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Dichtungspfropfen Die Erfindung bezieht sich auf einen Dichtungspfropfen
zum hermetischen Abdichten von gewindelosen Öffnungen in Metallteilen mit dünnen
Wandungen durch eine radiale Dehnung des Pfropfens, bei der ausschließlich in Richtung
der Dehnung wirkende Kräfte auf die Wandungen übertragen werden, wobei der Pfropfen
lediglich aus einem schalenförmigen Einsatz mit einer selbsthemmenden konischen
Innenfläche und einem Dehnungsstift mit einer entsprechenden konischen Außenfläche
besteht.
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Es ist ein Rohrpfropfen bekannt, bei dem zwei konische Preßteile durch
einen Gewindebolzen und eine Mauer gegeneinander verspannt werden. Bei dieser Konstruktion
tritt das Problem, das der Erfindung zugrunde liegt, nicht auf, denn Rohre sind
gegen radiale Dehnung sehr widerstandsfähig. Sie können also ohne weiteres beim
Dichten des Rohrquerschnittes senkrecht zur Wandung belastet werden. Dementsprechend
besteht bei dieser Konstruk= tion keine Möglichkeit, den Pfropfen ohne eine übertragung
von Kräften auf die Wandung zu lösen. Außerdem ist das Gewinde; das im Dehnungskörper
angebracht ist, durchbohrt, so daß-der Pfropfen seinen Zweck nur dann erfüllen kann,
wenn das Gewinde dicht ist.
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Es ist weiterhin ein Dichtungspfropfen bekannt, bei dem ein konischer
Dichtungsstift durch leichte Schläge in den schalenförmigen Einsatz geschlagen wird.
Sowohl beim Einsetzen wie - auch beim Entfernen, soweit dies überhaupt möglich ist,
werden erhebliche Kräfte von dem Pfropfen -auf die zu dichtende Wandung übertragen.
Er kann darum nur in relativ stabilen Wänden verwendet werden, weil dünnere Wände
punktförmig eingeleitete Belastungen in der Regel nicht aufnehmen können.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,. einen solchen, nur aus
zwei Teilen bestehenden Dichtungspfropfen so weiterzuentwickeln, daß ein Einbau
auch in dünne und sehr dünne Wände möglich wird, ohne daß diese beim Einsetzen bzw.
Herausnehmen des Stopfens beschädigt werden, Hierzu ist es notwendig, daß beim Ein-
und Ausbau quer zur Wand auftretende Kräfte vermieden werden.
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Durch die Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß am Boden
des schalenförmigen Einsatzes ein Gewindesackloch vorgesehen ist und der Dehnungsstift
in an sich bekannter Weise eine Innenbohrung aufweist, wobei der Innendurchmesser
der Innenbohrung größer ist als der größte Durchmesser des Gewindes. Hierbei kann
die Innenwandung des Dehnungsstiftes ebenfalls ein Gewinde aufweisen.
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Eine besondere .gute Abdichtung der Lochwandung wird erzielt, wenn
in an sich bekannter Weise an der Außenfläche des schalenförmigen Einsatzes Nuten
vorgesehen sind. In ebenfalls an sich bekannter Weise entspricht die Länge des schalenförmigen
Einsatzes im Innern mindestens der Länge des Dehnungsstiftes.
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Zum Ein- und Ausbau ist gemäß der Erfindung weiterhin ein besonderes
Werkzeug vorgesehen, das aus einer einfachen Schraube besteht, die in das Gewinde
des schalenförmigen Einsatzes paßt und eine Mutter trägt, mit deren Hilfe der Druckstift
eingepreßt wird. Hierbei kann gemäß der Erfindung eine glatte Scheibe zwischen dem
Druckstück und dem Druckstift vorgesehen sein.
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Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise
dargestellt. Es zeigt F i g. 1 eine auseinandergezogene Ansicht eines Dichtungspfropfens
mit einem Dehnungsstift, F i g. 2 einen Schnitt durch den Dichtungspfropfen in einer
dünnen Metallwand mit einem Werkzeug für den Einbau in teilweise geschnittener Darstellung,
F i g. 3 eine Draufsicht auf einen fertig eingebauten Dichtungspfropfen und F i
g. 4 einen Schnitt entlang der Linie 4-4 in F i g. 3.
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F i g. 1-zeigt eine Dichtungspfropfenanordnung 10 mit einem schalenförmigen
Einsatz und einem Dehnungsstift 14.
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Der Einsatz 12 weist eine zylindrische Außenfläche 16 mit einem solchen
Durchmesser auf, daß er leicht
in eine vorgebohrte Öffnung in einem
Metallteil mit einer dünnen zerbrechlichen Wand eingesetzt werden kann. Die zylindrische
Außenfläche 16 hat mehrere getrennte, parallel in einem Abstand zueinander angeordnete
Nuten 17,18,19, 20, 21 und 22. Die Außenfläche des Einsatzes 12 zwischen diesen
Nuten besteht aus Dichtungsflächen 23, 24, 25, 26 und 27. Die oberste Nut 17 ist
in einem Abstand von dem Oberrand des Einsatzes 12 angeordnet und bildet eine Dichtungsfläche
28. Das untere Ende des Einsatzes 12 ist im wesentlichen schalenförmig ausgebildet
und hat ein zylindrisches Teil 29, konische Teile 30 und 31 und eine abgerundete
Spitze 32. Der Einsatz 12 hat außerdem ein flaches oberes Ende 33.
