DE10220620A1

DE10220620A1 - Stopper for sealing stepped bore under pressure fits into wider section of bore and transitional section between this and its narrow part and has central bore containing ball which presses it against bore

Info

Publication number: DE10220620A1
Application number: DE10220620A
Authority: DE
Inventors: Juergen Dick; Willibald Schuerz; Guenter Lewentz; Martin Simmet
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2002-05-08
Filing date: 2002-05-08
Publication date: 2003-11-27

Abstract

The stopper (2) for sealing a stepped bore which is under pressure fits into the wider section (6) of the bore and the transitional section (8) between this and its narrow part (7). The stopper has a central bore (4) containing a ball (3) which presses its walls against those of the bore. An Independent claim is included for a method of sealing a bore using the stopper.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verschlussvorrichtung zum dichten Verschließen von Bohrungen sowie ein Verfahren zum dichten Verschließen von Bohrungen. The present invention relates to a closure device for tightly closing wells and a method for tightly closing holes.

Verschlussvorrichtungen zum Verschließen von Bohrungen werden insbesondere zum Verschließen von druckmittelführenden Bohrungen verwendet. Beispielsweise zeigt die DE-38 31 523 A1 eine Verschlussvorrichtung, welche aus einem im Wesentlichen büchsenförmigen Stopfen und einem Expansionsorgan besteht, welches in eine Öffnung des Stopfens eingeführt wird. Dabei wird durch das Einführen des Expansionsorgans in die Öffnung ein Dichtungsbereich zwischen dem Stopfen und der Bohrung durch plastische Verformung erreicht. Hierbei ist es möglich, dass eine Sicherung des Stopfens gegen ein axiales Bewegen ebenfalls unmittelbar an dem Dichtungsbereich liegt oder mittels eines Gewindes bereitgestellt wird, so dass sich die dichtenden und die arretierenden Bereiche an unterschiedlichen Stellen in der Bohrung, jedoch auf gleichem Durchmesser befinden. Closure devices for closing holes are in particular for closing pressure-medium-carrying Used holes. For example, DE-38 31 523 A1 a Closure device, which consists of a substantially sleeve-shaped plug and an expansion element, which is inserted into an opening of the plug. It will by inserting the expansion element into the opening Sealing area between the plug and the hole through achieved plastic deformation. It is possible that a fuse of the plug against axial movement also directly to the sealing area or means a thread is provided so that the sealing and arresting areas at different Make holes in the hole, but at the same diameter.

Aus der DE-199 48 425 A1 ist eine Verschlussvorrichtung zum Verschließen von Bohrungen bei Bremsanlagen bekannt, bei der die Bohrung als Stufenbohrung ausgebildet ist und ein Schließkörper durch Verdrängen von Bohrungsmaterial auf der Stufe der Stufenbohrung gehalten wird. Dabei wird zwischen dem Schließkörper und dem Bohrungsrand der größeren Bohrung eine Verstemmung vorgesehen, so dass sich der Schließkörper radial aufweitet und sich die Bohrungswand partiell einschnürt. From DE-199 48 425 A1 discloses a closure device for Closing holes in brake systems known in the the bore is formed as a stepped bore and a Closing body by displacing bore material on the Stage of the stepped bore is held. It is between the closing body and the bore edge of the larger bore provided a caulking, so that the closing body radially expands and the bore wall partially constrict.

Diese bekannten Verschlussvorrichtungen sind jedoch für einen Einsatz bei Speichereinspritzsystemen nur bedingt verwendbar, da bei Speichereinspritzsystemen Drücke weit über 1500 bar vorhanden sind und die bekannten Verschlussvorrichtungen derartige hochdruckbelastete Bohrungen nur unzureichend bzw. nicht über längere Zeiträume dicht verschließen können. However, these known closure devices are for one Use with storage injection systems only conditionally usable, because with accumulator injection systems pressures well over 1500 bar are present and the known closure devices Such high pressure bores only insufficient or can not close tightly over long periods of time.

Es ist von daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verschlussvorrichtung zum Verschließen von Bohrungen bereitzustellen, welche einfach aufgebaut ist und kostengünstig herstellbar ist und welche eine sichere Abdichtung auch bei hohen Drücken und auftretenden Druckpulsationen, insbesondere von Druckmittelkanälen bei Speichereinspritzsystemen, ermöglicht. Weiterhin ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein einfaches und kostengünstiges Verfahren zum Verschließen von Bohrungen bereitzustellen. It is therefore an object of the present invention, a Closing device for closing bores to provide, which is simple and inexpensive can be produced and which a secure seal even with high pressures and pressure pulsations occurring, in particular of pressure medium channels in accumulator injection systems, allows. Furthermore, it is an object of the present invention a simple and inexpensive method of closing to provide drilling.

Diese Aufgabe wird durch eine Verschlussvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 bzw. 4 bzw. ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 16 gelöst. Die Unteransprüche zeigen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung. This object is achieved by a closure device with the Features of claim 1 or 4 or a method with the Characteristics of claim 16 solved. The dependent claims show advantageous developments of the invention.

