippe sich im Betrieb auf die andere Seite so hindurch, als wäre
dort tatsächlich eine zweite Rippe und bei gewissen Schieflagen des Verbindungsglieds
kann diese Rippe im dortigen Bereich dichten.
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Durch die Merkmale des Anspruchs 9 bleibt der Korpus einerseits genügend
steif und andererseits können die Rippen nicht seitlich weggequetscht werden. Außerdem
wirken dann beim richtigen Einschlagen des Verbindungsglieds alle Rippen gleichmäßig.
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Ein Material mit der Weichheit gemäß dem Anspruch 10 hat sich in
der Praxis sehr bewährt.
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Durch eine Maßnahme gemäß dem Anspruch 11 verhindert man, daß der
kreisringförmig umlaufende Rand deformiert wird, wenn man einmal nicht so ganz exakt
mit dem Hammer schlägt. Ein deformierter Rand würde verhindern, daß die Dichtung
im wesentlichen eben verläuft.
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Durch die Merkmale des Anspruchs 12 erreicht man, daß sich die Dichtung
formschlüssig hält Allerdings wird durch die Nut der Metallteile des Verbindungsglieds
so teuer, daß er nicht mehr konkurrenzfähig ist, sofern man die im Augenblick dem
Erfinder zur Verfügung stehende Herstellungstechnologie betrachtet.
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Zweifellos würde so aber die Dichtung definierter sitzen.
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Durch die Merkmale des Anspruchs 13 erhält man eine einfache Spritzgußform
für die Dichtung und die Dichtung kann mit geringem Kraftaufwand auf den Schaft
geschoben werden.
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Durch die Merkmale des Anspruchs 14 erhält man breite Auflageflächen,
obwohl der eigentliche Dichtbereich relativ schmal ist.
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Eine Abmessung gemäß dem Anspruch 15 hat sich in Versuchen sehr bewährt.
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Durch die Merkmale des Anspruchs 16 erreicht man auch bei schräg
eingeschlagenem Verbindungsglied eine Rundumdichtung.
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Durch die Merkmale des Anspruchs 17 erreicht man, daß sich die Schräglage
des Dichtungskorpus auf jeden Fall einstellt. Ausgezeichnet bewährt hat sich das
Material gemäß dem Anspruch 18, das auch durch äquivalentes Material anderer Hersteller
ersetzt werden könnte.
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Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung
beschrieben.
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In der Zeichnung zeigen: Fig, 1 die Draufsicht auf das Verbindungsglied
im Maßstab :1, Fig.2 einen Schnitt gemäß längs der Linie 2-2 in Fig. 1, jedoch in
nochmals vergrößertem Maßstab, Fig. 3 eine Teilansicht aus der Fig. 2 im Betriebszustand,
Fig. 4 den Querschnitt der noch nicht aufgeschobenen Dichtung gemäß Fig. 2, Fig.
5 eine Ansicht gemäß Fig. 2, jedoch mit umgekehrt aufgeschobener Dichtung, Fig.
6 eine Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels, teilweise aufgebrochen, im Maßstab
5 :1, links vor dem Einschlagen und rechts in eingeschlagenem Zustand, Fig. 7 eine
Ansicht ähnlich Fig. 2 oder Fig. 5 mit einer noch besseren Dichtung in zwei unterschiedlichen
Lagen, Fig. 8 eine Ansicht wie Fig. 7 in angezogener Schieflage des Pilzes.
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Ein Verbindungsglied 11 hat eine geometrische Längsachse 12. Koaxial
zu ihr und rotationssymmetrisch ist ein Kopf 13 vorgesehen, der die Gestalt einer
Kreisscheibe hat. Er ist 16,5 mm im Durchmesser. Die anderen Maße lassen sich hiervon
ableiten. Auf der Oberseite des Kopfs 13 ist koaxial ein Schlagplättchen 14 vorgesehen.
Auf der Unterseite hat der Kopf 13 einen kreisringförmigen Rand 16, der senkrecht
zur Längsachse 12 steht.
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Die Außenseite 17 des Kopfs verläu;. auf einem Ringmantel koaxial
zur geometrischen Längsachse 12. Sozusagen in Fortsetzung des Schlagplättchens 14
nach unten setzt sich der Kopf 13 einstückig in einem Schaft 18 fort, der eine aus
der Zeichnung zu entnehmende Konizität von etwa 5° hat. Der Schaft 18 ist koaxial
zur Längsachse 12. Der Schaft 18 weist einen Längsschlitz 19 auf, dessen Mittenebene
die Längsachse 12 schneidet.
