EP3169926A1 - Closure element - Google Patents

Closure element

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Publication number
EP3169926A1
EP3169926A1 EP14741296.9A EP14741296A EP3169926A1 EP 3169926 A1 EP3169926 A1 EP 3169926A1 EP 14741296 A EP14741296 A EP 14741296A EP 3169926 A1 EP3169926 A1 EP 3169926A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
closure
bore
closure element
closure body
element according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP14741296.9A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Jürg KRAUER
Robert Hollinger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SFC Koenig AG
Original Assignee
SFC Koenig AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SFC Koenig AG filed Critical SFC Koenig AG
Publication of EP3169926A1 publication Critical patent/EP3169926A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L55/00—Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
    • F16L55/10—Means for stopping flow from or in pipes or hoses
    • F16L55/11—Plugs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B77/00—Component parts, details or accessories, not otherwise provided for
    • F02B77/005—Plugs

Definitions

  • the invention relates to a closure element for tightly closing a bore whose closure body is provided with a defined outer diameter, so that it can be pressed into the bore.
  • closure elements are used in motor housings or hydraulic and pneumatic systems, which are relatively low according to pressure, used. In the automotive industry, for example, these are used tightly in bores of motor housings. Closure elements of this type are inexpensive to produce and also easy to install and remove.
  • closure element of this type is disclosed in EP PS 0 364 699 B1.
  • the closure element is designed as a solid ball which can be pressed into a plug inserted into the bore.
  • the solid ball works there as an organ of expansion for the plug. But it can also be pressed directly into the hole to be closed. In both cases, the ball diameter over the bore has an excess, which ensures the proper tightness of the closure.
  • the solid ball is pressed directly into the hole to be closed, creates a high radial pressure on the circular pressure surface when pressed, which can damage the bore result.
  • the invention has for its object to avoid this disadvantage and to provide a closure element of the type mentioned above, which causes no damage to the bore and still ensures a perfect and permanent tightness of the closure with larger bore tolerances.
  • closure body of the closure element is designed as a hollow body.
  • the closure element can thus easily yield during the pressing of the closure body into the bore, so that it on the wall of the Borehole exerts a reduced radial pressure, which is sufficient on the one hand for a perfect tight seal, while ensuring the integrity of the bore.
  • the reduced radial pressure also allows the use of the closure element in holes with a thinner wall thickness.
  • the hollow closure body also has the advantage of a lower weight, is inexpensive to produce and can be easily installed in the hole.
  • the wall thickness of the hollow closure body can be selected such that the load on the bore becomes minimal.
  • the cavity of the closure body according to the invention can be divided by at least one preferably centrally arranged partition wall. In this way, the hollow body regardless of its design, the necessary overall strength can be imparted without affecting the plastic deformability of the hollow body in the region of the sealing surface.
  • the closure body is spherical in a first variant, in particular as a spherical hollow ball having a preferably uniform wall thickness.
  • This is hers republicstechnisch and also in the installation of the closure body in the bore advantageous because the spherical ball shape no defined mounting position of the hollow sphere is necessary.
  • the closure element according to the invention can also be shaped, depending on the conditions of use, with other designs deviating from the spherical shape. It may in particular be barrel-shaped and / or otherwise adapted to the cross-sectional geometry of the bore to be closed.
  • closure element according to the invention can be increased by virtue of the fact that the closure body is produced in multiple layers, its outer layer preferably being softer than the inner layer. This also gives it a wider sealing surface.
  • closure body is exposed in the bore during the setting process an inductive curing. As a result, it can be securely fixed in the adopted installation position and the pressure output can be increased by increasing the strength.
  • the inventive closure body is primarily designed so that it can be pressed directly into the hole to be closed. But it can also be used as an expansion organ of a closure with an inserted into the bore plug.
  • Figure 1 shows a closure element in section, shown before installation in the hole to be closed.
  • Figure 2 shows the closure element according to the prior art in section after installation.
  • FIG. 3 shows the closure element according to FIG. 2 with a device for curing the closure body during the setting process, shown schematically;
  • Fig. 6 is a section of another embodiment of a closure element.
  • the closure element V shown in FIG. 1 is used for sealing a bore 2 'with a closure body 3' whose diameter is dimensioned with an excess relative to the diameter of the bore to be sealed. By pressing the closure body 3 'in the bore 2' this is securely closed.
  • closure elements 1 are used in housing with holes 2 and walls 4, which is, for example, motor housing of motor vehicles, hydraulic units, valve blocks or the like.
  • closure element 1 in a conventional solid ball 3 'causes deformation or damage to the bore, because by the excess of a high radial pressure against the wall 4', 5 'is exercised, this also in the area of the bore where the ball is inserted.
