DE102023131874A1

DE102023131874A1 - Verschlussvorrichtung sowie ein Verfahren zum Verschließen von Öffnungen in Trägerbauteilen

Info

Publication number: DE102023131874A1
Application number: DE102023131874.8A
Authority: DE
Inventors: Julia Palomar; Francisco Criado del Pino; Marc VISA SCHEIMANN; Francisco CUERVAS FLORIDO; Kevin KIRCHHOFF
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 2022-11-30
Filing date: 2023-11-15
Publication date: 2024-06-06
Also published as: US20240174301A1; CN118107672A

Abstract

Erfindungsgemäß ist eine Verschlussvorrichtung zum Verschließen von Öffnungen in Trägerbauteilen, insbesondere in Fahrzeugkarosserien von Kraftfahrzeugen, vorgesehen. Diese umfassteinen aus einer Hartkomponente ausgebildeten Basiskörper zum zumindest teilweisen Anordnen in einer Öffnung eines Trägerbauteils mit zumindest einer Durchgangsöffnung, die einen Mediendurchlass ausbildet, wobei der Basiskörper einen Flanschabschnitt aufweist, der sich parallel zu einer eine Öffnung begrenzenden Oberfläche eines Trägerbauteils erstreckt, undeinem Abdichtelement, wobei das Abdichtelement aus einem mittels Wärme expandierbaren Material ausgebildet ist, und auf dem Basiskörper angeordnet ist, um im expandierten Zustand eine Öffnung eines Trägerbauteils vollständig zu verschließen, wobei die Verschlussvorrichtung insbesondere Mittel zum Halten der Verschlussvorrichtung im Bereich einer Öffnung eines Trägerbauteils aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verschlussvorrichtung sowie ein Verfahren zum Verschließen von Öffnungen in Trägerbauteilen, insbesondere in Kraftfahrzeugen.
Insbesondere in Fahrzeugkarosserien sind eine Vielzahl von Löchern und Durchbrechungen vorgesehen, um Fahrzeughohlräume, wie zum Beispiel die Schweller, von außen zugänglich zu machen, insbesondere zugänglich zu machen für den Zutritt von Korrosionsschutzmittel.
Bereits früh in der Herstellung eines Kraftfahrzeuges wird üblicherweise die Karosserie als Ganzes einer Phosphatierung in einem Phosphatierbad unterzogen. Anschließend erfolgt eine Waschung in einem Reinigungsbad und anschließend üblicherweise eine kataphoretische Tauchlackierung.
Für all diese Prozesse ist es notwendig, dass die entsprechenden Flüssigkeiten sich auch in die Hohlräume einer Karosserie gelangen. Hierfür besitzt die Karosserie Öffnungen und insbesondere Löcher, die anschließend verschlossen werden sollen, um den Zutritt von Schmutz und Flüssigkeiten zu verhindern.
Darüber hinaus besitzen Fahrzeugkarosserien auch Löcher, die dazu dienen, den Produktionsprozess einer Ausrichtung einzelner Karosseriebauteile bis zu deren Integration in die Gesamtkarosserie zu bewerkstelligen.
Die bekannten Löcher bzw. Öffnungen werden üblicherweise mit gummielasitischen Stopfen verschlossen. Übliche gummielastische Stopfen besitzen hierfür einen zentralen Hohlraum in Form eines flachbecherförmigen oder napfförmigen Bereich, der von einer ersten Seitenwandung begrenzt wird und einer diesen Bereich übliche erste einseitig abschließende Wandung.
Aus der US 6,319,436 B1 ist ein Verschlussstopfen für das Verschließen einer Öffnung in einer ebenen Fläche bekannt mit einer Mehrzahl von Rückhaltehaken und einer umlaufenden Dichtung, wobei von einer Unterseite einer Querfläche des Stopfens Rippen abgehen, die als Führungselemente beim Einstecken des Stopfens ausgebildet sind. Der Stopfen ist hierbei aus einem Hartplastik ausgebildet.
Aus der JP 61-59067 ist ein Stopfen zum Verschließen von Löchern in ebenen Gegenständen bekannt, wobei dieser Stopfen aus einem elastischen Material ausgebildet ist und eine erste innere umlaufende Wandung besitzt, welche in einer Ausführungsform außenseitig eine umlaufende Stufe besitzt und eine mit dieser zusammenwirkende Dichtlippe und mit diesen Mitteln dementsprechend ein Loch verschließen kann. Darüber hinaus kann der Stopfen im Querschnitt wellenförmig ausgebildet sein mit einer oberseitigen umlaufenden V-Nut in welcher vier Rippen ausgebildet sind.
Aus der US 2015/0135598 A1 ist ein gummielastischer Stopfen bekannt, welcher aus einer umlaufenden Wandung und einer aus dieser ausgebildeten oberseitigen Dichtlippe besteht, wobei eine innere, kuppelartige Erhöhung an einer inneren umlaufenden Fläche der Wandung angeordnet ist, wobei das Dach der kuppelartigen Erhöhung mit Rippen ausgebildet ist.
