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'Verfahren zur Herstellung überzogener Dichtungen" Die vorliegende
Erfindung bezieht sich grundsätzlich auf die Herstellung von Dichtungen bzw. Dichtungsringen,
die aus einer zweiteiligen Anordnung bestehen, nämlich einem Trägkernteil und einem
passenden Schichtteil, wovon jeder wahlweise verändert wird, um einer Vielzahl von
Anforderungen zu genügen. Die Erfindung ist im allgemeinen auf ein wirksames Verfahren
zur Herstellung von Dichtungen in für den jeweiligen Verwendungszeck entsprechend
zugeschnittenen Form gerichtet. Nach einem Ausführungsbeispiel sind die erfindungsgemäßen
Dichtungen auf Grund der gewählten Kombination von Dichtungswerkstoff in Verbindung
mit Uberzugsmaterial besonders zum
Erhalt hoher Anpassungsfähigkeit
und Drehpunkthaltekraft gefertigt, wodurch die Dichtungen im wesentlichen strömungsmittelundurchlässig,
biegsam und temperaturfest gemacht sind. Die Dichtungen können mit einem bestimmten
gewünschten Uberzug versehen sein, der nach einer Ausführungsform aus einem Gemisch
aus aushärtbarem Neopren und Phenolharz besteht, wobei dieses Gemisch nachfolgend
"überzug" genannt wird. Diese Uberzugsmaterialien ergeben wünschenswerte Eigenschaften
der Dichtungen sowie eine Uberzugsschicht, die größtenteils undurchlässig ist für
Strömungsmittel oder Flüssigkeiten, mit welchen die erfindungsgemäßen Dichtungen
zusammen verwendet werden sollen. Handelt es sich bei ihrem Verwendungszweck um
Kraftfahrzeuge, so sind diese Überzüge äußerst widerstandsfähig, gegenüber den sie
umgebenden Strömungsmitteln, die größtenteils Kohlenwasserstoffgase und andere Strömungsmittel
betreffen, von welchen zu erwarten ist, daß sie eine Verschlechterung gewisser herkömmlich
verwendeter Dichtungsmaterialien heryorrufen. Da die Überzüge schwierig zu handhaben
bzwv zu behandeln und klebrig oder zähflüssig sind, wenn sie mit anderen Gegenständen
oder Bestandteilen im Herstellungsverfahren in Berührung gebracht werden, wird durch
ein einzigartiges Verfahren zur Herstellung der Dichtungen eine Möglichkeit zur
Fertigung geeigneter Dichtungsringe und ähnlicher Dichtungsteile geschaffen.
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Nach einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft
diese die Herstellung einer Dichtung, wie z.B. einer Flachdichtung oder einer Vergaserdichtung
zur Verwendung in Kraftfahrzeugen, wobei das Dichtungsmaterial Verstärkungsfasern
- Pflanzenfasern, Mineralfasern oder sonstiger Fasern - aufweisen kann und eine
hochgradige Elastizität durch Leerraumbildung im Material selbst oder beispielsweise
durch die Aufnahme eines elastischen Materials ideal erzielt ist und wobei
ein
Überzug aus einem geeigneten Material auf den wichtigen Oberflächen an Öffnungen,
Löchern usw. der fertiggestellten Dichtung auf wirksame und wünschenswerte Weise
vorgesehen wird und dies Alles eine Dichtung mit ausgewählten, veränderlichen Eigenschaften
ergibt, die den vorbekannten Stand der Technik nicht imstande war, zu gewährleisten.
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Die Dichtungen nach den vorbekannten Stand der Technik sind an den
beiden Oberflächen und Kanten mit einer besonderen Verbindung aus Thiokolgummi eingekapselt.
Dieser Gummi hat ungewöhnlich gute Brennstoffbeständigkeitseigenschaften, so daß
er besonders geeignet für Vergaserdichtungen (Luftstutzen zum Vergasergehäuse) istv
Obwohl er außerordentlich gute Brennstoffbeständigkeitseigenschaften hat, ist er
bei weitem nicht so undurchlässig für Dampf.oder Flüssigkeiten, wie er seinsollte,
so daß bei Durchdringung einer Flüssigkeit diese zwar eine sehr geringe Wirkung
auf den Thiokolgummi hat, jedoch Veränderungen des Tragkernmaterials zuläßt. Das
Uberziehen oder Einkapseln der Dichtungen mit Thiokol erfolgt beispielsweise hauptsächlich
durch Verwendung-einea Produktes, das als Leimglyzerinblattdichtung beschrieben
ist, die sehr feuchtigkeitsanfällig istv Durch die Verwendung eines verhältnismäßig
dicken Uberzuges aus Thiokol kann eine sehr gute Dichtung erhalten werden, wenn
nur die Feuchtigkeit in dem Blatt konstant gehalten werden könnte, um dadurch die
Schrumpfung die Drehmomenthaltekraft und gegebenenfalls die Dichtung im Vergaser
zu steuer bzw. zu kontrollieren, wenn die Dichtung in Stellung festgeklemmt ist.
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Die Undurchlässigkeit ist daher von kritischer Bedeutung, um den Kernteil
trocken oder durch das St6ungsmittelt das abgedichtet werden soll unbeeinträchtigt
zu halten. SMmtliche
Materialien, die z. B. zum Abdichten der Strecke
vom Luftstutzen zum Gehäuse des Vergasers ausgewählt und verwendet werden, erfordern
die Verwendung von Luftleeräumen zur Gewinnung eines bedeutsamen Anteils ihrer Zusammendrückbarkeit
und Anpassungsfähigkeit zum Erhalt einer Dichtung. Ihre Struktur ist stets ein Kompromiß,
wobei die Wirkung der Befeuchtung (mit dem abzudichtenden Mediens) ein wichtiger
Umstand ist. Währen die Klemmbelastungen stets abgemessen und stets gleichmäßig,
so würde das die Materialstruktur beeichträchtigende Befeuchtungsproblem nicht von
Bedeutung sein, das ist jedoch nicht der Fall.
