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Patent Searching and Data


Title:
SEALING CAP FOR SEALING A COUNTERSUNK HOLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2015/165454
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a sealing cap for sealing a countersunk hole, said cap having a cap body with an upper face which, when the cap is mounted, is positioned in the region of the hole entrance. At least the upper face (6) is covered with an anti-abrasive coating (8).

Inventors:
DANIEL, Patrick (Ludwigsthaler Straße 11, Kirkel, 66459, DE)
MENGES, Martin (Max-Pechstein-Straße 19, Homburg, 66424, DE)
Application Number:
DE2015/200253
Publication Date:
November 05, 2015
Filing Date:
April 09, 2015
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG (Industriestraße 1-3, Herzogenaurach, 91074, DE)
International Classes:
F16C29/08
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Claims:
Patentansprüche

Verschlusskappe zum Verschließen einer Senkbohrung, mit einem eine Oberseite aufweisenden Kappenkörper, welche Oberseite in der Montagestellung im Bereich des Bohrungseingangs positioniert ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Oberseite (6) mit einem Verschleißschutzbelag (8) abgedeckt ist.

Verschlusskappe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Verschleißschutzbelag (8) in Form einer Schutzschicht (9) auf die Oberseite (6) aufgebracht ist.

Verschlusskappe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht (9) eine Metallschicht oder eine Keramikschicht ist.

Verschlusskappe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallschicht eine durch galvanische Abscheidung und die Keramikschicht eine durch Gasphasenabscheidung erzeugte Schicht ist.

Verschlusskappe nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kappenkörper (10) neben der Oberseite (6) auch zumindest an der radialen Mantelfläche oder an der gesamten Mantelfläche mit der Schutzschicht (9) belegt ist.

Verschlusskappe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Verschleißschutzbelag (8) in Form eines an der Oberseite (6) des Kappenkörpers (10) befestigten, die Oberseite abdeckenden Verschleißschutzbauteils (15) vorgesehen ist.

Verschlusskappe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschleißschutzbauteil (15) stoffschlüssig mit der Oberseite (6) verbunden ist.

Verschlusskappe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschleißschutzbauteil (15) form- oder kraftschlüssig mit dem Kappenkörper (10) verbunden ist.

Verschlusskappe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschleißschutzbauteil (15) über eine Klemmverbindung oder eine Rastverbindung am Kappenkörper (10) befestigt ist.

Verschlusskappe nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschleißschutzkörper (15) aus Metall oder Keramik ist oder einen oberflächliche Schutzschicht in Form einer Metallschicht oder einer Keramikschicht aufweist.

Description:
Bezeichnung der Erfindung

Verschlusskappe zum Verschließen einer Senkbohrung

Beschreibung

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Verschlusskappe zum Verschließen einer Senkbohrung, mit einem eine Oberseite aufweisenden Kappenkörper, welche Oberseite in der Montagestellung im Bereich des Bohrungseingangs positioniert ist.

Hintergrund der Erfindung

Derartige Verschlusskappen dienen zum Verschließen von üblicherweise in einem Metallgegenstand eingebrachten Senkbohrungen. Solche Senkbohrungen werden in der Regel zur Aufnahme von Befestigungsschrauben eingebracht, wobei der Schraubenkopf in der Senkung aufgelagert ist. Über die Verschlusskappe kann die Senkbohrung, vorzugsweise oberflächenbündig, sodann verschlossen werden. Ein Beispiel eines Anwendungsfalls sind Linearfüh- rungen bestehend aus einem Führungswagen und einer profilierten Schiene. Der Führungswagen sowie die Schiene werden üblicherweise mit der Umgebungskonstruktion verschraubt, schienenseitig beispielsweise mit einem Maschinengestell, wagenseitig beispielsweise mit dem zu bewegenden Gegenstand. Die Verschlusskappen werden dabei zumeist zum Verschließen der schienenseitigen Senkbohrungen verwendet.

