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Patent Searching and Data


Title:
ANNULAR SEALING DISC
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2024/068794
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a screw arrangement comprising a screw (16) with a thread-bearing stem and an annular sealing disc (10) for sealing a component assembly (14), wherein the sealing disc (10) has a first end face (10a) and a second end face (10b), wherein the sealing disc (10) composed of a metallic material is fastened captively between a screw head (16a) and the thread-bearing part (16b) of the stem. The invention is distinguished in that the sealing disc (10) has a peripheral recess (12) in its first end face (10a) facing away from the head (16a).

More Like This:
WO/2010/108465FLAT SEAL
Inventors:
HELLMIG RALPH J (DE)
MEINECKE ADRIAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/076806
Publication Date:
April 04, 2024
Filing Date:
September 27, 2023
Export Citation:
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Assignee:
EJOT SE & CO KG (DE)
International Classes:
F16J15/08
Foreign References:
US20220057029A12022-02-24
EP2072818A12009-06-24
US20220178445A12022-06-09
DE102020107043A12021-06-02
JPS56117113U1981-09-08
Attorney, Agent or Firm:
PUSCHMANN BORCHERT KAISER KLETTNER PATENTANWÄLTE PARTNERSCHAFT MBB (DE)
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Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e Ringförmige Dichtscheibe (10) mit einem Innen- und einem Außenradius (n, ra) und einer Höhe (h) zum Abdichten eines Bauteilverbunds (14), umfassend eine plane, glatte erste Stirnfläche (10a) mit einem flächenbezogenen Rauheitswert Sa und eine zweite Stirnfläche (10b), wobei die Dichtscheibe (10) einstückig ist und ausschließlich aus metallischem Werkstoff besteht, wobei die Ringbreite (b) größer als 0,5-mal der Außenradius (ra) ist und in die plane erste Stirnfläche (10a) wenigstens eine vollständig umlaufende nutartige Ausnehmung (12) mit einer Ausnehmungstiefe von mehr als dem dreifachen des flächenbezogenen Rauheitswerts Sa eingebracht ist, wobei an der ersten Stirnfläche (10a) der radiale Abstand vom Außenradius (ra) zur nutartigen Ausnehmung kleiner ist als der radiale Abstand vom Innenradius (n) zur nutartigen Ausnehmung (12). Ringförmige Dichtscheibe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von der Höhe (h) der Dichtscheibe (10) zu zwei Mal dem Außenradius (ra) der Dichtscheibe (10) kleiner oder gleich 0,1 ist. Ringförmige Dichtscheibe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der metallische Werkstoff eine Härte von weniger als 130 HB, bevorzugt weniger als 100 HB besitzt. Ringförmige Dichtscheibe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der metallische Werkstoff Aluminium oder eine Aluminiumlegierung, insbesondere eine Aluminiumknetlegierung, ist. Ringförmige Dichtscheibe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste plane Stirnfläche (10a) mehrere vollständig umlaufende nutartige, insbesondere ringförmige und konzentrische, Ausnehmungen (12) aufweist. Ringförmige Dichtscheibe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der nutartigen Ausnehmung (12) kleiner als % der Ringbreite (b) ausgebildet ist. Ringförmige Dichtscheibe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein äußerer Randpunkt der Querschnittsfläche der Ausnehmung (12) in einem Abstand von mehr als der Hälfte der Ringbreite (b) der Dichtscheibe (10) vom Innenradius (n) beabstandet ausgebildet ist, wobei der äußere Randpunkt derjenige in radialer Richtung äußerste Punkt ist, der einen Winkel von mehr als 45° zur ersten Stirnfläche (10a) aufweist. Ringförmige Dichtscheibe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beide Stirnflächen (10a, 10b) jeweils eine Ausnehmung (12) aufweisen. Schraubenanordnung umfassend eine Schraube (16) mit einem gewindetragenden