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Die zur Zeit verwendeten Materialien fallen unter die nachfolgenden
Klassen, wobei sie durch ihre Handelsnamen und ASTM-Bezeichnungen (American Society
for Testing Materials) bezeichnet: KAOPAK B1516«-130: ASTM P3341D ausgehärteter
Nitrilgummi, ein Dichtungsmittel, das mit pflanzlichen Fasern verstärkt ist und
eine verhältnismäßig hohe Dichte hat.
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KAOBESTOS 57105: ASTM P1151A Chloroprengummi, ein syntetisches Dichtungsmittel,
das ausgehärtet und mit Asbestfasern verstärkt ist.
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KAOBESTOS 66013: ASTM P1242D ausgehärteter Nitrilgummi, ein Dichtungsmittel,
das mit Asbest verstärkt und mit einem geringen Prozentsatz pflanzlicher Fasern
und granulierten Korks vermischt ist.
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SHURPAK: ASTM P3313B Dieses Blatt besteht aus mit Glyzerin plastiziertem
Lederlein4 der mit Formaldehyd (Dichtungs--
SHURPAK: mit THIOKOL
überzogen mittel) umgesetzt ist, das mit pflanzlichen Fasern verstärkt ist.
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Das Dichtungsmittel in diesem Blatt ist eines der brennstoffbeständigsten,
bisher von Menschen hergestellten Erzeugnisse. Das fertige Blatt ist eines der am
billigsten hergestellten für ein zweckmäßiges Material, hat jedoch einige Einschränkungen
mit Bezug auf Feuchtigkeitsbeständigkeit, Lagerfähigkeit, Formbeständigkeit und
Drehpunkthaltevermögen.
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Nach dem Schneiden, an vier Seiten eingekapselt.
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Dieses Erzeugnis ist dasselbe; wie das übliche Produkt Shurpak, nur
daß es mit einem Film aus Thiokolgummi nach dem Schneiden eingekapselt ist.=Dieses
Blatt bietet eine beträchtliche Verbesserung gegenüber dem einfachen Produkt Shurpak,
ist jedoch kostspieliger, wobei die Unbeständigkeitseingen schaftsprobleme immer
noch nicht gelöst sind, daß Thiokol, obwohl durch die Strömungsmittel nicht beeinträchtigt
-wird, mit Atmen und/ oder Durchdringung durchlässig ist.
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CORK & RUBBER (Neoprennitril) Dieses Produkt kann in Bezug auf
die Menge von Kork gegen über der Menge von Gummi und auf die Korngröße des Korkes
weitgehend verändert werden.
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Es ergibt ein Blatt, daß die Dichtungsempfindlichkeit eines Blattes
aus mit dem Kork verstärktem weichen Gummi. Es kann allgemein als mittelmäßig bis
schlecht bzeichnet werden, was die Drehmomenthaltekraft und allgemeine Haltbarkeit
in seiseiner Verwendung für Dichtungen für Vergasergehäuse anbetrifft, wobei es
auch verhältnismäßig kostspielig ist.
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Das zweiteilige System nach der vorliegenden Erfindung trennt die
Dichtung (Oberfläche und Kanten) von dem Träger oder Kern, was wiederum modifiziert
werden kann, um einen Verwendungszweck zu entsprechen, der eine verhältnismäßig
gleichmäßige Belastung oder eine Belastung erfordert, die nicht gleichmäßig ist.
Das System kann auch "nach Maß geschnitten werden", um sich an Anordnungen leichter
Struktur anpassen zu können.
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Bestehende Materialien, die ein Kompromiß in Bezug auf die Materialstruktur
erfordern, brauchen beispielsweise einen hohen Prozentsatz des Dichtungsmittels
in dem Kern, um eine entsprechende Dichtung für einen bestimmten Verwendungszweck
zu erhalten, wobei das Dichtungsmittel gewöhnlich kostspielig ist und eine schwache
Drehmomenthaltekraft ergibt. Umgekehrt wird ein niedriger Dichtungsmittelgehalt
verwendet,
um den Anforderungen eines hohen Drehmoments zu genügen, wobei jedoch die Eigenschaft
eines schwierigen Abdichtens zusammen mit der Wirkung der Befeuchtung der ganzen
Struktur entstehen.
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Korkteilchen und Gummi erhöhen die Anpass'ungsfähigkeit dieser Strukturen,
wobei jedoch sie zu einer eigentlich schwachen Struktur in Bezug auf das Drehmoment
führen und insbesondere die Tatsache hervorgehoben werden muß, daß die Drehmomentbelastungen
unmittelbar unter dem Befestigungsteilen oder Maschinenschrauben oder -bolzen häufig
hoch und zwischen den Befestigungsschrauben oder Befestigungsbolzen häufig mittel
bis niedrig sind Das zweiteilige System kann selbstverständlich bei vielen anderen
Verwendungszwecken Anwendung finden, wovon manche einen stärkeren oder sehr starken
"Kern"-Werkstoff erfordern können. Diese "Kern"-Materialien en können aus Elastomermaterialien
zusammengesetzt sein, die mit pflanzlichen Fasern, Mineralfasern oder Gemischen
aus den beiden Faserarten verstärkt sind. Der "Kern"kann sogar Zusätze von Kork
aufweisen, wobei die Tatsache hervorgehoben werden soll> daß der "Kern" und der
Uberzug aus dem Dichtungsmittel getrennt sind und "nach Maß geschnitten sein können",
um aneinander zu passen.