Eine bekannte Verschlusskappe einer ersten Ausführungsform ist zweiteilig ausgeführt, bestehend aus einem Spreizring, üblicherweise aus Kunststoff, der zuvorderst in die Senkbohrung, auf dem Schraubenkopf aufliegend, eingesetzt wird. Ferner umfasst die Verschlusskappe den eigentlichen Kappenkörper, der einen Spreizzapfen aufweist, der in den Spreizring eingedrückt wird und diesen nach außen aufspreizt, so dass er in der Bohrung kraftschlüssig aufgenommen ist. Die Oberseite des Kappenkörpers verschließt die gesamte Senkbohrung und liegt bevorzugt bündig zum die Senkbohrung aufweisenden Körper, im beschriebenen Ausführungsbeispiel der Führungsschiene. Dabei kann der Spreizring aus Metall oder Kunststoff sein, wie auch der Kappenkörper aus Metall oder Kunststoff sein kann.

Daneben ist eine einteilige Verschlusskappe bekannt, die quasi scheibenförmig ausgeführt ist und einen radialen Abscherbund aufweist bzw. einen radial wirkenden Klemmmechanismus. Sie wird mit dem Abscherbund in die Bohrung eingepresst, so dass ihre Oberseite im Wesentlichen bündig mit der Schienen- Oberfläche abschließt.

In vielen Anwendungsbereichen, beispielsweise dem beschriebenen Anwendungsbereich im Rahmen einer Linearführung, werden die Verschlusskappen im Betrieb stark beansprucht. Ein Beispiel ist die Verwendung einer solchen, Verschlusskappen aufweisenden Linearführung bei Metallbearbeitungsmaschinen, wo mit entsprechenden Werkzeugen spanabhebend gearbeitet wird. Die Verschlusskappen sind einem fortwährenden Beschuss mit Metallspänen, die in der Werkzeugmaschine bearbeitungsbedingt anfallen, ausgesetzt, werden also stark abrasiv beansprucht. Insbesondere Kunststoffkappen sind hiergegen nur bedingt resistent, was zu einem öfteren Auswechseln der Verschlusskappen führt. Aber auch Metallkappen, die üblicherweise aus Messing ausgeführt sind, sind häufig nicht dauerhaft belastbar, da sie mitunter mit verschiedenen Kühlschmiermitteln nicht verträglich sind. Auch in diesem Fall ist ein Austausch einer Verschlusskappe mitunter erforderlich. Zusammenfassung der Erfindung Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, eine Verschlusskappe zum Verschließen einer Senkbohrung anzugeben, die demgegenüber verbessert ist.

Zur Lösung dieses Problems ist bei einer Verschlusskappe der eingangs ge- nannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass zumindest die Oberseite mit einem Verschleißschutzbelag abgedeckt ist.

Die erfindungsgemäße Verschlusskappe zeichnet sich durch einen oberseitig vorgesehenen Verschleißschutzbelag aus, der die gesamte, in der Montage- Stellung quasi sichtbare Oberseite abdeckt, mithin also selbst zur Umgebung hin frei liegt. Dieser Verschleißschutzbelag dient als Abrasionsschutz respektive als Schutzschicht, die einem Angriff des Kühlschmiermittels oder ähnlichen im Rahmen des Maschinenbetriebs anfallenden Arbeitsmitteln dient. Durch diesen Verschleißschutzbelag ist folglich eine hinreichende Resistenz der Ver- schlusskappe gegeben, so dass sie auch durch stärkeren abrasiven oder chemischen Angriff nicht beschädigt wird und folglich einerseits die Senkbohrung dauerhaft gut verschlossen ist, andererseits auch ein Kappenaustausch nicht von Nöten ist. Die Verschleißfestigkeit ist also deutlich verbessert. Nach einer ersten Erfindungsausgestaltung kann der Verschleißschutzbelag in Form einer Schutzschicht auf die Oberseite aufgebracht sein. Das heißt, dass die Oberseite unmittelbar mit einer entsprechenden Verschleißschutzschicht belegt ist. Diese Schutzschicht kann in Form einer Metallschicht aufgebracht sein, die vornehmlich durch galvanische Abscheidung aufgebracht wird. Eine solche galvanische Schutzschicht eignet sich insbesondere für einen metallischen Kappenkörper, jedoch können auch Kappenkörper aus Kunststoff, üblicherweise Thermoplaste, mit einer solchen galvanischen Schutzschicht versehen werden. Als Metallschichten sind unterschiedliche Schichten denkbar, bei- spielsweise aus TiN, TiAIN, Cr oder CrN, oder Schutzschichtsysteme auf Basis von Cu, Zn oder Ni. Je nachdem, welcher Schichttyp verwendet wird, kann die Schichtabscheidung galvanisch oder durch Gasphasenabscheidung (z. B. PVD) erfolgen.

