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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Einsatzstück mit Flansch für eine Druckfluidvorrichtung.
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Aus dem Stand der Technik sind Einsatzstücke, also etwa Verschlussschrauben, bekannt, die in ein Gewindeloch einer Druckfluidvorrichtung gesetzt werden. An der Verschlussschraube ist dabei ein Dichtring vorgesehen, der sich dann sowohl an einen Flansch der Verschlussschraube als auch an einen Bereich um das Gewindeloch herum dichtend anlegt und so einen Austritt des Druckfluids verhindert, jedenfalls bis zu einem Maximaldruckwert.
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Dabei ist bei den aus dem Stand der Technik bekannten Verschlussschrauben mit Flansch und Gewindeschaft an der schaftseitigen Stirnseite des Flansches ein sich in axialer Richtung erstreckender Hülsenabschnitt vorgesehen, dessen dem Flansch abgewandte Stirnseite einen Anschlag darstellt. Eine Innenwand des Hülsenabschnitts bildet somit die äußere Flanke einer in dem Flansch umlaufenden, in axialer Richtung geöffneten Nut. Die Nut nimmt den Dichtring auf, sodass dieser einerseits von deren radial außenseitiger Flanke umgriffen und sicher gehalten wird; andererseits dient die Stirnseite des Hülsenabschnitts beim Einschrauben der Verschlussschraube als Anschlag. Exemplarisch wird verwiesen auf die
DE 31 13 107 A1 .
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Diese Schrift zeigt ferner Verschlussschrauben beziehungsweise Stopfen, bei denen am Schaft ein nach außen hervortretender Vorsprung ausgebildet ist, der den Dichtring in Position hält.
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Auch die
DE 699 16 063 T2 zeigt einen Stopfen zum Einsetzen in ein rohrförmiges Anschlussstück, wobei in den Schaft des Stopfens eine umlaufende Nut eingebracht ist, in welcher der Dichtring angeordnet wird.
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Die
DE 299 00 812 U1 zeigt ebenfalls einen Abdichtstopfen, an dessen Flansch eine umlaufende Ringnut zur Aufnahme des Dichtrings ausgebildet ist.
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Die
DE 203 21 307 U1 zeigt eine Verschlussschraube, die ohne gesonderten Dichtring eingesetzt wird.
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Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik vorteilhaftes Einsatzstück anzugeben.
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Die Erfindung richtet sich hierzu auf ein Einsatzstück gemäß Anspruch 1.
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Die Anlagefläche, die in dem eingangs beschriebenen Stand der Technik einem Boden der Nut entsprechen würde, geht also nicht in eine dem Schaft zugewandte Flanke, sondern in eine Außenfläche über. ”Außenfläche” meint eine Fläche, deren Flächennormale eine in radialer Richtung nach außen weisende Richtungskomponente hat, vorzugsweise mit einem Anteil von mindestens 25%, 50% bzw. 75%, besonders bevorzugt allein diese. Der ”unmittelbar” erfolgende Übergang soll jedoch beispielsweise einen fertigungsbedingt vorhandenen Grat nicht ausschließen.
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Sobald dann ein Dichtring an der Anlagefläche anliegt, wird dieser durch den Flansch nicht nach radial außen abgedeckt. Dementsprechend besteht im Falle eines eingesetzten Einsatzstückes radial außerhalb des Dichtrings auch kein Kontakt zwischen Einsatzstück und Druckfluidvorrichtung – im Stand der Technik hingegen liegt der Flansch mit der Stirnseite des Hülsenabschnitts, also radial außerhalb des Dichtrings, an der Gegenfläche der Druckfluidvorrichtung an.
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Die erfindungsgemäße Neuerung ist demgegenüber vorteilhaft, weil durch die Vermeidung eines Kontakts außerhalb des Dichtrings dort auch das Auftreten von entsprechend kontaktbedingten Kratzern in der Druckfluidvorrichtung, also etwa in einer Außenfläche deren Gehäuses, vermieden werden kann. Derartige Kratzer können beispielsweise im Falle eines vor dem Einsetzen des Einsatzstückes lackierten Gehäuses in den Lack eingebracht werden und sind schon optisch störend, etwa wenn das Einsatzstück zur Kontrolle des Druckfluids entnommen wird. Sofern das Einsatzstück beispielsweise gegen ein Anderes mit anderer Funktion getauscht werden soll, können die Kratzer auch dauerhaft freiliegen, wenn das neue Einsatzstück einen Hülsenabschnitt und damit Anschlag kleineren Durchmessers hat. Im ungünstigsten Fall können die Kratzer dann zu einem Angriffspunkt für Korrosion werden.