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Zusammenfassend ist hierbei zu sagen, daß es ersichtlich ist, daß
um alle diese Mängel zu beseitigen etwaserforderlich ist, um zu gewährleisten, daß
die fertiggestellte Dichtung widerstandsfähig gegenüber der ganzen Umgebung ist,
in welcher sie verwendet wird. Faktoren, welche das Gesamtbild zu beeinflussen suchen,
sind Wärme, 1, Wasser, Vibration und ähnliche Faktoren. Es ist also notwendig, einen
Uberzug auf der Dichtung vorzusehen, der in Bezug auf sein Gefüge oder seine Struktur
verändert werden kann, um den verschiedenen Verwendungszwecken zu entsprechen, für
welche
eine Dichtung verwendet werden kann, um somit einen zufriedenstellenden strömungsmittelundurchläs
sigen Uberzug zu erhalten und das Material des Kerns oder der Dichtung trocken und
unbefeuchtet von den Strömungsmitteln zu halten, ganz gleich, ob es sich dabei um
Flüssigkeiten oder andere Strömungsmittel handelt, bei welchen die Dichtungen verwendet
werden. Die Verwendung derartiger überzüge und ihre Anwendung auf dem Gebiet der
Dichtungen ist sowohl kostspielig als auch schwierig und zwar infolge der innewohnenden
Fähigkeit der Polymerisatüberzüge und der notwendigen Verfahrensschritte bei der
Herstellung von Dichtungen. Das hier offenbarte Verfahren zur Herstellung von Dichtungen
eines idealen Types auf eine wirkungsvolle Art, wobei das Gesamtverfahren innerhalb
praktikablen, wirtschaftlichen Grenzen gehalten wird, bildet den Gegenstand der
vorliegenden Erfindung.
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Grundsätzlich bezieht sich die Erfindung nach einem Aus-Pührungsbeispiel
auf ein Verfahren zur Herstellung überzogener Dichtungen, wobei die Menge des verwendeten
Uberzugsmaterial innerhalb praktisch möglicher wirtschaftlicher Grenzen gehalten
und der Uberzug in einer gleichmäßigen Schicht aufrechterhalten wird und ausgewählte
Varianten in der aufeinanderfolgenden Durchführung mehrerer Verfahrensschritte besteht.
Diese Verfahrensschritte bestehen darin, daß ein Kern- oder Dichtungsmaterial vorgesehen
wird, das in Form einer Bahn, eines Zuschnittes oder eines Blattes.
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vorliegen kann und eine Vielzahl anfänglicher Stanzschnitte aufweist,
wobei diese Ausschnitte das Innere der fertiggestellten Dichtungen, Bolzenlöcher
und/oder Anschlaglöcher bilden (ggf. außerhalb der beabsichtigten Formgrenzen der
fertiggestellten Dichtungen), worauf ein Uberzug auf die durch das Stanzwerkzeug
geschnittene Bahn oder das entsprechende Blatt aufgetragen wird, wobei der Uberzug
eine Strömungsmittelbeständigkeit und Anpassungsfähigkeit der
Form
des Dichtungsmaterialkernes verleiht. Der Uberzug ist vorzugsweise dicker an den
Wänden der oeffnungen als in anderen Bereichen. Der Uberzug wird dann zumindest
teilweise ausgehärtet oder getrocknet, worauf die überzogene Bahn oder das überzogene
Blatt wieder einem Stanzarbeitsgang unterworfen wird, um die Außenumfangskanten
der Dichtungen nach beliebiger Form zu bilden. Daraufhin wird bei der Ausführungsform,
bei welcher es sich um eine Materialbahn handelt, das Ausschußmaterial der Dichtung
aus den Anschlaglöchern in dem Bereich der Formgebung oder Herstellung und in der
Nachbarschaft der Dichtungen entfernt. Die Anschlaglöcher bei einer Ausführungsform
werden verwendet, um die Bahn oder das Blatt, welche die teilweise aus gestanzten
Teile enthalten, während des Vorganges zum teilweisen Aushärten zu stützen, um somit
den Uberzug nicht zu stören und Schwierigkeiten bei der Behandlung des Uberzuges
während des Vorganges zum teil-.
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weisen Aushärten zu vermeiden und um das nachträgliche Ausrichten
bei dem endgültigen Ausstanzen und dem Erhalt der Dichtungen zu gewährleistene Die
Erfindung wird nun unter'Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben;
darin zeigen Fig 1 Ein Strömungsbild bzw. Wärmebilanzdiagramm eines der Verfahren
der Erfindung; Fig. 2 Eine schematische bzw. schaubildliche Darstellung des Vorschneideschrittes
eines der Verfahren der Erfindung; Fig. 3 Eine Ansicht entlang der Linie 3-3 der
Fig. 2, wobei der überzogene, zunächst ausgestanzte Teil der Fig. 2 gezeigt ist;
Fig.
4 den Teil der Fig. 2 nach den endgültigen Schneidvorgang bei Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Verfahrens; Fig. 5 Eine Ansicht entlang der Linie 5-5 der
Fig. 4; Figr 6 Eine Draufsicht zur schematischen Veranschaulichung der Anwendung
des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einer anderen Ausführungsform; und Fig. 7 Eine
schematische Darstellung, die zeigt,- wie eine Bahn aus Dichtungsmaterial unter
Verwendung eines der erfindungsgemäßen Verfahren überzogen wird.
