Die Erfindung betrifft ein Element, vorzugsweise ein Verschlusselement zum Einsetzen in eine Bohrung eines Bauteils nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Solche Verschluss- bzw. Befestigungselemente zum Einsetzen in eine Bohrung beispielsweise bei einem Motor mit einem in die Bohrung einsetzbaren hülsenförmigen Grundkörper sowie mit einem diesen in der Bohrung verspannbaren Spreizkörper sind bekannt. Verschlusselemente

BESTÄTIGUNGSKOPIE dieser Art werden insbesondere als Massenartikel in Bohrungen mit unterschiedlichen Durchmessern und Innendrücken zwecks Abdichten eingesetzt. Je nach Grösse der Bohrung und Stärke des wirksamen Innendrucks ergeben sich sehr unterschiedliche Ausführungen, wie diese bei- spielsweise in der US 6,708,978 B2 geoffenbart sind. Die dort beschriebenen Verschlüsse sind als einteilige Verschlussscheiben ausgebildet. Sie sind somit fertigungstechnisch einfacher als mehrteilige Verschlüsse herstellbar, wie diese beispielsweise in der Druckschrift WO 2009/000317 A1 beschrieben sind.

Ausgehend von diesen bekannten Elementen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Element zu schaffen, das auf einfache Weise mindestens eine zusätzliche Funktion einer Messung, einer Datenübertragung, einer Analyse und/oder dergleichen ausgeübt werden kann.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass mindestens ein im oder am Element angeordnetes Elektroelement vorgesehen ist, wobei das jeweilige Elektroelement elektrische Signale sendet und/oder empfängt.

Mit diesem erfindungsgemässen Element können nebst der eigentlichen Dicht- und/oder Befestigungsfunktion eine oder mehrere Messungen etc. des Mediums in dem Bauteil und/oder vom Bauteil vorgenommen werden, ohne dass dabei das Montieren oder die sichere dauerhafte Abdich- tung des Elementes beeinträchtigt würde.

Bei einer sehr vorteilhaften Ausführung ist das Elektroelement im Spreizkörper des Elementes integriert, wobei der Spreizkörper in einen in die Bohrung einsetzbaren hülsenförmigen Grundkörper eindrückbar ist. Sehr vorteilhaft weist das Elektroelement ein Gehäuse auf, welches im Spreiz- oder im Grundkörper bzw. in der Bohrung formschlüssig gehalten ist.

Bei dem Elektroelement handelt es sich je nach Anwendung um einen Sensor, Aktor, Transducer, Chip, Messumformer oder dergleichen, wobei er mit wenigstens einem Leitungsanschluss versehen ist und/oder Funksignale sendet bzw. empfängt. Idealerweise ist das Elektroelement als autarkes Element ausgebildet.

Im Vergleich zu den heute am meisten verbreiteten Einbautechniken von Sensoren, welche geschraubt oder gesteckt werden, hat das erfindungs- gemässe Befestigungselement den Vorteil, dass das Element einen dau- erhaft dichten Sitz gewährleistet und so die Zuverlässigkeit und der Schutz gegen mechanische, klimatische oder chemische Belastungen erhöht. Auch ist die Kombination von Verschluss- und Sensorelement vorteilhafter in Bezug auf Grösse, Gewicht und Kosten. Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie weitere Vorteile derselben sind nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt eines erfindungsgemässen einstückigen Elementes in einer Bohrung in nicht eingebautem Zustand;

Fig. 2 einen Schnitt des Elementes nach Fig. 1 im montierten Zustand;

Fig. 3 einen Schnitt einer ähnlichen Variante eines einstückigen Elementes in nicht eingebautem Zustand; Fig. 4 einen Schnitt des Elementes nach Fig. 3 im montierten Zustand;

Fig. 5 einen Schnitt einer weiteren Variante eines erfindungsgemä- ssen Elementes mit einem im Grundkörper angeordneten Elek- troelement im vormontierten Zustand;

Fig. 6 einen Schnitt des Elementes nach Fig. 5 im montierten Zustand;

Fig. 7 einen Schnitt einer weiteren Variante eines Elementes im montierten Zustand, bei dem das Elektroelement unterhalb des Elementes plaziert ist;

Fig. 8 einen Schnitt einer Variante eines erfindungsgemässen Elementes im vormontierten Zustand;

Fig. 9 einen Schnitt des Elementes nach Fig. 8 im montierten Zustand;

