BESCHRE I BUNG
Dichtungsverbindungselement. Dichtungsendstück und Dichtung
Die Erfindung betrifft ein Dichtungsverbindungselement, ein Dichtungsendstück sowie eine Dichtung.
In vielen Bereichen des täglichen Lebens werden Dichtungen verwendet, um bestimmte Räume voneinander oder gegenüber der Umwelt flüssigkeits- und/oder gasdicht abzuschließen. Ein besonders wichtiger Einsatzbereich für Dichtungen ist dabei der Bereich von Türen und Klappen, an welchen regelmäßig infolge von Montageungenauigkeiten zum Teil große Dichtspalte auftreten.
Ein besonderes Anwendungsgebiet für Dichtungen ist der Kraftfahrzeugbau, regelmäßig sehr hohe Anforderungen an das Dichtverhalten einer Dichtung und an deren Belastbarkeit hinsichtlich von Umwelteinflüssen wie Temperaturschwankungen, UV-Einstrahlung, Lösungsmitteleinfluß und andere Umweltfaktoren aufweist. Um unter gegebenenfalls extremen Umweltbedingungen eine hohe Lebensdauer gewährleisten zu können, ist es aus der Praxis bekannt, Elastomer-Dichtungen zu verwenden. Die für solche Elastomer-Dichtungen zumeist verwendeten Werkstoffe sind EPDM (Ethyeln/Propylen-Dien-Kopolymerisate), NBR (Natural Butadien Rubber), NR/SBR-Blends und CR-Werkstoffe (Controlled Reology Polypropylenwerk- Stoffe).
Aus der Praxis ist bekannt, die genannten Werkstoffe zu Strangprofilen zu verarbeiten, welche anschließend durch Zuschneiden und Verkleben zu dreidimensionalen Strukturen konfektioniert werden. Aus der Praxis ist auch bekannt, die EPDM-Dichtungsprofile an ihren Ecken mittels einer TPE-V-Anspritztechnik zu verbinden (Thermoplastische Elastomere - Herausforderung an die Elastomerverarbeiter/VDI-Gesellschaft Kunststoff-
technik; VDI-Verlag 1997). In den genannten dreidimensionalen Strukturen werden die Dichtungen dann den Kunden übergeben, welche sie in Fahrzeuge oder andere Strukturen einbauen.
Um im Markt wettbewerbsfähig zu sein, ist es erforderlich, leicht montierbare Dichtungen schnell und in großer Stückzahl zur Verfügung stellen zu können. Dabei stellt das Dichtungsstrangmaterial wegen seiner Flexibilität bei der Verarbeitung hohe Anforderungen an die im Fertigungsprozeß beschäftigten Personen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung von Dichtungen zu erleichtern.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen der Ansprüche 1, 9 bzw. 11.
Gemäß der Erfindung ist es vorgesehen, Dichtungsverbindungsgelemente und/oder Dichtungsendstücke als separate Formteile aus einem thermoplastischen Elastomer herzustellen und diese Formteile erst kurz vor dem Einbau einer Dichtung mit Dichtungsprofilsträngen zu einer kompletten Dichtung zu verbinden. Durch die getrennte Herstellung der Dichtungsverbindungsgelemente und/oder Dichtungsendstücke einerseits bzw. der Dichtungsprofi Istränge andererseits und durch deren separaten Transport wird einerseits die Produktion der Einzelteile erleichtert und andererseits der Transportaufwand minimiert. Während es gemäß dem Stand der Technik erforderlich ist, Dichtungsprofilstränge per Hand zur Verbindung mittels einer Klebung oder eines angespritzten TPE-Eck- stücks in einer entsprechenden Form zu positionieren, läßt sich die Herstellung der erfindungsgemäßen Dichtungsverbindungselemente und Dichtungsendstücke vollautomatisch durchführen.
Nach einem etwaigen Transport der einzelnen Dichtungsteile, der weniger Raum erfordert als der kompletter Dichtungen, lassen sich diese dann bausatzartig zu kompletten Dichtungen zusammenfügen, indem Dichtungsprofilstränge an den Profilführungsbereichen der Dichtungsverbin- dungselemente bzw. Dichtungsendstücke zur Anlage gebracht werden, wobei sich das Zusammenfügen besonders einfach durchführen läßt, wenn längere Dichtungsprofilstränge schon an eine starre Struktur angebaut und somit fixiert sind.