Alternativ zur Verwendung einer Metallschicht ist es auch denkbar, eine Schutzschicht in Form einer Keramikschicht aufzubringen. Diese Keramikschicht wird bevorzugt durch Gasphasenabscheidung wie PVD oder CVD abgeschieden. Eine solche Keramikschicht kann beispielsweise eine Schicht aus Chromkarbid, Titankarbid, Wolframkarbid oder Ähnliches sein. Wie auch bei den Metallschichten erfolgt die Auswahl des verwendeten Schichtmaterials natürlich im Hinblick auf den Anwendungszweck der Verschlusskappe, sofern insoweit differenziert werden muss. Grundsätzlich ist es bereits ausreichend, an der Verschlusskappe lediglich die Oberseite mit der Schutzschicht zu versehen, nachdem die Oberseite dem entsprechenden abrasiven oder chemischen Angriff ausgesetzt ist. Aus Herstellungsgründen ist es, insbesondere wenn es sich um galvanisch oder aus der Gasphase abgeschiedene Schutzschichten handelt, zweckmäßig, neben der Oberseite auch zumindest die radiale Mantelfläche oder die gesamte Mantelfläche mit der Schutzschicht zu belegen. Dies ist fertigungstechnisch rationeller, da dann keine Vorkehrungen zum Abdecken der nicht zu beschichtenden Mantelfläche zu treffen sind. Auf die Funktion der Schutzkappe als solche hat die gesamtflächige Beschichtung der Verschlusskappe keinen Einfluss.

Neben der beschriebenen Alternative, bei der die Verschleißschutzschicht unmittelbar auf die Oberfläche aufgebracht, auf ihr also abgeschieden wird, sieht eine zweckmäßige Erfindungsausgestaltung vor, dass der Verschleißschutzbelag in Form eines an der Oberseite des Kappenkörpers befestigten, die Ober- seite abdeckenden Verschleißschutzbauteils vorgesehen ist. Hier wird am Kappenkörper ein separates Verschleißschutzbauteil befestigt, das entweder selbst vollständig aus einem verschleißschutzfesten Material, vorzugsweise Metall oder Keramik, ist, oder das eine Oberflächenschutzschicht in Form einer Metallschicht oder einer Keramikschicht aufweist. In jedem Fall ist dieses Verschleißschutzbauteil so dimensioniert, dass es die gesamte Oberfläche des Kappenkörpers abdeckt respektive selbst die freiliegende Oberseite der Verschlusskappe, die abrasiv oder chemisch beansprucht wird, bildet.

Hinsichtlich der Befestigung des Verschleißschutzbauteils am Kappenkörper sind unterschiedliche Ausgestaltungen denkbar. Gemäß einer ersten Erfindungsalternative kann das Verschleißschutzbauteil stoffschlüssig mit der Oberfläche verbunden sein. Dies kann am einfachsten durch Kleben oder bei- spielsweise Ultraschallschweißen erfolgen. Je nachdem, aus welchem Material das Verschleißschutzbauteil ist, wird die entsprechende stoffschlüssige Verbindungstechnik gewählt.