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Bezugnehmend auf die Fig. 1 - 5 wird nun eine grundsätzliche und allgemeine
Ausführungsform gach einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel beschrieben. Im
allgemeinen ist das Kern- oder Dichtungsmaterial, das Faserverstärkungen haben kann
(wobei die Fasern pflanzliche, aus Mineral bestehende oder andere Fasern sein können)
in Form einer Materialbahn, oder eines Zuschnittes oder eines Streifens oder Blattes
verfugbar gemacht. Zum Zwecke der Offenbarung wird die Erfindung in ihrer praktischen
Durchführung in Bezug auf ausgestanzte Zuschnitte oder Blätter beschrieben, wobei
es sich versteht, daß dieselben allgemeinen Verfahrensschritte und Verfahren, die
hier offenbar sind, für Dichtungsmaterialien in Form einer Bahn mit geringer oder
keiner Abänderung anwendbar sind, wobei etwaige Ausnahmen ausdrücklich erwähnt werden.
Das Blatt aus Dichtungsmaterial 2 wird einem anfänglichen oder einleitenden bzw.
vorbereitenden Stanzarbeitsganges unterworfen, wobei das Stanzen mit einem einfachen
oder mehrfachen Schnitt- und Stanzwerkzeug durchgeführt wird; Mehrschneidkluppenwerkzeuge
werden bevorzugt, um das Verfahren
so wirkungsvoll wie möglich
zu gestalten Die Werkzeuge bzw. die Schneidkluppen haben eine spezifische Form,
je nach der endgültigen Form der gewünschten Dichtung In dem hier beschriebenen
Fall werden eine Anzahl von Mittel öffnungen oder Löcher 4 gestanzt, während gleichzeitig
in Abstand voneinander angeordnete Löcher 6 fur Befestigungsbolzen sowie in Abstand
voneinander liegende Anschlag oder Führungslöcher 8 gestanzt werden. Die Strichpunktlinien
10 zeigen im allgemeinen die endgültige Form, welche die einzelnen Dichtungen einnehmen,
nachdem die letzten Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens durchgeführt
worden sind. Es versteht sich, daß die in Abstand voneinander liegenden zentralen
Löcher 4 sowie die Bolzenlöcher 6 und die Führungslöther 8 vor dem jeweiligen Uberziehungsvorgang
im Blatt oder in der Bahn aus Dichtungsmaterial gebildet werden. Das einleitend
ausgestanzte Blatt 2, wie in Fig. 2 gezeigt, wird dann mit dem Uberzugsmaterial
überzogen, dessen spezifische Merkmale nachfolgend eingehend erörtert werden Das
Uberziehen des ausgestanzten Blattes wird vorzugsweise mittels Wischrollen durchgeführt,
d.h. Streichrollen oder Walzen mit tiefen Betten, wobei das Uberziehen mit weiteren
Arbeitsgängen und Vorrichtungen erfolgt, die sonst in der Technik allgemein bekannt
sind und einige spezifische Figenschaften derselben nachfolgend näher beschrieben
werden.
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Zweckmäßigerweise wird diese besondere Art des Uberziehens "Scheuer"-8berziehen
genannt Sobald das Flächenmaterial oder Blatt 2 durch den Zwickel eines oder mehrerer
Scheuerwalzen gebracht wird, die in dichtem Abstand voneinander angeordnet sind,
wird das Blatt 2, wie in Fig. 3 gezeigt vollständig überzogen und zwar einschließlich
der Wände der verschiedenen Öffnungen, die aus dem Blatt ausgestanzt worden sind.
Ein (nicht gezeigter) dickerer Ueberzug bildet sich vorzugsweise an den Kanten der
durch Ausstanzen gebildeten Öffnungen, Löcher usw. und um diese Kanten herum. Daher
werden diese Öffnungen von vornherein so groß ausgestanzt, daß
dieser
Aufbau des Uberzugsmaterials kompensiert wird. Um eine "Überbrückung" des Überzuges
zu vermeiden, können geeignete Luftmesaer verwendet werden, die dazu dienen, um
die Oberflächenspannungskräfte der Uberbrückungsmoleküle des Uberzuges zu brechen.
Bezugnehmend nun insbesondere auf Fig. 3, ist es ersichtlich, daß die Innenoberfläche
12 der zentralen oeffnung 4 sowie die Innenoberfläche der Bolzenlöcher 14 mit einem
Uberzug 16 versehen sind, wie durch die Strichpunktlinien um die Öffnungen herum
gezeigt, wobei dies vorzugsweise durch Scheuerwalzen, jedoch auch durch eine Srüheinrichtung
oder durch einen Wischgummi herbeigeführt werden kann0 Nachdem das Blatt 2 mit der
härtbaren Masse überzogen worden ist, wird es zumindest einer Trockenbehandlung
und vorzugsweise einer teilweisen Aushärtebehandlung unterworfen, so daß das überzogene
Dichtungsmaterlal der Kern leicht gehandhabt und weiter-behandelt werden kann. Am
besten wird das Blatt 2 an eine Haltevorrichtung oder einen Hacken einer Härtevorrichturg
aufgehängt, bei welcher Wärmer Licht, Heißluft oder ein anderes beliebiges Härtetmittel
verwendet werden kann, um mindestens ein teilweises Aushärten des Uberzuges 16 zu
erzielen, der auf einer oder mehreren Oberflächen des Blattes 2 vorgesehen ist.