Durch die erfindungsgemäßen Dichtungsverbindungselemente und Dichtungsendstücke aus einem thermoplastischen Elastomer wird eine Bausatzkomponente zur Verfügung gestellt, welche es erlaubt, bei der Montage einer Dichtung an einer nicht maßhaltig hergestellten Struktur schnell und einfach dadurch zu reagieren, daß anstelle eines Dich- tungsprofi Istrangs einer vorgegebenen Länge L ein anderer Dichtungsprofilstrang mit individuell angepaßter Länge verwendet wird. Dadurch werden Montagekosten und Ausschuß minimiert.
Das den erfindungsgemäßen Dichtungen und den in diesen verwendeten Dichtungsverbindungselementen bzw. Dichtungsendstücken zugrunde liegende Bausatzkonzept ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn großräu- mige Dichtungen oder Kleinserien von Dichtungen herzustellen sind, da sich dann die erleichterte Handhabbarkeit und die Möglichkeit des Zurückgreifens auf Normteile besonders auszahlt.
Vorzugsweise ist der Profilführungsbereich dünnwandig ausgeführt, so daß nur ein geringer Versatz zwischen der Außenkontur des Dichtungsprofilstrangs und der Außenkontur des Dichtungsverbindungselements auftritt. Dieser Versatz und eine damit zusammenhängende Undichtigkeit kann weiter vermindert werden, wenn der Profilführungsbereich gegen Null auslaufend ausgeführt ist.
Bei Kraftfahrzeug-Karossieriedichtungen zur Abdichtung des Motorraumes besteht häufig der Wunsch, anschließend an einer umlaufenden Dichtung ein Einbauteil separat abzudichten. An solchen Stellen treffen dann drei Dichtungsprofilstränge aufeinander, welche miteinander verbunden werden müssen. Um hier die Gefahr von Undichtigkeiten und die Montagekosten zu verringern ist es vorteilhaft, einen Halteabschnitt des Dichtungsverbindungselements so zu gestalten, daß eine Befestigung an einem durchlaufenden Dichtungsprofilstrang möglich ist.
Eine besonders einfache Montage ergibt sich, wenn das erfindungsgemäße Dichtungsverbindungselement einen Halteabschnitt zum Anklemmen des Verbindungselements an einen zu verbindenden Dichtungsprofi Istrang aufweist. In diesem Fall ist es möglich, auf ein Verkleben oder Verschweißen des Dichtungsverbindungselements mit dem jeweiligen Dich- tungsprofilstrang zu verzichten.
Wenn ein Verkleben oder Verschweißen vorgesehen ist, um eine dauerhafte Verbindung der einzelnen Dichtungskomponenten zu gewährleisten, ist es vorteilhaft, die Dichtungsverbindungselemente mit einem An- schlag zu versehen, der als Widerlager für mit dem Verbindungselement steckend zu verbindende Dichtungsprofilstränge ausgebildet ist. Eine solche Gestaltung erlaubt eine leichte Montage, insbesondere wenn die Dichtungsverbindungselemente gegenüber den jeweiligen Dichtungsprofilsträngen ein kleines Übermaß aufweisen.
Die Herstellung von komplizierten Dichtungen in Kleinserie wird erleichtert, wenn zu einem Dichtungsprofilstrang-Typ unterschiedliche, vorzugsweise zu einer Gehrungsebene spiegelsymmetrische Dichtungsverbindungselemente zur Verfügung stehen. Diese Dichtungsverbindungsele- mente lassen sich dann ähnlich wie Bögen von Sanitär-Abwasserrohren sehr einfach mit Dichtungsprofilsträngen zu einer gewünschten dreidimensionalen Struktur zusammenstecken.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus den Zeichnungen im Zusammenhang mit der Beschreibung.