Die erfindungsgemäße Verschlussvorrichtung zum dichten Verschließen von Bohrungen gemäß einem ersten Aspekt umfasst einen Stopfen und ein Arretierungsbauteil. Das Arretierungsbauteil ist in eine Öffnung des Stopfens einführbar. Im montierten Zustand in einer Bohrung weist die Verschlussvorrichtung dabei einen Dichtbereich und einen davon separat angeordneten Befestigungsbereich auf. Der Befestigungsbereich (Haltebereich) dient dabei zur Sicherung der Position der Verschlussvorrichtung und verhindert ein sich axiales Verschieben der Verschlussvorrichtung in der Bohrung durch Bereitstellung von im Wesentlichen radialen Haltekräften. Erfindungsgemäß ist dabei die Bohrung als Stufenbohrung mit einem größeren Durchmesser und einem kleineren Durchmesser ausgebildet. Dabei ist der Dichtbereich am Übergang der Stufenbohrung vom größeren Durchmesser zum kleineren Durchmesser ausgebildet. Durch die Anordnung des Dichtbereichs an den Stufenbohrungsübergang kann eine im Vergleich mit dem Stand der Technik deutlich verbesserte Hochdruckdichtheit erreicht werden, da der von innen wirkende Druck auf die Verschlussvorrichtung nur am kleineren Durchmesser des Dichtbereichs der Stufenbohrung angreift. Somit wird die wirksame Innenfläche der Verschlussvorrichtung, an der der Fluiddruck angreift, gezielt verkleinert, so dass die auf die Verschlussvorrichtung wirkende Ausdrückkraft begrenzt werden kann. Erfindungsgemäß wird weiterhin eine Abdichtung schon allein durch das Einbringen des Stopfens in die Stufenbohrung erreicht, wobei der Dichtbereich ausgebildet wird. Das anschließende Einbringen des Arretierungsbauteils in die Öffnung des Stopfens dient lediglich zur Ausbildung des Befestigungsbereichs, welcher sicherstellt, dass keine axiale Versetzung des Stopfens auftritt. Hierbei kann beispielsweise eine Außenverzahnung am Stopfen vorgesehen sein, welche sich durch das Einbringen des Arretierungsbauteils in die Öffnung des Stopfens in die Bohrungswand einpresst und eine Sicherung des Stopfens in der Bohrung ermöglicht. Dabei sei angemerkt, dass hier eine plastische Verformung auftreten kann, so dass neben der Befestigungsfunktion gleichzeitig auch noch eine zusätzliche redundante Dichtfunktion in diesem Bereich bereitgestellt werden kann. Durch die Anordnung des Befestigungsbereichs am großen Durchmesser der Stufenbohrung kann eine große Fläche zur Sicherung des Stopfens bereitgestellt werden. Erfindungsgemäß wird somit gezielt die Abdichtfunktion am Übergang der Stufenbohrung angeordnet und eine Verspreiz- bzw. Haltefunktion in der Zylinderwand des größeren Bohrungsdurchmessers positioniert. Somit erfolgt erfindungsgemäß die Befestigung der Verschlussvorrichtung an einem größeren Durchmesser als die Abdichtung. Dies hat den Vorteil, dass eine Ausdrückkraft nach Außen infolge der kleineren druckbeaufschlagten Fläche am kleineren Durchmesser des Dichtbereichs verringert ist und somit eine verbesserte Hochdruckdichtheit erreicht wird. Weiterhin sei angemerkt, dass am Dichtbereich auch eine plastische Verformung nur am Übergang der Stufenbohrung, oder nur am Stopfen der Verschlussvorrichtung oder gleichzeitig an beiden Teilen im montierten Zustand vorhanden sein kann. The closure device according to the invention for sealing Closing holes according to a first aspect comprises a plug and a locking member. The Arretierungsbauteil is insertable into an opening of the plug. in the mounted state in a bore has the closure device while a sealing area and one of them arranged separately Mounting area on. The attachment area (Holding area) serves to secure the position of Closure device and prevents axial displacement of the Closure device in the bore by providing essentially radial holding forces. According to the invention while the hole as a stepped bore with a larger Diameter and a smaller diameter formed. It is the sealing area at the transition of the stepped bore from the larger one Diameter formed to smaller diameter. By the Arrangement of the sealing area at the stepped bore transition can be a clear in comparison with the prior art improved high-pressure tightness can be achieved because of internal pressure on the closure device only on smaller diameter of the sealing area of the stepped bore attacks. Thus, the effective inner surface of the Closure device on which the fluid pressure acts targeted reduced, so that acting on the closure device Expressing force can be limited. According to the invention Furthermore, a seal alone by the introduction of the Stopfens reached in the stepped bore, the Sealing area is formed. The subsequent introduction of the Arretierungsbauteils in the opening of the plug is used merely for the formation of the fastening area, which ensures that no axial displacement of the plug occurs. In this case, for example, an outer toothing on the plug be provided, which by introducing the Arretierungsbauteils in the opening of the plug in the Drill hole wall and a fuse of the plug in the hole allows. It should be noted that here is a plastic Deformation can occur, so in addition to the Attachment function at the same time also an additional redundant Sealing function can be provided in this area. Due to the arrangement of the attachment area on the large Diameter of the stepped bore can be a large area for securing be provided of the plug. According to the invention thus specifically the sealing function at the transition of the stepped bore arranged and an expanding or holding function in the Cylinder wall of the larger bore diameter positioned. Thus, according to the invention, the attachment of the Closure device at a larger diameter than the seal. This has the advantage that an expressing force to the outside due to the smaller pressurized area at the smaller Diameter of the sealing area is reduced and thus one improved high pressure tightness is achieved. Continue to be noted that at the sealing area also a plastic Deformation only at the transition of the stepped bore, or only at the stopper the closure device or at the same time on both parts may be present in the assembled state.

Um eine besonders sichere Abdichtung am Übergang der Stufenbohrung zu erreichen, ist der Dichtbereich als Linie, insbesondere als Kreislinie, ausgebildet. Dadurch kann eine maximale Flächenpressung zwischen dem Stopfen und dem Übergang der Stufenbohrung erreicht werden. To a particularly secure seal at the transition of To achieve stepped drilling, the sealing area is a line, in particular as a circle, formed. This can be a maximum surface pressure between the plug and the transition the stepped bore can be achieved.

Um kleinstmögliche Ausdrückkräfte an der Verschlussvorrichtung zu realisieren, ist der Dichtbereich vorzugsweise am kleinsten Durchmesser des Übergangs der Stufenbohrung angeordnet. Dieser kleinste Durchmesser entspricht dem Durchmesser der kleineren Bohrung der Stufenbohrung. To the smallest possible Ausdrückkräfte on the Closing device to realize the sealing area is preferably on smallest diameter of the transition of the stepped bore arranged. This smallest diameter corresponds to that Diameter of the smaller bore of the stepped bore.