  • the closure element 1 according to the invention is distinguished by the fact that its closure body 3, which is also dimensioned with oversize, is designed as a hollow body, so that it can easily be elastically and / or plastically deformed when it is pressed into the bore 2.
  • his Radiafdruck is lowered against the wall 4 of the borehole so far that it ensures a perfect and permanent tight closure of the bore without damaging the bore.
  • the plastic deformation of the hollow body also results in an enlarged sealing surface.
  • the shape, the wall thickness and / or the nature of the material of the closure body designed as a Hohikugel 3 are selected so that an elastic deformation takes place during its insertion into the bore 2, so that in eHarepressten state a permanent radially outward on the bore 2 acting pressure force arises.
  • the outer diameter of the Verschiuss stresses 3 has over the inner diameter of the bore 2 to such an excess that a defined elastic deformation takes place when it is pressed into the bore.
  • the ball diameter may be 10.1 to 10.5 mm, depending on how large the elastic deformation of the hollow ball is designed.
  • this excess moves in a ratio to the bore diameter of 1% to 5%.
  • This excess is distributed in each half of the ball on both sides, ie if this is 0.3 mm, then there is a difference of 0. 5 mm per side between ball and bore. Due to the resulting reduced radial pressure, it is also possible to use the closure element for closing holes with a thinner wall thickness. Another advantage also results from the reduced dead weight of the hollow closure body, a feature that is advantageous for example in automotive or aircraft.
  • This closure body 3 is formed as a spherical hollow ball and has a uniform wall thickness. As a result, the production of the hollow body is simplified. Depending on the design of the bore 2, however, the hollow sphere may also deviate slightly from the exactly spherical shape, for example if the bore to be closed is to have a not exactly circular cross section.
  • the closure body 3 is usually made of a metallic material, in particular steel, by welding two spherical halves together, by glazing the hollow sphere, by means of a 3D printer, a spin coating or the like.
  • the closure body 3 can be treated in the bore 2 during the setting process by inductive hardening or tempering by means of a corresponding heating element 8. In this way, it remains in the assembled position preferably kept as tight over the entire life of the housing with the wall 4, as is achieved with the curing or quenching, that the stressed areas in the assembled state are stress-free.
  • its interior 6 can be subdivided by at least one preferably centrally arranged separating web 7, 17, 27 or the like, as can be seen in FIGS. 4 to 6.
  • this separating web 7, 17, 27 is pin-shaped and the formed interior 6 is sleeve-shaped.
  • the divider is arranged concentrically to the bore axis.
  • the stiffness of the hollow body can be increased in the direction of the press-in pressure, without this affecting the deformability of the hollow body transversely to the sealing surface.
  • the divider 7 is dispensable if the wall thickness is sufficient only for the stiffness of the hollow body.
  • FIG. 5 A corresponding variant of a closure body 13 is shown in Fig. 5, in which a barrel-shaped design is provided, in which this closure body 13 is flat on its top and bottom and the outer radius R is greater than half the diameter of the bore 2, so that after setting as shown, an annular sealing surface 15 results in order to improve the required sealing of the bore 2.
  • This flat design allows easier Einpressvorgang.
  • closure body 23 In a similar embodiment of a closure body 23 according to FIG. 6, this is formed with a similar outer shape as that of FIG. 5, so that reference is made to the above explanations of the closure body 13.
  • the closure body can also be made in multiple layers, making it possible to adapt the material of the individual layers of their local stress. It is particularly expedient if the material for the outer layer of the hollow body is made softer than for the inner layer. As a result, the effective sealing surface of the closure element can be increased.
  • Such an inner layer can be provided over the entire spherical surface or only as a ring at the point of contact with the bore.
  • the hollow closure element is installed directly in the bore to be closed.
  • the same advantages also arise when the hollow closure element is used as an expansion body in closures with a sealing plug embedded in the bore, as is shown, for example, in EP PS 0 364 699 B1.
  • the closure body according to the invention is further distinguished by a gentle effect on the wall of the borehole to be closed.
  • the wall thickness of the hollow sphere can be from approximately 1 mm to 5 mm, depending on the choice of material and the requirements.
  • the inventive closure body also has the advantage that it can be used even with relatively large tolerances of the bore diameter, because he can compensate for these tolerances in particular by its elastic and conditionally plastic deformability.
  • the interaction of its shape, its wall thickness and the nature of its material also makes it possible to combine these parameters. to combine from case to case so that the closure is always optimally designed for the particular conditions of use.
  • the interior of the hollow body can be filled with a gas- or foam-like material or else with an activatable liquid.

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Abstract

The invention relates to a closure element (1) for tightly closing a bore (2), the closure body (3) of which closure element can be pressed into the bore (2) with an oversize. In order to avoid damage to the bore, the closure body (3) is designed as a hollow body. In this way, the closure body can deform slightly as the closure body is pressed into the bore (2) and can thereby reduce the radial pressure on the wall (4) of the borehole. At the same time, the weight of the closure element is reduced. The closure element is preferably a hollow sphere having uniform wall thickness.