In der EP 2 810 855 A1 ist ein Dichtstopfen zur Abdichtung einer Öffnung in einem Bauteil offenbart. Dieser weist einen im Wesentlichen ringförmigen oder zylindrischen Schaft auf, der durch Rippen, die nach außen offen und hohl sind, unterbrochen ist. Weiterhin ist am Schaft eine konusförmig ausgebildete Dichtlippe vorgesehen, wobei an der Dichtlippe zumindest eine flexible Faltzone vorgesehen ist, die derart reversibel faltbar ist, dass in einem gefalteten Zustand der Faltzone der Umfang der Dichtlippe im Bereich der Faltzone und/oder eines Randes der Dichtlippe reduziert ist.
Aus der EP 2 781 806 A1 geht ein Stöpsel zum Verschließen von Öffnungen hervor. Dieser Stöpsel umfasst eine radial umlaufende Seitenwandung sowie eine an die Seitenwandung angeformte Dichtfläche, wobei im Bereich zwischen der umlaufenden Seitenwandung Streben vorgesehen sein können. Hierbei kann gemäß einem Ausführungsbeispiel vorgesehen sein, dass die Streben sich bis zu einem konzentrisch zur umlaufenden Seitenwandung angeordneten kreisringförmigen Element erstrecken oder es ist vorgesehen, dass die Streben im Bereich einer in einer Oberwandung des Stopfens ausgebildeten zentralen Betätigungsmulde enden.
In der DE 201 07 612 U1 ist ein Verschlussdeckel zum Verschließen einer Öffnung offen-bart. Dieser Verschlussdeckel umfasst einen Grundkörper mit einem umlaufenden Bund, der in eine sich gegen eine Seite eines Trägers anliegende elastische Dichtlippe übergeht. Dieser Verschlussdeckel kann Streben aufweisen, die sich nicht von einer Seite des Bundes bzw. einer radial umlaufenden Seitenwandung zur anderen erstrecken. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der Verschlussdeckel eine gitterartige Versteifungsstruktur aufweisen, wobei entsprechende Zwischenräume der gitterartigen Versteifungsstruktur mit PVC ausgeschäumt sind.
Aus der EP 2 873 894 A1 geht ein Verschlussstopfen zum Verschließen einer Öffnung hervor. Dieser umfasst einen ringförmigen Dichtabschnitt und einen Spreizabschnitt, der einstückig mit dem Dichtabschnitt ausgeführt ist. Auch dieser Verschlussstopfen kann Streben aufweisen, die in etwa im Zentrum des Verschlussstopfens von einem konzentrisch zum ringförmigen Dichtabschnitt angeordneten Element begrenzt sind.
In der DE 10 2009 057750 A1 ist eine Vorrichtung zum Einsetzen in eine Öffnung eines Bauteils eines Automobils beschrieben. Hierbei ist an einem Flansch umlaufend ein Heißklebematerial angebracht, welches bei Erwärmung den Flansch abdichtend an einer Bauteiloberfläche anklebt. Die übrigen Bereiche dieser Vorrichtung sind aus einem anderen Kunststoff ausgebildet, wobei diese Vorrichtung mittels eines 2-Komponenten-Spritzgießverfahrens herstellbar ist.
Aus der CN 206 938 651 U geht ein Verschlussstopfen hervor, der mittels eines 2-Komponenten-Spritzgießverfahrens hergestellt ist, wobei ein Dichtabschnitt aus einem Heißklebematerial ausgebildet sein kann und ein Basiskörper aus einer Hartkomponente ausgebildet ist. Der Dichtkörper kann im Verbindungsbereich mit dem Basiskörper ein Oberwandung aufweisen, die durch dünnwandige Streben ausgebildet ist, um den Basis-körper 100 aus der Hartkomponente und den Dichtkörper aus dem Heißklebematerial mittels eines 2-Komponenten-Spritzgießverfahrens herzustellen und miteinander zu verbinden.
In der EP 2 858 883 B1 ist eine Schallwand offenbart. Diese, die Folgendes umfasst
einen Träger mit einer um den Umfang verlaufenden Umrandung, die im Wesentlichen einen Innenkörperabschnitt umgibt, wobei mehrere voneinander beabstandete Glieder in dem Innenkörperabschnitt Leerräume bereitstellen,
ein ausdehnbares Material, das Leerräume enthält, wobei das ausdehnbare Material auf dem Träger angeordnet ist, so dass die Leerräume in dem ausdehnbaren Material die Leerräume des Trägers überlagern, und in einer Menge und aus solch einem Material, die bzw. das zur dahingehenden Wärmeausdehnung, einen Fahrzeughohlraum auszufüllen und den Innenkörperabschnitt und jeden der Leerräume zu bedecken, ausreichend ist, wobei die Schallwand ein Befestigungsmittel umfasst, das einen integral mit dem Träger ausgebildeten Clip umfasst, wobei sich das ausdehnbare Material zu einer Stelle erstreckt, die mindestens 1 mm von einem äußeren Rand des Trägers entfernt ist, wobei sich das ausdehnbare Material lateral zu einem Abschnitt, der von dem äußeren Rand des Trägers entfernt ist, erstreckt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verschlussvorrichtung zum Verschließen von Öffnungen in Trägerbauteilen, insbesondere in Kraftfahrzeugen, vorzusehen, mit der sich eine Öffnung eines Trägerbauteils auf einfache Weise sicher und zuverlässig verschließen lässt.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verschlussvorrichtung zum Verschließen von Öffnungen in Trägerbauteilen bereitzustellen, die einfach aufgebaut ist, und eine Alternative zu aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen bereitstellt.