Der Uberzug wird vorzugsweise vollständig ausgehärtet, so daß er leichter in den
nachfolgenden Verfahrensschritten des erfindungsgemäßen Verfahrens behandelt werden
kann. Hierbei ist zu beachten, daß durch die vorgesehenen Führungslöcher 8 (die
als Ausrichtungslöcher in nachfolgenden Ganzöffnungen dienen können) das Blatt 2
leicht transpvttiert werden kann, wobei infolge der Tatsache, daß die Führungslöcher
8 in der Nachbarschaft der Außengrenzen und außerhalb dieser Grenzen der Dichtungen
vorgesehen sind, die endgültig gebildet werden sollen, und daß sie sich in dem durch
die Strichpunktlinien 10 beschriebenen Stanzmaterial befinden, der Aushärtungsschritt
die ausgewählte
Unterschiedlichkeit oder Gleichmäßigkeit des Überzuges
16 nicht beeinträchtigt. Die Strichpunktlinie 10 zeigt selbstverständlich die Außenkante
der Dichtung, die erst in dem nachfolgenden Stanzvorgang gebildet werden soll.
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Bezugnehmend nun insbesondere auf Fig. 4 ist es ersieht lich, daß
das überzogene und ausgehärtete Blatt 2 einen anderen Stanzarbeitsgang unterworfen
worden ist, wobei die Stanzwerkzeuge die Ausschnitte 20 bilden, wovon jeder die
gewünschte und ausgewählte Außenform der einzelnen Dichtungen 22 bildet. Mit Hilfe
der Führungslöcher 8 wird das Blattmaterial für den endgültigen Stanzschritt ausgerichtet
und der Erhalt der einzelnen Dichtungen erzielt. Der zweite Stanzausschnitt des
Blattes 2 ergibt eine Vielzahl von Dichtungen 22, wobei selbstverständlich die Stanzkluppen
so angeordnet und ausgebildet sind, daß eine maximale Anzahl von Dichtungen 22 aus
dem Blatt 2 erhalten wird.
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Es ist ersichtlich, daß, sobald der letzte und endgültige Stanzausschnitt
gemacht worden ist, die einzelnen Dichtungen 22 aus dem Blatt 2 ausgestanzt oder
ausgeschnitten werden, so daß eine rohe oder nicht überzogene Kante 24 (Fig.
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5) vorliegt. Diese rohe oder nicht überzogene Kante 24 erstreckt sich
um die Außenumfangskanten der Dichtung 22 herum, ist jedoch nicht schädlich, da
meistens die Gestaltung dieser Kante als eine Dichtungskante weder berechtigt noch
notwendig ist, weilin den meisten Fällen die Dichtungen verwendet werden, um Strömungsmittel
oder Gase daran zu hindern, nach außen zu entweichen. Es gibt jedenfalls Fälle,
in welden eine Dichtung in beiden Richtungen abdichten soll, so daß die einzelnen
Dichtungen 22 gegebenenfalls einen weiteren Uberzugsbehandlungsvorgang unterworfen
werden können, wie vorhin und nachfolgend beschrieben, um die rohen Kanten 24 zu
überziehen und eine weitere Schicht oder einen weiteren Uberzug oberhalb des zuvor
gebildeten ¢bezuges 16 zusätzlich vorzusehen. In anderen Fällen, wie nachfolgend
beschrieben, kann ein zusätzlicher Außenumfangsaus-chnitt um die beabsichtigten
Außengrenzen
der Dichtungen zur Zeit der einleitenden Stanzung vorgesehen werden. Das Auftragen
des Uberzuges kann auch auf andere Weise erfolgen, wie Z.B. durch Aufsprühen oder
Bespritzen. Der Uberzug kann auch nur auf dem gewünschten Dichtungsabschnitt des
Blattes oder der Bahn aufgetragen werden, während der Bereich der Bahn oder des
Blattes, der die Führungslöcher usw. enthält, frei vom Überzug gelassen wird, wodurch
an der verwendeten Menge gespart wird.
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Während in den soeben beschriebenen Figuren Dichtungen der Drosselkörperart
veranschaulicht worden sind, kann selbstverständlich dasselbe Verfahren zur Herstellung
überzogener Dichtungen auch dahin Anwendung finden, wenn die Dichtung eine Ölpfannenform
oder eine andere Form aufweist und eine oder mehrere in Abstand voneinander befindliche
Öffnungen oder Löcher hat. Bezugnehmend nun auf Fig. 6, zeigt diese Figur in einer
schematischen Ansicht ein Materialbiatt 32, däs mit einer Vielzahl von in Abstand
voneinander befindlichen zentralen Öffnungen 34 und in Abstand voneinander angeordneten
Schrauben oder Bolzenlöchern 36 versehen worden ist, wobei z.r, die Strichpunktlinien
38 die Form zeigen, welche die einzelnen Dichtungen einnehmen werden, nachdem der
Endstandsbohrgang beendet ist. Um die Menge des Uberzugsmaterials herabzusetzen,
das zum Uberziehen der in einzelnen Dichtungen verwendet werden soll, werden die
zentralen Löcher 34 sowie die Bolzenlöcher 36 ausgeschnitten, wobei auch die in
Abstand voneinander befindlichen Löcher 40 neben den Strichpunktlinien 38 aus.