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In einem Abstand von dem Rand 16 der durch die Dicke des zu verwendenden
Blechs 21 und der Dicke einer Dichtung 22 bestimmt ist, ist eine Querbohrung 23
vorgesehen, die gemäß einem der oben genannten Patente wirkt. Das senkrecht zum
Blech 21 stehende und im Längsschlitz 19 befindliche Blech ist nicht gezeichnet
Die Dichtung 22 ist aus Polyvinylchlorid und wiegt 1,8 Gramm. Sie hat einen Korpus
24, der nach oben durch eine Oberseite 26 begrenzt wird, die etwa senkrecht zur
Längsachse 12 steht. Ebenso steht die Unterseite 27. Die kreiszylinderförmige Außenseite
28 fluchtet mit der Außenseite 17 des Kopfs 13. Im Außenrandbereich geht die Oberseite
in eine erste Rippe 29 über, deren Außenseite 31 mit den Außenseiten 17 und 28 fluchtet
und deren Oberseite 32 senkrecht zur Längsachse 12 steht. Es sei darauf hingewiesen,
daß die Gestaltsangaben idealisiert sind und je nach Genauigkeit der Fertigungstechnik
etwas verrundet sein können. Die Rippe 29 ist etwa 1/3 bis 1/4 so breit wie der
Querschnitt der Dichtung 22. Etwa in ihrem Mittenbereich geht die Unterseite 27
in eine zweite Rippe 33 über, die gleich
weit wie die Rippe 29 nach oben so in diesem
Fall nach unten ragt. Sie hat den Querschnitt einer Kuppe. Nach innen zu läuft der
Korpus 24 in eine immer dünner werdende Lippe 34 aus, die spitz zuläuft und gemäß
Fig. 4 im nicht vorgespannten Zustand etwa durch die Mittenebene des Korpus 24 geteilt
wird. Gemäß Fig. 2 ist die Dichtung 22 von unten aufgeschoben, und da der innerste
Durchmesser 35 der Lippe 34 etwas kleincr ist als der dortige Durchmesser des Schafts
18, wird sie gemäß Fig. 2 nach unten umgestülpt und stützt sich unter Vorspannung
in dem in Fig. 2 gestrichelt gezeichneten Bereich 36 ab. Aufgrund der natürlichen
Rauhigkeit der Oberfläche des Schafts 18, der Rauhigkeit, den die Lippe 34 auch
bei glänzender Oberfläche hat und wegen der geringen Konizität des Schafts 18 hält
sich so die Dichtung 22 auch unter den für Schüttgut zu beobachtenden Bedingungen
am Schaft 38.
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ImBetriebszustand wird die Dichtung 22 einigermaßen flachgepreßt,
wobei diese Wirkungen später noch beschrieben werden.
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Fig. 3 zeigt, daß im Betriebs zustand die Lippe 34 bei angemessen
gebohrter Bohrung 37 des Blechs 21 in den Spalt 38 zwischen Schaft 18 und Bohrung
37 ragt. Ferner dringt die obere Kante 39 von unten her ein wenig in die Lippe 34
ein, so daß sich auch hier eine gewisse Dichtung ergibt.
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Die Erfindung arbeitet aber auch dann, wenn die Bohrung 37 zu groß
gebohrt sein sollte. Die Kante 39 ist dann entweder nur teilweise oder gar nicht
wirksam.
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Fig. 5 zeigt, daß man die Dichtung 22 auch umgekehrt aufschieben
kann. Obwohl gemäß Fig. 4 die Dichtung 22 zur Mittenebene nicht symmetrisch ist,
läßt sie sich in der einen oder anderen Richtung verwenden.
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Beim dritten Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 ist wenig unterhalb
des Rands 16 eine koaxiale Außennut 41 vorgesehen, in die die Lippe 34 eingeschnappt
ist.
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Der rechte Bereich der Fig. 6 zeigt, wie bei allen Ausführungsbeispielen,
die Rippen im angezogenen Zustand des Verbindungsglieds wirken. In Fig. 6 ist rechts
das Blech höher liegend gezeichnet als in Fig. 6 links.
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Durch das Anziehen und auch durch die Eigensteifigkeit des Korpus
24 sowie die versetzt einander gegenüberliegenden Rippen 29, 33 wird durch die Rippe
29 dort der Korpus 24 nach unten gedrückt, so daß es im Bereich 42 aussieht, als
wären von vornherein oben und unten Rippen vorgesehen.
