DE60223639T2

DE60223639T2 - Verschlussstopfen für ein Loch im Blech einer Karrosserie oder Boden eines Fahrzeuges

Info

Publication number: DE60223639T2
Application number: DE60223639T
Authority: DE
Inventors: Matthias Benkel; Alexander Limpert
Original assignee: ITW Automotive Products GmbH
Current assignee: ITW Fastener Products GmbH
Priority date: 2001-10-01
Filing date: 2002-09-19
Publication date: 2008-10-30
Anticipated expiration: 2022-09-20
Also published as: DE10148493B4; ES2295273T3; DE60223639D1; DE10148493A1; CA2405630A1; US20030062693A1; EP1298037B1; US7108269B2; CA2405630C; EP1298037A2; EP1298037A3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verschlussstopfen zum dichten Verschließen einer Öffnung in einem Blech einer Karosserie oder dem Bodenblech eines Automobils nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 – siehe FR-A-1208746 .
Karosserieteile bzw. Karosserien von Automobilen werden zum Behandeln und Lackieren in entsprechende Bäder eingetaucht. Zum Eindringen der Flüssigkeit und zum Wiederherauslaufen der Flüssigkeit sind entsprechende Löcher vorzusehen. Vor allen Dingen aus Korrosionsschutzgründen ist es erforderlich, die Öffnungen anschließend zu verschließen. Zum Verschließen derartiger Öffnungen ist eine große Anzahl von verschiedenen Verschlussstopfen bekannt geworden. Sie bestehen üblicherweise aus Kunststoff und werden von Hand montiert durch einfaches Eindrücken in die Öffnung. Zu diesem Zweck weisen derartige Verschlussstopfen zumeist einen Flansch auf, der sich gegen eine Seite des Bleches legt, sowie Verriegelungsmittel, die die andere Blechseite hintergreifen. Da ein Eindringen von Luft und/oder Wasser verhindert werden soll, liegt der Flansch dichtend gegen das Blech an, wobei ein zusätzliches Dichtungsmittel vorgesehen werden kann, zum Beispiel Heißklebermaterial. Bei Verwendung von Heißklebermaterial kann auch in Betracht gezogen werden, die Schnappverbindung fortzulassen und die Befestigung des Stopfens ausschließlich über das Heißklebermaterial zu bewerkstelligen. Schließlich sind auch Stopfen bekannt, die vollständig aus Heißklebermaterial geformt sind. Öffnungen oder Löcher in Bereichen der Karosserie von Automobilen haben bekanntlich eine andere Schallübertragungseigenschaft als das Material außerhalb der Löcher. Auch bei Einsatz eines Verschlussstopfens ergibt sich eine andere Schallübertragung. Außerdem besteht die Gefahr, dass der Verschlussstopfen vibriert und dadurch Geräusche erzeugt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einfach herzustellenden und aufgebauten Verschlussstopfen zu schaffen, der einfach montiert werden kann und der gegen Vibrationen geschützt ist und seinerseits die Schallübertragung dämpft. Darüber hinaus soll er gegen Wasser und Gas annähernd dicht abschließen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist der Flansch an der Oberseite konvex und an der Unterseite konvex gewölbt. Dadurch liegt die Außenkante des Flansches mit relativ großer Kraft an der zugekehrten Blechseite an und bewirkt eine wirksame Abdichtung.