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der Materialbahn oder dem Blatt 32 ausgestanzt werden könnens so daß
diese Löcher die Handhabung des Blattes 32 beispielsweise in dem Härtevorgang ermöglichen
oder nur zu dem Zweck dienen, die Menge des zum Uberziehen der einzelnen Blätter
32 erforderlichen Uberzugsmaterial herabzusetzen. Herbei
ist zu
beachten, daß sämtliche erfindungsgemäße Verfahrensschritte in Verbindung mit den
Dichtungsmaterialien in der Form einer Materialbahn praktisch durchgeführt werden
können, wobei in diesem Falle die Führungsöffnungen oder andere Ausschnitte, wie
z.B. die Ausschnitte 40, nicht erforderlich sind, um die Blätter durch den einleitenden
oder teilweisen oder vollständigen Aushärtearbeitszyklus zu führen, obwohl sie für
das Fluchten und für den Erhalt einzelner Dichtungen zweckmäßig sein können Wird
z.Bs die-Erfindung mit Material in der Form einer Materialbahn praktisch durchgeführt,
so kann sie im Falle dieser Materialbahn so durchgeführt werden, daß die Materialbahn
durch einen Trockenofen oder durch eine andere Vorrichtung hin durchgeleitet wird,
die zur Erzielung der vollständigen Aushärtung des Polymerisatüberzuges verwendet
wird, wo-.
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rauf die Materialbahn der endgültigen zusammengehörenden Ausstandsbehandlung
unterworfen werden kann, während sich das Material noch in Form einer Materialbahn
befindet, wobei dann selbstverständlich die einzelnen Dichtungen erhalten und der
anschließende Abfall oder -Ausschuß abgekratzt werden, der sich noch in einer gewissermaßen
'sverstümmeltentt Materialbahnform befindet.
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Der unterste linke Abschnitt der Fig. 6 zeigt eine andere zu erzielende
Eigenschaft,- auf welche schon hingewiesen wurde. Wird nun gewünscht, einen Uberzug
auf einem größeren Bereich der Außenkante der fertiggestellten Dichtung zu haben
und die Notwendigkeit eines zweiten Uberzugsschrittes zu vermeiden, kann ein Außenformausschnitt,
wie z.B. 35, gleichzeitig mit dem Ausstanzen der zentralen Öffnung 34 der Bolzenlöcher
36 und der Abschnitte 40 gemacht werden.
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Hierbei ist zu beachten, daß die Zungen 37 es ermöglichen, die annähernd
ganz ausgestanzte Dichtung innerhalb des Blattes, Zuschnittes oder der Bahn festzuhalten.
Die Anzahl
dieser Zungen sowie ihre Anordnung ist durch die Größe
oder Form der einzelnen Dichtungen bedingt. Bei dieser Ausführungsform wird also
ein Uberzug auf der Mehrzahl der Außenumfangskanten der einzelnen Dichtungen vorgesehen.
Durch den endgültigen Stanzvorgang bei dieser Ausführungsform werden die Verbindungszungen
37 im wesentlichen entlang der Strichpunktlinie 382 abgetrennt. Der kleine Bereich
der nicht überzogenen Kante zwischen den benachbarten Enden der konzentrischen Löcher
35 ist nicht nachteilig.
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Bezugnehmend nun auf Fig. 7, die schematisch darstellt, wie das Dichtungsmaterial
überzogen wird, wird eine andere Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Es ist
ersichtlich, daß während der Uberzugsvorgang für das Dichtungsmaterial in Form einer
Materialbahn beschrieben wurde, dasselbe allgemeine Verfahren auch dann verwendet
werden kann, wenn sich das Material in Form von Flächenmaterial oder Blättern befindet.
Aus einer Dichtungsmaterialrolle 50 wird die Materialbahn 52 zunächst durch eine
vorbereitende Ganzstation hindurchgeführt, die im allgemeinen bei 54 angedeutet
ist und in welcher das mit der Platte 58 zusammenarbeitende zugehörige hin und her
beweglich angeordnete Stanzwerkzeug 56 die, die Bolzenlöcher und/oder Führungslöcher
dort vorbereitend ausstanzt, wo es notwendig ist, sie vorhin beschrieben. Daraufhin
läuft die Materialbahn 52 dadurch eine Station, die zum Auftragen des Uberzuges
dient und im allgemeinen mit 60 bzeichnet ist, in welcher das Uberzugsmaterial in
den Trögen auf die vorgeschnittene Materialbahn 52 auf ihrer oberen und unteren
Oberläche durch entgegengesetzt angeordnete Scheuerwalzen 66 und 68 aufgetragen
wird. Da die filzartigen Uberzüge der Scheuerwalzen 66 und 68 tiefe Florfurchen
aufweisen, wird der Uberzug auf die Innenoberflächen der bereits ausgestanzten Löcher
und
Öffnungen leicht aufgetragen. Daraufhin kann die Materialbahn
52 durch einen Trockensfen oder eine Aushärtungsvorrichtung, wie z.B. die bei 70
angedeutete, hindurchge- -leitet und dann.auf die Rolle oder Walze 72 zur späteren
Verwendung aufgerollt werden, in welchem Fall die aufgerollte Materialbahn durch
eine StRnzstation hindurch geleitet wird, die jener bei 54 für den endgültigen Stanzvorgang
ähnlich ist, wobei gleichzeitig die einzeln ausgestanzten Dichtungen aus dem restlichen
Teil der Material bahn in fertiger Form abgetrennt werden.
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Die zur Verwendung bei der praktischen Durchführung der vorliegenden
Erfindung vorgesehenen Dichtungsmaterialien können verschiedene Formen und Zusammensetzungen
aufweisen. Allgemein betrachtet ist das wünschenswerteste Kernmaterial ausgehärteter
Gummi (wie z.Bv Chloropren, Nitril SBR und dergl*) der mit pflanzlichen Fasern und/oder
Mineral fasern verstärkt ist, die mit Kork vermischt sind, oder aber die Gummimaterialien
der obigen Art, welche mit Asbestfasern und/ oder Kork vermischten Asbestfasern
verstärkt sind. Die Offenbarung derartiger Materialien kann in den US-Patentschriften
(Kao) Nr. 2,676,099 2,884,06Q und 3,082,145 gefunden werden.