Fig. 10 einen Schnitt eines Elementes einer ähnlichen Variante wie bei

Fig. 8 in nicht eingebautem Zustand; und

Fig. 1 1 einen Schnitt des Elementes nach Fig. 10 im montierten Zustand. Fig. 1 und Fig. 2 zeigen ein Element 10, welches als Verschlusselement zum Einsetzen in eine Bohrung 12 eines Bauteils 11 dient, wobei es vorzugsweise in eine Bohrung eines Motors, eines Ventilblocks, eines Hydraulikaggregates oder eines Behälters eingesetzt wird. Das Element 10 ist einstückig ausgebildet und setzt sich aus einem in die Bohrung 12 einsetzbaren hülsenförmigen Grundkörper 15, dessen Aussenumfang im eingebauten Zustand an der Innenfläche der Bohrung 12 dichtend anliegt, sowie aus einem diesen Grundkörper 15 in der Boh- rung 12 verspannbaren Spreizkörper 16 zusammen. Der Grundkörper 15 mit einem am Bauteil 1 1 aufliegenden Stützflansch 17 ist durch einen umgebogenen Übergangsbereich 18 in dem in die Bohrung ragenden Ende mit dem Spreizkörper 16 verbunden.

Erfindungsgemäss ist ein im Spreizkörper 16 angeordnetes Elektroele- ment 20 vorgesehen, welches elektrische Signale sendet und/oder empfängt, hiefür zwei elektrische Anschlüsse 21 , 22 angedeutet sind, die von ausserhalb des Bauteils 1 1 mit einer nicht näher gezeigten Auswerteein- heit oder dergleichen verbindbar sind. Das Elektroelement 20 weist ein Gehäuse 20' auf, welches im Innern des hutförmig ausgebildeten Spreizkörpers 16 vorzugsweise formschlüssig gehalten ist.

Das Elektroelement 20 ist, wie in Fig. 2 schematisch verdeutlicht ist, im montierten Zustand derart positioniert, dass es an die in der Bohrung 12 gebildeten Kammer 12' angrenzt und damit in Kontakt mit dem in der Bohrung enthaltenden Medium für Messzwecke oder dergleichen steht. Es befindet sich dabei im Spreizkörper 16 und auch innerhalb des Grundkörpers 15.

Selbstverständlich kann dieses vorliegend schematisch veranschaulichte Elektroelement 20 auch platten- oder andersförmig ausgebildet sein und seine elektrischen Anschlüsse 21 , 22 können in der Anzahl bzw. in der Anordnung anders als dargestellt vorgesehen sein.

Je nach Anwendung ist für das Elektroelement 20 ein Sensor, Aktor, Transducer, Chip, Messumformer oder dergleichen verwendbar. Beispielsweise kann der Druck und/oder die Temperatur des Mediums in einem Motorenblock als Bauteil 1 1 permanent oder durch steuermässi- ges Abrufen ermittelt werden.

Das Elektroelement 20 in dem Spreizkörper 16 weist einen solchen Au- ssendurchmesser auf, dass dieser annähernd dem Innendurchmesser des Spreizkörpers 16 im montierten Zustand entspricht. Im nicht eingebauten Zustand ist in der Wandung 16' des Spreizkörpers 16 ein Übergang 16" ausgeformt, der die Wandung 16' in einen aussen- und einen innenseitigen Abschnitt unterteilt. Der Aussendurchmesser des aussen- seitigen Abschnitts ist dabei grösser als der Aussendurchmesser des innenseitigen Abschnitts und insbesondere auch geringfügig grösser als der abgestufte Innendurchmesser des hülsenförmigen Grundkörpers 15, bei dem eine gegen die Bohrung 12 hin erfolgende Durchmesserverringerung vorgesehen ist. Damit wird ermöglicht, dass der Spreizkörper 16 beim Eindrücken als auch im montierten Zustand eine radial nach aussen wirkende dauerhafte Anpresskraft auf den Grundkörper 15 erzeugt.

Beim Eindrücken erfolgt fernerhin beim ringförmigen Übergangsbereich 18 eine plastische Umformung zwischen Spreiz- und Grundkörper, bei dem sich dieser wulstartige Übergangsbereich 18 in die Bohrung hinein verlagert.

Fig. 3 und Fig. 4 veranschaulichen ein Element 30, welches ähnlich wie das Element 10 nach Fig. 1 und Fig. 2 ebenfalls einstückig ausgebildet ist und daher nachfolgend nurmehr die unterschiedliche Form seines Spreizkörpers 36 in dem zur Verformung gelangenden Bereich erläutert ist. Ein Elektroelement 20 ist erfindungsgemäss in diesem Spreizkörper in analoger Weise wie beim Element 10 integriert.