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Besonders vorteilhaft kommt die erfindungsgemäße Neuerung im Falle eines angesenkten Gewindelochs zum Tragen, weil sich der nicht durch den Flansch nach radial außen abgedeckte Dichtring beim Einsetzen des Einsatzstückes an eine Flanke der Ansenkung anlegen kann; dementsprechend ist dann schon die Flanke der Ansenkung und nicht erst deren Boden geschützt. Im Falle eines vorbekannten, in ein angesenktes Gewindeloch gesetzten Einsatzstückes hingegen ergibt sich ein Spalt zwischen der Hülsenabschnittaußenwand und der Flanke der Nut. Der Erfinder hat festgestellt, dass dieser Spalt etwa im Falle einer nachträglichen, also bei eingesetztem Einsatzstück aufgebrachten, Lackierung zum Teil unvollständig oder auch gar nicht mit Lack gefüllt wird, was optisch und auch hinsichtlich Korrisionsschutz nachteilig ist.
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Nun kann der Spalt zwar vor dem Lackieren vorbeugend mit beispielsweise einem Acrylat aufgefüllt werden, was jedoch schon einen zusätzlichen Arbeitsschritt erfordert. Wird das Einsatzstück dann später etwa zu Kontrollzwecken oder für einen Wechsel des Druckfluids entnommen, muss das Acrylat zunächst aufwendig entfernt und der Spalt danach erneut aufgefüllt werden. Wird hingegen ein erfindungsgemäßes Einsatzstück zusammen mit einem Dichtring in ein angesenktes Gewindeloch gesetzt, legt sich der Dichtring an die Flanke der Ansenkung, sodass schon konstruktionsbedingt kein Spalt entsteht. Das Einsatzstück kann dann auch entnommen und danach idealerweise erneut eingesetzt werden.
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Sofern in Rahmen dieser Offenbarung von einer sich in radialer (oder axialer) Richtung erstreckenden Fläche die Rede ist, kann eine Tangente an die Fläche mit der radialen (oder axialen) Richtung auch einen Winkel (den kleineren von zwei zusammen 180° ergebenden Winkeln) von bis zu 30°, vorzugsweise von bis zu 15°, einschließen. Besonders bevorzugt verläuft die Tangente im Rahmen der Fertigungsgenauigkeit parallel zu der entsprechenden Richtung.
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Im Sinne dieser Erfindung kann das Einsatzstück eine beliebige Vorrichtung zum Einschrauben in eine Druckfluidvorrichtung sein, wobei der Übergang zwischen Druckfluidvorrichtung und Einsatzstück dann mit einem Dichtring gegen das Druckfluid abgedichtet wird. Gleichwohl bezieht sich die Erfindung ausdrücklich auch auf das Einsatzstück allein, unabhängig von Dichtring und Druckfluidvorrichtung. Das Einsatzstück kann beispielsweise ein Ventil, z. B. Entlüftungsventil, oder ein Sensor zum Einschrauben in die Druckfluidvorrichtung sein; bevorzugt ist eine Verschlussschraube.
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Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben und ergeben sich aus der Beschreibung. Diese bezieht sich dabei stets sowohl auf das Einsatzstück (ohne und auch mit Dichtring) als auch implizit auf die entsprechende Druckfluidvorrichtung bzw. eine entsprechende Verwendung.
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Die Erfindung betrifft ein Einsatzstück mit einem schaftseitig des Flansches nach radial außen hervortretenden Vorsprung. Dieser ist dazu ausgelegt, den Dichtring gegen ein Verrutschen in axialer Richtung zu sichern, und in Anlage an der Anlagefläche zu halten. Der Vorsprung kann beispielsweise gegenüber einer sich in axialer Richtung erstreckenden, den Dichtring dann nach innen abstützenden Mantelfläche um, bezogen auf einen Radius des Mantels, mindestens 1%, vorzugsweise mindestens 2%, besonders bevorzugt mindestens 3% hervortreten. Zur Sicherung eines Dichtrings mit einem Innendurchmesser von beispielsweise 17,7 mm kann also etwa ein gegenüber einer Mantelfläche mit entsprechendem Durchmesser um 0,3 mm hervortretender Vorsprung vorgesehen sein.