Description

Verschlussetement  Verschlussetement
Die Erfindung betrifft ein Verschlusselement zum dichten Verschliessen einer Bohrung, dessen Verschlusskörper mit einem definierten Aussen- durchmesser versehen ist, so dass er in die Bohrung einpressbar ist. The invention relates to a closure element for tightly closing a bore whose closure body is provided with a defined outer diameter, so that it can be pressed into the bore.
Derartige Verschlusselemente werden bei Motorengehäusen bzw. hydraulischen und pneumatischen Anlagen, die mit verhältnismässig niedri- gem Druck arbeiten, eingesetzt. Im Automobiibau werden diese beispielsweise in Bohrungen von Motorgehäusen dicht eingesetzt. Verschlusselemente dieser Art sind kostengünstig herstellbar und zudem leicht ein- und ausbaubar. Such closure elements are used in motor housings or hydraulic and pneumatic systems, which are relatively low according to pressure, used. In the automotive industry, for example, these are used tightly in bores of motor housings. Closure elements of this type are inexpensive to produce and also easy to install and remove.
Ein Verschlusselement dieser Art ist in der EP PS 0 364 699 B1 geoffenbart. Dort ist das Verschlusselement als eine Vollkugel ausgebildet, die in einen in die Bohrung eingelassenen Stopfen einpressbar ist. Die Vollkugel arbeitet dort zwar als Expansionsorgan für den Stopfen. Sie kann aber auch direkt in die zu verschliessende Bohrung eingepresst werden. In beiden Fällen hat der Kugeldurchmesser gegenüber der Bohrung ein Übermass, das die einwandfreie Dichtigkeit des Verschlusses sicherstellt. Wenn die Vollkugel direkt in die zu verschliessende Bohrung eingepresst wird, entsteht beim Eindrücken ein hoher radialer Druck an der kreisförmigen Andrückfläche, was eine Beschädigung der Bohrung zur Folge haben kann. A closure element of this type is disclosed in EP PS 0 364 699 B1. There, the closure element is designed as a solid ball which can be pressed into a plug inserted into the bore. The solid ball works there as an organ of expansion for the plug. But it can also be pressed directly into the hole to be closed. In both cases, the ball diameter over the bore has an excess, which ensures the proper tightness of the closure. When the solid ball is pressed directly into the hole to be closed, creates a high radial pressure on the circular pressure surface when pressed, which can damage the bore result.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu vermeiden und ein Verschlusselement der eingangs genannten Art zu schaffen, das keine Beschädigung der Bohrung verursacht und dennoch auch bei grösseren Bohrungstoleranzen eine einwandfreie und dauerhafte Dichtigkeit des Verschlusses sicherstellt. The invention has for its object to avoid this disadvantage and to provide a closure element of the type mentioned above, which causes no damage to the bore and still ensures a perfect and permanent tightness of the closure with larger bore tolerances.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Verschlusskörper des Verschlusselements als Hohlkörper ausgebildet ist. This object is achieved according to the invention in that the closure body of the closure element is designed as a hollow body.
Das Verschlusselement kann damit beim Einpressen des Verschlusskörpers in die Bohrung leicht nachgeben, so dass er auf die Wandung des Bohrlochs einen reduzierten Radialdruck ausübt, der einerseits für einen einwandfrei dichten Verschluss ausreichend ist, aber gleichzeitig die Unversehrtheit der Bohrung gewährleistet. Der reduzierte Radialdruck ermöglicht auch den Einsatz des Verschlusselementes in Bohrungen mit einer dünneren Wandstärke. Der hohle Verschlusskörper hat ausserdem den Vorteil eines niedrigeren Gewichtes, ist kostengünstig herstellbar und kann leicht in die Bohrung eingebaut werden. The closure element can thus easily yield during the pressing of the closure body into the bore, so that it on the wall of the Borehole exerts a reduced radial pressure, which is sufficient on the one hand for a perfect tight seal, while ensuring the integrity of the bore. The reduced radial pressure also allows the use of the closure element in holes with a thinner wall thickness. The hollow closure body also has the advantage of a lower weight, is inexpensive to produce and can be easily installed in the hole.
In Abhängigkeit der geforderten Druckleistung in dem Innenraum der ab- zuschliessenden Bohrung kann die Wandstärke des hohlen Verschlusskörpers so gewählt werden, dass die Belastung auf die Bohrung minimal wird. Depending on the required pressure capacity in the interior of the hole to be closed off, the wall thickness of the hollow closure body can be selected such that the load on the bore becomes minimal.
