DE102004003957B3

DE102004003957B3 - Dichtungselement für ein verstellbares Fahrzeug-Bauteil

Info

Publication number: DE102004003957B3
Application number: DE102004003957A
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl.-Ing. Raisch
Original assignee: CTS Fahrzeug Dachsysteme GmbH
Current assignee: Magna Car Top Systems GmbH
Priority date: 2004-01-26
Filing date: 2004-01-26
Publication date: 2005-08-18
Anticipated expiration: 2024-01-27

Abstract

Ein Dichtungselement für ein verstellbares Fahrzeug-Bauteil besitzt zwei an einem zentralen Dichtungskörper angeordnete und einander zugewandte Dichtlippen, die einen Dichtungsaufnahmeraum begrenzen. Die beiden Dichtlippen sind über eine Verbindungsbrücke miteinander verbunden. Eine Dichtlippe ist über ein Scharnier schwenkbeweglich mit dem Dichtungskörper verbunden, so dass die Dichtlippe zwischen zwei definierten Endpositionen verschwenkbar ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Dichtungselement für ein verstellbares Fahrzeug-Bauteil nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Aus der Druckschrift US 5 007 202 ist ein Dichtungselement für eine Fahrzeugscheibe bekannt, das als Hohlkörper mit einem viereckigen Querschnitt ausgebildet ist, wobei eine Dichtungsseite durchbrochen ist, wodurch aneinander grenzende Dichtlippen gebildet sind, welche in Dichtstellung der Scheibe an den Scheibenwänden dichtend anliegen. Die Scheibenkante ist in der Dichtstellung im Hohlraum des Dichtungselementes aufgenommen und beaufschlagt den Innenboden des Dichtungselementes, der in einem mittleren Abschnitt nach Art eines Filmscharniers mit reduzierter Wandstärke ausgebildet ist, so dass die Bodenabschnitte zu den beiden Seiten des Scharniers um einen kleinen Winkelbetrag verschwenkbar sind. Im unbelasteten Zustand schließen die aneinander grenzenden Bodenabschnitte einen Winkel ein, so dass der Boden geringfügig angehoben ist. In Dichtstellung stößt dagegen die Scheibenkante am Boden an und drückt diesen gegen einen Trägerkörper, in welchem das Dichtungselement aufgenommen ist, so dass die benachbarten Bodenabschnitte in eine Übertotpunktlage versetzt werden und einen gegenüber der unbelasteten Position gegenläufigen Winkel einschließen.

Das Überschreiten der Totpunktposition soll das Einführen der Dichtscheibe in den Dichtraum erleichtern.

Die DE 101 36 174 A1 zeigt ein Dichtelement für ein verstellbares Fahrzeugbauteil mit zwei an einem zentralen Dichtungskörper angeordneten und einander zugewandten Dichtlippen. Die Dichtlippen begrenzen einen Dichtungsaufnahmeraum und sind über eine Verbindungsbrücke miteinander verbunden, die aus einer weich-elastischen Dichtungsschicht besteht, welche auf eine härtere Tragschicht aufgebracht ist, wobei auch das restliche Dichtungsprofil aus dem Material dieser Tragschicht gefertigt ist. Insgesamt ist die Verbindungsbrücke weicher und nachgiebiger ausgebildet als der Dichtkörper. Für eine Verlagerung der Dichtlippe im Falle einer Anlenkung der Verbindungsbrücke muss zunächst das weich-elastische Material angelenkt werden, wodurch sich diese Dichtungsschicht elastisch verformt, was zwangsläufig zu einer vergleichsweise ungenauen und schlecht vorhersehbaren Auslenkung der Dichtlippen führt. Ferner ist der zweischichtige Aufbau der Verbindungsbrücke aufwändig herzustellen.

Ergänzend wird zum Stand der Technik auf die Druckschrift DE 101 31 774 C1 hingewiesen, aus der ein Dichtungselement für ein bewegliches Fahrzeug-Bauteil mit einem Trägerkörper und jeweils einem Dichtkörper an beiden Stirnseiten des Trägerkörpers bekannt ist, wobei der Trägerkörper ein Filmscharnier aufweist, welches den Trägerkörper in zwei Abschnitte unterteilt. Das Filmscharnier ist als Sollschwachstelle ausgeführt, die eine Relativschwenkbewegung zwischen den benachbarten Abschnitten des Trägerkörpers ermöglicht. Der Trägerkörper besteht aus einem stabilen Material wie zum Beispiel Metall, wobei das Filmscharnier im Trägerkörper einen Einbau des Dichtungselementes mit Anpassung an die konstruktiven Gegebenheiten ermöglicht.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, mit einfachen Mitteln ein Dichtungselement bzw. eine Dichtungselement-Trägerkörper-Einheit für ein verstellbares Fahrzeug-Bauteil zu schaffen, welches sowohl in Dichtstellung als auch in Außerbetriebsstellung jeweils eine definierte, einstellbare Position einnimmt. Ein Teil des Dichtungselements soll eine Bewegung auf einer vorgegebener Bewegungsbahn ausführen können, was mit einfachen Maßnahmen erreicht werden soll.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.