Schaft und eine ringförmige Dichtscheibe (10) zum Abdichten eines Bauteilverbunds (14), wobei die Dichtscheibe (10) eine erste Stirnfläche (10a) und eine zweite Stirnfläche (10b) aufweist, wobei die Dichtscheibe (10) einstückig ist und ausschließlich aus einem metallischen Werkstoff verliersicher zwischen einem Schraubenkopf (16a) und dem gewindetragenden Teil (16b) des Schafts befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtscheibe (10) in ihrer vom Kopf (16a) abgewandten, ersten Stirnfläche (10a) eine umlaufende Ausnehmung (12) aufweist., wobei der Schraubenkopf (16a) einen größeren Außenradius besitzt als die Dichtscheibe (10). Schraubenanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtscheibe (10) auf die Schraube (16) aufgewalzt oder aufgestemmt ist. Schraubenanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenradius (n.max) der Dichtscheibe (10) an der zweiten Stirnfläche (10b) größer ist als der Innenradius (n.min) an der ersten Stirnfläche (10a). Schraubenanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schraube (16) als eine fließlochformende Schraube ausgebildet ist. Schraubenanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraube (16) als gewindefurchende oder metrische Schraube ausgebildet ist. Schraubenanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige Dichtscheibe (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 8 ausgebildet ist. Bauteilverbund (14) umfassend eine Verbindungsanordnung und ein Bauteil (18), wobei die Verbindungsanordnung ein Verbindungselement mit einer vollständig umlaufenden Andrückfläche (16c), insbesondere einer Unterkopffläche, und eine ringförmige Dichtscheibe (10) aufweist, ein Bauteil (18), das wenigstens eine Wandung (18a) aufweist, und eine Dichtscheibe (10) mit einer ersten planen Stirnfläche (10a) und einer zweiten Stirnfläche (10b), wobei das Verbindungselement die Dichtscheibe (10) und die Wandung (18a) des Bauteils (18) durchsetzt, und die Dichtscheibe (10) von der Andrückfläche (16c) des Verbindungselements an das Bauteil (18) angedrückt wird, wobei die Andrückfläche (16c) an der zweiten Stirnfläche (10b) flächig aufliegt, wobei die Dichtscheibe (10) mit der Wandung (18a) des Bauteils (18) eine Anlagefläche (Abdichtfläche) bildet, wobei sich die Anlagefläche durch die Überlappung einer ersten Stirnfläche (10a) der Dichtscheibe (10) und einer der Dichtscheibe (10) zugewandten Oberfläche der Wandung (18a) ergibt, wobei die einer der Dichtscheibe (10) zugewandten Oberfläche der Wandung (18a) und die eine erste Stirnfläche (10a) der Dichtscheibe (10) im Bereich der Anlagefläche eine derartige Rauigkeit besitzen, dass sich im verbundenen Zustand zwischen der ersten Stirnfläche (18a) der Dichtscheibe (10) und der der Dichtscheibe (10) zugewandten Oberfläche der Wandung (18a) ein Kapillareffekt ergeben kann, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Stirnfläche (10a) der Dichtscheibe (10) eine umlaufende nutartige Ausnehmung (12) aufweist, und wobei die Andrückfläche (16c) des Verbindungselements größer ist als der Außendurchmesser der Dichtscheibe (10). Bauteilverbund nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung (18a) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung ausgebildet ist. Bauteilverbund nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtscheibe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgebildet ist. Bauteilverbund nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsanordnung als eine Schraubenanordnung mit einer Schraube (16), umfassend ein Gewinde (16b) und einen Kopf (16a), und einer Dichtscheibe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgebildet ist. Bauteilverbund nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsanordnung als eine Schraubenanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 14 ausgebildet ist.
Description:
Ringförmige Dichtscheibe