Dem Spreizkörper 36 sind unterhalb des Elektroelementes 20 zwei im unmontierten Zustand, wie in Fig. 3 verdeutlicht ist, einen Winkel bildende hülsenförmige Schenkel 36', 36" zugeordnet. Beim Eindrücken des hutförmigen Spreizkörpers 36 wird der obere Schenkel 36' unterhalb des Elektroelementes 20, indes der untere Schenkel 36" beim Übergangsbereich 38 umgebogen. Im montierten Zustand sind sie folglich um 180° aufeinander liegend und dienen als unterer Anschlag des Elektroelementes 20. Letzteres ist damit wiederum in unmittelbarem Kontakt mit dem in der Kammer 12' befindenden Medium, und es lassen sich die Eigenschaften desselben, wie zum Beispiel Druck, Temperatur etc. messen. Diese oben erläuterten Elemente 10, 30 sind in der Patentanmeldung PCT/EP201 1/004225 ausführlich im Detail beschrieben und es wird daher auf diese Anmeldung verwiesen.

Ein Element 50 nach Fig. 5 und Fig. 6 umfasst einen in einer abgestuften Bohrung 12 positionierter Grundkörper 55 und einen in diesen eindrückbaren separaten hülsenförmigen Spreizkörper 56. Letzterer wird in der Weise eingedrückt, dass der Grundkörper 55 radial nach aussen gegen die Innenwand der Bohrung 12 gepresst und mit seinen vorstehenden ringförmigen Aussenrippen 55' oder dergleichen in das Material des Boh- rungswandung unter plastischer Verformung für eine sicheres Halten und Abdichten eingedrückt ist. Dieses Element 50 zeichnet sich erfindungsgemäss dadurch aus, dass das Elektroelement 20 im Unterschied zu den Ausführungsbeispielen gemäss Fig. 1 bis Fig. 4 in dem Grundkörper 55 angeordnet ist, welcher zweckmässigerweise ebenfalls hülsenförmig ausgebildet, so dass das in

5 diesem befestigte Elektroelement 20 gleichsam mit dem in der Bohrung befindlichen Medium in Kontakt stehen kann. Die untere Öffnung 57 des Grundkörpers 55 ist vorzugsweise mit einer Trichterform versehen, damit das Elektroelement 20 vorteilhaft auf seiner gesamten Unterseite mit dem Medium beaufschlagt ist. Der in den Grundkörper 55 eingedrückte l o Spreizkörper 56 schlägt, wie in Fig. 6 ersichtlich ist, mit seiner unteren Stirnseite auf die Oberseite des Elektroelementes 20 an, womit letzteres dauerhaft fixiert ist.

Als Besonderheit ist noch vorgesehen, dass dem Elektroelement 20 eine 15 Dichtfunktion dieses Verschlusselementes 50 zukommt, da sowohl der Spreiz- als auch der Grundkörper hülsenförmig ausgebildet sind. Damit ergibt sich der Vorteil, dass die Elektroanschlüsse 21 , 22 des Elektroelementes 20 von aussen frei zugänglich sind . Im Prinzip könnte der Spreizkörper 56 aber auch oben geschlossen sein.

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Ein Element 70 nach Fig. 7 ist an sich gleich ausgebildet wie das oben umschriebene Element 50 und es sind daher nachfolgend nicht nochmals alle Einzelheiten erläutert. Der erfindungsgemässe Unterschied besteht darin , dass das Elektroelement 20 unterhalb des Elementes 70 direkt in5 der Bohrung fixiert ist. Zu diesem Zwecke ist die Bohrung 12 mit einer durch einen Absatz erweiterten Bohrung 1 3 versehen, in welcher das Elektroelement 20 passgenau positioniert ist. Als Fixierung desselben dient das in der erweiterten Bohrung 1 3 befestigte Element 70 mit dem Grundkörper 75 und dem darin eingedrückten Spreizkörper 76, die beide hülsenförmig ausgebildet sind und sich die Elektroanschlüsse 21 , 22 für einen externe Verbindung durch diese erstrecken. Fig. 8 und Fig. 9 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Elementes 80, welches einen Grundkörper 85 und einen Spreizkörper 86 um- fasst, wobei der Spreizkörper 86 via eine Sollbruchstelle 87 mit einem Zugbolzen 88 verbunden ist. Der Spreizkörper 86 und der über diesen gestülpte Grundkörper 85 sind gemeinsam in der Bohrung 12 positionier- bar. Durch eine Kraft auf den Zugbolzen 88 und damit auf den Spreizkörper 86 vom Bauteil 1 1 weg unter Abscheren der Sollbruchstelle 87 ist er in den Grundkörper 85 eindrückbar, so dass der Spreizkörper 86 durch Erzeugung eines radialen Druckes auf die Innenwand des Grundkörpers 85 letzteren gegen die Wand der zu verschliessenden Bohrung dichtend anpresst.