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Erfindungsgemäß ist der Vorsprung in einem radial außerhalb des Gewindeinnendurchmessers, vorzugsweise in einem radial außerhalb des Gewindeaußendurchmessers, liegenden Bereich vorgesehen. Es soll also beispielsweise eine zuvor genannte Mantelfläche, gegenüber welcher der Vorsprung hervortritt, nicht Bestandteil des Schafts, sondern an dem Flansch ausgebildet sein.
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Ein entsprechend gegenüber dem Gewinde nach radial außen verlagerter Vorsprung kann weiter bevorzugt gleichzeitig bei einem Einschrauben des Einsatzstückes als dann an der Druckfluidvorrichtung anliegender Anschlag ausgestaltet sein. Der Vorsprung bzw. ein außerhalb des Gewindeaußendurchmessers liegender Bereich davon ”passt” dementsprechend nicht in ein zugehöriges Gewindeloch, sondern sitzt in einem dieses umgebenden Randbereich auf. Im Gegensatz zum Stand der Technik ist dieser außerhalb des Gewindelochs liegende, vorzugsweise kreisringförmig ausgebildete, Anschlag zwischen Flansch und Druckfluidvorrichtung dann jedoch durch den Elastomerring nach außen verdeckt bzw. gedichtet.
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Sofern der Anschlag also beispielsweise Kratzer zur Folge haben sollte, werden diese bei eingesetztem Einsatzstück durch den Dichtring nach außen gegen Korrision geschützt. Da der Anschlag radial innerhalb des Dichtrings vorgesehen ist, wären die Kratzer auch weniger weit von dem Gewindeloch entfernt, würden also auch durch Einsatzstücke kleineren Durchmessers noch abgedeckt.
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Etwa im Hinblick auf einen möglichst definiert ausgebildeten Kontaktbereich kann der Vorsprung in bevorzugter Ausgestaltung von dem als Anschlag ausgelegten Bereich nach radial innen zum Flansch hin verjüngt ausgestaltet sein. Dementsprechend wird dann nur der als Anschlag vorgesehene, entsprechend schmale Bereich an der Druckfluidvorrichtung anliegen; der zum Flansch hin verjüngte Bereich hebt sich davon ab.
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Eine weitere Ausführungsform betrifft ein bereits mit einem Dichtring versehenes Einsatzstück, wobei der Dichtring eine erste, sich in radialer Richtung erstreckende Kontaktfläche und eine zweite, radial außenliegende und sich in axialer Richtung erstreckende Dichtringaußenfläche aufweist. Dabei liegt der Dichtring mit der Kontaktfläche an der Anlagefläche an und deckt der Flansch die Außenfläche nicht nach radial außen ab, wodurch sich vorteilhafterweise die bereits eingangs im Kontext des Hauptanspruchs beschriebenen Vorteile erreichen lassen.
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Bei dieser ein Einsatzstück mit aufgesetztem Dichtring betreffenden Ausführungsform muss die Anlagefläche nicht notwendigerweise ”unmittelbar” in eine Außenfläche übergehen; vielmehr kann am äußeren Rand der Anlagefläche beispielsweise auch ein entsprechend kleiner Wulst vorgesehen sein – durch die nach außen nicht durch den Flansch verdeckte Dichtringaußenfläche können gleichwohl die eingangs beschriebenen Vorteile erreicht werden, etwa die Anlage der Dichtringaußenfläche an die Flanke einer Ansenkung. Dennoch ist auch im Falle eines Einsatzstückes mit aufgesetztem Dichtring eine unmittelbar in eine Außenfläche des Flansches übergehende Anlagefläche bevorzugt.
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In weiterer Ausgestaltung ist die Dichtringaußenfläche mit der Außenfläche des Flansches bündig oder liegt in radialer Richtung außerhalb davon. Auf diese Weise kann ein ”überhängender” Flansch und ein demzufolge nicht durch den Dichtring ausgefüllter Spalt vermieden werden; dieser hätte im Gegensatz zu dem im Kontext der Ansenkung beschriebenen axial orientierten Spalt eine radiale Ausrichtung.