Die beschriebene Wirkung des erfindungsgemäßen Stopfenkörpers wird nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vor allem dann erreicht, wenn der Anbindungsbereich des Flanschteils an dem Abdeckungsteil als ringförmiger Wulst ausgebildet ist, der axial auf das Schürzenteil ausgerichtet ist und das Abdeckungsteil umgibt. Dadurch liegt die Anbindung des Flanschteils relativ höher als das Abdeckungsteil, das eine relativ große Dicke aufweisen kann, beispielsweise von 0,6 bis 3 mm, und über seine Erstreckung annähernd gleiche Dicke aufweist. Vorzugsweise ist es jedoch mit einer muldenförmigen Einsenkung versehen, die sich annähernd bis zum Schürzenteil erstrecken kann. Es ist jedoch auch denkbar, das Abdeckungsteil, von oben betrachtet, leicht konkav zu formen. Dementsprechend ist die Unterseite leicht konvex. Eine mittlere Einbuchtung im Abdeckungsteil ermöglicht das Ansetzen eines Werkzeuges oder auch des Fingers zum Eindrücken des Stopfenkörpers in die Blechöffnung.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können unterhalb der Dichtfläche an der Außenseite des Schürzenteils mehrere in Umfangsrichtung beabstandete Nasen geformt sein, die auf der der Dichtfläche zugewandten Seite Schultern bilden. So können zum Beispiel vier im gleichen Abstand voneinander angeordnete Nasen vorgesehen werden. Die Rastnasen dienen lediglich einer zusätzlichen Verliersicherung. Für die wirksame Befestigung des Stopfenkörpers sind sie nicht von Bedeutung.
Um eine möglichst geringe Schallübertragung im Bereich des Stopfenkörpers zu erhalten, ist dieser aus einem Kunststoffmaterial relativ hoher Dichte geformt. Als Kunststoffmaterial bietet sich ein thermoplastisches Elastomer oder ein Ethylen-Propylen-Elastomer an, dem gegebenenfalls noch ein Stoff hinzugemischt ist, um die Dichte zu erhöhen. Ein solcher Stoff kann zum Beispiel Bariumsulfat sein.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
1 zeigt perspektivisch und in Draufsicht einen Verschlussstopfen nach der Erfindung.
2 zeigt perspektivisch den Verschlussstopfen nach 1 von der Unterseite.
3 zeigt die Untersicht des Verschlussstopfens nach 1.
4 zeigt einen Schnitt durch den Stopfen nach 3 entlang der Linie 4-4.
5 zeigt vergrößert die Einzelheit 5 nach 4.
6 zeigt das Einsetzen des Verschlussstopfens nach 1 und 4 in eine Öffnung eines Bleches.
7 zeigt den vollständig in eine Blechöffnung eingesetzten Verschlussstopfen nach der Erfindung, wobei das Blech eine relativ geringe Dicke aufweist.
8 zeigt eine ähnliche Darstellung wie 7, wobei das Blech eine relativ große Dicke aufweist.
In den 1 bis 4 ist ein Stopfenkörper 10 dargestellt, der einteilig aus einem geeigneten Kunststoffmaterial geformt ist, beispielsweise aus einem thermoplastischen Elastomer, aus EPDM oder dergleichen. Dem Grundmaterial kann ein Material beigemischt sein, das die Dichte des Materials erhöht, beispielsweise Bariumsulfat oder dergleichen.
Der Stopfenkörper 10 weist ein kappenförmiges Teil 12 auf, das aus einem Abdeckungsteil 14 und einem Schürzenteil 16 zusammengesetzt ist. Das Schürzenteil 16 ist an seiner Innenseite ringzylindrisch und außen konisch mit zum freien Ende hin kleiner werdendem Außendurchmesser. Vier im Umfangsabstand von 90° vorgesehene Rastnasen 18 sind an der Außenseite des Schürzenteils 16 angeformt und bilden eine Rastschulter 20. Hierauf wird weiter unten noch eingegangen. An der Außenseite des Abdeckungsteils 14 ist ein Flansch 22 geformt, der sich nach außen und nach unten erstreckt, und zwar über die Unterseite des Abdeckungsteils 14 hinaus. Der Flansch 22 ist an der Oberseite konvex und an der Unterseite konkav gewölbt.
In 5 ist in durchgezogenen Linien und schraffiert ein Ausschnitt 5 des Stopfenkörpers 10 nach 4 gezeigt und in gestrichelten Linien sein Einsatz in das Loch eines Bleches 24. Das Loch ist bei 24 angedeutet. In Höhe des Schürzenteils 16 umgibt das Abdeckungsteil 14 ein ringartiger Wulst 28, der nach außen in den Flansch 22 übergeht. Zwischen einem Ansenkungsbereich oder einer Vertiefung 30 an der Oberseite des Abdeckungsteils 14 und der Oberseite des Flansches 22 bildet der Wulst 28 mit seiner Oberseite einen sanften gerundeten Übergang nach außen.
