DE102007026543A1

DE102007026543A1 - Entwässerungsstopfen

Info

Publication number: DE102007026543A1
Application number: DE200710026543
Authority: DE
Inventors: Peter Horn; Frank Kirchherr; Alexander Limpert; Albert Sbongk
Original assignee: Daimler AG; ITW Automotive Products GmbH
Current assignee: ITW Fastener Products GmbH
Priority date: 2007-06-08
Filing date: 2007-06-08
Publication date: 2008-12-11
Anticipated expiration: 2027-06-09
Also published as: DE102007026543B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Entwässerungsstopfen (100) für Kraftfahrzeug-Karosserieteile. Um einen Entwässerungsstopfen (100) zur Verfügung zu stellen, welcher eine hohe Sicherheit gegen eindringendes Wasser aufweist, ist gemäß der Erfindung ein den Absperrkörper (104) schützendes Abdeckelement (140) vorgesehen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Entwässerungsstopfen für Kraftfahrzeug-Karosserieteile.
Entwässerungsstopfen dienen im Kraftfahrzeug dazu, Öffnungen in Karosserieteilen zu verschließen, um zum einen das Eindringen vom Wasser in die Karosserie bzw. das Karosserieteil zu verhindern und zum anderen, wenn Wasser in die Karosserie eindringen konnte, dessen nahezu restlosen Abfluss zu ermöglichen.
Aus dem Stand der Technik sind Entwässerungsstopfen bekannt, mit denen die beiden zuvor beschriebenen Funktionsweisen erreicht werden sollen. So beschreibt beispielsweise die DE 87 10 496 C2 im Zusammenhang mit einem aus der Praxis bekannten Stand der Technik einen Entwässerungsstopfen, welcher einen Ablaufkanal aufweist, der labyrinthartig das Wasser aus einem Hohlraum abfließen lässt und Spritzwasser von unten mehr oder minder am Eindringen hindert.
Aus der DE 198 28 328 A1 ist ein weiterer Entwässerungsstopfen bekannt, welcher einen Ventilkörper und einen Absperrkörper aufweist, wobei der Ventilkörper den Absperrkörper lagert und seinerseits zu einem Einbau in eine Karosserieöffnung vorgesehen ist. Der Absperrkörper dieses Entwässerungsstopfens weist eine inhärente Federwirkung auf, so dass der Absperrkörper nur dann von einer an dem Ventilkörper ausgebildeten Dichtkante abheben soll, wenn in dem durch den Entwässerungsstopfen abgedichteten Hohlraum ein Überdruck herrscht. Der Absperrkörper und der Ventilkörper sind so zu einander angeordnet, dass von außen auftreffendes Spritzwasser zurückgehalten werden soll.
Weitere Entwässerungsstopfen, die einen Aufbau aufweisen, der dem zuvor beschriebenen Aufbau des Entwässerungsstopfens gemäß der DE 198 28 328 A1 entspricht, sind aus der DE 103 08 669 A1 , der EP 0 888 954 A1 , der WO 2005/035336 A1 und der DE 100 14 928 B4 bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Entwässerungsstopfen zur Verfügung zu stellen, welcher eine hohe Sicherheit gegen eindringendes Wasser aufweist.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Gemäß der Erfindung ist bei einem Entwässerungsstopfen mit einem in die Öffnung eines Karosserieteiles einsetzbaren Ventilkörper, welcher mindestens einen Ablaufweg aufweist, der mittels eines einseitig sperrenden Absperrkörpers verschließbar ist, ein den Absperrkörper schützendes Abdeckelement vorgesehen ist. Mit diesem Abdeckelement wird der Absperrkörper nicht nur vor mechanischen Beschädigungen geschützt, sondern es wird auch verhindert, dass Druckluft oder Spritz-, Schwall- oder Druckwasser den Absperrkörper aus seiner Dichtlage abheben können. Dadurch wird dauerhaft eine hohe Sicherheit gegen eindringendes Wasser gewährleistet.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Abdeckelement mindestens eine, insbesondere nur eine Ablauföffnung aufweist, die dem Lagerort des Absperrkörpers an dem Ventilkörper im Durchtrittsrichtung der Ablauföffnung gegenüberliegend angeordnet ist. Dadurch bewirken auf den Absperrkörper auftretende Lasten wie Druckluft und Druckwasser eine Erhöhung der Dichtwirkung, wodurch die hohe Sicherheit gegen eindringendes Wasser weiter erhöht wird.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Absperrkörper eine flache Dichtscheibe aufweist, die im eingebauten Zustand radial im geringen Abstand von einer Ringwand umgeben ist. Dadurch läßt sich mit geringem fertigungstechnischem Aufwand ein flach bauender Entwässerungsstopfen mit hoher Dichtwirkung herstellen.