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In Verbindung mit einem vorstehend beschriebenen Vorsprung ist in dem Dichtring vorzugsweise eine den Vorsprung berücksichtigende Ausnehmung vorgesehen. Dadurch können Dichtring und Vorsprung axial zueinander hin verschoben werden, was schon aus Platzgründen vorteilhaft ist. Ferner lassen sich so auch die der Druckfluidvorrichtung zugewandte Dichtfläche des Dichtrings und ein am Vorsprung ausgebildeter Anschlag in eine in radialer Richtung orientierte Ebene verschieben (jedenfalls bei eingesetztem Einsatzstück), sodass der Vorsprung beispielsweise gleichzeitig in der zuvor beschriebenen Weise als Anschlag dienen kann.
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Die Erfindung richtet sich auch auf eine Druckfluidvorrichtung mit einem einen Zugang zu dem Druckfluid bildenden Gewindeloch, in welches ein erfindungsgemäßes Einsatzstück mit einem Dichtring eingesetzt ist. Sofern das Einsatzstück eine Verschlussschraube ist, kann diese beispielsweise mittels eines Innensechskants eingeschraubt sein; gleichermaßen könnte auch ein Innenzwölfkant oder eine Torx-Verzahnung vorgesehen sein.
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In weiterer Ausgestaltung ist das Gewindeloch angesenkt und wird das Einsatzstück so eingesetzt, dass sich die Dichtringaußenfläche an eine Flanke der Ansenkung anlegt, also ein eingangs beschriebener Spalt vermieden wird.
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Vorzugsweise ist die Anlagefläche des Dichtrings dabei außerhalb des Gewindelochs angeordnet, also zu einer äußeren Kante der Ansenkung in axialer Richtung beabstandet. Somit wird die Flanke von dieser äußeren Kante ab geschützt, vorzugsweise über ihre gesamte Länge in axialer Richtung; von in Bezug auf das Druckfluid außerhalb besteht dann also jedenfalls kein direkter Zugang zu der Flanke.
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Weiter bevorzugt wird der Dichtring dabei derart verspannt, dass eine sich durch den Schnitt einer Verlängerung der Anlagefläche in radialer Richtung mit einer Verlängerung der Flanke in axialer Richtung ergebende Linie durch den Dichtring verläuft. Der nicht kompressible Dichtring wird also durch das Verspannen ein Stück weit aus dem von Flansch und Ansenkung begrenzten Raum herausgedrückt und legt sich dabei ein wenig um die äußere Kante der Ansenkung. Diese wird durch den überhängenden Dichtring zusätzlich geschützt, sodass etwa ansonsten geometriebedingt an der Kante entstehenden Lackabplatzern vorgebeugt werden kann.
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Die Erfindung betrifft auch die Verwendung eines vorstehend beschriebenen Einsatzstückes zum Einsetzen in ein Gewindeloch einer Druckfluidvorrichtung, wobei die Druckfluidvorrichtung vorzugsweise ein Getriebe ist, insbesondere ein Elektromotorgetriebe.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei die darin offenbarten Merkmale auch in anderen Kombinationen erfindungswesentlich sein können.
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1 veranschaulicht eine aus dem Stand der Technik bekannte Verschlussschraube.
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2 zeigt eine erfindungsgemäße Verschlussschraube.
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3 zeigt eine Verschlussschraube gemäß 2 beim Einschrauben in ein Gewindeloch.
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4 illustriert eine Verschlussschraube gemäß 2 nach dem Einschrauben in ein Gewindeloch.
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1 zeigt eine Verschlussschraube gemäß dem Stand der Technik mit einem Gewindeschaft 1 und einem Flansch 2, in dem ein Innensechskant vorgesehen ist. In der rechten Hälfte ist die Verschlussschraube in einer Seitenansicht, in der linken Hälfte in einem Schnitt mit in der Zeichenebene liegender Schnittebene dargestellt.
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In dem Schnitt ist eine schaftseitig in den Flansch 2 eingebrachte Nut 4 zu erkennen. Ein sich in axialer Richtung über einen der Tiefe der Nut 4 entsprechenden Abschnitt erstreckender, umlaufender Hülsenabschnitt 5 begrenzt die Nut nach radial außen. Eine schaftseitige Stirnseite 6 des Hülsenabschnitts 5 liegt nach dem Einsetzen der Verschlussschraube in ein Gehäuse eines Elektromotorgetriebes an der Gehäuseaußenwand an, stellt also einen Anschlag dar. Zwischen dem Hülsenabschnitt 6 und dem Gewindeschaft 1 ist ein Dichtring 7 in der Nut 4 gehalten, sodass nach dem Einsetzen der Verschlusschraube die Abdichtung zu dem Gehäuse hin radial innerhalb des Anschlags liegt.