Die Erfindung betrifft eine ringförmige Dichtscheibe gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art, eine Schraubenanordnung gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 9 angegebenen Art und einen Bauteilverbund gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 15 angegebenen Art.

Bekanntermaßen werden Verbindungsstellen mittels Dichtscheiben gegenüber äußeren Einflüssen, beispielsweise Wasser, abgedichtet. Dichtscheiben zum Abdichten von Verbindungsstellen, insbesondere bei Batteriekästen, gegenüber äußeren Einflüssen sind beispielsweise aus der DE 10 2020 107 043 A1 bekannt. Hierbei wird eine Verschraubung mittels einer Dichtscheibe abgedichtet, wodurch auch das Verbindungsmittel vor eintretender Flüssigkeit geschützt ist.

Weiterhin ist beispielsweise aus der JP S56 - 117 113 U eine ringförmige Dichtscheibe bekannt, die mindestens eine Nut in einer der beiden Stirnflächen aufweist. In die mindestens eine Nut ist eine umlaufende Gummidichtung eingebracht. An einer ersten Stirnfläche liegt eine Oberfläche eines Befestigungselements an. Eine zweite, gegenüberliegende Stirnfläche der Unterlegscheibe liegt an einer Unterkopffläche einer Schraube an.

Zur Abdichtung können in diesem Fall gegenüber Kunststoffdichtscheiben kostengünstigere Aluminiumdichtscheiben verwendet werden. Problematisch ist, dass es bei der Anwesenheit von Chlorid-Ionen (salzhaltigen Medien) häufig zur Korrosion solcher Dichtscheiben kommt. Das führt dazu, dass die Funktion der Dichtscheibe beeinträchtigt wird und die Dichtscheibe ausgetauscht werden muss. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine ringförmige Dichtscheibe gemäß der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art derart weiterzubilden, dass die Korrosionsbeständigkeit der Dichtscheibe erhöht wird.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen gelöst.

Die Unteransprüche bilden vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass Dichtscheiben, die Verbindungsstellen abdichten, auch wenn eine Kontaktkorrosion vermieden wird, durch Unterwanderung von Flüssigkeit aufgrund äußerer Einflüsse, insbesondere salzhaltiger Medien, im Bereich der Unterwanderung korrodieren.

In einem Bauteilverbund umfassend ein Verbindungselement, eine Dichtscheibe und ein Bauteil bildet sich selbst bei dichtender Anlage ein im pm-Bereich liegender Spalt zwischen einer Wandung des Bauteils und der anliegenden Dichtscheibe. In diesem Spalt kann sich ein Kapillareffekt ausbilden, der zu einer Unterwanderung mit Flüssigkeit, die sich am Randbereich des Bauteilverbunds im Übergang von der Dichtscheibe zur Wandung des Bauteils ansammeln kann, führt.

In bekannter Art und Weise besitzt eine ringförmige Dichtscheibe zur Abdichtung eines Befestigungsmittels einen Innen- und einen Außenradius, eine plane erste Stirnfläche und eine zweite Stirnfläche. Der Innenradius ist der Radius der zentralen Ausnehmung der Dichtscheibe und entspricht dem halben Innendurchmesser der zentralen Ausnehmung. Der Außenradius ist der halbe Außendurchmesser der Dichtscheibe. Die glatte erste Stirnfläche weist einen flächenbezogenen Rauheitswert Sa von insbesondere weniger als 50 pm auf. Der flächenbezogene Rauheitswert Sa kann über das arithmetische Mittel der Topographiehöhe z(x,y) definiert sein und sich durch nachfolgende Formel ergeben: wobei A die betrachtete Oberfläche und z(x,y) die Profil höhe ist. Die Dichtscheibe ist einstückig und besteht ausschließlich aus einem metallischen Werkstoff. Erfindungsgemäß hat die Ringbreite, die als Differenz des Außenradius zu dem Innenradius ausgebildet ist, ein Verhältnis von Innenradius zu Außenradius von kleiner 0,5, wodurch die Ringbreite größer als 0,5-mal der Außenradius (r a ) ist. In die plane erste Stirnfläche ist wenigstens eine vollständig umlaufende, nutartige Ausnehmung mit einer Ausnehmungstiefe von mehr als dem Dreifachen des flächenbezogenen Rauheitswerts Sa eingebracht. Der radiale Abstand vom Außenradius der Scheibe zur nutartigen Ausnehmung ist erfindungsgemäß kleiner als der radiale Abstand vom Innenradius zur nutartigen Ausnehmung. Dadurch wird die Widerstandsdauer der Dichtscheibe gegen Korrosion, wenigstens in dem Bereich, der radial innerhalb der nutartigen Ausnehmung liegt, erhöht.

Vorzugsweise ist eine radial äußere Grenzfläche der Ausnehmung in einem Abstand von mehr als 50 % der Ringbreite vom Innenradius der Dichtscheibe beabstandet ausgebildet. Bevorzugt ist eine radial innere Grenzfläche der Ausnehmung ebenfalls in einem Abstand von mehr als 50 % der Ringbreite vom Innenradius der Dichtscheibe beabstandet angeordnet. Die radial äußere Grenzfläche ist diejenige in radialer Richtung äußerste Fläche, die einen Winkel von mehr als 45° zur ersten Stirnfläche aufweist. Weiterhin ist bevorzugt die andere äußerste Stirnfläche in einem Abstand von mehr als 10 % der Ringbreite vom Außenradius der Dichtscheibe beabstandet.