Weiterhin bevorzugt weisen die Abdichtkräfte am Übergang der Stufenbohrung Komponenten in Axialrichtung und in Radialrichtung der Stufenbohrung auf. Dies kann insbesondere dann erreicht werden, wenn der Übergang und/oder der den Dichtbereich bereitstellende Abschnitt des Stopfens sich verjüngend ausgebildet ist. Further preferably, the sealing forces at the transition of Stepped bore components in the axial direction and in Radial direction of the stepped bore. This can be especially true then be achieved when the transition and / or the Sealing area providing portion of the plug tapers is trained.

Um eine besonders sichere Abdichtung am Stufenbohrungsübergang zu erreichen, ist vorzugsweise am Stopfen ein sich verjüngender Bereich zur Abdichtung ausgebildet. Somit ist im montierten Zustand der Verschlussvorrichtung der Dichtbereich zwischen dem Stopfen und dem Stufenbohrungsübergang an diesem sich verjüngenden Bereich ausgebildet. Dieser sich verjüngende Bereich unterstützt auch die Montierbarkeit der Verschlussvorrichtung. Besonders bevorzugt ist der sich verjüngende Bereich dabei konisch oder als Kugelkalotte ausgebildet. To ensure a particularly secure seal on the To achieve stepped bore transition is preferably at the stopper itself tapered area designed for sealing. Thus, in the assembled state of the closure device of the sealing area between the plug and the stepped bore transition thereon trained tapered area. This himself Rejuvenating area also supports the mountability of the Closure device. Particularly preferred is itself tapered area while tapered or as a spherical cap educated.

Weiter bevorzugt ist am Übergang der Stufenbohrung ein sich verjüngender Bereich ausgebildet, an welchem der Dichtbereich bereitgestellt wird. Um auf einfache Weise eine linienförmige Abdichtung zu erhalten, kann somit entweder der Stopfen und der Stufenbohrungsübergang jeweils konisch, der Stopfen und der Übergang jeweils als Kugelkalotte oder der Stopfen konisch und der Übergang als Kugelkalotte (oder andersherum) ausgebildet sein. Wenn sowohl der Stopfen als auch der Übergang konisch ausgebildet sind, dann ist zwischen den beiden konischen Flächen ein unterschiedlicher Winkel ausgebildet, sodass eine linienförmige Abdichtung auf einfache Weise realisiert werden kann. More preferably, at the transition of the stepped bore is a tapered portion formed at which the sealing area provided. To easily create a linear To obtain sealing, thus either the plug and the stepped bore transition each conical, the plug and the transition in each case as a spherical cap or plug conical and the transition as a spherical calotte (or vice versa) be educated. If both the plug and the Transition are conical, then is between the two conical surfaces formed a different angle, so that a linear seal in a simple way can be realized.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist an dem nach innen gerichteten Ende des Stopfens, d. h. dem Ende des Stopfens, welches nach innen zur Bohrung gerichtet ist, ein Fortsatz angeordnet. Durch das Vorsehen dieses Fortsatzes ragt die Verschlussvorrichtung noch ins Innere der Bohrung mit kleinerem Durchmesser. Dadurch wird ein Schadvolumen des Raumes in der Bohrung verringert, was insbesondere bei einer Verwendung der Verschlussvorrichtung bei Speichereinspritzsystemen vorteilhaft ist. Besonders bevorzugt weist der Fortsatz dabei einen kleineren Durchmesser auf als der kleinere Durchmesser der Stufenbohrung, um die notwendige Einbringkraft zum Einbringen des Stopfens in die Stufenbohrung nicht übermäßig groß werden zu lassen. According to another preferred embodiment of The present invention is at the inboard end of Stuffing, d. H. the end of the plug, which towards the inside Bore is directed, an extension arranged. By the Provision of this extension projects the closure device still inside the hole with a smaller diameter. This will create a damaged volume of the space in the hole reduced, especially when using the Closure device is advantageous in storage injection systems. Particularly preferably, the extension has a smaller one Diameter up than the smaller diameter of the Stepped bore to the necessary insertion force for introducing the Stopping in the stepped bore will not be overly large to let.

Vorzugsweise ist der Befestigungsbereich in Einführrichtung der Verschlussvorrichtung in die Stufenbohrung vor dem Dichtbereich angeordnet. Mit anderen Worten ist der Befestigungsbereich näher zum äußeren Rand der Stufenbohrung angeordnet. Dadurch kann sicher verhindert werden, dass ein in der Bohrung unter Druck befindliches Fluid in den Befestigungsbereich zwischen der Verschlussvorrichtung und der Wandung der Stufenbohrung gelangen kann. Preferably, the attachment area is in the insertion direction the closure device in the stepped bore before the Sealing area arranged. In other words, that is Attachment area arranged closer to the outer edge of the stepped bore. This can be sure to prevent a in the Bore under pressure fluid in the Fastening area between the closure device and the wall of the Stepped bore can get.

Um eine zusätzliche Sicherheit gegen ein Lösen der Verschlussvorrichtung aus der Stufenbohrung zu haben, ist vorzugsweise die im Stopfen gebildete Öffnung so tief ausgebildet, dass sie über die Höhe des Befestigungsbereichs und auch über die. Höhe des Dichtbereichs ausgebildet ist. Dadurch wird durch das Einbringen des Arretierungsbauteils in die Öffnung neben der plastischen Verformung am Befestigungsbereich noch eine zusätzliche plastische Verformung am Dichtbereich erhalten, so dass eine noch sicherere Abdichtung am Stufenbohrungsübergang ermöglicht wird. For extra security against loosing the To have closure device from the stepped bore is preferably the opening formed in the plug so deep They formed over the height of the attachment area and also about the. Height of the sealing area is formed. This will by introducing the locking component into the opening in addition to the plastic deformation at the attachment area yet an additional plastic deformation at the sealing area so that an even safer seal on the Stepped bore transition is made possible.