Eine oder mehrere dieser Aufgaben werden durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche 1, 7 und 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den davon abhängigen Unteransprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß ist eine Verschlussvorrichtung zum Verschließen von Öffnungen in Trägerbauteilen, insbesondere in Fahrzeugkarosserien von Kraftfahrzeugen, vorgesehen. Diese umfasst
einen aus einer Hartkomponente ausgebildeten Basiskörper zum zumindest teilweisen Anordnen in einer Öffnung eines Trägerbauteils mit zumindest einer Durchgangsöffnung, die einen Mediendurchlass ausbildet, wobei der Basiskörper einen Flanschabschnitt aufweist, der sich parallel zu einer eine Öffnung begrenzenden Oberfläche eines Trägerbauteils erstreckt, und
einem Abdichtelement, wobei das Abdichtelement aus einem mittels Wärme expandierbaren Material ausgebildet ist, und auf dem Basiskörper angeordnet ist, um im expandierten Zustand eine Öffnung eines Trägerbauteils vollständig zu verschließen, wobei die Verschlussvorrichtung insbesondere Mittel zum Halten der Verschlussvorrichtung im Bereich einer Öffnung eines Trägerbauteils aufweist.
Mittels der erfindungsgemäßen Verschlussvorrichtung ist eine Öffnung eines Trägerbauteils sicher und zuverlässig abdichtend verschließbar, indem das Abdichtelement mittels Wärme expandiert wird, sodass sowohl der Mediendurchlass als auch weitere Freiräume zwischen der Verschlussvorrichtung und dem Trägerbauteil verschlossen sind.
Über die Mittel zum Halten der Verschlussvorrichtung im Bereich einer Öffnung eines Trägerbauteils wird die Verschlussvorrichtung relativ zum Trägerbauteil angeordnet bzw. gehalten.
Zudem kann mittels des Mittels zum Halten der Verschlussvorrichtung die Verschlussvorrichtung in einer Vormontageposition am Trägerbauteil angeordnet werden. Auf diese Weise kann die Verschlussvorrichtung, beispielsweise bevor ein Trägerbauteil, beispielsweise eine Fahrzeugkarosserie, in ein KTL-Tauchbad eingebracht wird, vormontiert werden. Nach Beendigung des Tauchbads kann die Flüssigkeit des Tauchbades durch die zumindest eine Durchgangsöffnung und den Bereich zwischen der Verschlussvorrichtung und dem Trägerbauteil aus dem Trägerbauteil wieder herauslaufen. Bei einer anschließenden Wärmebehandlung eines Trägerbauteils expandiert das mittels Wärme expandierbare Material des Abdichtelements im Ofen derart, dass die Öffnung eines Trägerbauteils abdichtend verschlossen ist.
Als Abdichtelement kann vorzugsweise ein EVA vorgesehen sein.
Der Basiskörper kann einen rohrförmigen Abschnitt aufweisen, wobei an einem Ende des rohrförmigen Abschnitts der Flanschabschnitt angeformt ist, und wobei der rohrförmige Abschnitt zumindest eine zentrale Durchgangsöffnung des Mediendurchlasses begrenzt.
Bei der erfindungsgemäßen Verschlussvorrichtung ist somit vorgesehen, dass der rohrförmige Abschnitt in etwa im Bereich einer Öffnung eines Trägerbauteils angeordnet wird.
Durch die zentrale Durchgangsöffnung wird ein Durchströmen der Verschlussvorrichtung durch ein Medium ermöglicht.
Die vorliegende Erfindung bietet den Vorteil, insbesondere gegenüber einfachen aufgeklebten Verschlusspads, dass sie vor dem KTL und dem Ofen in einer Vormontageposition montiert werden können.
Das Abdichtmaterial besteht vorzugsweise aus expandierbarem EVA, so dass es sich ausdehnt und die Öffnung verschließt.
Zusätzlich macht das dehnbare EVA eine Bewegung, so dass die Außenfläche der Verschlussvorrichtung des Stopfens (wo er lackiert ist) nahezu flächenbündig mit einer Oberfläche eines Trägerbauteils angeordnet ist.
Im rohrförmigen Abschnitt und/oder im Flanschabschnitt können mehrere radiale, beispielsweise zwei bis zehn und vorzugsweise vier Durchgangsöffnungen des Medienauslasses ausgebildet sein.
Durch eine höhere Anzahl von Durchgangsöffnungen des Medienauslasses ist es möglich, dass die Verschlussvorrichtung mit einem höheren Volumenstrom durchströmt wird.