Es zeigen:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Dichtungsverbindungselements mit einem eingesteckten Dichtungsprofil- sträng,
Fig. 2 einen Schnitt durch das Dichtungsverbindungselement in Fig. 1 gemäß der Linie II-II in Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt durch das Dichtungsverbindungselement und den Dichtungsprofilstrang in Fig. 1 gemäß der Linie III-III in Fig. 1,
Fig. 4 einen Schnitt durch das Dichtungsverbindungselement und den Dichtungsprofi Istrang in Fig. 1 gemäß der Linie IV-IV in Fig.
1,
Fig. 5 den Dichtungsprofilstrang in den Fig. 1 bis 4 in vergrößerter Darstellung,
Fig. 6 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Dichtungsverbindungselements, welches seitlich an einen durchlaufenden Dichtungsprofi Istrang angeklemmt ist,
Fig. 7 einen Schnitt durch das Dichtungsverbindungselement und dem Dichtungsprofi Istrang in Fig. 6 gemäß der Linie VII-VII in Fig. 6,
Fig. 8 einen Schnitt durch das Dichtungsverbindungselement und den Dichtungsprofilstrang in Fig. 6 gemäß der Linie VIII-VIII in Fig. 6,
Fig. 9 eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Dichtungsverbindungselements mit einem Dichtungsprofi Istrang,
Fig. 10 einen Schnitt durch den Dichtungsprofilstrang in Fig. 9 gemäß der Linie X-X,
Fig. 11 einen Schnitt durch das Dichtungsverbindungselement und den
Dichtungsprofilstrang in Fig. 9 gemäß der Linie XI-XI in Fig.
9,
Fig. 12 einen Schnitt durch das Dichtungsverbindungselement und den
Dichtungsprofilstrang in Fig. 9 gemäß der Linie XII-XII in
Fig. 9,
Fig. 13 eine vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Dichtungsverbindungselements mit einem Dichtungsprofilstrang,
Fig. 14 einen Schnitt durch den Dichtungsprofi Istrang in Fig. 13 gemäß der Linie XIV-XIV in Fig. 13,
Fig. 15 einen Schnitt durch das Dichtungsverbindungselement und den
Dichtungsprofilstrang in Fig. 13 gemäß der Linie XV-XV in Fig.
13,
Fig. 16 einen Schnitt durch das Dichtungsverbindungselement und den Dichtungsprofilstrang in Fig. 13 gemäß der Linie XVI-XVI in Fig. 13,
Das in den Fig. 1 bis 4 gezeigte Dichtungsverbindungselement 100 gemäß einer ersten Ausführungsform ist als 90°-Eckstück für eine Motorraumdichtung 124 vorgesehen. Es ist symmetrisch zu einer Gehrungsebene ausgebildet und weist ein erstes Einsteckende 102 und ein zweites Einsteckende 104 zur Aufnahme von Dichtungsprofilsträngen 106 auf.
Im Bereich der Einsteckenden 102, 104 weist das Dichtungsverbindungselement 100 dünnwandige Profilführungsbereiche 108, 110 auf, welche an der Außenwand eines eingesteckten Dichtungsprofilstrangs 106 so zur Anlage kommen, daß zwischen Dichtungsprofilstrang und Dichtungsverbindungselement nur eine minimale Stufe 112 verbleibt, welche sich nicht nennenswert auf das Dichtverhalten der Dichtung 124 auswirkt.
Das Dichtungsverbindungselement 100 gemäß der ersten Ausführungsform ist für einen Dichtungsprofilstrang 106 aus EPDM vorgesehen, welcher im Detail in Fig. 5 gezeigt ist. Dieser Dichtungsprofilstrang 106 weist einen Fußbereich 114 zur Befestigung des Dichtungsprofilstrangs 106 an einem Metallsteg (nicht gezeigt) und einem Dichtungsbereich 116 aus Moosgummi mit einer Shore-Härte 15 auf, welche ein zusammen mit dem Fußbereich 114 eine kanalartige Hohlkammer 118 bildet. In dem Fußbereich 114 ist in einem Weichgummi (Shore-Härte 60) ein im Querschnitt U-förmiger Einleger 120 aus Metall eingeschlossen, welcher den Fußbereich 114 des Dichtungsprofilstrangs 106 die zum Halt an dem Me- tallsteg nötige Steifigkeit verleiht. Zum Festhalten des Dichtungsprofilstrangs 106 an dem Metallsteg sind federnde Nasen 122 vorgesehen.