Durch den Abstand der äußeren Grenzfläche, bevorzugt auch der inneren Grenzfläche von mehr als 50 % der Ringbreite vom Innenradius, wird sichergestellt, dass genügend Restfläche als Pufferbereich zur Verbindungsstelle vorhanden ist, um ein Eindringen von Wasser in den Innenbereich ausschließen zu können. Um den Kapillareffekt in radialer Richtung nach innen zu begrenzen, geht, im Querschnitt gesehen, die radial äußere Grenzfläche in einem Winkel von mehr als 45° in die erste Stirnfläche über.

Vorzugsweise ist die nutartige Ausnehmung kreisringförmig ausgebildet und weist einen inneren Ringnutradius und einen äußeren Ringnutradius auf. Der innere Ringnutradius entspricht der Summe aus Innenradius und dem radialen Abstand vom Innenradius zur nutartigen Ausnehmung. Der äußere Ringnutradius entspricht der Differenz von Außenradius und dem radialen Abstand vom Außenradius zur nutartigen Ausnehmung. Hierdurch wird ein einfaches Einbringen der Ausnehmung in die erste Stirnfläche gewährleistet. Dabei ist die äußere Grenzfläche der Ausnehmung am äußeren Ringnutradius und die innere Grenzfläche der Ausnehmung am inneren Ringnutradius ausgebildet.

Bevorzugt ist die Härte des metallischen Werkstoffs der Dichtscheibe kleiner als 130 HB, bevorzugt kleiner als 100 HB. Bevorzugt ist der metallische Werkstoff Aluminium oder eine Aluminiumlegierung, insbesondere eine Aluminiumknetlegierung. Hierdurch wird ein kostengünstiger Werkstoff bereitgestellt. Außerdem kann in Verbindung mit einem Bauteil aus Aluminium eine Kontaktkorrosion zwischen Dichtscheibe und der Wandung des Bauteils vermieden werden.

Die Breite der nutartigen Ausnehmung ist insbesondere relativ klein gestaltet. Sie ist bevorzugt kleiner als 1 / 4 der Ringbreite, insbesondere kleiner als 1/8 der Ringbreite, ausgebildet.

Die erste und zweite Stirnfläche einer im Wesentlichen hohlzylindrisch gestalteten Dichtscheibe sind insbesondere planparallel ausgebildet. Die Höhe der Dichtscheibe ist dabei bevorzugt kleiner als der Innenradius.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildungsform der Erfindung ist das Verhältnis von der Höhe der Dichtscheibe zu zwei Mal dem Außenradius, also dem Außendurchmesser, kleiner oder gleich 0,1. Hierdurch wird eine gute Verformbarkeit der Dichtscheibe beim Anziehen der Schraube gewährleistet, wodurch die Dichtwirkung erhöht wird.

Bevorzugt weist die erste plane Stirnfläche mehrere vollständig umlaufende nutartige, insbesondere ringförmige, konzentrische Ausnehmungen auf. Durch das Einbringen mehrerer umlaufender nutartiger Ausnehmungen kann die korrosive Unterwanderungsbeständigkeit weiter gesteigert werden, falls derjenige Bereich der Dichtscheibe, der sich vom äußeren Rand bis zum Beginn der von außen gesehen ersten Nut erstreckt, durch Korrosion derart beschädigt werden sollte, dass der anliegende Elektrolyt diese Nut nicht nur durch Kapillarwirkung, sondern auch durch einen direkten Zufluss erreichen kann.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weisen beide Stirnflächen jeweils eine nutartige Ausnehmung auf. Durch die Ausbildung jeweils einer Ausnehmung auf jeder Seite kann die Dichtscheibe seitenunabhängig montiert werden. Hierdurch kann Zeit bei der Montage eingespart werden. Dies ist vor allem bei einer automatisierten Montage vorteilhaft, da auf die Orientierung der Dichtscheibe keine Rücksicht genommen werden muss.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Schraubenanordnung umfassend eine Schraube mit einem gewindetragenden Schaft und eine ringförmige Dichtscheibe mit einem Innen- und Außenradius zum Abdichten eines Bauteilverbunds. Die Dichtscheibe weist eine erste Stirnfläche und eine zweite Stirnfläche auf. Die Dichtscheibe ist einstückig und ausschließlich aus einem metallischen Werkstoff ausgebildet. Die Dichtscheibe ist verliersicher zwischen einem Schraubenkopf und dem gewindetragenden Teil des Schafts befestigt.

Erfindungsgemäß weist die Dichtscheibe in ihrer vom Kopf abgewandten ersten Stirnfläche eine umlaufende Ausnehmung auf. Der Schraubenkopf weist einen größeren Außenradius als die Dichtscheibe auf und besitzt bevorzugt eine plane Auflagefläche.