Alternativ hierzu kann das Verschleißschutzbauteil auch form- oder kraft- schlüssig mit dem Kappenkörper verbunden sein. Dies geschieht am zweckmäßigsten über eine entsprechende Klemmverbindung oder eine Rastverbindung. Beispielsweise ist am Kappenkörper mittig eine Rastaufnahme vorgesehen, während am Verschleißschutzbauteil, ebenfalls mittig, ein Rastvorsprung vorgesehen ist, der in die Rastaufnahme des Kappenkörpers einschnappt, so dass eine feste Verbindung gegeben ist. Denkbar ist es auch, das Verschleißschutzbauteil am äußeren Rand mit einem umlaufenden, ringförmigen Rastvorsprung zu versehen, der einen entsprechenden Randabschnitt des Kappenkörpers verrastend hintergreift. Grundsätzlich ist jede kraft- oder formschlüssige Verbindungstechnik geeignet, die beiden Teile aneinander zu befestigen.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 in Form zweier Teildarstellungen I und II den Einsetzvorgang einer Verschlusskappe einer ersten Ausführungsform in eine Senkbohrung einer Führungsschiene, Figuren 2 - 4 verschiedene Ausführungsformen der Verschlusskappe aus Figur 1 , Figur 5 in Form dreier Teildarstellungen I, II und III den Einsetzvorgang einer Verschlusskappe einer zweiten Ausführungsform umfassend eine Spreizring und einen Kappenkörper in eine Senkbohrung einer Führungsschiene, Figuren 6 - 8 verschiedene Ausführungsbeispiele der Verschlusskappe aus Figur 5 mit daran vorgesehener Schutzbeschichtung, und

Figuren 9 - 1 1 verschiedene Ausführungsformen einer Verschlusskappe aus Figur 5 mit am Kappenkörper befestigtem separatem

Verschleißschutzbauteil .

Ausführliche Beschreibung der Zeichnung Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Verschlusskappe 1 , die hier als flaches, plattenförmiges Bauteil ausgeführt ist und einen radialen Abscherbund 2 aufweist. Die Verschlusskappe 1 wird in eine Senkbohrung 3, die im gezeigten Beispiel in einer Führungsschiene einer Linearführungseinheit eingebracht ist, und in der eine Befestigungsschraube 5 verschraubt ist, eingesetzt.

Hierzu wird, siehe die Darstellungen I und II, die Verschlusskappe 1 bohrungs- seitig angesetzt und, wie durch den Pfeil P dargestellt ist, kräftig in die Bohrung eingedrückt, so dass der Abscherbund 2 abgeschert wird und die Verschlusskappe 1 kraftschlüssig in der Senkbohrung 3 fixiert ist. Ersichtlich schließt die Verschlusskappe 1 mit ihrer Oberseite 6 bündig mit der Oberseite 7 der Führungsschiene ab. Die Senkbohrung 3 ist somit komplett verschlossen. Die Figuren 2 - 4 zeigen verschiedene Ausführungsformen der Verschlusskappe 1 aus Figur 1 . Jede der in den Figuren 2 - 4 gezeigten Verschleißschutzkappen 1 weist einen Verschleißschutzbelag 8 in Form einer Schutzschicht 9 auf, welche Schutzschicht 9 als Metallschicht, beispielsweise durch galvani- 5 sehe Abscheidung oder durch Gasphasenabscheidung, oder als Keramikschicht, bevorzugt ebenfalls durch Gasphasenabscheidung, ausgeführt ist.

In Figur 2 ist die Schutzschicht 9 lediglich an der Oberseite 6 der Verschlüssl e, kappe 1 respektive des Kappenkörpers 10 aufgebracht, sie erstreckt sich folglich lediglich in diesem Bereich, die Oberseite 6 jedoch vollständig belegend.

Im Unterschied dazu ist bei der Ausgestaltung gemäß Figur 3 die Schutzschicht 9 radial etwas um den Kappenkörper 10 herumgezogen, so dass auch 15 der Bereich des Abscherbundes 2 mitbelegt ist.