Der Hohlraum des Verschlusskörpers kann erfindungsgemäss durch mindestens eine vorzugsweise mittig angeordnete Trennwand unterteilt sein. Auf diese Weise kann dem Hohlkörper unabhängig von seiner Ausgestaltung die notwendige Gesamtfestigkeit verliehen werden, ohne dass dies die plastische Verformbarkeit des Hohlkörpers im Bereich der Dichtfläche beeinträchtigt. The cavity of the closure body according to the invention can be divided by at least one preferably centrally arranged partition wall. In this way, the hollow body regardless of its design, the necessary overall strength can be imparted without affecting the plastic deformability of the hollow body in the region of the sealing surface.
Die Erfindung sieht ebenfalls vor, dass der Verschlusskörper in einer ersten Variante kugelförmig ausgebildet ist, insbesondere als sphärische Hohlkugel mit einer vorzugsweise gleichmässigen Wandstärke. Das ist hersteilungstechnisch und auch beim Einbau des Verschlusskörpers in die Bohrung von Vorteil, weil durch die sphärische Kugeiform keine definierte Einbaulage der Hohlkugel nötig ist. Das erfindungsgemässe Verschlusselement kann aber auch je nach Einsatzbedingungen mit anderen von der Kugelform abweichenden Ausgestaltungen geformt sein. Sie kann insbesondere tonnenförmig ausgebildet und/oder sonst an die Querschnittsgeometrie der zu verschliessen- den Bohrung angepasst sein. The invention also provides that the closure body is spherical in a first variant, in particular as a spherical hollow ball having a preferably uniform wall thickness. This is hersteilungstechnisch and also in the installation of the closure body in the bore advantageous because the spherical ball shape no defined mounting position of the hollow sphere is necessary. However, the closure element according to the invention can also be shaped, depending on the conditions of use, with other designs deviating from the spherical shape. It may in particular be barrel-shaped and / or otherwise adapted to the cross-sectional geometry of the bore to be closed.
Die oben beschriebenen Eigenschaften des erfindungsgemässen Ver- schlusse!ementes können dadurch gesteigert werden, dass der Verschlusskörper mehrlagig hergesteilt ist, wobei seine Aussenschicht vorzugsweise weicher als die innenschicht beschaffen ist. Dadurch erhält er auch eine breitere Dichtfläche. The above-described properties of the closure element according to the invention can be increased by virtue of the fact that the closure body is produced in multiple layers, its outer layer preferably being softer than the inner layer. This also gives it a wider sealing surface.
Bei einer weiteren Variante wird der Verschlusskörper in der Bohrung während des Setzprozesses einem induktiven Aushärten ausgesetzt. Dadurch kann er sicher in der eingenommenen Einbaulage fixiert und die Druckleistung durch die Festigkeitssteigerung erhöht werden. In a further variant of the closure body is exposed in the bore during the setting process an inductive curing. As a result, it can be securely fixed in the adopted installation position and the pressure output can be increased by increasing the strength.
Der erfindungsgemässe Verschlusskörper ist primär so konzipiert, dass er direkt in die zu verschliessende Bohrung einpressbar ist. Er kann aber auch als Expansionsorgan eines Verschlusses mit einem in die Bohrung eingelassenen Verschlussstopfen eingesetzt werden. The inventive closure body is primarily designed so that it can be pressed directly into the hole to be closed. But it can also be used as an expansion organ of a closure with an inserted into the bore plug.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen: The invention will be described below with reference to several embodiments with reference to the drawings. Show it:
Fig. 1 ein Verschlusselement im Schnitt, vor dem Einbau in die zu verschliessende Bohrung dargestellt; Fig. 2 das Verschlusselement nach dem Stand der Technik im Schnitt nach dem Einbau; Figure 1 shows a closure element in section, shown before installation in the hole to be closed. Figure 2 shows the closure element according to the prior art in section after installation.
Fig. 3 das Verschlusselement nach Fig. 2 mit einer Einrichtung zum Aushärten des Verschlusskörpers während des Setzprozesses, schematisch dargestellt;  3 shows the closure element according to FIG. 2 with a device for curing the closure body during the setting process, shown schematically; FIG.
Fig. 4 einen Schnitt einer Variante eines erfindungsgemässen Verschlusselementes, und  4 shows a section of a variant of an inventive closure element, and
Fig. 5 einen Schnitt einer weiteren Variante eines erfindungsgemässen Verschlusselementes, und  5 shows a section of a further variant of an inventive closure element, and
Fig. 6 einen Schnitt einer andern Ausführung eines Verschlusselementes.  Fig. 6 is a section of another embodiment of a closure element.