Um ein Verlieren eines Teils der zweiteiligen Verschlussvorrichtung zu verhindern, ist an der im Stopfen gebildeten Öffnung eine Haltevorrichtung für das Arretierungsbauteil vorgesehen. Vorzugsweise ist diese Haltevorrichtung als eine umlaufende Nut ausgebildet. Das Arretierungsbauteil kann dabei beispielsweise eine Kugel sein, welche in dieser Nut gehalten wird, und nach dem Einbringen des Stopfens in die Stufenbohrung mittels eines Stemmwerkzeuges vollständig in die Öffnung des Stopfens eingebracht werden kann. Eine andere bevorzugte Ausgestaltung der Haltevorrichtung wird durch eine Umbördelung des äußeren Randes des Stopfens bereitgestellt. To lose a part of the two-piece To prevent closure device is formed at the stopper Opening a holding device for the locking member intended. Preferably, this holding device is as a circumferential groove formed. The locking component can thereby for example, be a ball which held in this groove is, and after the introduction of the plug in the Stepped bore completely into the opening by means of a caulking tool the plug can be introduced. Another preferred Embodiment of the holding device is characterized by a Beading of the outer edge of the plug provided.

Es sei angemerkt, dass die Stufenbohrung am Übergang auch mit einem Winkel von 90° ausgebildet sein kann und der Stopfen eine sich verjüngende Fläche aufweist. Mit anderen Worten ist der Übergang an der Stufenbohrung zwischen dem kleineren und dem größeren Bohrungsdurchmesser im Schnitt rechtwinklig. Bei einer derartigen Ausbildung der Verschlussvorrichtung wird der Dichtbereich somit ringförmig genau an der Kante zum kleineren Durchmesser ausgebildet, so dass am Dichtbereich minimale Ausdrückkräfte auftreten. Damit kann die Verschlussvorrichtung für maximale Drücke eingesetzt werden. It should be noted that the stepped bore at the transition with may be formed at an angle of 90 ° and the plug has a tapered surface. In other words the transition at the stepped bore between the smaller and perpendicular to the larger bore diameter on average. at Such a design of the closure device is the sealing area thus ring exactly at the edge to smaller diameter formed so that the sealing area minimal ejection forces occur. This can be the Closing device can be used for maximum pressures.

Gemäß einem anderen Aspekt der Verschlussvorrichtung zum dichten Verschließen von Bohrungen umfasst die Verschlussvorrichtung einen Dichtbereich und einen davon separaten Befestigungsbereich. Die Bohrung ist als Stufenbohrung mit einer größeren Bohrung und einer kleineren Bohrung ausgebildet. Der Befestigungsbereich wird mittels Verstemmen an der größeren Bohrung erzeugt und der Dichtbereich ist an der kleineren Bohrung ausgebildet. Somit kann gemäß diesem Aspekt eine einteilige Verschlussvorrichtung bereitgestellt werden. Die Befestigung erfolgt dabei am großen Durchmesser der Bohrung, so dass eine große Fläche zum Halten der Verschlussvorrichtung vorhanden ist. Die Abdichtung erfolgt dagegen am kleinen Durchmesser, so dass die Ausdrückkraft aufgrund der kleineren druckbeaufschlagten Fläche minimiert ist. Dadurch wird eine verbesserte Hochdruckdichtheit, auch bei sehr hohen Drücken, erreicht. Hierbei kann diese Verschlussvorrichtung besonders kostengünstig bereitgestellt werden. Der Dichtbereich wird dabei vorzugsweise genau an der Übergangskante zwischen der kleinen Bohrung und dem Übergangsbereich der Stufenbohrung ausgebildet. According to another aspect of the closure device for tight sealing of bores includes the Closure device a sealing area and one of them separate Mounting area. The hole is a stepped bore with a larger bore and a smaller hole formed. Of the Mounting area is by caulking on the larger Hole created and the sealing area is at the smaller Bore formed. Thus, according to this aspect, a one-piece closure device can be provided. The Attachment takes place at the large diameter of the hole, so a large area for holding the shutter device is available. The seal is on the other hand at the small Diameter, so that the expressing force due to the smaller pressurized area is minimized. This will be a improved high-pressure tightness, even at very high pressures, reached. In this case, this closure device can be particularly be provided inexpensively. The sealing area is preferably exactly at the transition edge between the small bore and the transition area of the stepped bore educated.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum dichten Verschließen von Bohrungen unterscheidet sich von den bekannten Verfahren im Stand der Technik dadurch, dass eine Abdichtung schon durch das alleinige Einbringen des Stopfens in die Stufenbohrung erreicht wird. Erfindungsgemäß wird durch das Einbringen des Stopfens in die Stufenbohrung am Übergang der Stufenbohrung zwischen dem größeren und dem kleineren Durchmesser der Dichtbereich ausgebildet. Anschließend wird durch Einbringen des Arretierungsbauteils in die im Stopfen gebildete Öffnung der Befestigungsbereich der Verschlussvorrichtung ausgebildet. Somit wird erfindungsgemäß zuerst der Dichtbereich und anschließend der Befestigungsbereich gebildet. Wie oben schon erläutert wurde, kann die Verschlussvorrichtung dabei derart ausgebildet werden, dass beim Einbringen des Arretierungsbauteils neben dem Erzeugen des Befestigungsbereichs auch zusätzlich nochmals eine Sicherung des schon gebildeten Dichtbereichs mittels des Arretierungsbauteils erfolgen kann. The inventive method for tight sealing of Drilling differs from the known methods in State of the art in that a seal already by the sole introduction of the plug in the stepped bore is reached. According to the invention by introducing the Plug into the stepped bore at the transition of the stepped bore between the larger and the smaller diameter of the Sealing formed. Subsequently, by introducing the Arretierungsbauteils in the stopper formed in the opening the attachment area of the closure device educated. Thus, according to the invention first, the sealing area and then formed the attachment area. As above has been explained, the closure device can thereby be formed that when introducing the Arretierungsbauteils in addition to generating the mounting area also In addition, again a backup of the already formed Sealing area can be done by means of Arretierungsbauteils.