Bei der Ausgestaltung gemäß Figur 4 schließlich ist der gesamte Kappenkörper 10 vollständig mit der Schutzschicht 9 belegt, also sowohl oberseitig als auch randseitig und unterseitig.

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Bei den Schutzschichten kann es sich wie beschrieben bevorzugt um Metallschichten, insbesondere Schichten auf Legierungsbasis, oder Keramikschichten handeln. Die jeweils verwendete Schutzschicht ist eine reine Verschleißschutzschicht, die dahingehend ausgelegt ist, dass die Verschluss- 25 kappe 1 als solche eine hinreichende Verschleißfestigkeit in Bezug auf eine abrasive oder chemische Beanspruchung zeigt, wie natürlich auch eine entsprechende Festigkeit hinsichtlich einer mechanischen Beanspruchung, beispielsweise beim Überrollen mit einem Führungswagen oder Ähnlichem gegeben sein sollte.

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Die Figuren 5 zeigen eine weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Verschlusskappe 1 , wobei für gleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen verwendet werden. Gezeigt ist hier eine zweiteilige Verschlusskappe 1 umfassend den eigentlichen Kappenkörper 10 mit seiner Oberseite 6, wobei der Kappenkörper 10 einen Zapfen 1 1 und an ihm anschließend einen Scheibenkörper 12, der die Oberseite 6 aufweist, umfasst. Es ist also eine Art Stopfen ausgebildet. Die Verschlusskappe 1 umfasst des Weiteren einen Spreizring 13, der in der Montagestellung zwischen Schraubenkopf und Kappenkörper aufgenommen ist.

In der Teildarstellung gemäß I ist die Führungsschiene 4 mit ihrer Senkbohrung 3 und der darin eingesetzten Schraube 5 gezeigt. Zunächst wird, siehe Teildarstellung II, der Spreizring 13, der aus Metall oder Kunststoff sein kann, in die Senkbohrung 3 eingesetzt, so dass er auf dem Schraubenkopf 14 aufliegt. Sodann wird, siehe Teildarstellung III, der Kappenkörper 10, wie durch den Pfeil P dargestellt, fest mit dem Zapfen 1 1 in die Durchbrechung des Spreiz- rings 13 eingedrückt, so dass der Spreizring kraftschlüssig nach außen gegen die Bohrungswand gespreizt wird und gleichzeitig der Kappenkörper 10 in dem Spreizring 13 fest aufgenommen ist. Auch hier schließt die Oberseite 6 des Kappenkörpers im Wesentlichen bündig mit der Oberseite 7 der Führungsschiene 4 ab.

Die Figuren 6 - 8 zeigen verschiedene Ausführungsformen einer Verschlusskappe, wie sie gemäß Figur 5 verwendet wird.

Vergleichbar mit den Ausgestaltungen der Figuren 2 - 4 unterscheiden sich die in den Figuren 6 - 8 gezeigten Verschlusskappen lediglich hinsichtlich der Fläche, die am Kappenkörper 10 jeweils mit einem Verschleißschutzbelag 8 in Form einer Schutzschicht 9 aus Metall oder Keramik belegt ist.

Bei der Ausgestaltung gemäß Figur 6 ist die Schutzschicht 9 lediglich unmittel- bar auf der Oberseite 6 des Kappenkörpers 10 aufgebracht, also im Wege einer galvanischen Abscheidung oder einer Abscheidung aus der Gasphase aufgebracht. Sie belegt wiederum die Oberseite 6 vollständig. In der Montagestel- lung bildet die Schutzschicht 9 die eigentliche, freiliegende und abrasiv, chemisch oder mechanisch beanspruchte Fläche.

Bei der Ausgestaltung gemäß Figur 7 ist die Schutzschicht 9 radial gesehen um den Rand des Scheibenkörpers 12 herumgezogen, belegt diesen also auch radial.