Im Rahmen der Erfindung ist ein ebenfalls schematisch gezeigtes Elek- troelement 90 in einer Öffnung 86' des Spreizkörpers 86 angeordnet. Diese Öffnung 86' im Spreizkörper 86 für die Aufnahme des Elektroele- mentes weist eine solche Länge auf, dass diese sich durch die Sollbruchstelle 87 hindurch erstreckt und damit nach dem Abscheren eine durchgehende Öffnung im Spreizkörper 86 entsteht, wodurch das dicht im Spreizkörper 86 eingesetzte Elektroelement 90 gegen innen an die in der Bohrung 12 gebildeten Kammer angrenzt und gegen aussen wegfüh- rende Elektroanschlüsse 91 , 92 aufweist.

Fig. 10 und Fig. 1 1 veranschaulichen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Elementes 100, welches ähnlich wie dasjenige nach Fig. 8 eine Sollbruchstelle 97 einer einteiligen Verschlussscheibe 96 als Kopfteil eines auf Zug beanspruchbaren Zugbolzens 98 umfasst. Die Verschlussscheibe 96 ist durch eine axiale Kraft beim Zugbolzen 98 aufspreizbar und dabei radial gegen die Innenwand der zu verschliessenden Bohrung 12 des Bauteils 1 1 andrückbar.

Erfindungsgemäss ist ein Elektroelement 95 in einer Öffnung 96' der Verschlussscheibe 96 angeordnet, welches wiederum schematisch dargestellt ist. Diese Öffnung 96'für die Aufnahme des Elektroelementes weist eine solche Länge auf, dass sich diese durch die Sollbruchstelle 97 hindurch erstreckt und damit nach dem Abscheren eine durchgehende Öffnung in der Verschlussscheibe 96 entsteht, wodurch das dicht darin eingesetzte Elektroelement 95 gegen innen an die in der Bohrung 12 gebildeten Kammer angrenzt und gegen aussen wegführende Elektroan- Schlüsse aufweist.

Dieses oben erläuterte Verschlusselement 100 ist Gegenstand der Patentanmeldung PCT/EP201 1/000663 und es wird daher auf diese Anmeldung verwiesen.

Die Erfindung ist mit den oben erläuterten Ausführungsbeispielen ausreichend dargetan. Sie könnte aber noch durch andere Varianten geoffenbart sein. So könnten zwei oder noch mehr solcher Elektroelemente in einem Verschlusselement integriert sein, beispielsweise indem das eine Elektroelement im Grund- oder Spreizkörper integriert und das zweite unterhalb des Grundkörpers positioniert ist, wobei dieses auch ringförmig ausgebildet sein könnte. Das andere oberhalb diesem angeordneten könnte zylindrisch oder dergleichen ausgebildet sein, so dass ebenfalls eine Verbindung mit dem Innern des Motors etc. vorhanden wäre, um z.B. mit dem einen die Temperatur und mit dem andern den Druck des Mediums in der Kammer zu messen. Des weiteren könnte das Elektroelement im montierten Zustand nicht unmittelbar an die in der Bohrung gebildeten Kammer angrenzen, sondern beispielsweise durch eine Leitung mit einer Sonde oder dergleichen in die Bohrung oder in den Innenraum des Bauteils ragen. Ausserdem besteht im Rahmen der Erfindung ein weiterer Vorteil darin, dass das Elektroelement auswechselbar ist, wenn dieses defekt ist oder durch ein anderes ersetzt werden soll. So könnte zum Beispiel das Element 10, 30 gemäss Fig. 2 bzw. Fig. 4 durch eine Ausziehvorrichtung aus der Bohrung 12 entfernt und ein neues Element mit einem neuen Elektroelement montiert werden. Beim Element 80 könnte der Spreizkörper 86 mit dem Elektroelement 90 in die Bohrung hineingedrückt und dann ebenfalls nach dem Herausnehmen des Grundkörpers 85 ein neues Element mit einem neuen Elektroelement eingesetzt werden. Üblicherweise ist die Bohrung 12, das jeweilige Element und damit auch das Elektroelement im Querschnitt rund ausgebildet. Theoretisch könnte bei diesen aber auch ein rechteckige oder mehreckiger Querschnitt vorgesehen sein.