Das in Fig. 1 gezeigte Verschlusselement V dient zum dichten Ver- schliessen einer Bohrung 2' mit einem Verschlusskörper 3', dessen Durchmesser mit einem Übermass relativ zum Durchmesser der zu ver- schiiessenden Bohrung bemessen ist. Durch Einpressen des Verschlusskörpers 3' in die Bohrung 2' wird diese sicher verschlossen. The closure element V shown in FIG. 1 is used for sealing a bore 2 'with a closure body 3' whose diameter is dimensioned with an excess relative to the diameter of the bore to be sealed. By pressing the closure body 3 'in the bore 2' this is securely closed.
Solche Verschlusselemente 1 werden in Gehäuse mit Bohrungen 2 bzw. Wandungen 4 eingesetzt, bei welchen es sich zum Beispiel um Motorengehäuse von Kraftwagen, Hydraulikaggregaten, Ventilblöcken oder ähnlichem handelt. Such closure elements 1 are used in housing with holes 2 and walls 4, which is, for example, motor housing of motor vehicles, hydraulic units, valve blocks or the like.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, wird bei einer herkömmlichen Vollkugel 3' eine Verformung bzw. Beschädigung der Bohrung verursacht, weil durch das Übermass ein hoher Radialdruck gegen die Wandung 4', 5' ausgeübt wird, dies auch im Bereich der Bohrung, wo die Kugel eingeschoben wird. Das erfindungsgemässe Verschlusselement 1 zeichnet sich dadurch aus, dass sein auch mit Übermass bemessene Verschlusskörper 3 als Hohlkörper ausgebildet ist, so dass er sich leicht elastisch und/oder plastisch verformen kann, wenn er in die Bohrung 2 eingepresst wird. Damit wird sein Radiafdruck gegen die Wandung 4 des Bohrlochs soweit herabgesetzt, dass er einen einwandfrei und dauerhaften dichten Verschluss der Bohrung sicherstellt, ohne die Bohrung zu beschädigen. Aus der plastischen Verformung des Hohlkörpers ergibt sich auch eine vergrösserte Dichtfläche. As is apparent from Fig. 2, in a conventional solid ball 3 'causes deformation or damage to the bore, because by the excess of a high radial pressure against the wall 4', 5 'is exercised, this also in the area of the bore where the ball is inserted. The closure element 1 according to the invention is distinguished by the fact that its closure body 3, which is also dimensioned with oversize, is designed as a hollow body, so that it can easily be elastically and / or plastically deformed when it is pressed into the bore 2. Thus, his Radiafdruck is lowered against the wall 4 of the borehole so far that it ensures a perfect and permanent tight closure of the bore without damaging the bore. The plastic deformation of the hollow body also results in an enlarged sealing surface.
Sehr vorteilhaft sind die Formgebung, die Wandstärke und/oder die Beschaffenheit des Werkstoffs des als Hohikugel ausgebildeten Verschlusskörpers 3 so gewählt, dass eine elastische Verformung bei seinem Einpressen in die Bohrung 2 erfolgt, so dass im eängepressten Zustand eine dauerhafte radial nach aussen auf die Bohrung 2 wirkende Druckkraft entsteht. Der Aussendurchmesser des Verschiusskörpers 3 weist gegenüber dem Innendurchmesser der Bohrung 2 ein solches Übermass auf, dass eine definierte elastische Verformung bei seinem Einpressen in die Bohrung erfolgt. Very advantageously, the shape, the wall thickness and / or the nature of the material of the closure body designed as a Hohikugel 3 are selected so that an elastic deformation takes place during its insertion into the bore 2, so that in eängepressten state a permanent radially outward on the bore 2 acting pressure force arises. The outer diameter of the Verschiusskörpers 3 has over the inner diameter of the bore 2 to such an excess that a defined elastic deformation takes place when it is pressed into the bore.
Beispielsweise kann bei einem Bohrungsdurchmesser von 10 mm der Kugeldurchmesser 10.1 bis 10.5 mm betragen, je nach dem, wie gross die elastische Verformung der Hohlkugel ausgelegt ist. Vorzugsweise bewegt sich dieses Übermass in einem Verhältnis zum Bohrungsdurchmesser von 1 % bis 5 %. Dieses Übermass verteilt sich dabei je zur Hälfte beidseitig der Kugel, d.h. wenn dieses 0.3 mm beträgt, so ergibt sich pro Seite zwischen Kugel und Bohrung eine Differenz von 0. 5 mm. Durch den entstehenden reduzierten Radialdruck ist es zudem möglich, das Verschlusselement zum Verschliessen von Bohrungen mit einer dünneren Wandstärke zu verwenden. Ein weiterer Vorteil ergibt sich auch aus dem reduzierten Eigengewicht des hohlen Verschlusskörpers, ein Merkmal, das beispielsweise im Automobilbau oder Flugzeugbau vorteilhaft ist. For example, with a bore diameter of 10 mm, the ball diameter may be 10.1 to 10.5 mm, depending on how large the elastic deformation of the hollow ball is designed. Preferably, this excess moves in a ratio to the bore diameter of 1% to 5%. This excess is distributed in each half of the ball on both sides, ie if this is 0.3 mm, then there is a difference of 0. 5 mm per side between ball and bore. Due to the resulting reduced radial pressure, it is also possible to use the closure element for closing holes with a thinner wall thickness. Another advantage also results from the reduced dead weight of the hollow closure body, a feature that is advantageous for example in automotive or aircraft.