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Wird eine Verschlussschraube gemäß 1 in ein angesenktes Gewindeloch gesetzt, besteht zwischen einem Außenwandbereich 8 des Flansches und einer (hier noch nicht gezeigten) Flanke des Gewindelochs stets ein Spalt. Dieser kann dann beispielsweise im Falle eines nachträglichen Lackierens nur schlecht mit Lack gefüllt werden und muss deshalb in einem zusätzlichen Arbeitsschritt zunächst mit Acrylat aufgefüllt werden.
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2 zeigt eine erfindungsgemäße Verschlussschraube mit Gewindeschaft 1 und Flansch 2, in welchem wiederum ein Innensechskant vorgesehen ist. In der linken Hälfte der 2 ist eine Seitenansicht, in der rechten Hälfte ein Schnitt mit in der Zeichenebene liegender Schnittebene dargestellt.
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An dem Flansch 2 ist eine sich in radialer Richtung erstreckende Anlagefläche 21 ausgebildet, an welcher der Dichtring 7 anliegt. Die Anlagefläche 21 geht an der Kante 22 unmittelbar in eine Außenfläche 23 über, welche sich in axialer Richtung erstreckt und gegenüber einer Außenfläche 24 des Dichtrings 7 nach radial innen zurückgesetzt ist.
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An dem Flansch 2 ist ein gegenüber einer Mantelfläche 25, welche radial außerhalb eines Außendurchmessers des Gewindes liegt und den Dichtring 7 nach innen abstützt, nach radial außen hervortretender Vorsprung 26 vorgesehen. Der Vorsprung 26 sichert den Dichtring 7 gegen ein Verrutschen in axialer Richtung und hält ihn in Anlage an der Anlagefläche 21.
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3 zeigt eine Verschlussschraube gemäß 4, die in ein Gewindeloch eines Elektromotorgetriebegehäuses geschraubt wird; Teile mit zu den vorherigen Figuren identischen Bezugszeichen haben die dort beschriebene Funktion. Es ist wiederum ein Schnitt gezeigt, wobei die linke Bildhälfte ein Gewindeloch ohne und die rechte Bildhälfte ein Gewindeloch mit Ansenkung illustriert. Der Außendurchmesser des Dichtrings 7 ist etwas kleiner als der Durchmesser der Ansenkung, sodass die Außenfläche 24 des Dichtrings 7 gegenüber der Flanke 31 der Ansenkung nach radial innen zurückversetzt ist, der Dichtring 7 beim Einschrauben also nicht an der äußeren Kante 32 der Ansenkung hängen bleibt. Dies ist insbesondere in der als Einsatz gezeigten vergrößerten Darstellung zu erkennen.
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4 zeigt die anhand von 3 erläuterte Kombination aus Verschlussschraube und Gewindeloch (mit und ohne Ansenkung) nach dem Einschrauben der Verschlussschraube. Diese liegt nun, wie im Besonderen aus der als Einsatz gezeigten vergrößerten Darstellung hervorgeht, mit dem Vorsprung 26, also mit einem axial äußeren Bereich davon, an einem Boden 41 der Ansenkung bzw. an einem Gehäuseaußenwandbereich 42 (linke Hälfte der Figur) an. Der den Dichtring 7 haltende Vorsprung 26 ist also gleichzeitig als Anschlag ausgebildet. Aus der vergrößerten Darstellung ist ersichtlich, dass der Vorsprung 26 hierfür zum Flansch hin verjüngt ausgebildet ist, sich also von dem schmalen zum Kontakt vorgesehenen Anschlagbereich abgesehen vom Boden 41 der Ansenkung abhebt.
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Ferner ist in der vergrößerten Darstellung zu erkennen, dass der zwischen Anlagefläche 21, Mantelfläche 25 sowie Boden 41 und Flanke 32 der Ansenkung komprimierte Dichtring etwas nach außen (in der Figur nach rechts oben) gedrückt wird. Der so entstehende Überlapp schützt insbesondere die äußere Kante 32 der Ansenkung. Dabei bleibt das Volumen des nicht kompressiblen Dichtrings 7 erhalten, wobei ein vor dem Einschrauben den Vorsprung 26 in axialer Richtung noch überragender Bereich des Dichtrings 7 (vgl. die vergrößerte Darstellung in 3) dann einerseits den Bereich um den Vorsprung 26 (teilweise, nicht vollständig) füllt und andererseits den Überlapp bewirkt.