Durch die umlaufende, nutartige Ausnehmung wird der Kapillareffekt, der in einem Bauteilverbund zwischen der ersten Stirnfläche und der Oberseite der Wandung eines Bauteils entsteht, an der radial äußeren Grenzfläche der Ausnehmung in radialer Richtung nach innen hin begrenzt. Eine vollständige Unterwanderung der Dichtscheibe über die Nut hinaus, in radialer Richtung nach innen, wird verhindert.

Durch den größeren Außenradius des Schraubenkopfs wird bei automatischer Zuführung eine Schiefstellung oder ein Verklemmen der Dichtscheibe verhindert. Des Weiteren liegt dadurch eine gleichmäßige Flächenpressung über die gesamte Fläche der Dichtscheibe vor. Hierdurch dichtet die Dichtscheibe die Verbindungsstelle ab.

Bevorzugt ist die Dichtscheibe auf die Schraube aufgewalzt oder verstemmt. Hierdurch wird eine einfache, verliersichere Anordnung der Dichtscheibe auf der Schraube realisiert. So kann eine schnelle, automatische Montage der Schraubenanordnung mit einem Bauteil ermöglicht werden.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Innenradius der Dichtscheibe an der zweiten Stirnfläche größer als der Innenradius an der ersten Stirnfläche. Hierdurch ist der radiale Abstand der Dichtscheibe zum Schaft der Schraube gering, sodass ein radiales Spiel der Dichtscheibe minimal gehalten wird. Weiterhin ist durch den kleineren Innenradius an der ersten Stirnfläche ein Hinterschnitt zum Gewinde der Schraube ausgebildet, sodass die Dichtscheibe in axialer Richtung entlang einer Schraubenachse einerseits durch den Hinterschnitt und andererseits durch den Schraubenkopf begrenzt ist. Diese Ausführungsform kann durch Verstemmen der Dichtscheibe erreicht werden.

Vorzugsweise ist die Schraube als gewindefurchende oder metrische Schraube ausgebildet. Hierdurch kann die Schraube mit einem Muttergewinde oder einer Schraubbuchse fest verschraubt werden. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Schraube als eine fließlochformende Schraube ausgebildet. Dies ermöglicht die Verbindung mit einem nicht vorbehandelten Befestigungsbereich.

Bevorzugt ist die ringförmige Dichtscheibe der Schraubenanordnung als vorangehend beschriebene, erfindungsgemäße ringförmige Dichtscheibe ausgebildet.

Die Schraube kann beispielsweise aus Stahl ausgebildet sein und eine Korrosionsschutzbeschichtung aufweisen, insbesondere eine Zink-Nickel-Beschichtung oder Zink-Lamellen-Beschichtung, wobei die Dichtscheibe bevorzugt aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung ausgebildet ist. So kann mit herkömmlichen Schrauben eine Materialangleichung der Dichtscheibe an ein Bauteilmaterial erfolgen.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Bauteilverbund, umfassend eine Verbindungsanordnung und ein Bauteil. Die Verbindungsanordnung weist ein Verbindungselement mit einer vollständig umlaufenden Andrückfläche, insbesondere einer Unterkopffläche, und eine Dichtscheibe auf. Das Bauteil weist wenigstens eine Wandung auf. Die Dichtscheibe wird von der Andrückfläche des Verbindungselements an die Wandung des Bauteils angedrückt, wobei das Verbindungselement die Dichtscheibe und die Wandung des Bauteils durchsetzt. Die Dichtscheibe weist eine erste plane, glatte Stirnfläche und eine zweite Stirnfläche auf. Die Andrückfläche liegt an der zweiten Stirnfläche an, wobei die Dichtscheibe mit der Wandung des Bauteils eine Anlagefläche (Abdichtfläche) bildet. Die Anlagefläche ergibt sich durch die Überlappung der ersten Stirnfläche der Dichtscheibe und einer der Dichtscheibe zugewandten Oberfläche der Wandung. Das Bauteil weist insbesondere einen Befestigungsbereich auf, mit dem das Verbindungselement zusammenwirkt, der ein Gegenlager bildet und das Andrücken der Dichtscheibe an die Wandung des Bauteils erlaubt. Beispielsweise kann das Verbindungselement als eine Schraube und der Befestigungsbereich als Loch mit Innengewinde ausgebildet sein. Durch das Zusammenwirken des Verbindungselements mit dem Befestigungsbereich drückt das Verbindungselement die Dichtscheibe im Bereich der Andrückfläche an die Wandung des Bauteils an und bildet die Anlagefläche. Die der Dichtscheibe zugewandte Oberfläche der Wandung und die erste Stirnfläche der Dichtscheibe besitzen im Bereich der Anlagefläche eine derartige Rauigkeit, dass sich im verbundenen Zustand zwischen der ersten Stirnfläche der Dichtscheibe und der der Dichtscheibe zugewandten Oberfläche der Wandung ein Kapillareffekt ergeben kann. Erfindungsgemäß weist die erste Stirnfläche der Dichtscheibe eine umlaufende nutartige Ausnehmung auf. Die Andrückfläche des Verbindungselements ist größer als der Scheibendurchmesser der Dichtscheibe. Durch die umlaufende Ausnehmung wird der Kapillareffekt an der radial äußeren Grenzfläche der Ausnehmung in radialer Richtung nach innen hin begrenzt. Es wird verhindert, dass am Randbereich des Bauteilverbunds auf der Wandung angesammelte Flüssigkeit die Dichtscheibe über die nutartige Ausnehmung hinaus unterwandert. Dies würde zur Korrosion der gesamten Dichtscheibe führen. Des Weiteren wird verhindert, dass Flüssigkeit über die Verbindungsstelle durch die Wandung in den Innenraum des Bauteils eindringt. Durch die größere Andrückfläche des Verbindungselements als der Scheibendurchmesser wird eine gleichmäßige Flächenpressung des Verbindungselements auf die Dichtscheibe gewährleistet.