Dieser Verschlusskörper 3 ist als sphärische Hohlkugel ausgebildet und hat eine gleichmässige Wandstärke. Dadurch wird die Herstellung des Hohlkörpers vereinfacht. Je nach Ausgestaltung der Bohrung 2 kann aber die Hohlkugel auch von der genau sphärischen Form etwas abweichen, etwa wenn die zu verschliessende Bohrung einen nicht genau kreisrunden Querschnitt aufweisen soll. This closure body 3 is formed as a spherical hollow ball and has a uniform wall thickness. As a result, the production of the hollow body is simplified. Depending on the design of the bore 2, however, the hollow sphere may also deviate slightly from the exactly spherical shape, for example if the bore to be closed is to have a not exactly circular cross section.
Der Verschlusskörper 3 wird in der Regel aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere Stahl, durch Zusammenschweissen von zwei Kugelhälften, durch Glessen der Hohlkugel, mittels 3D-Drucker, einem Spinauftrag oder ähnlichem hergestellt. The closure body 3 is usually made of a metallic material, in particular steel, by welding two spherical halves together, by glazing the hollow sphere, by means of a 3D printer, a spin coating or the like.
Wie in Fig. 3 veranschaulicht ist, kann der Verschlusskörper 3 in der Bohrung 2 während des Setzprozesses durch induktives Aushärten bzw. Vergüten mittels eines entsprechenden Heizorgans 8 behandelt werden. Auf diese Weise bleibt er in der montierten Einbaulage vorzugsweise über die gesamte Lebensdauer des Gehäuses mit der Wandung 4 genauso dicht fixiert, da mit dem Aushärten bzw. Vergüten auch erzielt wird, dass die beanspruchten Stellen im montierten Zustand spannungsarm sind. Im Sinne einer höheren Gesamtfestigkeit des Hohlkörpers kann sein Innenraum 6 durch mindestens einen vorzugsweise mittig angeordneten Trennsteg 7, 17, 27 oder dergleichen unterteilt werden, wie dies in Fig. 4 bis Fig. 6 ersichtlich ist. Vorteilhaft ist dieser Trennsteg 7, 17, 27 stift- förmig und der gebildete Innenraum 6 hülsenförmig ausgebildet. Vorteilhaft ist der Trennsteg konzentrisch zur Bohrungsachse angeordnet. Dadurch kann die Steifheit des Hohlkörpers in Richtung des Einpressdrucks gesteigert werden, ohne dass dies die Verformbarkeit des Hohlkörpers quer zur Dichtfläche beeinträchtigt. Der Trennsteg 7 ist jedoch entbehrlich, wenn die Wandstärke allein für die Steifheit des Hohlkörpers ausreichend ist. As illustrated in FIG. 3, the closure body 3 can be treated in the bore 2 during the setting process by inductive hardening or tempering by means of a corresponding heating element 8. In this way, it remains in the assembled position preferably kept as tight over the entire life of the housing with the wall 4, as is achieved with the curing or quenching, that the stressed areas in the assembled state are stress-free. In terms of a higher overall strength of the hollow body, its interior 6 can be subdivided by at least one preferably centrally arranged separating web 7, 17, 27 or the like, as can be seen in FIGS. 4 to 6. Advantageously, this separating web 7, 17, 27 is pin-shaped and the formed interior 6 is sleeve-shaped. Advantageously, the divider is arranged concentrically to the bore axis. As a result, the stiffness of the hollow body can be increased in the direction of the press-in pressure, without this affecting the deformability of the hollow body transversely to the sealing surface. However, the divider 7 is dispensable if the wall thickness is sufficient only for the stiffness of the hollow body.
Eine entsprechende Variante eines Verschlusskörpers 13 ist in Fig. 5 gezeigt, bei der eine tonnenförmige Ausbildung vorgesehen ist, bei welcher dieser Verschlusskörper 13 auf seiner Ober- und Unterseite flach ist und der Aussenradius R grösser als der halbe Durchmesser der Bohrung 2 beträgt, damit sich nach dem Setzen wie dargestellt eine ringförmige Dichtfläche 15 ergibt, um die geforderte Abdichtung der Bohrung 2 zu verbessern. Diese flache Ausbildung ermöglicht einen einfacheren Einpressvorgang. A corresponding variant of a closure body 13 is shown in Fig. 5, in which a barrel-shaped design is provided, in which this closure body 13 is flat on its top and bottom and the outer radius R is greater than half the diameter of the bore 2, so that after setting as shown, an annular sealing surface 15 results in order to improve the required sealing of the bore 2. This flat design allows easier Einpressvorgang.