Die vorliegende Erfindung kann insbesondere bei Speichereinspritzsystemen, wie z. B. Common-Rail-Systemen, für das Rail oder die Pumpe oder den Injektor bzw. die an diesen Bauteilen vorhandenen Bohrungsverschlüsse verwendet werden. The present invention is particularly useful in Storage injection systems, such. As common rail systems, for the rail or the pump or the injector or on these components existing bore closures are used.

Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die Zeichnung bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. In der Zeichnung ist: Hereinafter, referring to the drawings Preferred embodiments of the invention described. In the Drawing is:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer Verschlussvorrichtung im montierten Zustand gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, Fig. 1 is a schematic sectional view of a closure device in the assembled state according to a first embodiment of the present invention,

Fig. 2 eine schematische Schnittansicht einer Stufenbohrung von Fig. 1 vor dem Einbringen der Verschlussvorrichtung, FIG. 2 shows a schematic sectional view of a stepped bore of FIG. 1 prior to the introduction of the closure device, FIG.

Fig. 3 eine schematische Schnittansicht der Verschlussvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, Fig. 3 is a schematic sectional view of the closure device according to the first embodiment,

Fig. 4 eine schematische Schnittansicht einer Verschlussvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, Fig. 4 is a schematic sectional view of a closure device according to a second embodiment of the present invention,

Fig. 5 eine schematische Schnittansicht einer Verschlussvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, Fig. 5 is a schematic sectional view of a closure device according to a third embodiment of the present invention,

Fig. 6 eine schematische Schnittansicht einer Verschlussvorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung im teilmontierten Zustand, Fig. 6 is a schematic sectional view of a closure device according to a fourth embodiment of the present invention in a partially assembled state,

Fig. 7 eine schematische Schnittansicht der in Fig. 6 gezeigten Verschlussvorrichtung im montierten Zustand, und Fig. 7 is a schematic sectional view of the closure device shown in Fig. 6 in the assembled state, and

Fig. 8 eine schematische Schnittansicht einer Verschlussvorrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Fig. 8 is a schematic sectional view of a closure device according to a fifth embodiment of the present invention.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 eine Verschlussvorrichtung 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Hereinafter, a closure device 1 according to a first embodiment of the invention will be described with reference to Figs .

Wie insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich ist, umfasst die Verschlussvorrichtung 1 einen Stopfen 2 sowie eine als Arretierungsbauteil ausgebildete Kugel 3. Der Stopfen 2 ist im Wesentlichen zylinderförmig und weist eine innere Öffnung 4 in Form einer Sacklochbohrung auf. In der Öffnung 4 ist eine Nut 13 gebildet (vgl. Fig. 1), welche zum Halten der Kugel 3 im nicht montierten Zustand der Verschlussvorrichtung dient. Dadurch kann insbesondere die Montage erleichtert werden, da verhindert werden kann, dass sich die einzelnen Bauteile der Verschlussvorrichtung 1 voneinander trennen. Weiterhin ist am Außenumfang des Stopfens 2 ein gekerbter bzw. verzahnter Bereich 14 ausgebildet. An diesen verzahnten Bereich 14 schließt sich ein konischer Bereich 11 an, welcher am Ende des Stopfens 2 abgeflacht ist. In Fig. 3 ist die Verschlussvorrichtung 1 im nicht montierten Zustand gezeigt. As can be seen in particular from FIG. 3, the closure device 1 comprises a plug 2 and a ball 3 designed as a locking component. The plug 2 is substantially cylindrical and has an inner opening 4 in the form of a blind hole. A groove 13 is formed in the opening 4 (see Fig. 1), which serves to hold the ball 3 in the unassembled state of the closure device. As a result, in particular the assembly can be facilitated because it can be prevented that separate the individual components of the closure device 1 from each other. Furthermore, a notched or toothed region 14 is formed on the outer circumference of the plug 2 . At this toothed region 14 , a conical region 11 connects, which is flattened at the end of the plug 2 . In Fig. 3, the closure device 1 is shown in the uninstalled state.

Im montierten Zustand, welcher in Fig. 1 dargestellt ist, ist die Verschlussvorrichtung 1 in eine Stufenbohrung in einem Gehäuse 15 eingebracht. Die Stufenbohrung 5 ist im Detail in Fig. 2 gezeigt. Die Stufenbohrung 5 umfasst eine große Bohrung 6 mit großem Durchmesser d1 und eine kleine Bohrung 7 mit kleinem Durchmesser d2, welche miteinander durch einen Übergang 8 verbunden sind. Wie in Fig. 2 gezeigt, ist der Übergang 8 konisch ausgebildet. Dabei ist der Winkel des konischen Übergangs 8 zu einer Mittelachse der Bohrung anders gewählt als der Winkel am konischen Bereich 11 der Verschlussvorrichtung 1. In the mounted state, which is shown in FIG. 1, the closure device 1 is introduced into a stepped bore in a housing 15 . The stepped bore 5 is shown in detail in FIG . The stepped bore 5 comprises a large bore 6 with a large diameter d1 and a small bore 7 with a small diameter d2, which are interconnected by a transition 8. As shown in Fig. 2, the transition 8 is conical. In this case, the angle of the conical transition 8 to a central axis of the bore is chosen differently than the angle at the conical region 11 of the closure device 1 .