Vorzugsweise ist die Wandung aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung ausgebildet. Durch die leichte und feste Ausbildung des Materials können Ausnehmungen mit geringem Querschnitt ermöglicht werden.

Bevorzugt weist der Bauteilverbund eine vorangehend beschriebene, erfindungsgemäße ringförmige Dichtscheibe auf.

Vorzugsweise ist die Verbindungsanordnung als eine vorangehend beschriebene, erfindungsgemäße Schraubenanordnung mit verliersicher gehaltener Dichtscheibe ausgebildet.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.

Fig. 1 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Bauteilverbunds;

Fig. 2 eine Detailansicht des erfindungsgemäßen Bauteilverbunds nach Fig. 1 ;

Fig. 3 eine Unteransicht einer erfindungsgemäßen ringförmigen Dichtscheibe, und

Fig. 4 eine Schnittansicht des erfindungsgemäßen Schraubenanordnung mit Dichtscheibe, die unterschiedliche Innenradien aufweist. Die Fig. 1 bis 4 zeigen jeweils eine Dichtscheibe 10 mit einer ersten Stirnfläche 10a, einer zweiten Stirnfläche 10b, einer Nut 12, einem Innenradius n, einem Außenradius r a und einer zentrischen Durchführung 22.

Die erste Stirnfläche 10a weist einen flächenbezogenen Rauheitswert Sa kleiner gleich 50 m auf. Die Tiefe T der Nut 12 ist größer als das Dreifache des flächenbezogenen Rauheitswertes Sa.

In der Fig. 1 ist eine Schnittansicht eines Bauteilverbunds 14 dargestellt. Der Bauteilverbund 14 umfasst die Dichtscheibe 10, eine Schraube 16 mit einem Kopf 16a und einem Gewinde 16b, eine Wandung 18a eines Bauteils 18 und einen Befestigungsbereich 20 des Bauteils 18. Das Bauteil 18 kann mehrteilig ausgebildet sein, beispielsweise aus einem Gehäusegrundkörper und einem Deckel, wobei die abzudichtende Wandung durch den Deckel und der Befestigungsbereich durch den Gehäusegrundkörper, an dem der Deckel befestigt wird, gebildet werden.

Die Wandung 18a des Bauteils 18 ist aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung ausgebildet. Die Dichtscheibe 10 ist ebenfalls aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung ausgebildet.

Die Dichtscheibe 10 ist zwischen der Unterseite des Kopfes 16c der Schraube 16 und der Oberseite der Wandung 18a des Bauteils 18 angeordnet.

Die umlaufende Nut 12 ist in Richtung der Oberseite der Wandung 18a orientiert.

Die Nut 12 weist eine rechteckige Querschnittsfläche auf. Es sind auch andere Querschnittsflächen, insbesondere halbkreisförmig, denkbar.