Bei einem ähnlichen Ausführungsbeispiel eines Verschlusskörpers 23 gemäss Fig. 6 ist dieser mit einer ähnlichen Aussenform wie derjenige nach Fig. 5 ausgebildet, so dass auf die obigen Erläuterungen zum Verschlusskörper 13 verwiesen wird. Der Verschlusskörper kann auch mehrlagig hergestellt sein, womit es möglich ist, den Werkstoff der einzelnen Lagen ihrer lokalen Beanspruchung anzupassen. Es ist insbesondere zweckmässig, wenn der Werkstoff für die Aussenschicht des Hohlkörpers weicher als für die Innenschicht beschaffen ist. Dadurch kann auch die wirksame Dichtfläche des Verschlusselementes vergrössert werden. Eine solche Innenschicht kann dabei über die gesamte Kugeloberfläche oder nur als Ring bei der Berührungsstelle mit der Bohrung vorgesehen sein. In a similar embodiment of a closure body 23 according to FIG. 6, this is formed with a similar outer shape as that of FIG. 5, so that reference is made to the above explanations of the closure body 13. The closure body can also be made in multiple layers, making it possible to adapt the material of the individual layers of their local stress. It is particularly expedient if the material for the outer layer of the hollow body is made softer than for the inner layer. As a result, the effective sealing surface of the closure element can be increased. Such an inner layer can be provided over the entire spherical surface or only as a ring at the point of contact with the bore.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird das hohle Verschlusselement direkt in die zu verschliessende Bohrung eingebaut. Die gleichen Vorteile ergeben sich aber auch, wenn das hohle Verschlusselement als Expansionskörper bei Verschlüssen mit einem in die Bohrung eingelassenen Verschlussstopfen eingesetzt wird, wie dies beispielsweise in der EP PS 0 364 699 B1 dargetan ist. In the embodiments described above, the hollow closure element is installed directly in the bore to be closed. However, the same advantages also arise when the hollow closure element is used as an expansion body in closures with a sealing plug embedded in the bore, as is shown, for example, in EP PS 0 364 699 B1.
Der erfindungsgemässe Verschlusskörper zeichnet sich ferner durch eine schonende Wirkung auf die Wandung des zu verschliessenden Bohrlochs aus. Die Wandstärke der Hohlkugel kann von ungefähr zwischen 1 mm bis 5 mm betragen, je nach Materialwahl und Anforderungskriterien. The closure body according to the invention is further distinguished by a gentle effect on the wall of the borehole to be closed. The wall thickness of the hollow sphere can be from approximately 1 mm to 5 mm, depending on the choice of material and the requirements.
Der erfindungsgemässe Verschlusskörper hat zudem den Vorteil, dass er auch bei relativ grossen Toleranzen des Bohrungsdurchmessers einsetzbar ist, weil er diese Toleranzen insbesondere durch seine elastische und bedingt plastische Verformbarkeit ausgleichen kann. Durch die Interaktion seiner Formgebung, seiner Wandstärke und der Beschaffenheit seines Werkstoffs ist es ausserdem möglich, diese Parameter miteinan- der von Fall zu Fail so zu kombinieren, dass der Verschluss stets für die jeweiligen Einsatzbedingungen optimal ausgebildet ist. The inventive closure body also has the advantage that it can be used even with relatively large tolerances of the bore diameter, because he can compensate for these tolerances in particular by its elastic and conditionally plastic deformability. The interaction of its shape, its wall thickness and the nature of its material also makes it possible to combine these parameters. to combine from case to case so that the closure is always optimally designed for the particular conditions of use.
Der Innenraum des Hohlkörpers kann mit einem gas-, oder schaumför- migen Werkstoff, oder auch mit einer aktivierbaren Flüssigkeit befüllt sein. The interior of the hollow body can be filled with a gas- or foam-like material or else with an activatable liquid.
Die Erfindung ist mit diesen verschiedenen Varianten ausreichend erläutert. Selbstverständlich könnten aber noch andere Ausgestaltungen von Verschlusselementen nach der Erfindung erläutert sein. The invention is sufficiently explained with these various variants. Of course, other embodiments of closure elements according to the invention could be explained.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verschlusselement zum dichten Verschliessen einer Bohrung (2), dessen Verschlusskörper (3, 13, 23) mit einem definierten Aussen- durchmesser versehen ist, so dass er in die Bohrung (2) etnpressbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass 1. Closure element for tightly closing a bore (2) whose closure body (3, 13, 23) is provided with a defined outer diameter, so that it is etnpressbar in the bore (2), characterized in that
der Verschlusskörper (3, 13, 23) als Hohlkörper ausgebildet ist. the closure body (3, 13, 23) is designed as a hollow body.