Zur Montage der Verschlussvorrichtung 1 in der Stufenbohrung 5 wird die Verschlussvorrichtung 1 zuerst an der Bohrung 6 mit großem Durchmesser angesetzt und am Stopfen 2 mittels eines geeigneten Werkzeugs in die Stufenbohrung 5 eingebracht bzw. eingestemmt. Dabei verbleibt die Kugel 3 in der in Fig.3 gezeigten Position oben an der Öffnung 4. Der Stopfen 2 wird so weit in die Stufenbohrung eingebracht, bis der konische Bereich 11 mit dem Übergang 8 der Stufenbohrung in Kontakt kommt und sich in diesem Bereich der Dichtbereich 9 ausbildet. Abhängig von den jeweils gewählten Materialien und deren Härten kann sich dabei eine plastische Verformung nur an dem Übergang 8 oder nur am konischen Bereich 11 des Stopfens 2 oder an beiden ergeben. In Fig. 1 sind die beiden Materialien des Stopfens 2 und des Übergangs 8 derart gewählt, dass sich eine plastische Verformung an beiden Bereichen ergibt. Dadurch entsteht der Dichtbereich 9 am Übergang 8 der Stufenbohrung. Durch die unterschiedlichen Winkel der konischen Flächen an der Stufenbohrung und an der Verschlussvorrichtung 1 ergibt sich somit ein kreislinienförmiger Dichtbereich 9. Da sich der Dichtbereich im Wesentlichen auf die Kreislinie konzentriert, werden am Dichtbereich hohe Flächenpressungen zwischen den beiden Bauteilen erhalten, sodass eine höchste Dichtheit zwischen den beiden Bauteilen erreicht werden kann. Somit können die von innen aus der Bohrung 7 auf die Verschlussvorrichtung 1 wirkenden Kräfte nur auf einem kleinen Durchmesser an der Verschlussvorrichtung 1 angreifen, sodass eine von innen wirkende Ausdrückkraft auf die Verschlussvorrichtung verringert ist. Dies ermöglicht eine weiter verbesserte Hochdruckdichtheit, insbesondere auch gegenüber im Common-Rail-System auftretenden Pulsationen. To mount the closure device 1 in the stepped bore 5 , the closure device 1 is first attached to the bore 6 with a large diameter and introduced or caulked to the stopper 2 by means of a suitable tool in the stepped bore 5 . In this case, the ball 3 remains in the position shown in Fig. 3 at the top of the opening. 4 The plug 2 is inserted into the stepped bore until the conical region 11 comes into contact with the transition 8 of the stepped bore and the sealing region 9 forms in this region. Depending on the respectively selected materials and their hardness, a plastic deformation can only result at the transition 8 or only at the conical region 11 of the plug 2 or at both. In Fig. 1, the two materials of the plug 2 and the transition 8 are chosen such that there is a plastic deformation at both areas. This creates the sealing area 9 at the transition 8 of the stepped bore. The different angles of the conical surfaces on the stepped bore and on the closure device 1 thus result in a circular sealing area 9 . Since the sealing area concentrates essentially on the circular line, high surface pressures are obtained at the sealing area between the two components, so that a maximum tightness between the two components can be achieved. Thus, the forces acting from the inside of the bore 7 in the closure device 1 forces act only on a small diameter at the closure device 1, so that a force acting from the inside is reduced to push out the locking device. This enables a further improved high-pressure tightness, in particular also with respect to pulsations occurring in the common-rail system.

Nachdem der Stopfen 2 in die Stufenbohrung 5 eingebracht ist, wird weiter mit einem geeigneten Werkzeug die Kugel 3 in die Öffnung 4 des Stopfens 2 eingebracht bzw. eingestemmt. Dadurch ergibt sich eine Verformung am äußeren zylindrischen Bereich des Stopfens 2, so dass sich die an dessen Aussenfläche gebildeten Kerben in die Bohrungswand der Bohrung 7 mit größerem Durchmesser d1 eindrücken. Dadurch wird der Befestigungsbereich 10 erhalten, welcher vom Dichtbereich 9 örtlich getrennt ist. Abhängig von den gewählten Materialien und dem Durchmesser der Kugel 3 ergeben sich dabei ebenfalls plastische Verformungen an der zylindrischen Aussenwand des Stopfens 2 bzw. der Bohrung 6 mit großem Durchmesser, so dass neben der Befestigungsfunktion auch zusätzlich noch eine weitere Abdichtfunktion in diesem Bereich erhalten werden kann. After the plug 2 is introduced into the stepped bore 5 , the ball 3 is further introduced or caulked into the opening 4 of the plug 2 with a suitable tool. This results in a deformation on the outer cylindrical portion of the plug 2 , so that the notches formed on its outer surface press into the bore wall of the bore 7 with a larger diameter d1. As a result, the fastening region 10 is obtained, which is spatially separated from the sealing region 9 . Depending on the materials selected and the diameter of the ball 3 , this also results in plastic deformations on the cylindrical outer wall of the plug 2 or the bore 6 with a large diameter, so that in addition to the attachment function also a further sealing function can be obtained in this area ,

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 4 eine Verschlussvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind dabei wieder mit den gleichen Bezugszeichen wie im ersten Ausführungsbeispiel bezeichnet. Hereinafter, a shutter device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG . Identical or functionally identical parts are again denoted by the same reference numerals as in the first embodiment.

Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist bei der Verschlussvorrichtung 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Stopfen 2 derart gebildet, dass an seinem ins Bohrungsinnere gerichteten Ende zusätzlich noch ein Fortsatz 12 ausgebildet ist. Somit geht der konische Bereich 11 des Stopfens unmittelbar in den Fortsatz 12 über. Der Fortsatz 12 weist dabei einen Durchmesser auf, welcher ungefähr dem Durchmesser d2 der kleineren Bohrung der Stufenbohrung entspricht. Im montierten Zustand steht somit der Fortsatz 12 in die Bohrung mit kleinerem Durchmesser vor. Dadurch wird eine Schadvolumen der Bohrung verringert. Der Fortsatz 12 kann dabei eine beliebige Länge aufweisen, so dass beispielsweise die Bohrung mit kleinerem Durchmesser der Stufenbohrung bis zu einem Mündungsbereich vollständig ausgeführt werden kann. Ansonsten entspricht das zweite Ausführungsbeispiel dem ersten Ausführungsbeispiel, so dass auf die dort gegebene Beschreibung verwiesen werden kann. In contrast to the first embodiment, in the closure device 1 according to the second embodiment, the plug 2 is formed such that at its end directed toward the bore hole additionally an extension 12 is formed. Thus, the conical portion 11 of the plug merges directly into the extension 12 . The extension 12 in this case has a diameter which corresponds approximately to the diameter d2 of the smaller bore of the stepped bore. In the mounted state, therefore, the extension 12 projects into the bore with a smaller diameter. As a result, a damaged volume of the bore is reduced. The extension 12 can have an arbitrary length, so that, for example, the bore with a smaller diameter of the stepped bore can be completely executed up to a mouth region. Otherwise, the second embodiment corresponds to the first embodiment, so that reference can be made to the description given there.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 5 eine Verschlussvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind wieder mit den gleichen Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen bezeichnet. Hereinafter, a shutter device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG . Identical or functionally identical parts are again denoted by the same reference numerals as in the preceding embodiments.

Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, ist im Gegensatz zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen das Ende des Stopfens 2 als Kugelkalotte 16, d. h. als Kugelabschnitt, ausgebildet. Somit übernimmt die Kugelkalotte 16 die Ausbildung des linienförmigen Dichtbereichs 9 zwischen der Stufenbohrung und der Verschlussvorrichtung. Ansonsten entspricht das dritte Ausführungsbeispiel den vorhergehenden Ausführungsbeispielen, so dass auf die dort gegebene Beschreibung verwiesen werden kann. As can be seen from FIG. 5, in contrast to the preceding exemplary embodiments, the end of the plug 2 is designed as a spherical cap 16 , ie as a spherical section. Thus, the spherical cap 16 takes over the formation of the linear sealing region 9 between the stepped bore and the closure device. Otherwise, the third embodiment corresponds to the previous embodiments, so that reference may be made to the description given there.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 6 und 7 eine Verschlussvorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind wieder mit den gleichen Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen bezeichnet. Hereinafter, a shutter device according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7. Identical or functionally identical parts are again denoted by the same reference numerals as in the preceding embodiments.

Wie in Fig. 6 gezeigt, ist im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel im vierten Ausführungsbeispiel die Stufenbohrung 5 mit einem rechtwinkligen Übergang 8 ausgebildet. Weiterhin weist der Stopfen 2 eine Öffnung 4 aus, welche eine Länge (Tiefe) h1 aufweist. Die Öffnung 4 ist somit so tief, dass sie in Längsrichtung des Stopfens vom nach außen gerichteten Ende des Stopfens über den Befestigungsbereich 10 und den Dichtbereich 9 reicht. Dadurch wird erreicht, dass beim Einbringen der Kugel 3 in die Öffnung 4 die Kugel 3 eine plastische Verformung sowohl am Befestigungsbereich 10 als auch zusätzlich noch am eigentlich schon plastisch verformten Dichtbereich 9 ermöglicht (vgl. Fig. 7). Dadurch wird eine noch sicherere Abdichtung am Dichtbereich 9 durch eine von der Kugel 3 verursachte plastische Verformung erreicht. Wie aus Fig. 7 ersichtlich ist, ergibt sich im montierten Zustand der Verschlussvorrichtung eine im Wesentlichen linienförmige Abdichtung 9 zwischen der Kante des Übergangs 8 der Stufenbohrung und dem konischen Bereich 11 des Stopfens 2 mit einem minimalen Durchmesser d2. Ansonsten entspricht das vierte Ausführungsbeispiel den vorhergehenden Ausführungsbeispielen, so dass auf die dortige Beschreibung verwiesen werden kann. As shown in FIG. 6, unlike the first embodiment in the fourth embodiment, the stepped bore 5 is formed with a rectangular transition 8 . Furthermore, the plug 2 has an opening 4 which has a length (depth) h1. The opening 4 is thus so deep that it extends over the attachment region 10 and the sealing region 9 in the longitudinal direction of the plug from the outwardly directed end of the plug. This ensures that when introducing the ball 3 into the opening 4, the ball 3 plastic deformation both on the mounting portion 10 and in addition to the actually already plastically deformed sealing area 9 allows (see Fig .. 7). As a result, an even more secure seal on the sealing area 9 is achieved by a plastic deformation caused by the ball 3 . As can be seen from FIG. 7, in the installed state of the closure device, a substantially linear seal 9 results between the edge of the transition 8 of the stepped bore and the conical region 11 of the stopper 2 with a minimum diameter d2. Otherwise, the fourth embodiment corresponds to the previous embodiments, so that reference may be made to the description there.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 8 eine Verschlussvorrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind wieder mit den gleichen Bezugszeichen wie im vorhergehenden Ausführungsbeispiel bezeichnet. Hereinafter, a shutter device according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG . Identical or functionally identical parts are again denoted by the same reference numerals as in the preceding embodiment.

Wie aus Fig. 8 ersichtlich ist, entspricht die Verschlussvorrichtung 1 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel im Wesentlichen der des vierten Ausführungsbeispiels. Im Unterschied dazu ist am Stopfen 2 der Verschlussvorrichtung des fünften Ausführungsbeispiels jedoch zusätzlich ein Fortsatz 12 angeordnet, welcher sich im montierten Zustand in die Bohrung 7 mit kleinerem Durchmesser erstreckt und dadurch ein Schadvolumen der Bohrung 7 verringert. Der Durchmesser des Fortsatzes 12 entspricht dabei im Wesentlichen dem Durchmesser der Bohrung 7. Ansonsten entspricht dieses Ausführungsbeispiel dem vierten Ausführungsbeispiel, so dass auf die dortige Beschreibung verwiesen werden kann. As is apparent from FIG. 8, the shutter device 1 according to the fifth embodiment substantially corresponds to that of the fourth embodiment. In contrast, however, an extension 12 is additionally arranged on the plug 2 of the closure device of the fifth embodiment, which extends in the mounted state into the bore 7 with a smaller diameter and thereby reduces a damaged volume of the bore 7 . The diameter of the extension 12 corresponds substantially to the diameter of the bore. 7 Otherwise, this embodiment corresponds to the fourth embodiment, so that reference may be made to the description there.