Unterhalb der Anbindung des Flansches 22 am Wulst 28 und oberhalb der Schultern 20 ist eine ringförmige, konische Dichtfläche 32 geformt, die sich annähernd in gleicher Höhe wie das Abdeckungsteil 14 befindet. Die Dichtfläche 32 ist leicht konisch mit nach unten zum Schürzenteil 16 kleiner werdendem Durchmesser. Insgesamt ist der Außendurchmesser der Dichtfläche 32 etwas größer als der Durchmesser des Loches 26 im Blech 24. Das Abdeckungsteil 14 ist relativ dick, zum Beispiel 3 mm (die Dicke des Bleches in 5 beträgt 1 mm und der Durchmesser des Loches 26 beträgt 20 mm). Das Abdeckungsteil, das über seine Erstreckung annähernd die gleiche Dicke aufweist, weist, wie schon erwähnt, die Einsenkung 30 mit einer Mulde 34 annähernd in der Mitte auf, wodurch an dieser Stelle der Daumen angesetzt werden kann zum Eindrücken des Stopfenkörpers in das Loch 26 des Bleches 24. Die Unterseite des Abdeckungsteils 14 ist komplementär geformt.
Wie aus 5 hervorgeht, wird der Flansch 22 beim Einsetzen des Stopfenkörpers 10 in das Loch 26 um ein erhebliches Maß bis annähernd in die Ebene der zugekehrten Seite des Bleches 24 verschwenkt, wobei eine äußere Kante 36 des Flansches 22 sich unter Federkraft gegen die zugekehrte Seite des Bleches 24 dichtend anlegt. Durch das Eindrücken des Stopfenkörpers 10 mit einem axialen Druck auf das Abdeckungsteil 14 erfolgt eine Verformung des Stopfenkörpers und eine gewisse Reduzierung des Durchmessers der Dichtfläche 32, sodass mit dieser vorübergehenden Verformung ein Einsetzen des Stopfens in das Loch 26 des Bleches erfolgen kann. Die Verschwenkung des Flansches 22 und die entsprechende Anbindung des Flansches 22 am Stopfenkörper, die Anbindung des Abdeckungsteils 14 am Schürzenteil 16 und die gesamte Geometrie in diesem Bereich des Stopfenkörpers bewirkt ein Verdrehen des Flansches 22 um den Punkt 40 gemäß Pfeil 42. Diese Verformung des Stopfenkörpers in dem beschriebenen Bereich führt dazu, dass nicht nur eine radiale Presskraft auf die Wandung des Loches 26 ausgeübt wird, sondern die Dichtfläche 32 außerdem in dem Sinne verschwenkt wird, dass das Material unterhalb des Bleches 24 bzw. auf seiner Rückseite radial zur Seite und nach oben geformt wird, so dass sich eine Art Wulst bildet, wodurch der Stopfenkörper wirksam im Loch 26 gehalten ist. Auf diese Weise erfolgt eine Abdichtung im Loch 26, so dass weder ein Fluid noch ein Luftschall hindurchtreten kann. Die Dämpfung des Luftschalls findet über das relativ dicke Material des Abdeckungsteils 30 statt.
Der beschriebene vollständige Einbau des Stopfenkörpers 10 gemäß 5 geht auch aus 7 hervor. In 6 ist das Einsetzen des Stopfenkörpers in ein Blech 24a in der Anfangsphase von etwas größerer Dicke dargestellt, beispielsweise einer Dicke von 3 mm. In 8 ist der Stopfenkörper 10 nach 6 vollständig in das Loch des Bleches 24a eingedrückt.
Aus den 5 bis 8 ist zu erkennen, dass die Nasen 18 bzw. die Schultern 20 in keinem der Fälle zum Einsatz gelangen. Sie dienen lediglich der zusätzlichen Verliersicherheit.