Die vorgenannte Erhöhung der Dichtwirkung durch auftreffende Lasten stellt sich in besonders deutlicher Weise ein, wenn – wie gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen – das Abdeckelement zusammen mit der Dichtscheibe und der Ringwand einen Druckraum begrenzt.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Dichtscheibe des Absperrkörpers als Membrane aus einem weichen, insbesondere biegeweichen Kunststoffmaterial gefertigt ist. Dadurch kann eine besonders hohe Sicherheit gegen eindringendes Wasser erreicht werden.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass an einer an einem durchbrochenen Boden des Ventilkörpers gegenüberliegenden Seite der Dichtscheibe ein radial umlaufender Dichtsitz mit einer Dichtnase ausgebildet ist. Dadurch kann eine besonders hohe Sicherheit gegen eindringendes Wasser erreicht werden, denn insbesondere für einen dichten Sitz der Dichtnase sind geringere Kräfte erforderlich als bei einem großflächigen Dichtsitz.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Abdeckelement nach Art eines flachen Deckels gefertigt ist, der radial umlaufend die Ringwand des Ventilkörpers übergreift und mit dieser vorzugsweise verklipst ist. Eine solche Ausgestaltung ist fertigungstechnisch vorteilhaft.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen.
Dabei zeigen:
1 einen erfindungsgemäßen Entwässerungsstopfen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform in einem eingebauten Zustand in einem Schnitt,
2 den Entwässerungsstopfen in 1 in einer Ansicht von innen gemäß dem Pfeil II in 1,
3 den Ventilkörper des Entwässerungsstopfens in den 1 und 2 in einer perspektivischen Ansicht von oben,
4 den Absperrkörper des Entwässerungsstopfens in den 1 und 2 in einer perspektivischen Ansicht von oben,
5 das Abdeckelement des Entwässerungsstopfens in den 1 und 2 in einer Ansicht von oben,
6 den Ventilkörper des Entwässerungsstopfens in den 1 und 2 in einer perspektivischen Ansicht von unten,
7 den Absperrkörper des Entwässerungsstopfens in den 1 und 2 in einer perspektivischen Ansicht von unten, und in
8 das Abdeckelement des Entwässerungsstopfens in den 1 und 2 in einer Ansicht von unten.
Der in den 1 bis 8 gezeigte erfindungsgemäße Entwässerungsstopfen 100 umfasst einen Ventilkörper 102, an dem ein einseitig sperrender Absperrkörper 104 gelagert ist.
Der Ventilkörper 102 weist einen Einsteckteil 106 auf, welcher mit seiner durchbrochenen Zylinderwand 108 durch eine Öffnung 110 eines Karosserieteiles 112 hindurchgesteckt ist, wobei der Ventilkörper 102 sich in diesem eingebauten Zustand mittels einer dichtenden Ringschulter 114 sowie mit Spreizelementen 116 an dem Karosserieteil 112 abstützt.
Die Spreizelemente 116 sind an der durchbrochenen Zylinderwand 108 an deren oberen Rand 118 angeformt und in Richtung auf einen Boden 120 des Ventilkörpers 102 hin nach radial außen geneigt, wobei die Spreizelemente 116 in Richtung des Pfeiles A (1) beweglich sind. Dadurch können die Spreizelemente 116 bei einem Einsetzen des Ventilkörpers 102 in eine Öffnung 110 nach innen gedrückt werden, und sie können nach einem Durchtritt durch die Öffnung 110 nach außen federn, um den Entwässerungsstopfen 100 in dieser Situation festzuhalten.
Um das beschriebene Ein- und Ausfedern der Rastelemente 116 zu ermöglichen, ist auch die Ringschulter 114, die im Bereich des oberen Randes 120 an der Außenseite des Einsteckteiles 106 angesetzt ist, im Schnitt geneigt ausgerichtet, wobei die sich so räumlich ergebende Konuswand eine den Spreizelementen 116 entgegengesetzte Neigung aufweist. Die Ringschulter 114 kann daher in Richtung des Pfeiles B (1) zunächst aufgeweitet werden, um ein Ausfedern der Rastelemente 116 in Richtung des Pfeiles A zu ermöglichen, bevor eine dadurch eingespeicherte Federkraft sowohl die Ringschulter 114 als auch die Spreizelemente 116 an dem Karosserieteil 112 in fester Anlage hält. Da die Ringschulter 114 ohne Unterbrechung gefertigt ist, sitzt der Ventilkörper 102 so abgedichtet in der Öffnung 110 des Karosserieteils 112.