Die Mittel zum Halten der Verschlussvorrichtung können als Haltearme ausgebildet sein, die an einem dem Flanschabschnitt gegenüberliegenden Ende am rohrförmigen Abschnitt angeformt sind, wobei sich die Haltearme in radialer Richtung nach außen und in Richtung eines eine Öffnung begrenzenden Randes eines Trägerbauteils erstrecken.
Durch die Haltearme wird sichergestellt, dass die Verschlussvorrichtung beabstandet zur Öffnung eines Trägerbauteils angeordnet oder auch gehalten wird.
Zudem kann die Verschlussvorrichtung durch die Haltearme in einer Vormontageposition an einem Trägerbauteil angeordnet werden.
Die Mittel zum Halten der Verschlussvorrichtung können zusätzlich und/oder alternativ als sich in radialer Richtung nach außen erstreckende Rastarme ausgebildet sein, die radial umlaufend am rohrförmigen Abschnitt angeformt sind, wobei die Rastarme eine oder mehrere Rastkanten aufweisen, die zum Halten der Verschlussvorrichtung in einer Öffnung eines Trägerbauteils ausgebildet sind.
Die technische Wirkung der Rastarme kann analog der technischen Wirkung der Haltearme entsprechen, wobei mittels der Rasteinrichtung die Verschlussvorrichtung mit einem Trägerbauteil verbunden wird.
Durch das Vorsehen von mehreren Rastkanten können zum einen Öffnungen mit unterschiedlichen Durchmessern mit ein- und derselben Verschlussvorrichtung verschlossen werden und zum anderen ist es möglich, eine Vormontageposition, die auch Einfluss auf eine Endmontageposition der Verschlussvorrichtung haben kann, variabel festzulegen bzw. vorbestimmt zu definieren.
Im Bereich zwischen den Haltearmen und/oder den Rastarmen sind in der Vormontageposition Freiräume ausgebildet, die ebenfalls Bestandteil des Mediendurchlasses sind, so dass diese ebenfalls den Volumenstrom durch die Öffnung erhöhen.
Das expandierbare Material des Abdichtelements kann auf einem oder mehreren der folgenden Bereiche der Verschlussvorrichtung angeordnet sein:

einer äußeren Mantelwandung des rohrförmigen Abschnitts, und/oder einer inneren Mantelwandung des rohrförmigen Abschnittes, und/oder einer in Richtung des rohrförmigen Abschnitts weisenden Fläche des Flanschabschnitts, und/oder
einer oder mehreren in Richtung des Flanschabschnitts weisenden Fläche/-n der Mittel zum Halten der Verschlussvorrichtung.

Gemäß einem Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Verschlussvorrichtung ist vorgesehen, dass die Verschlussvorrichtung mittels eines Zwei-Komponenten-Spritzgießverfahrens hergestellt ist.
Weiterhin ist erfindungsgemäß eine Baugruppe vorgesehen. Diese umfasst
ein Trägerbauteil mit einer Öffnung, und
eine vorstehend beschriebene Verschlussvorrichtung, wobei die Verschlussvorrichtung in einer Vormontageposition durch Mittel zum Halten der Verschlussvorrichtung beabstandet zu einem die Öffnung begrenzenden Rand des Trägerbauteils gehalten ist, so dass zwischen dem Rand des Trägerbauteils und der Verschlussvorrichtung ein Mediendurchlass ausgebildet ist, wobei ein Flanschabschnitt der Verschlussvorrichtung parallel zu einer Oberfläche des Trägerbauteils angeordnet ist, und wobei ein Abdichtelement der Verschlussvorrichtung aus einem mittels Wärme expandierbaren Material in einer Endmontageposition derart expandiert ist, dass die Öffnung des Trägerbauteils mittels der Verschlussvorrichtung vollständig abgedichtet ist.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Baugruppe entsprechen analog den vorstehend anhand der erfindungsgemäßen Verschlussvorrichtung beschriebenen Vorteilen.
Die Verschlussvorrichtung kann einen Basiskörper mit einem oder mehreren Durchgangsöffnungen aufweisen, die in der Vormontageposition von einem Medium durchströmbar sind.
Zudem ist erfindungsgemäß ein Verfahren zum abdichtenden Verschließen einer Öffnung eines Trägerbauteils mit einer vorstehend beschriebenen Verschlussvorrichtung vorgesehen.
Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte
Anordnen der Verschlussvorrichtung in einer Vormontageposition im Bereich einer Öffnung eines Trägerbauteils, wobei die Verschlussvorrichtung mittels eines Mittels zum Halten der Verschlussvorrichtung derart beabstandet zum Trägerbauteil gehalten wird, dass ein Medium im Bereich zwischen dem Trägerbauteil und der Verschlussvorrichtung hindurchströmen kann und/oder dass ein Medium durch eine oder mehrere Durchgangsöffnungen eines Mediendurchlasses der Verschlussvorrichtung hindurchströmen kann, und
vorzugsweise Anordnen eines Flanschabschnitts der Verschlussvorrichtung beabstandet und parallel zu einer Oberfläche eines Trägerbauteils.