Aus den 5 bis 8 ist auch zu ersehen, dass der gleiche Stopfenkörper 10 für Bleche unterschiedlicher Dicke eingesetzt werden kann, wobei jedoch die Lochöffnung annähernd den gleichen Durchmesser haben muss.
Der beschriebene Stopfenkörper 10 lässt sich leicht montieren, verrastet hörbar und hält einer Wassersäule von mindestens 300 mm entgegen Montagerichtung stand.

Claims

Verschlussstopfen zum dichten Verschließen einer Öffnung in einem Blech einer Karosserie oder dem Boden eines Automobils, mit – einem einteiligen Körper (10), der Folgendes umfasst: – ein Kappenteil (12) mit einem Schürzenteil (16) und einem Abdeckungsteil (14), das mit dem einen Ende des Schürzenteils (16) verbunden ist, wobei das Schürzenteil sich außen zum freien Ende hin verjüngt und am freien Ende einen Außendurchmesser aufweist, der kleiner ist als der Durchmesser der Öffnung – ein sich schräg nach außen und nach unten erstreckendes Flanschteil (22), – eine annähernd in Höhe der Verbindung des Abdeckungsteils mit dem Schürzenteil und unterhalb der Verbindung des Flansches ringförmig umlaufende Dichtfläche (32), deren Höhe etwas größer ist als die Dicke des Bleches, – wobei das Abdeckungsteil (14) und seine Verbindung mit dem Schürzenteil so ausgebildet sind, dass der Stopfenkörper durch einen axialen Druck auf das Abdeckungsteil (14) in die Öffnung eindrückbar ist bei vorübergehender Verringerung des Außendurchmessers der Dichtfläche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser der Dichtfläche etwas größer ist als der Durchmesser der Öffnung des Schürzenteils, der durchweg zylindrisch ist, – die Verbindung des Flanschteils (22) mit dem Abdeckungsteil (14) und die Verbindung des Schürzenteils mit dem Abdeckungsteil sowie die Bemessung dieser Teile derart sind, dass durch ein Verschwenken des Flanschteils (22) nach außen beim Einsetzen des Stopfenkörpers (10) in die Öffnung (26) annähernd in die Ebene der zugekehrten Seite des Bleches eine radiale Ausdehnkraft und/oder eine Schwenkkraft auf die Dichtfläche und das benachbarte Material ausgeübt wird, so dass das Material im Bereich der Dichtfläche (32) auf der anderen Seite des Bleches (24) gegen diese Seite des Bleches (24) geformt wird, – dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtfläche (32) leicht konisch mit kleiner werdender Konizität zum Schürzenteil (16) hin ist.
Stopfen nach Anspruch 1, wobei das Flanschteil (22) an der Oberseite konvex und an der Unterseite konkav ist.
Stopfen nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Verbindung des Flanschteils (22) mit dem Abdeckungsteil (14) als ringförmiger Wulst (28) ausgebildet ist, der axial auf das Schürzenteil (16) ausgerichtet ist und das Abdeckungsteil (14) umgibt.
Stopfen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Abdeckungsteil (14) eine muldenartige Einsenkung (30) aufweist, die sich annähernd nach außen bis zum Schürzenteil (16) erstreckt und seine tiefste Stelle in seiner Mitte aufweist.
Stopfen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei unterhalb der Dichtfläche (32) an der Außenseite des Schürzenteils (16) mehrere in Umfangsrichtung beabstandete Nasen (18) geformt sind, die dem Abdeckungsteil (14) zugekehrte Schultern (20) bilden.
Stopfen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Stopfenkörper (10) aus einem Kunststoffmaterial relativ hoher Dichte geformt ist.
Stopfen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Abdeckungsteil (14) eine Dicke von mindestens 3 mm aufweist.
Stopfen nach Anspruch 6 oder 7, wobei als Grundmaterial ein thermoplastisches Elastomer, Polypropylen oder ein Ethylen-Propylen-Elastomer vorgesehen ist.
Stopfen nach Anspruch 8, wobei dem Grundmaterial Bariumsulfat beigemischt ist.