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Das Innere des schalenförmigen Einsatzes 12 weist eine konische Bohrung
34 auf, die sich durch den Einsatz hindurch in das Teil erstreckt, an dem außen
die Nuten 17 bis 22 angeordnet sind. Das untere Ende des konischen Teiles 34 endet
in einer Ansenkung 35, die in ein Sackloch 37 mit einem Gewinde 36 für den Ein-
und Ausbau führt.
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Der Dehnungsstift 14 weist eine konische Außenfläche 40 mit einem
Konus auf, der der Innenfläche 34 des Einsatzes 12 angepaßt ist, so daß bei einer
axialen Bewegung des Stiftes 14 die konischen Flächen 34 und 40 eine radiale Dehnung
des Einsatzes 12 im Bereich der Dichtungsflächen 23; 24, 25, 26, 27 und 28 hervorrufen.
Der Stift 14 ist hohl und zylindrisch ausgebildet, und die Innenfläche hat ein Gewinde
42 zum Herausziehen an einer Innenbohrung, die einen größeren Durchmesser hat als
das konische Sackloch 37. Der Stift 14 weist eine flache untere Stirnfläche 43 und
eine flache obere Stirnfläche 44 auf, wobei bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
die Länge des Dehnungsstiftes 14 zwischen den Stirnflächen 43 und 44 geringer
ist als die Länge der konischen Bohrung 34 in dem Einsatz 12.
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Der Pfropfen ist vor allem zum Dichten gerader nicht konischer Öffnungen
in Gehäusen od. dgl., wie z. B. einem Metallteil 46 mit einer relativ dünnen zerbrechlichen
Wand 48, verwendbar. Selbstverständlich muß das Teil 46 eine gewisse axiale Mindestausdehnung
haben, wie z. B. einen Gehäusewulst 51 in der Öffnung 49.
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Für den Ein- und Ausbau ist ein Werkzeug vorgesehen, das aus einer
Schraube 50 mit einem Kopf 52 und einem dem Gewinde 36 entsprechenden Gewinde
54 besteht. Ein Teil der Schraube braucht nicht unbedingt ein Gewinde zu haben,
wie es bei 55 angedeutet ist, wobei ein weiteres Gewinde 56 in einem geeigneten
Abstand über dem Gewinde 54 vorgesehen ist. Ein Druckstück 58 mit einer Ausnehmung
59 ist an dem Gewinde 56 vorgesehen, wobei eine druckfeste Scheibe 60 unter dem
Druckstück 58 angeordnet ist.
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Beim Einbau kann der urgedehnte Einsatz 12 leicht in die Öffnung 49
eingesetzt werden. Der hohle Dehnungsstift 14 wird dann in den Einsatz geschoben,
so daß die konische Wand 40 des Dehnungsstiftes 14 an der konischen
Wand 34 des Einsatzes 12 anliegt. Zum Dichten der Öffnung 49 wird der Pfropfen 12
dadurch gedehnt, daß der Stift 14 in axialer Richtung, wie in F i g. 2 gezeigt ist,
nach unten gepreßt wird. Die konischen Flächen 40 und 34 sind so gewählt; daß eine
bestimmte radiale Dehnung und damit eine bestimmte Dichtung erreicht wird; wenn
das Ende 44 des Stiftes 14 im wesentlichen eine Ebene mit dem Ende 33 des Dichtungsteiles
12 bildet. Um die axiale Verschiebung beim Einbau zu erreichen, wird der
Bolzen 50 in das Gewinde 36 im Einsatz 12 eingeschraubt. Die Scheibe 60 und die
Mutter 58 sind dabei auf dem Bolzen 50, wie in F i g. 2 gezeigt, angeordnet. Die
Mutter 58 wird nun heruntergeschraubt. Wenn die druckfeste Scheibe 60 an der Fläche
44 -des Stiftes 14 anliegt, preßt die Mutter 58 bei einer weiteren Abwärtsbewegung
auf dem Gewinde 56 den Stift 14 axial nach unten. Jedoch wird die axiale Kraft beim
Einbau durch eine gleich große axiale Kraft in entgegengesetzter Richtung mittels
des Bolzens 50, der in die Öffnung 37 eingeschraubt ist, ausgeglichen. Diese beiden
axialen Kräfte sind gleich groß und wirken einander entgegengesetzt, und die einzige
Kraft, die auf die Wand 49 beim Einsetzen des Dehnungsstiftes 14 ausgeübt wird,
verläuft in radialer Richtung.
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Da nur Radialkräfte entstehen, ist der Pfropfen besonders gut beim
Dichten sehr dünner Wände von Kanistern, Tanks, Rohren und Leitungen od. dgl. verwendbar.
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Für den Ausbau des Pfropfens 10 wird ein nicht dargestellter
Bolzen od. dgl. zum Herausziehen in das Gewinde 42 des Stiftes 14 so weit eingeschraubt,
daß er sich an der Fläche 35 abstützt und den Stift 14 nach oben herausdrückt. Dabei
treten quer zur Wand wirkende Kräfte ebenfalls nicht auf.
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Obwohl die Bolzenanordnung für den Einbau als Bolzen mit einer Treibmutter,
die von Hand betätigt wird, dargestellt ist, um den Einbau zu vereinfachen, ist
ersichtlich, daß dieses einfache Handeinbauwerkzeug für eine Massenproduktion ausgebildet
werden kann, beispielsweise durch Verwendung eines hydraulischen Kolbens für das
Eintreiben des Dehnungsstiftes.