Weiterhin kann das Verfahren die folgenden Schritte umfassen Erwärmen eines mittels Wärme expandierbaren Materials des Abdichtelements der Verschlussvorrichtung derart, dass die Verschlussvorrichtung eine Öffnung eines Trägerbauteils in einer Endmontageposition vollständig abdichtet, und vorzugsweise Anordnen des Flanschabschnitts mittels der Verschlussvorrichtung parallel zu einer Oberfläche eines Trägerbauteils, wobei der Flanschabschnitt entweder direkt an einer Oberfläche eines Trägerbauteils anliegt oder über das Dichtelement vorzugsweise geringfügig beabstandet, abdichtend mit einer Oberfläche des Trägerbauteils verbunden ist.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechen analog den vorstehend anhand der Verschlussvorrichtung beschriebenen Vorteilen.
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand von drei in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Diese zeigen in

Figur leine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Verschlussvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
2eine seitliche geschnittene perspektivische Darstellung der Verschlussvorrichtung beim Eindringen in eine Öffnung eines Trägerbauteils,
3eine perspektivische seitlich geschnittene Darstellung der Verschlussvorrichtung mit expandiertem Abdichtelement in einer Endmontageposition,
4eine perspektivische Darstellung der Verschlussvorrichtung in einer Vormontageposition,
5eine perspektivische teilweise seitlich geschnittene Darstellung der Verschlussvorrichtung in der Vormontageposition,
6eine perspektivische Darstellung der Verschlussvorrichtung in einer Endmontageposition,
7eine weitere perspektivische Darstellung der Verschlussvorrichtung in einer Endmontageposition,
8eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Verschlussvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
9eine weitere perspektivische Darstellung der Verschlussvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel,
10 eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Verschlussvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel und
11 eine weitere perspektivische Darstellung der Verschlussvorrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel

Im Folgenden wird eine erfindungsgemäße Verschlussvorrichtung 1 anhand eines ersten Ausführungsbeispiels näher beschrieben (1 bis 7). Die Verschlussvorrichtung 1 ist zum Verschließen von Öffnungen in Trägerbauteilen, insbesondere in Karosserien von Kraftfahrzeugen ausgebildet.
Die Verschlussvorrichtung 1 umfasst einen aus einer Hartkomponente ausgebildeten Basiskörper 2.
Der Basiskörper 2 umfasst einen rohrförmigen Abschnitt 3. An einem Ende des rohrförmigen Abschnitts 3 ist ein sich orthogonal zum rohrförmigen Abschnitt 3 in radialer Richtung nach außen erstreckender Flanschabschnitt 4 angeformt. Der Flanschabschnitt 4 ist demgemäß kreisringscheibenförmig ausgebildet.
Weiterhin sind radial umlaufend und gleich beabstandet voneinander im Flanschabschnitt radiale Durchgangsöffnungen 5 eines Mediendurchlasses 6 ausgeformt.
Zudem begrenzt der Basiskörper 2 eine zentralen Durchgangsöffnung 7, die ebenfalls Bestandteil des Mediendurchlasses 6 ist.
An einem dem Flanschabschnitt 4 gegenüberliegenden Ende des rohrförmigen Abschnitts sind sich in radialer Richtung nach außen und in Richtung Flanschabschnitt 4 erstreckende Haltearme 8 angeformt.
Mittels der Haltearme 8 ist die Verschlussvorrichtung in einer Vormontageposition 9 in einer Öffnung 10 des Trägerbauteils 11 anordbar.
Weiterhin umfasst die Verschlussvorrichtung 1 ein Abdichtelement 12. Das Abdichtelement 12 ist aus einem mittels Wärme expandierbaren Material wie zum Beispiel EVA ausgebildet.
Das Abdichtelement 12 ist in einem nicht expandierten Zustand in der zentralen Durchgangsöffnung 7 rohrförmig angeordnet bzw. auf einer inneren Mantelwandung 13 des rohrförmigen Abschnitts angeordnet.
Weiterhin ist das Abdichtelement 12 auf einer äußeren Mantelwandung 14 des rohrförmigen Abschnitts 3 angeordnet.
Zudem ist das Abdichtelement 12 auf in Richtung Flanschabschnitt 4 weisenden Flächen der Haltearme 8 angeordnet.
Demgemäß weist die erfindungsgemäße Verschlussvorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel 2 verschiedene Bereiche auf in denen das Abdichtelement 12 aufgebracht ist.
In 5 ist durch Pfeile dargestellt, wie durch eine Drehung eines Fahrzeugs die Verschlussvorrichtung durch den Druck einer Flüssigkeit nach unten bzw. in Richtung Trägerbauteil 11 gedrückt wird. Die Flüssigkeit kann auf diese Weise aus dem Trägerbauteil austreten.
In 6 ist dargestellt, wie in sich das Abdichtelement aus EVA in einer Endmontageposition 18 im KTL-Ofen ausdehnt und die Verschlussvorrichtung nach innen verschiebt, so dass eine Außenfläche der Verschlussvorrichtung bzw. der Flanschabschnitt parallel zur Oberfläche des Trägerbauteils angeordnet ist.