Bei der Ausgestaltung gemäß Figur 8 schließlich belegt die Schutzschicht 9 die gesamte Außenseite des Kappenkörpers 10, also sowohl die Oberseite 6, die Seitenfläche des Scheibenkörpers 12 sowie die gesamte äußere Mantelfläche des Zapfens 1 1 .

Der Kappenkörper 10 - Entsprechendes gilt für den Kappenkörper der Ausgestaltung gemäß der Figuren 1 - 4 - kann ein Kunststoffbauteil sein, es kann sich aber auch um ein Metallbauteil handeln. Je nach Körpermaterial wird das geeignete Material der Schutzschicht 9 gewählt, wie auch die entsprechende Abscheidetechnik.

In jedem Fall bildet die Schutzschicht 9, unabhängig davon, aus welchem Ma- terial sie nun ist und in welchem Umfang sie am Kappenkörper 10 vorgesehen ist, die äußere, entsprechend beanspruchte Fläche der Verschlusskappe 1 , so dass diese gegen eine entsprechende Beanspruchung geschützt ist.

Die Figuren 9 - 1 1 zeigen schließlich Ausführungen einer Verschlusskappe 1 entsprechend Figur 5, bei der am jeweiligen Kappenkörper 10 ein separates Verschleißschutzbauteil 15 auf die Oberseite 6 des Kappenkörpers 10 aufgesetzt ist. Das Verschleißschutzbauteil 15 bildet hier den Verschleißschutzbelag 8. Bei der Ausgestaltung gemäß Figur 9 ist das Verschleißschutzbauteil 15 in Form einer dünnen Scheibe 16 ausgeführt, die stoffschlüssig, im gezeigten Beispiel über eine Klebeschicht 17, mit dem Kappenkörper 10 verbunden ist. Die Größe der Scheibe 16 entspricht der Größe des Scheibenkörpers 12 des Kappenkörpers 10, so dass die Oberfläche vollständig abgedeckt ist. Das Verschleißschutzbauteil 15 besteht beispielsweise aus Metall oder Keramik, ist also insgesamt aus einem verschleißfesten Material. Bei der Ausgestaltung gemäß Figur 10 ist wiederum ein Verschleißschutzbauteil 15 in Form einer Scheibe 16 vorgesehen, die an ihrer Unterseite, mittig, einen Rastvorsprung 18 aufweist, der in eine entsprechende, hinterschnittene Rastaufnahme 19 in der Oberseite 6 des Scheibenkörpers 12 eingeschnappt ist. Hierüber kann eine form- respektive kraftschlüssige Verbindung erreicht werden. Auch dieses Verschleißschutzbauteil ist aus Metall oder Keramik, ist also von Haus aus verschleißfest.

Schließlich zeigt Figur 1 1 ein Verschleißschutzbauteil 15 wiederum in Form einer Scheibe 16, die randseitig einen umlaufenden Hinterschnitt 20 aufweist, über den sie im Bereich einer am Scheibenkörper 12 vorgesehenen, umlaufenden Ringschulter 21 verklemmt werden kann. Hier wird also eine Klammverbindung zwischen Verschleißschutzbauteil 15 und Kappenkörper 10 realisiert. Wie auch bei der Ausgestaltung gemäß Figur 10 ist auch hier das Verschleißschutzbauteil 15 so dimensioniert, dass selbstverständlich die gesamte Ober- seite von ihm abgedeckt respektive gebildet wird.

Bezugszahlenliste

Verschlusskappe

Abscherbund

Senkbohrung

Führungsschiene

Befestigungsschraube

Oberseite

Oberseite

Verschleißschutzbelag

Schutzschicht

Kappenkörper

Zapfen

Scheibenkörper

Spreizring

Schrauben köpf

Verschleißschutzbauteil

Scheibe

Klebeschicht

Rastvorsprung

Rastaufnahme

Hinterschnitt

Ringschulter

Pfeil