Die Schraube 16 durchsetzt die Dichtscheibe 10 und die Wandung 18a des Bauteils 18 und reicht bis in den Innenraum 18b des Bauteils 18. An dem dem Kopf 16a abgewandten Ende der Schraube 16 besitzt das Bauteil 18 einen Befestigungsbereich 20, wobei durch Anziehen der Schraube im Befestigungsbereich 20 die Dichtscheibe 10 auf die Wandung 18a des Bauteils gedrückt wird.

Das Gewinde 16b der Schraube 16 ist als selbstfurchendes Gewinde ausgebildet. Der Befestigungsbereich 20 des Bauteils 18 kann als Loch ausgebildet sein. Auch eine Schraube 16 mit einem metrischen Gewinde ist denkbar. Hierbei ist in den Befestigungsbereich 20 ein Muttergewinde eingebracht. Ebenfalls denkbar ist eine fließlochformende Schraube. In diesem Fall könnte der Befestigungsbereich 20 als plattenförmiges Teil des Bauteils 18 ausgebildet sein, welches die Schraube lochbildend durchdringt.

Der Außenradius r a der Dichtscheibe 10 ist kleiner als der Außenradius Dk/2 des Kopfes 16a ausgebildet. Die Nut 12 liegt im radial äußeren Bereich der Dichtscheibe 10.

Im Randbereich zwischen der zweiten Stirnfläche 10b und der Oberseite der Wandung 18a des Bauteils 18 ist Flüssigkeit 24 angesammelt, wie beispielsweise Wasser oder ähnliches.

Die Dichtscheibe 10 ist vor dem Einbringen in das Bauteil 18 verliersicher an der Schraube 16 aufgewalzt oder verstemmt. Der Innendurchmesser (2 * n) der Dichtscheibe 10 ist kleiner als der Gewindedurchmesser DG ausgebildet.

Es ist auch denkbar, dass die Dichtscheibe 10 und die Schraube 16 trennbar ausgebildet sind und die entsprechende Anordnung erst im Rahmen des Verbindungsvorgangs vorgenommen wird.

Das Bauteil 18 ist insbesondere als Batteriekasten ausgebildet, wobei die Wandung 18a des Bauteils ein Teil eines Deckels sein kann und der Befestigungsbereich 20 Teil eines Batteriegrundgehäuses.

Fig. 2 stellt eine Detailansicht, Detail X, eines Randbereichs des Bauteilverbunds 14 nach Fig. 1 dar.

Die Schraube 16 drückt im Bauteilverbund 14 die Dichtscheibe 10 auf die Wandung 18a des Bauteils 18, indem sie eine Andrückfläche 16c auf der Unterseite des Kopfes 16a bildet. Weiterhin ist durch die Rauigkeit der Unterseite des Kopfes 16a der zweiten Stirnfläche 10b ein schmaler Spalt im Mikrometerbereich ausgebildet.

Zwischen der ersten Stirnfläche 10a und der Oberseite der Wandung 18a ergibt sich ebenfalls aufgrund der Rauigkeiten der Oberflächen der ersten Stirnfläche 10a und der Rauigkeiten der Oberseite der Wandung 18a des Bauteils 18, obwohl die Dichtscheibe 10 an die Oberseite der ersten Wandung angedrückt ist, bereichsweise ein im pm-Bereich liegender Abstand zwischen Dichtscheibe 10 und der Wandung 18a Dieser Abstand ist exemplarisch als Spalt 17 dargestellt. Der Spalt 17 hat eine Höhe von höchstens 70 pm. Zwischen der ersten Stirnfläche 10a und der Oberseite der Wandung 18a kann ein Kapillareffekt entstehen. Durch den Kapillareffekt kann Flüssigkeit 24, welche die Oberseite der Wandung 18a benetzt, die Dichtscheibe 10 unterwandern. Hierdurch kann trotz einer Ähnlichkeit der Materialien zwischen Wandung und Dichtscheibe eine sogenannte Spaltkorrosion zwischen der ersten Stirnfläche 10a und der Wandung 18a entstehen.

Durch die in die erste Stirnfläche 10a eingebrachte Nut 12 wird der Kapillareffekt durch den Gradienten, hier 90°, einer äußeren Begrenzung 12a der Nut 12 begrenzt. Flüssigkeit kann deshalb die Dichtscheibe 10 nur durch den Kapillareffekt bis zur äußeren Begrenzung 12a unterwandern.