Im Folgenden wird eine erfindungsgemäße Verschlussvorrichtung 1 anhand eines zweiten Ausführungsbeispiels näher beschrieben (8 und 9). Sofern nichts anderes beschrieben ist, weist die erfindungsgemäße Verschlussvorrichtung 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel dieselben technischen Merkmale auf wie die Verschlussvorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Gleiche technische Merkmale sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist der Flanschabschnitt 4 scheiben- bzw. plattenförmig ausgebildet und weist im Bereich des rohrförmigen Abschnitts 3 sowohl die zentrale Durchgangsöffnung 7 als auch vier radial umlaufend und gleich beabstandet voneinander angeordnete radiale Durchgangsöffnungen 5 auf.
Weiterhin sind gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel anstelle der Haltearme 8 in der Mantelwandung des rohrförmigen Abschnitts 3 radial umlaufend angeordnete Rastarme 15 ausgebildet. Die Rastarme 15 weisen mehrere Rastkanten 16 auf und erstrecken sich in radialer Richtung nach außen.
Der Flanschabschnitt 4 selbst der Verschlussvorrichtung 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel weist eine geringere Fläche auf als beim ersten Ausführungsbeispiel, wobei am Flanschabschnitt 4 auf der in Richtung rohrförmiger Abschnitt 3 weisenden Fläche kreisringförmig das Abdichtelement 12 aufgebracht ist.
Weiterhin ist das Abdichtelement 12 auf der inneren Mantelwandung 13 des rohrförmigen Abschnitts 3 aufgebracht.
Zudem ist das Abdichtelement 12 in dem Bereichen zwischen der zentralen Durchgangsöffnung 7 und den radialen Durchgangsöffnungen 5 im Bereich des rohrförmigen Abschnitts aufgebracht.
Demgemäß ist auch bei diesem Ausführungsbeispiel auf zwei unterschiedlichen bzw. nicht miteinander verbundenen Bereichen der Verschlussvorrichtung das Abdichtelement 12 auf den Basiskörper 2 aufgebracht.
Im Folgenden wird eine erfindungsgemäße Verschlussvorrichtung 1 anhand eines dritten Ausführungsbeispiels näher beschrieben (10 und 11). Sofern nichts anderes beschrieben ist, weist die erfindungsgemäße Verschlussvorrichtung 1 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel dieselben technischen Merkmale wie die Verschlussvorrichtungen 1 gemäß dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel auf. Gleiche technische Merkmale sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ist der Flanschabschnitt 4 ebenfalls scheiben- bzw. plattenförmig ausgebildet und begrenzt die zentrale Durchgangsöffnung 7.
Am Flanschabschnitt 4 ist der rohrförmige Abschnitt 3 angeformt, wobei gemäß diesem Ausführungsbeispiel der rohrförmige Abschnitt 3 derart segmentiert ist, dass die Mantelwandung des rohrförmigen Abschnitts 3 Rastarme ausbildet.
Das Abdichtelement 12 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel rohrförmig in der zentralen Durchgangsöffnung 7 angeordnet. Weiterhin ist das Abdichtelement 12 auf in Richtung Flanschelement weisenden Rastkanten 16 der Rastarme 15 des segmentierten rohrförmigen Abschnitts 3 aufgebracht.
Gemäß allen Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Verschlussvorrichtung ist vorgesehen, dass die Hartkomponente bzw. der Basiskörper 2 der Verschlussvorrichtung 1 mit dem Abdichtelement 12 in einem 2-Komponenten-Spritzgießverfahren umspritzt und hergestellt wird.
Zudem ist erfindungsgemäß eine Baugruppe 17 vorgesehen. Die Baugruppe 17 umfasst das Trägerbauteil 11 mit der Öffnung 10 sowie die Verschlussvorrichtung 1.
Dabei ist die Verschlussvorrichtung in der Vormontageposition 9 durch Mittel zum Halten der Verschlussvorrichtung beabstandet zu einem die Öffnung begrenzenden Rand des Trägerbauteils gehalten. Die Mittel zum Halten der Verschlussvorrichtung können dabei sowohl die Haltearme 8 als auch die Rastarme 15 sein.
Durch das beabstandete Anordnen der Verschlussvorrichtung zum Trägerbauteil in der Vormontageposition ist zwischen dem Rand des Trägerbauteils und der Verschlussvorrichtung der Mediendurchlass 6 ausgebildet.
Der Flanschabschnitt 4 der Verschlussvorrichtung 1 ist parallel zu einer Oberfläche des Trägerbauteils 11 angeordnet.
Zudem ist das Abdichtelement 12 der Verschlussvorrichtung aus dem mittels Wärme expandierbaren Material in einer Endmontageposition 18 derart expandiert, dass die Öffnung 10 des Trägerbauteils 11 mittels der Verschlussvorrichtung vollständig abgedichtet ist. Die Verschlussvorrichtung 1 weist den Basiskörper 2 auf, in dem eine oder mehrere Mediendurchlässe 6 bzw. Durchgangsöffnungen 5, 7, die in der Vormontageposition 9 von einem Medium durchströmbar sind.
Gemäß einem Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Verschlussvorrichtung ist vorgesehen, dass die Verschlussvorrichtung mittels eines Zwei-Komponenten-Spritzgießverfahrens hergestellt ist.