2. Verschlusselement nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass 2. Closure element according to claim 1, characterized in that
die Formgebung, die Wandstärke und/oder die Beschaffenheit des Werkstoffs des als Hohlkugel ausgebildeten Verschlusskörpers (3, 13, 23) derart gewählt sind, dass eine elastische Verformung bei seinem Einpressen in die Bohrung (2) erfolgt, so dass im eingepressten Zustand eine dauerhafte radial nach aussen auf die Bohrung (2) wirkende Druckkraft entsteht. the shape, the wall thickness and / or the nature of the material of the formed as a hollow ball closure body (3, 13, 23) are selected such that an elastic deformation during its pressing into the bore (2), so that in the pressed state a permanent radially outward on the bore (2) acting pressure force arises.
3. Verschlusselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass 3. Closure element according to claim 1 or 2, characterized in that
der Aussendurchmesser des Verschlusskörpers (3, 13, 23) gegenüber dem Innendurchmesser der Bohrung (2) ein solches Übermass aufweist, so dass eine definierte elastische Verformung bei seinem Einpressen in die Bohrung (2) erfolgt. the outer diameter of the closure body (3, 13, 23) relative to the inner diameter of the bore (2) has such an excess, so that a defined elastic deformation takes place when it is pressed into the bore (2).
4. Verschlusselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass 4. Closure element according to one of the preceding claims 1 to 3, characterized in that
der Verschlusskörper (3) kugelförmig ausgebildet ist. the closure body (3) is spherical.
5. Verschlusselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass 5. Closure element according to claim 4, characterized in that
der Verschlusskörper (3) als sphärische Hohlkugel mit einer vorzugsweise gleichmässigen Wandstärke ausgebildet ist. the closure body (3) is designed as a spherical hollow ball with a preferably uniform wall thickness.
6. Verschlusselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass 6. Closure element according to one of the preceding claims 1 to 3, characterized in that
der Verschlusskörper (13) tonnenförmig ausgebildet ist. the closure body (13) is barrel-shaped.
7. Verschlusselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass 7. Closure element according to one of the preceding claims 1 to 6, characterized in that
der Hohlraum (6) des Verschlusskörpers (3, 13, 23) durch mindestens einen vorzugsweise mittig angeordneten Trennsteg (7, 17, 27) unterteilt ist. the cavity (6) of the closure body (3, 13, 23) is divided by at least one preferably centrally arranged separating web (7, 17, 27).
8. Verschlusselement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass 8. Closure element according to claim 7, characterized in that
der Trennsteg (7, 17, 27) stiftförmig konzentrisch zur Bohrungsachse angeordnet und der Innenraum (6) damit hüisenförmig ausgebildet ist. the separating web (7, 17, 27) arranged pin-shaped concentric to the bore axis and the interior (6) is thus formed hüisenförmig.
9. Verschlusselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass 9. Closure element according to one of the preceding claims 1 to 8, characterized in that
der Verschlusskörper (3) mehrlagig ist, wobei die Aussenschicht vorzugsweise weicher als die Innenschicht beschaffen ist. the closure body (3) is multi-layered, wherein the outer layer is preferably made softer than the inner layer.
10. Verschiusselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass 10. Verschiusselement according to one of the preceding claims 1 to 9, characterized in that
der Verschlusskörper (3) aus einem metallischen Werkstoff, wie aus Stahl, gefertigt ist. the closure body (3) is made of a metallic material, such as steel.
11. Verschlusselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass 11. Closure element according to one of the preceding claims 1 to 10, characterized in that
der Verschlusskörper (3) durch Zusammenschweissen von zwei Kugel- häiften, durch Glessen, mittels 3D-Drucker, einem Spinauftrag oder ähnlichem hergestellt ist. the closure body (3) is produced by welding two ball joints together, by glazing, by means of a 3D printer, a spin application or the like.
12. Verschlusselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass 12. Closure element according to one of the preceding claims 1 to 11, characterized in that
der Verschlusskörper (3) als Expansionsorgan eines Verschlusses mit einem in die Bohrung (2) eingelassenen Verschlussstopfen einpressbar ist. the closure body (3) can be pressed in as an expansion element of a closure with a closure stopper inserted into the bore (2).
13. Verfahren zum Herstellen des Verschlusselements nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass 13. A method for producing the closure element according to claim 1, characterized in that
der Verschlusskörper (3) in der Bohrung (2) während des Setzprozesses durch ein induktives Aushärten und/oder Vergüten behandelt wird. the closure body (3) in the bore (2) is treated during the setting process by an inductive hardening and / or tempering.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlusskörper (3) mit einem Schaum gefüllt ist. 14. The method according to claim 13, characterized in that the closure body (3) is filled with a foam.
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