Der Winkel, den die äußere Begrenzung der Nut 12 mit der ersten Stirnfläche 10a der Dichtscheibe 10 im Querschnitt aufspannt, ist dabei größer als 45°.

Fig. 3 zeigt eine Unteransicht der Dichtscheibe 10. Die Dichtscheibe 10 weist eine ringförmige Form mit dem Innenradius n und dem Außenradius r a auf. Zwischen Innenradius n und Außenradius r a ist die Nut 12 in die Dichtscheibe 10 eingebracht. Die Nut 12 weist eine äußere Begrenzung 12a und eine innere Begrenzung 12b auf. Die äußere Begrenzung 12a weist dabei einen Radius r n vom Mittelpunkt der Dichtscheibe 10 auf. Der radiale Abstand zwischen äußerer Begrenzung 12a und innerer Begrenzung 12b ist dabei umlaufend gleichmäßig ausgebildet. Der radiale Abstand zwischen innerer Begrenzung 12b und äußerer Begrenzung 12a ist viel kleiner als 50 % der Ringbreite b ausgebildet.

Wenigstens die äußere Begrenzung 12a ist vom Innenradius n wenigstens 50 % der Ringbreite b beabstandet.

Damit gilt für den äußeren Ringnutradius r n : r n n + 0,5(r a - n)

Bevorzugt gilt dies auch für die innere Begrenzung 12b und den damit einhergehenden inneren Ringnutradius r m : r m > n + 0, 5(r a - n)

Weist die Dichtscheibe über ihre Höhe unterschiedliche Innenradien auf, ist der minimale Innenradius ri_min maßgeblich. Der äußere Ringnutradius r n ist dabei natürlich immer größer als der innere Ringnutradius r m Dadurch liegt die Nut 12 vollständig im äußeren Bereich der Dichtscheibe 10. Je weiter außen die Nut 12 liegt, desto größer können die Toleranzen sein, in welchen sichergestellt ist, dass die Nut 12 nicht mit dem Vorloch des Bauteils überlappt.

Durch das Einbringen einer Nut 12 in die erste Stirnfläche 10a der Dichtscheibe 10 wird der Kapillareffekt an der radial äußeren Begrenzung 12a der Nut 12 in radialer Richtung nach innen begrenzt. Flüssigkeit 24, die die Außenseite der Wandung 18a des Bauteilsl 8 im Bereich des Bauteilverbunds 14 benetzt, unterwandert die Dichtscheibe 10 nur bis zur äußeren Begrenzung 12a der Nut 12. Die Dichtscheibe 10 korrodiert im Wesentlichen nur im Bereich von Außenradius r a in radialer Richtung nach innen bis zur äußeren Begrenzung 12 der Nut, bis zum Radius r n . Durch die Nut 12 wird der Kapillardruck genommen, so dass es nicht zu einer weiteren Unterwanderung in Radialrichtung nach innen kommt. Die Korrosionsbeständigkeit der Dichtscheibe 10 radial innerhalb der Nut 12 wird dadurch erhöht. So wird ein Eindringen von Flüssigkeit 24 in den Innenraum 18b des Bauteils 18 über einen verlängerten Zeitraum verhindert.

In Fig. 4 ist eine Schnittansicht einer weiteren Ausführung einer erfindungsgemäßen Schraubenanordnung dargestellt, die eine Schraube 16 mit einer fließlochformenden Spitze und eine Dichtscheibe 10 umfasst. Die Dichtscheibe 10 weist dabei unterschiedliche Innenradien n auf. Der Innenradius n, min an der ersten Stirnfläche 10a der Dichtscheibe 10 ist kleiner als der Innenradius n, max an der zweiten Stirnfläche 10b der Dichtscheibe 10. An der ersten Stirnfläche 10b ist der Abstand zwischen Schaft 16d der Schraube 16 und der Dichtscheibe 10 gering, sodass nur ein geringes radiales Spiel der Dichtscheibe 10 ermöglicht ist. Weiterhin bildet die Dichtscheibe 10 an der ersten Stirnfläche 10a einen Hinterschnitt zum Gewinde 16b der Schraube 16 oder einem an der Schraube 16 angeformten Wulst, wobei n, min < DG/2 gilt. Da n.max bevorzugt größer al DG/2 ist, kann die Dichtscheibe 10 in einem der Schraubenherstellung nachgelagerten Prozessschritt verliersicher mit der Schraube verbunden werden. Dadurch ergibt sich eine größere Flexibilität in der Werkstoffkombination von Schraube und Dichtscheibe.