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Allgemein betrachtet bestimmt der endgültige Verwendungs zweck der
so hergestellten Dichtung die Dicke, Steifigkeitt Festigkeit und Robustheit der
verschiedenen Materialien und Bestandteile, die für das Dichtungsmaterial verwendet
werden.
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Eine Anzahl im Handel erhältlicher Dichtungsmaterialien nach dem vorbekannten
Stand der Technik mit den erwünschten Eigenschaften sind zur praktischen Durchführung
der vorliegenden Erfindung geeignet. Im allgemeinen ist die Dicke derartiger Kernmaterialien
geeignet, um zu gestatten, daß das Material auf eine Walze gerollt wird, obwohl
dies nicht immer wichtig ist. Ein anderer Gesichtspunkt ist die Formbeständigkeit
des
Materials, da sie durch die praktische Durchführung der Erfindung beeinflußt werden
kann.
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Der Hauptumstand, der die Auswahl des Kernmaterials beeinflußt, ist
vielleicht die Tatsache, daß das nachfolgend näher beschriebene Uberzugsmaterial
die erforderlichen Eigenschaften zur Erzielung einer Dichtungsitlichkeit an den
Stirnflächen, durch den Korper hindurch und um die Uffnungen der Dichtung herum
ergibt, obwohl das Uberzugsmaterial einer solchen Natur ist und ausreichend dünn
gemacht wird, daß es eine geringe Wirkung auf die grundsätzlichen physikalischen
Eigenschaften der Dichtung, außer der Dichtungseigenschaft hat. daher dann das Kernmaterial
so ausgewählt oder "nach Maß geschnitten" werden, daß es die erforderliche Zusamendrückbarkeit,
formmäßige Anpassungsfähigkeit, Wiedererlangung der ursprünglichen Form, Zugfestigkeit,
Drehmomenthaltekraft, Strömungsmittel und Gasbeständigkeit, Temperaturbeständigkeit
usw. gewährleistet, so daß in Verbindung mit dem Dichtungsüberzug die Dichtung ihre
beabsichtigte Funktion erfüllen und eine wirksame Abdichtung der zusammenarbeitenden
Vorteile in der arbeitsmäßigen Umgebung gewährleisten kann, wobei die Anordnung
mit minimalem Klemmdruck und mit der gewünschten Drehmosenthaltekraft zweckmäßig
zusammengehalten wird.
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Obwohl der Kernteil für die meisten Verwendungszwecke Materialien
betrifft, in welchen die Fasern mit dem augehärteten Gummi nach dem allgemein bekannten
Schlägerverfahren vermischt sind, oder auch nach dem in den oben genannten Patentschriften
(Kao) offenbarten vermischt werden, ist zu beachten, daß herkömmliche Faserplattenmaterialien
oder andere faserige Flächenmaterialien mit einem Elastomermaterial oder einem anderen
geeigneten Bindemittel zweckmäßig imprägniert werden können, um die grundsätzlichen
physikalischen Eigenschaften zu erhalten, dio für gewisse Verwendungszwecke der
Dichtungen erSorderlich Sinde
Das bei dem Uberzugsverfahren und
zur Herstellung der erfindungsgemäßen Dichtung verwendete Material kann in Bezug
auf Festigkeit oder Härte sowie in Bezug auf Weichheit nach Maß geschnitten werden,
wobei es sich dabei ein Material handelt, daß dadurch gekennzeichnet ist, daß es
eine hohe Strömungsmittelbeständigkeit hat, worunter verstanden wird, daß das Polymerisat
nach dem vollständigen Aushärten imstande ist, eine im wesentlichen strömungsmittelundurchlässige
Schranke zu bilden. Materialarten, die als zufriedenstellend gefunden worden sind,
umfassen diejenigen, die bei einer Temperatur von etwa 162,75 ° C bis 204>50
0 C (325 OF - 400 ° F). Zufriedenstellende Polymerisate weisen Gemische aus- syntetischen
Elastomeren, wie z.
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B. Neopren und Nitrilgummi mit Kunstharzen wie s.B.
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Phenolharz mit geeigneten Härtemitteln auf, wobei dieses Material
auf den Kern des Dichtungsmaterials als eine Wasser- oder Lösungsmitteldispersion
aufgetragen werden kann Es kann dann sorgfältig getrocknet und ausgehärtet werden,
wie nachfolgend ersichtlich. Wird ein Polymerisat der Phenolharzart verwendet, so
wird es gefunden, daß, wenn der Uberzug nach dem Trocknen aus gehärtet wird, das
Harz praktisch in seinem Bindeprozeß mit dem syntetischen Gummie erweicht oder wesentlich
schmilzt, das dem ueberzug seine Undurchlässigkeit verleit. Wird ein verhältnismäßig
weicher Uberzug verwendet, wie z.B bei einem Vergaserluft stutzen zum Vergasergehäuse
zum Abdichten der Verbindungsstelle, erfolgt ein Strömen des Materials in Risse,
Kerben, Poren usw. zusammenpassender oder zusammenarbeitender Teile in solchem Ausmaße,
daß eine mechanische Bindung stattfindet.
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Um dies zu vermeiden, kann ein Auslösungsüberzug eine bekannten Zusammensetzung
nach dem Stand der Technik oder ein Fluorkohlenstoffüberzug auf die Oberflächen
des Uberzugesaufgetragen werden, der im Sinne eines Schmiermittels dient.