Weiterhin ist erfindungsgemäß eine Baugruppe vorgesehen. Diese umfasst
ein Trägerbauteil mit einer Öffnung, und
eine vorstehend beschriebene Verschlussvorrichtung, wobei die Verschlussvorrichtung in einer Vormontageposition durch Mittel zum Halten der Verschlussvorrichtung beabstandet zu einem die Öffnung begrenzenden Rand des Trägerbauteils gehalten ist, so dass zwischen dem Rand des Trägerbauteils und der Verschlussvorrichtung ein Mediendurchlass ausgebildet ist, wobei ein Flanschabschnitt der Verschlussvorrichtung parallel zu einer Oberfläche des Trägerbauteils angeordnet ist, und wobei ein Abdichtelement der Verschlussvorrichtung aus einem mittels Wärme expandierbaren Material in einer Endmontageposition derart expandiert ist, dass die Öffnung des Trägerbauteils mittels der Verschlussvorrichtung vollständig abgedichtet ist.
Die Verschlussvorrichtung kann einen Basiskörper mit einem oder mehreren Durchgangsöffnungen aufweisen, die in der Vormontageposition von einem Medium durchströmbar sind.
Zudem ist erfindungsgemäß ein Verfahren zum abdichtenden Verschließen einer Öffnung eines Trägerbauteils mit einer vorstehend beschriebenen Verschlussvorrichtung vorgesehen.
Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte
Anordnen der Verschlussvorrichtung in einer Vormontageposition im Bereich einer Öffnung eines Trägerbauteils, wobei die Verschlussvorrichtung mittels eines Mittels zum Halten der Verschlussvorrichtung derart beabstandet zum Trägerbauteil gehalten wird, dass ein Medium im Bereich zwischen dem Trägerbauteil und der Verschlussvorrichtung hindurchströmen kann und/oder dass ein Medium durch eine oder mehrere Durchgangsöffnungen eines Mediendurchlasses der Verschlussvorrichtung hindurchströmen kann, und
vorzugsweise Anordnen eines Flanschabschnitts der Verschlussvorrichtung beabstandet und parallel zu einer Oberfläche eines Trägerbauteils.
Weiterhin umfasst das Verfahren die folgenden Schritte Erwärmen eines mittels Wärme expandierbaren Materials des Abdichtelements der Verschlussvorrichtung derart, dass die Verschlussvorrichtung eine Öffnung eines Trägerbauteils in einer Endmontageposition vollständig abdichtet, und vorzugsweise Anordnen des Flanschabschnitts mittels der Verschlussvorrichtung parallel zu einer Oberfläche eines Trägerbauteils, wobei der Flanschabschnitt entweder direkt an einer Oberfläche eines Trägerbauteils anliegt oder über das Dichtelement vorzugsweise geringfügig beabstandet, abdichtend mit einer Oberfläche des Trägerbauteils verbunden ist.
Bezugszeichenliste

1: Verschlussvorrichtung
2: Basiskörper
3: Rohrförmiger Abschnitt
4: Flanschabschnitt
5: Radiale Durchgangsöffnung
6: Mediendurchlass
7: Zentrale Durchgangsöffnung
8: Haltearm
9: Vormontageposition
10: Öffnung
11: Trägerbauteil
12: Abdichtelement
13: Innere Mantelwandung
14: Äußere Mantelwandung
15: Rastarme
16: Rastkante
17: Baugruppe
18: Endmontagezustand

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 6319436 B1 [0007]
JP 6159067 [0008]
US 20150135598 A1 [0009]
EP 2810855 A1 [0010]
EP 2781806 A1 [0011]
DE 20107612 U1 [0012]
EP 2873894 A1 [0013]
DE 102009057750 A1 [0014]
CN 206938651 U [0015]
EP 2858883 B1 [0016]

Claims

Verschlussvorrichtung (1) zum Verschließen von Öffnungen (10) in Trägerbauteilen (11), insbesondere in Kraftfahrzeugen, umfassend einen aus einer Hartkomponente ausgebildeten Basiskörper (2) zum zumindest teilweisen Anordnen in einer Öffnung (10) eines Trägerbauteils (11) mit zumindest einer Durchgangsöffnung, die einen Mediendurchlass (6) ausbildet, wobei der Basiskörper (2) einen Flanschabschnitt (4) aufweist, der sich parallel zu einer eine Öffnung (10) begrenzenden Oberfläche eines Trägerbauteils (11) erstreckt, und einem Abdichtelement (12), wobei das Abdichtelement (12) aus einem mittels Wärme expandierbaren Material ausgebildet ist, und auf dem Basiskörper (2) angeordnet ist, um im expandierten Zustand eine Öffnung (10) eines Trägerbauteils (11) vollständig zu verschließen, wobei die Verschlussvorrichtung (1) vorzugsweise Mittel zum Halten der Verschlussvorrichtung (1) im Bereich einer Öffnung (10) eines Trägerbauteils (11) aufweist.