Zusammenfassend betrifft die vorliegende Erfindung eine Verschlussvorrichtung 1 zum dichten Verschließen von Bohrungen. Die Verschlussvorrichtung 1 umfasst einen Stopfen 2 und ein Arretierungsbauteil 3, das in einer Öffnung 4 des Stopfens 2 einführbar ist. Im montierten Zustand weist die Verschlussvorrichtung einen Dichtbereich 9 und einen davon separaten Befestigungsbereich 10 auf. Die Bohrung ist als Stufenbohrung 5 ausgebildet und der Dichtbereich 9 ist am Übergang 8 der Stufenbohrung 5, insbesondere als linienförmiger Dichtbereich am kleinsten Durchmesser des Übergangs 8, ausgebildet. In summary, the present invention relates to a closure device 1 for sealing holes. The closure device 1 comprises a stopper 2 and a locking component 3 , which can be inserted in an opening 4 of the stopper 2 . In the mounted state, the closure device has a sealing region 9 and a separate fastening region 10 . The bore is designed as a stepped bore 5 and the sealing region 9 is formed at the transition 8 of the stepped bore 5 , in particular as a linear sealing region at the smallest diameter of the transition 8 .

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Es können verschiedene Abweichungen und Änderungen ausgeführt werden, ohne den Erfindungsumfang zu verlassen. The present invention is not limited to those shown Embodiments limited. It can be different Deviations and changes are performed without the To leave the scope of the invention.

Claims

A closure device for sealing holes, comprising a plug ( 2 ) and a locking component ( 3 ) which can be introduced into an opening ( 4 ) of the plug ( 2 ), the closure device having a sealing region ( 9 ) and a separate fastening region ( 10 ), characterized in that the bore is formed as a stepped bore ( 5 ) with a larger bore ( 6 ) and a smaller bore ( 7 ) and the sealing region at the transition ( 8 ) of the stepped bore ( 5 ) is formed from the larger bore ( 7 ) to the smaller bore ( 6 ).

2. Closure device according to claim 1, characterized in that the sealing region at the transition ( 8 ) of the stepped bore ( 5 ) as a line, in particular as a circular line, is formed.

3. Closure device according to claim 1 or 2, characterized in that the sealing region ( 9 ) at the smallest diameter (d2) of the transition ( 8 ) is arranged.

4. Closure device for tightly closing bores, comprising a sealing region ( 9 ) and a separate fastening region, characterized in that the bore is formed as a stepped bore with a larger bore ( 6 ) and a smaller bore ( 7 ), the attachment region by caulking is formed on the larger bore ( 6 ) and the sealing region ( 9 ) is formed on the smaller bore ( 7 ).

5. Closure device according to one of the preceding claims, characterized in that the forces for sealing the sealing area at the transition ( 8 ) have components in the axial direction and in the radial direction of the stepped bore.

6. Closure device according to one of the preceding claims, characterized in that on the stopper ( 2 ) a tapered region ( 11 ) is formed, on which in the mounted state of the closure device, the sealing region ( 9 ) between the plug ( 2 ) and the transition ( 8 ) of the stepped bore is formed.

7. Closure device according to one of the preceding claims, characterized in that at the transition ( 8 ) of the stepped bore, a tapered region is formed, on which in the mounted state of the closure device, the sealing region ( 9 ) between the plug ( 2 ) and the transition ( 8 ) of the stepped bore is formed.

8. Closure device according to claim 6 or 7, characterized in that the tapered region ( 11 ) is formed on the plug conical or as a spherical cap ( 16 ).

9. Closure device according to claim 6 to 8, characterized in that the tapered region at the transition ( 8 ) of the stepped bore is conical or formed as a spherical cap.

10. Closure device according to one of the preceding claims, characterized in that at the inwardly directed end of the plug ( 2 ) an extension ( 12 ) is arranged.

11. Closure device according to claim 10, characterized in that the extension ( 12 ) has the same or a smaller diameter than a diameter (d2) of the smaller bore ( 7 ) of the stepped bore ( 5 ).

12. Closure device according to one of the preceding claims, characterized in that in the insertion direction of the closure device, the fastening region ( 10 ) in front of the sealing region ( 9 ) is arranged.

13. Closure device according to claim 12, characterized in that the stopper ( 2 ) formed in the opening ( 4 ) having a depth (h1) is formed approximately to the height of the mounting portion ( 10 ) of the plug, or that in the stopper ( 2 ) formed opening ( 4 ) having a depth (h1) over the height of the mounting portion ( 10 ) and the sealing portion ( 9 ) is formed.

14. Closure device according to one of claims 1 to 3, characterized in that on the stopper ( 2 ) formed in the opening ( 4 ), a holding device ( 13 ) for the locking member ( 3 ) is formed.

15. Closure device according to claim 14, characterized in that the holding device ( 13 ) is a circumferential groove or that the holding device ( 13 ) by a beading of the upper edge of the plug ( 2 ) is formed.

16. A method of sealing wells, comprising the steps of:

- Inserting a plug ( 2 ) and a locking component ( 3 ) comprehensive closure device ( 1 ) with a sealing region ( 9 ) and a separate mounting portion ( 10 ) in a stepped bore ( 5 ) with a larger bore ( 6 ) and a smaller bore ( 7 ), wherein the closure device ( 1 ) is introduced into the stepped bore ( 5 ) such that at a transition ( 8 ) of the stepped bore ( 5 ) between the larger bore ( 6 ) and the smaller bore ( 7 ) of the sealing region ( 9 ) is formed, and

- Subsequently introducing the Arretierungsbauteils ( 3 ) in a stopper ( 2 ) formed in the opening ( 4 ) to achieve a backup of the plug ( 2 ) on the mounting portion ( 10 ) against axial displacement of the plug in the bore.