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Selbstverständlich ist ein Auslösungsüberzug erwünscht, der
mit
dem Überzug chemisch verträglich ist.
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Die Polymermaterialien der Art zur Verwendung als Überzug müssen den
erforderlichen Widerstand gegen Hitze, Chemikalien und Lösungsmittel je nach der
Umgebung besitzen, in welcher die Dichtungen letzlich verwendet werden sollen, wobei
auch von Bedeutung ist, ob sie erhöhten Temperaturen und dergl. ausgesetzt werden
sollen oder nicht. Auch andere Polymermaterialien, Harze und Elastomermaterialien,
wie z.Bv die in der US-Patentschrift Nr. 3,158,526 (Farnam und andere) offenbarten
können verwendet werden. Die jeweils ausgewählten Polymermaterialien, Elasiomermaterialien
und Harze werden wegen ihrer entsprechenden Eigenschaften ausgewählt und dabei "nach
Maß geschnitten", um den Umgebungsbedingungen für jeden bestimmten Verwendungszweck
zu entsprechen, wobei die Relativverhältnisse je nach diesen Bedingungen ebenso
verändert werden können.
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Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können beliebig dicke oder dünne
Polymerüberzüge je nach Bedarf entsprechend ihrem Endzweck erhalten werden, wobei
jedoch die Güte der auf die Materialbahn oder auf das Blatt aus Dichtungsmaterial
aufgetragenen Polymerschicht gewdhnlich etwa 0,000254 -0,0127 cm ist. Die bevorzugte
Dicke ist möglicherweise 0,00254 - G,00508 cm. Der Uberzug zeigt die Tendenz sich
an den Kanten der ausgestanzten Teile aufzubauen oder anzusammeln, so daß er etwa
die zweifache Dicke des Oberflächenüberzuges hat. Infolgedessen soll der Stanzvorgang
abgeändert werden, um diesen Toleranzen zu genügen.
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Im allgemeinen wird nach dem Auftragen des Polymerüberzuges das Blatt,
der Zuschnitt oder die Bahn zumindest einer Behandlung zum Trocknen oder zum teilweisen
aushärten unterworfen, damit das überzogene Blatt oder die überzogene Bahn
gehandhabt
werden kann, ohne ein Zerreißen der Uberzugsschicht zu fürchten, wobei-auch ein
zusätzliches Ausstanzen der Materialbahn oder des Blattes ermöglicht wird, um die
Fertigdichtung zu bilden. Die überzogene, getrocknete Materialbahn wird manchmal
um sich selbst gewickelt und für eine spätere Durchführung des Vorganges zum Bilden
der Dichtungen aufgehoben. Die teilweise oder vollständige Aushärtung kann die Form
einer Trocknung durch Anwendung von Druck und Hitze, Hitze allein oder nur Luft
während einer gewissen Zeitspanne stattfinden, um zu gestatten, daß das jeweilig
verwendete Polymermaterial zufriedenstellend bindet. In manchen Fällen kann teilweises
Trocknen die Handhabung der Materialbahn oder des Blattes ermöglichen, damit verschiedene
Arbeitsgänge nachträglich auf diesem Blatt durchgeführt werden können.
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In diesem Fall werden die ausgestanzten Dichtungen nicht vollständig
ausgehärtet, wobei die endgültige Aushärtung nach der Bildung des. fertiggestellten
Dichtungsteils und nach seiner Verwendung in der gewünschten Umgebung erfolgt.
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Um jedoch sämtliche Eigenschaften nach der vorliegenden Erfindung
zu erhalten, wird vorzugsweise ein vollständig ausgehärteter Uberzug vor den endgültigen
Stanzvorgang zum Ausstanzen der fertiggestellten Dichtung in Betracht gezogen und
zwar insbesondere für Verwendungszwecke, bei welchen eine hochgradige Undurchlässigkeit
zum Schutz des Kernmaterials erforderlich ist. Es gibt selbstverständlich au ch
Verwendungszwecke, bei welchen eine etwas weniger als voll ständige Aushårtung zweckmäßig
ist, wobei auch diese Situation berücksichtigt wird.
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Wie oben darauf hingewiesen, können die jeweiligen Formgestaltungen
der Dichtungen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren vielfach sein. Es wurde gefunden,
daß nach der Lehre der vorliegenden Erfindung hergestellte Flachdichtungen für automatische
Getriebe, Flachdichtungen für Kraftfahrzeug
motoren, Dichtungen
für Ventildeckeldichtungen für die Strecke zwischen den Vergaserluftstutzen und
Vergasergehäuse und dergl. besonders gut funktionieren. Die besondere Außenform
sowie die Anzahl der Bolzenlöcher und die Form des Innenloches oder der zentralen
Öffnung können weitgehend unterschiedlich sein und müssen nicht einer besonderen
Spezifizierung folgen.
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Es wurde also hier ein neuartig überzogener Dichtungsteil sowie ein
Verfahren zur Herstellung derartiger überzogener Dichtungen offenbart, wobei durch
dieses Verfahren die Menge des verwendeten Überzugsmaterials auf ein Minimum herabgesetzt
wird und Mittel vorgesehen sind, wodurch das Uberzugsmaterial nicht gestört, sondern
in einer ausgewählten oder durchenden Schicht oder in einem ausgewählten Zustand
gehalten wird, so daß eine überzogene Dichtung erhalten wird, welche die gewünschten
Eigenschaften in Bezug auf f formmäßige Anpassungsfähigkeit und Dicht fähigkeit
nach Maß geschnitten hat, um verschiedene Endzwecke zu erfüllen.
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Patentansprüche -