Das Dichtungsverbindungselement 100 ist so gestaltet, daß es mit seiner Außenkontur dem Verlauf des Dichtungsprofilstrangs 106 folgt. Da- durch wird ein Metallsteg, auf welchen eine aus Dichtungsprofilsträngen 106 und Dichtungsverbindungselementen 100 bestehende Dichtung 124 aufgesteckt würde vollständig umschlossen, wodurch eine Korrosion des
Metallstegs verhindert werden kann. Lediglich im AufSteckbereich des Fußbereichs 114 des Dichtungsprofilstrangs 106 weist das Dichtungsverbindungselement 100 eine Durchbrechung auf, die eine klemmende Verbindung von Dichtungsprofilstrang 106 und Metallsteg erlaubt.
Um eine gute Führung des Dichtungsprofilstrangs 106 an dem Dichtungsverbindungselement 100 zu erlauben und die Montage zu erleichtern, ist an dem Dichtungsverbindungselement ein an seinem Rand angefaster Kernabschnitt 128 vorgesehen, dessen Querschnittsprofil an das Quer- schnittsprofil der Hohlkammer 118 angepaßt ist.
Das Dichtungsverbindungselement 100 weist im Bereich seines ersten und zweiten Einsteckendes 102, 104 Anschläge 130, 132 auf, gegen welche einzusteckende Dichtungsprofilsträngen 106 geschoben werden können. Wenn präzise vorgeschnittene Dichtungsprofi Istränge 106 verwendet werden, lassen sich unter Beachtung dieser Anschläge 130, 132 extrem maßhaltige Dichtungen herstellen.
Das Dichtungsverbindungselement 100 ist aus einem thermoplastischen Elastomer, vorzugsweise aus einem Polymerblend oder einem Block Copo- lymer und insbesondere aus TPE-V in einem vollautomatischem Prozeß spritzgegossen. Die zur Gehrungsebene Spiegelsymmetrische Form erfordert beim Spritzgießen lediglich zwei Kerne, welche sich automatisch ziehen lassen. Das verwendete thermoplastische Elastomermaterial ist dabei so eingestellt, daß eine Deformation des Dichtungsverbindungselements 100 in seinem den Dichtungsbereich 116 um mindestens 50% seiner Höhenerstreckung möglich ist.
Das in den Fig. 6 bis 8 gezeigte Dichtungsverbindungselement 200 gemäß einer zweiten Ausführungsform weist hinsichtlich des Anschlusses an einem ersten Dichtungsprofi Istrang eine Gestaltung auf, welche der Gestaltung des Dichtungsverbindungselements 100 gemäß der ersten Ausfüh-
rungsform im Bereich seiner Einsteckenden 102, 104 entspricht. Zur Beschreibung des Dichtungsverbindungselements 200 gemäß der zweiten Ausführungsform werden daher zur Beschreibung von Bereichen, die Bereichen des Dichtungsverbindungselements 100 gemäß der ersten Ausfüh- rungsform entsprechen, Bezugszeichen verwendet, welche gegenüber den entsprechenden Bezugszeichen bei der ersten Ausführungsform um 100 erhöht sind. Auf die entsprechende Beschreibung wird verwiesen.
Das Dichtungsverbindungselement 200 ist für eine Stoßverbindung eines ersten Dichtungsprofilstrangs (nicht gezeigt) an einem durchlaufenden zweiten Dichtungsprofi Istrang 240 vorgesehen. Der durchlaufende Dichtungsprofilstrang 240 weist die gleichen Merkmale auf wie der Dichtungsprofilstrang 106. Um einen lückenlosen Übergang von dem ersten Dichtungsprofilstrang zu dem zweiten, durchlaufenden Dichtungsprofil- sträng 240 zu gewährleisten, ist der Profilführungsbereich 210 des zweiten Dichtungsverbindungselements 200 bis an einen Halteabschnitt 242 durchgezogen, welcher an seinem oberen, am Dichtungsbereich 244 des Dichtungsstrangprofils 240 anliegenden Ende einen Haken 246 aufweist, welcher eine Dichtnase 248 des zweiten Dichtungsprofilstrangs 240 umgreift. Der Halteabschnitt 242 ist so geformt, daß er sich an die Außenkontur des zweiten Dichtungsprofilstrangs 240 anschmiegt.