Die Zylinderwand 108 ist – wie bereits dargelegt – unterbrochen ausgeführt, und sie weist insbesondere vier Unterbrechungen 122 auf, die bis zum Boden 120 des Ventilkörpers 102 durchgehen, um einen radialen Eintritt von Flüssigkeiten in einen Innenraum 124 des Ventilkörpers 102 zu ermöglichen. Damit dieser Zutritt von Flüssigkeit nicht durch die Spreizelemente 116 gehindert wird, sind diese jeweils mit einem radialen Abstand von einander angeordnet, wodurch sich Freiräume 126 ergeben, welche einen radialen Zutritt von Flüssigkeit ermöglichen.
Die Freiräume 126 und Durchbrechungen 122, die zueinander in einem Winkelabstand von 45° angeordnet sind, stellen einen ersten Teil eines Ablaufweges für Wasser dar, wobei dieser Ablaufweg in den 1 und 2 durch Pfeile W angedeutet ist. Die Spreizelemente 116 überspannen dabei die Unterbrechungen, was zu einer hohen Gestaltfestigkeit führt. Der Ablaufweg setzt sich in dem Ventilkörper 102 durch vier Bodenöffnungen 128 fort.
In 1 ist gezeigt, wie der Absperrkörper 104, der eine flache Dichtscheibe 130 aufweist, die Bodenöffnungen 128 überlappend angeordnet ist. Dazu ist an dem Absperrkörper 104 ein zentraler Befestigungszapfen 132 mit pilzförmiger Kontur vorgesehen, der in einer entsprechenden Halteöffnung 134 in dem Boden 120 des Ventilkörpers 102 anklipsbar ist.
Zusammen mit dem Boden 120 definiert die Dichtscheibe 130 einen radial nach außen gerichteten Zwangsweg 134, womit bei dem Entwässerungsstopfen 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform neben einer Dichtung nach dem Prinzip eines Rückschlagventils auch eine Abdichtung nach dem Prinzip einer Labyrinthdichtung gegeben ist.
In dem in 1 gezeigten montierten Zustand ist der Absperrkörper 104 in einem Raum 136 aufgenommen, welcher an seinem Umfang durch eine radial umlaufende Ringwand 138, die an den Boden 120 ansetzt, begrenzt ist.
Der Absperrkörper 104 wird in dem Raum 136 durch ein Abdeckelement 140 geschützt, welches nach Art eines flachen Deckels gefertigt ist und mit einem nach innen weisenden Ringvorsprung 142 einen komplementär ausgebildeten, nach außen weisenden zweiten Ringvorsprung 144 der Ringwand 138 übergreift. Das Abdeckelement 140 weist nur eine einzige Austrittsöffnung 146 auf, welche in dem Abdeckelement 140 zentral angeordnet ist und im montierten Zustand dem Zapfen 132 gegenüberliegend angeordnet ist. Im vorliegenden Falle bedeutet das Gegenüberliegen, dass die Achse der Austrittsöffnung 146 und die Achse des Zapfens 132 im wesentlichen koaxial angeordnet sind, womit der Lagerort des Absperrkörpers 104 an dem Ventilkörper 102 in Durchtrittsrichtung der Ablauföffnung 146 gegenüberliegend angeordnet ist.
Bildet sich nun im Innern eines durch das Karosserieteil 112 begrenzten Raumes Kondenswasser, kann dieses auf dem beschriebenen Ablaufweg W ungehindert ablaufen.
Wenn jedoch in einer anderen Situation Spritz-, Schwall- oder Druckwasser, wie es beispielsweise in einer Autowaschanlage auftritt, auf den Entwässerungsstopfen 100 trifft, kann dieses nur im Bereich der Ablauföffnung 146 eintreten. Der direkte Weg zu den Öffnungen 128 ist jedoch versperrt, und Spritz-, Schwall- und/oder Druckwasser müsste dem Zwangsweg 134, der wie eine Labyrinthdichtung wirkt, folgen. Daran wird das genannte Spritz-, Schwall- und/oder Druckwasser jedoch gehindert, und zwar nicht nur durch die rückstellende Federkraft der flachen Dichtscheibe 130 und die an dieser ringförmig angeordneten Dichtnase 148, sondern auch dadurch, dass der Wasserzutritt durch die Öffnung 146 in dem Bereich zwischen der Dichtscheibe 130 und dem Abdeckelement 140 einen Druck aufbaut, der die Dichtwirkung der Dichtscheibe 130 erhöht. Der genannte Bereich ist und wirkt dabei wie ein Druckraum 150.