Verschlussvorrichtung (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Basiskörper (2) einen rohrförmigen Abschnitt aufweist, wobei an einem Ende des rohrförmigen Abschnitts der Flanschabschnitt (4) angeformt ist, und wobei der rohrförmige Abschnitt eine zumindest eine zentrale Durchgangsöffnung (7) des Mediendurchlasses (6) begrenzt.
Verschlussvorrichtung (1) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im rohrförmigen Abschnitt und/oder im Flanschabschnitt (4) mehrere radiale, bspw. zwei bis zehn und vorzugsweise vier Durchgangsöffnungen des Medienauslasse ausgebildet sind.
Verschlussvorrichtung (1) gemäß Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Halten der Verschlussvorrichtung (1) als Haltearme (8) ausgebildet sind, die an einem dem Flanschabschnitt (4) gegenüberliegenden Ende am rohrförmigen Abschnitt angeformt sind, wobei sich die Haltearme (8) in radialer Richtung nach außen und in Richtung eines eine Öffnung (10) begrenzenden Randes eines Trägerbauteils (11) erstrecken.
Verschlussvorrichtung (1) gemäß Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Halten der Verschlussvorrichtung (1) als sich in radialer Richtung nach außen erstreckende Rastarme (15) ausgebildet sind, die radial umlaufend am rohrförmigen Abschnitt angeformt sind, wobei die Rastarme (15) eine oder mehrere Rastkanten (16) aufweisen, die zum Halten der Verschlussvorrichtung (1) in einer Öffnung (10) eines Trägerbauteils (11) ausgebildet sind.
Verschlussvorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das expandierbare Material des Abdichtelements (12) auf einem oder mehreren der folgenden Bereiche der Verschlussvorrichtung (1) angeordnet ist einer äußeren Mantelwandung des rohrförmigen Abschnitts, und/oder einer inneren Mantelwandung des rohrförmigen Abschnitts, und/oder einer in Richtung des rohrförmigen Abschnitts weisenden Fläche des Flanschabschnitts (4), und/oder einer oder mehreren in Richtung Flanschabschnitt (4) weisenden Fläche/-n der Mittel zum Halten der Verschlussvorrichtung (1).
Baugruppe (17) umfassend ein Trägerbauteil (11) mit einer Öffnung (10), und eine Verschlussvorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Verschlussvorrichtung (1) in einer Vormontageposition (9) durch Mittel zum Halten der Verschlussvorrichtung (1) beabstandet zu einem die Öffnung (10) begrenzenden Rand des Trägerbauteils (11) gehalten ist, sodass zwischen dem Rand des Trägerbauteils (11) und der Verschlussvorrichtung (1) ein Mediendurchlass (6) ausgebildet ist, wobei ein Flanschabschnitt (4) der Verschlussvorrichtung (1) parallel zu einer Oberfläche des Trägerbauteils (11) angeordnet ist, und wobei ein Abdichtelement (12) der Verschlussvorrichtung (1) aus einem mittels Wärme expandierbaren Material in einer Endmontageposition derart expandiert ist, dass die Öffnung (10) des Trägerbauteils (11) mittels der Verschlussvorrichtung (1) vollständig abgedichtet ist.
Baugruppe (17) gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussvorrichtung (1) einen Basiskörper (2) mit einem oder mehreren Mediendurchlässen aufweist, die in der Vormontageposition (9) von einem Medium durchströmbar sind.
Verfahren zum abdichtenden Verschließen einer Öffnung (10) eines Trägerbauteils (11) mit einer Verschlussvorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 umfassend die folgenden Schritte Anordnen der Verschlussvorrichtung (1) in einer Vormontageposition (9) im Bereich einer Öffnung (10) eines Trägerbauteils (11), wobei die Verschlussvorrichtung mittels eines Mittels zum Halten der Verschlussvorrichtung (1) derart beabstandet zum Trägerbauteil (11) gehalten wird, dass ein Medium im Bereich zwischen Trägerbauteil (11) und Verschlussvorrichtung (1) hindurchströmen kann und/oder dass ein Medium durch eine oder mehrere Durchgangsöffnungen des Mediendurchlasses (6) der Verschlussvorrichtung (1) hindurchströmen kann, und vorzugsweise Anordnen eines Flanschabschnittes (4) der Verschlussvorrichtung (1) beabstandet und parallel zu einer Oberfläche eines Trägerbauteils (11).
Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren weiterhin die folgenden Schritte umfasst Erwärmen eines mittels Wärme expandierbaren Materials eines Abdichtelements (12) der Verschlussvorrichtung (1) derart, dass die Verschlussvorrichtung (1) eine Öffnung (10) eines Trägerbauteils (11) in einer Endmontageposition vollständig abdichtet, und vorzugsweise Anordnen des Flanschabschnittes (4) der Verschlussvorrichtung (1) parallel zu einer Oberfläche eines Trägerbauteils (11), wobei der Flanschabschnitt (4) entweder direkt an einer Oberfläche eines Trägerbauteils (11) anliegt oder über das Dichtelement, vorzugsweise geringfügig beabstandet, abdichtend mit einer Oberfläche des Trägerbauteils (11) verbunden ist.