Das Dichtungsverbindungselement 200 gemäß der zweiten Ausführungsform ist wie das Dichtungsverbindungselement 100 gemäß der ersten Ausfüh- rungsform aus einem thermoplastischen Elastomer durch Spritzgießen herstellbar, wobei dafür lediglich zwei Kerne erforderlich sind.
In den Fig. 9 bis 12 ist ein Dichtungsverbindungselement 300 gemäß einer dritten Ausführungsform gezeigt. Dieses Dichtungsverbindungsele- ment 300 stellt gegenüber dem Dichtungsverbindungselement 100 gemäß der ersten Ausführungsform eine vereinfachte Ausführungsform dar, so daß für Abschnitte, die Abschnitten des Dichtungsverbindungselements
100 gemäß der ersten Ausführungsform entsprechen, Bezugszeichen verwendet wurden, die um 200 erhöht sind. Auf die entsprechende Beschreibung wird verwiesen.
Das Dichtungsverbindungselement 300 besteht im wesentlichen aus zwei Halteabschnitten 350, 352, die so geformt sind, daß sie sich an einen zugehörigen Dichtungsprofilstrang 306 anschmiegen. Die beiden Halteabschnitte 350, 352 enden in einer gemeinsamen Gehrungsebene, die unter 45° zur Längserstreckung der Halteabschnitte 350, 352 verläuft. Sie weisen an ihrem oberen Ende jeweils einen Haken 354, 356 auf, mit welchen sich das Dichtungsverbindungselement 300 an den Dichtungsprofilsträngen 306 festhält. Am unten liegenden Ende des Dichtungsverbindungselements 300 ist je Halteabschnitt 350, 352 ein Widerlagerabschnitt 358, 360 vorgesehen, welcher ein Abrutschen des Dichtungsver- bindungselements 300 von den jeweiligen Dichtungsprofilsträngen verhindert.
Das Dichtungsverbindungselement 300 ist besonders einfach durch Spritzgießen herstellbar und erfordert nur einen extrem geringen Mate- rialaufwand. Es hat dafür den Nachteil, daß es stumpf abgeschnittene Dichtungsprofilstränge an ihren Stirnenden sowohl im Dichtbereich als auch im Fußbereich offenläßt.
In den Fig. 13 bis 16 ist ein Dichtungsverbindungselement 400 gezeigt, welches für Dichtungsprofilstränge 470 gemäß einer zweiten Ausführungsform vorgesehen ist. Diese Dichtungsprofilstränge 470 weisen einen Fußbereich 472 auf, der hinsichtlich seiner Gestaltung mit einem innenliegenden Metalleinleger (nicht gezeigt) und mit Haltenasen (nicht gezeigt) dem Fußbereich 114 des Dichtungsprofilstrangs 106 ent- spricht, welcher in den Fig. 1 bis 5 gezeigt ist. Der Dichtungsprofilstrang 470 weist jedoch in seinem Dichtbereich 474 keine Kammer, sondern lediglich eine Dichtlippe 476 auf. Diese Dichtlippe 476 und der
Fußbereich 472 werden von dem Dichtungsverbindungselement 400 gemäß der vierten Ausführungsform umschlossen, wobei nur der Aufsteckbereich 426 frei bleibt. Das Dichtungsverbindungselement 400 gemäß der vierten Ausführungsform, welches wie die übrigen Dichtungsverbindungselemente aus einem thermoplastischen Elastomer durch Spritzgießen herstellbar ist, weist einen besonders guten Kompromiß zwischen Materialverbrauch und Dichtverhalten auf, wobei hervorzuheben ist, daß der gesamte Fußbereich 472 der Dichtungsprofilstränge abgeschlossen wird, auch wenn die Dichtungsprofi Istränge kostengünstig quer zu ihrer Längser- Streckung.