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In der gleichen Weise drückt die Rippe 33 Material des Korpus 24
nach oben, so daß auch im Bereich 43 es aussieht, als wären beiderseits des Korpus
24 Rippen vorgesehen gewesen. Dabei liegt der Bereich 42 oben und unten großflächiger
auf als der Bereich 43 wie Fig. 6 zeigt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 und 8 hat sich an die metallenen,
pilzförmigen Bauteilen gemäß den Fig. 2 und 5 nichts geändert. Es ist also hier
ebenfalls eine Außennut vorhanden. Die Dichtung 44 umfaßt einen Dichtungskorpus
46, der etwa rechteckigen Querschnitt hat und der rotationssymmetrisch zur geometrischen
Längsachse 12 ist. Im nicht aufgeschobenen Zustand liegt die Außenseite 47 auf einem
Kreiszylinder, der einen Durchmesser wie die Außenseite 17 hat. Die Oberseite 48
und die Unterseite 49 sind zueinander parallel und bilden Kreisringflächen. Sie
sind 2 mm breit, während die Außenseite 471,5 mm hoch ist. Die Außcnseite geht in
die Oberseite bzw. Unterseite 49 mit Ecken 51,52 über, die rechtwinklig sind. Die
Innenseite 53 geht in eine Lippe 54 über, die an ihrer Wurzel etwa 3/4 so hoch wie
der Dichtungskorpus 46 ist. Von der Innenseite
53 aus geht die Lippe
54 mit Übergangsradien 56, 57 in einen kegelförmigen Bereich 58 über, der nach innen
zu immer dünner wird. Da der Innendurchmesser der Lippe 54 kleiner ist als der dortige
Schaftdurchmesser, kommt es zu einer Umstülpung 59. Ohne diese würde die Lippe 54
geradlinig weiterverlaufen, so wie dies gestrichelt gezeichnet ist, etwa dann, wenn
eine Außennut vorhanden wäre oder wenn die Dichtung 44 nicht aufgeschoben ist.
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Der Übergangsradius 56 ist wesentlich größer als der Übergangsradius
57 und fängt zudem noch weiter unten an, so daß im linken Bereich von Fig. 7 - wenn
man sich den nicht aufgeschobenen Zustand der Dichtung 44 vorstellt - die Lippe
54 mit ihrer Mittenebene unterhalb der Mittenebene des Dichtungskorpus 46 liegt.
Diese Unsymmetrie hat zur Folge, daß der Dichtungskorpus 46 in der angegebenen Weise
kippt. Nach wie vor bleiben aber die Ecken 61, 62 erhalten, wobei die Ecke 61 durch
die Oberseite 48 und die Innenseite 53 gebildet wird, während die Ecke 62 durch
die Unterseite 49 samt dem angrenzenden Übergangsradius 57 gebildet wird.
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In Fig. 7 liegt links die Ecke 61 am Rand 16 an.
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Rechts in Fig. 7 liegt die Ecke 51 an. Die unterschiedliche Lage
hängt davon ab, wie herum man die Dichtung 44 auf den Schaft 18 aufschiebt Wegen
der gezeichneten Querschnittsverhältnisse übt die Lippe 54 einen nach außen gerichteten
Schub aus, der wegen der Asymmetrie zu dem beschriebenen und bezeichneten Kippen
führt. Rechts in Fig. 7 liegt die Ecke 51 an dem-Rand 16 an.
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Die Fig. 8 zeigt die hieraus gewonnenen Vorteile, die selbst noch
bei sehr starker Schräglage eintreten.
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Rechts ist der Dichtungskorpus stark zusammengepreßt,und es ist nicht
weiter verwunderlich, daß dann dort eine gute Dichtwirkung eintritt. Links jedoch
hat man wegen der 12" betragenden Schieflage des Dichtungskorpus 46 auch noch bei
etwa 12" Schräglage des Metallteils eine Dichtwirkung, weil dann die Ecke 52 auf
der Oberseite des Kanalblechs 21 anliegt und die Ecke 61 am Rand 16 anliegt.
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Hieraus folgt auch, daß die Schräglage des Dichtungskorpus 46 mit
bestimmt, wie schrägt der Metallteil eingeschlagen werden kann und immer noch auch
in dem am weitesten oberhalb des Kanalblechs 21 liegenden Bereichs eine Dichtwirkung
noch eintritt
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