Beachtlich ist ferner, dass durch das Abdeckelement 140 der empfindliche äußere Rand der Dichtscheibe 130 geschützt ist und insbesondere von Druckwasser oder auch Druckluft bei einer Fahrzeugtrocknung nicht angehoben werden kann.
Zusammenfassend soll noch einmal darauf hingewiesen werden, dass der Entwässerungsstopfen gemäß der bevorzugten Ausführungsform nur aus drei zu handhabenden Teilen besteht. Der Ventilkörper, der auch als Grundkörper bezeichnet werden könnte, beschreibt anders ausgedrückt einen Hohlzylinder mit einer durchbrochenen Bodenfläche in der Innenseite, ebenfalls durchbrochenen Rastelementen und einer durchgehenden Ringschulter (Dichtlippe) an der Außenseite. Er ist vorzugsweise aus einem mittelweichen Kunststoff gefertigt. Zusätzlich ist noch eine Verrastungsstruktur (Ringvorsprung 144) vorhanden, die nicht nur außen (wie gezeigt) sondern auch innen angeordnet sein kann, um das Abdeckelement (den Schutzdeckel) zu halten. Der Absperrkörper (die Membrane), der aus einem weichen Kunststoffmaterial besteht, wird in die Mitte des Grundkörpers eingeknüpft und bildet an ihrem Außenmesser einen Dichtsitz, der verhindert, dass Wasser von außen eindringen kann. Andererseits ist die Membrane so flexibel, dass Wasser das sich im Inneren angesammelt hat, nach und nach entweichen kann. Da die Membrane hier deutlich flexibel ausgebildet sein kann, als beim Stand der Technik, da sie ja gemäß der Erfindung durch das Abdeckelement geschützt ist, wird ein erheblich verbesserter Ablauf eingedrungenen Wassers erreicht. Das Abdeckelement 140 selbst (der Schutzdeckel) besteht aus einem mechanisch hoch belastbaren Kunststoffmaterial, um Einflüssen wie Steinschlägen oder Hochdruckreinigern dauerhaft zu widerstehen. Die Ablauföffnung 146 Öffnung im Abdeckelement 140 (Schutzdeckel) ist so bemessen, dass eingetretenes Wasser ablaufen kann, aber wenn Wasser mit hohem Druck von außen dagegen prallt, nur ein Bruchteil bis zur Membrane durchdringt und diese dann gegen die Dichtfläche gedrückt wird und somit kein Wasser eindringen kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 8710496 C2 [0003]
- DE 19828328 A1 [0004, 0005]
- DE 10308669 A1 [0005]
- EP 0888954 A1 [0005]
- WO 2005/035336 A1 [0005]
- DE 10014928 B4 [0005]

Claims

Entwässerungsstopfen mit einem in die Öffnung (110) eines Karosserieteiles (112) einsetzbaren Ventilkörper (102), welcher mindestens einen Ablaufweg (W) aufweist, der mittels eines einseitig sperrenden Absperrkörpers (104) verschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein den Absperrkörper (104) schützendes Abdeckelement (140) vorgesehen ist.
Entwässerungsstopfen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckelement (140) mindestens eine Ablauföffnung (146) aufweist, die dem Lagerort des Absperrkörpers (104) an dem Ventilkörper (102) im Durchtrittsrichtung der Ablauföffnung (146) gegenüberliegend angeordnet ist.
Entwässerungsstopfen nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Absperrkörper (104) eine flache Dichtscheibe (130) aufweist, die im eingebauten Zustand radial im geringen Abstand von einer Ringwand (138) umgeben ist.
Entwässerungsstopfen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckelement (140) zusammen mit der Dichtscheibe (130) und der Ringwand (138) einen Druckraum (150) begrenzt.
Entwässerungsstopfen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtscheibe (130) des Absperrkörpers (104) als Membrane aus einem weichen, insbesondere biegeweichen Kunststoffmaterial gefertigt ist.
Entwässerungsstopfen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an einer, an einem durchbrochenen Boden (120) des Ventilkörpers (102) gegenüberliegenden Seite der Dichtscheibe (130) ein radial umlaufender Dichtsitz mit einer Dichtnase (148) ausgebildet ist.
Entwässerungsstopfen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckelement (140) nach Art eines flachen Deckels gefertigt ist, der radial umlaufend die Ringwand (138) des Ventilkörpers (102) übergreift und mit dieser vorzugsweise verklipst oder verrastet ist.