Das Dichtungselement weist zwei Dichtlippen auf, die einen Dichtungsaufnahmeraum im Dichtungselement begrenzen und zwischen denen das abzudichtende Fahrzeug-Bauteil – insbesondere eine Fahrzeugscheibe – in Dichtposition aufzunehmen ist. Die benachbarten Dichtlippen sind über eine Verbindungsbrücke miteinander verbunden, die in Dichtstellung von dem betreffenden Fahrzeug-Bauteil beaufschlagt wird, gegenüber dem eine Abdichtung erwünscht ist. Bei Beaufschlagung des Dichtungselementes durch das abzudichtende Fahrzeug-Bauteil wird die Verbindungsbrücke in Richtung Dichtungsaufnahmeraum verstellt, zugleich bewegen sich die Dichtlippen aufgrund ihrer Kopplung mit der Verbindungsbrücke ebenfalls in Richtung Dichtungsaufnahmeraum hinein.

Zumindest eine der Dichtlippen, gegebenenfalls auch beide Dichtlippen, ist über ein Scharnier schwenkbeweglich mit dem Dichtungskörper des Dichtungselements verbunden, so dass bei Beaufschlagung über das Fahrzeug-Bauteil die betreffende Dichtlippe eine definierte Schwenkbewegung um das Scharnier ausführen kann. Bei dieser Schwenkbewegung wird die Dichtlippe zwischen zwei Endpositionen verstellt, die der Außerbetriebsstel lung und der Dichtstellung des Dichtungselements entsprechen. Aufgrund der Anbindung der Dichtlippe an den zentralen Dichtungskörper über das Scharnier kann die Dichtlippe auch über einen langen Betriebszeitraum eine gleich bleibende Bewegung mit gleicher Trajektorie zwischen ihren beiden Endpositionen ausführen.

In jeder Endposition kann die Dichtlippe somit zusätzlich zu ihrer originären Aufgabe, gegenüber dem Fahrzeug-Bauteil eine Abdichtung herzustellen, eine ergänzende Funktion ausüben. So ist es insbesondere möglich, dass der Trägerkörper, an welchem das Dichtungselement gehalten ist, in beiden Endstellungen der Dichtlippe in der Weise von der Dichtlippe überdeckt wird, dass Sicherheitsbestimmungen bezüglich der Fahrzeuginsassensicherheit erfüllt werden. Die Dichtlippe kann hierbei eine Kante des Trägerkörpers – gegebenenfalls auch eines sonstigen Fahrzeug-Bauteiles – sowohl in ihrer unbelasteten Ausgangsstellung (erste Endstellung) als auch in ihrer kraftbeaufschlagten Dichtstellung (zweite Endstellung) überdecken, wodurch Sicherheitsauflagen bezüglich scharfkantiger, dem Fahrzeuginnenraum zugewandter Bauteile erfüllt werden können.

Das Scharnier, über das die Dichtlippe mit dem Dichtungskörper verbunden ist, ist zweckmäßig als reduzierter Wandabschnitt des Dichtungselementes ausgebildet, welche eine definierte Sollschwachstelle bildet. Das Moment, welches erforderlich ist, die Dichtlippe um das Scharnier zu verschwenken, ist zweckmäßig kleiner als das für die Biegung der Dichtlippe erforderliche Moment. Alternativ zu einer Sollschwachstelle in der Dichtlippe kann es auch vorteilhaft sein, ein als separates Bauteil ausgeführtes Scharnier vorzusehen, über das die Dichtlippe schwenkbar mit dem Dichtungskörper verbunden ist.

Die Verbindungsbrücke, über die die beiden Dichtlippen miteinander verbunden sind, ist zweckmäßig einteilig oder einstückig mit den Dichtlippen ausgeführt. Dies kann beispielsweise durch Materialverschweißung zwischen den Dichtlippen und der Verbindungsbrücke erfolgen. Die Verbindungsbrücke besteht aus einem unterschiedlichen Material als die Dichtlippen, insbesondere aus einem Material mit geringerer Dehnbarkeit als die Dichtlippen, welches aber bevorzugt eine gute Verformbarkeit aufweist, um bei Beaufschlagung durch das Fahrzeug-Bauteil in den Dichtungsaufnahmeraum hineingedrückt werden zu können.

Die über das Scharnier an den Dichtungskörper angebundene Dichtlippe weist zweckmäßig in einem der Verbindungsbrücke zugewandten Abschnitt einen größeren Durchmesser auf als in dem unmittelbar dem Scharnier benachbarten Abschnitt. Dieser vom Scharnier weiter entfernt liegende Abschnitt kann zusätzlich oder alternativ zum unterschiedlichen Querschnitt auch eine spezielle geometrische Form besitzen, welche an die konstruktive Einbausituation angepasst ist. Beispielsweise kann der Abschnitt der Dichtlippe L-Form besitzen, wobei die beiden L-Schenkel sich in unbelasteter Ausgangsstellung des Dichtungselementes entlang einer Seitenwand des Trägerkörpers sowie entlang der Kante erstrecken können und in Dichtungsposition zumindest der freie L-Schenkel sich auch noch über die Kante des Trägerkörpers erstreckt. Dadurch ist in beiden Positionen der Dichtlippe die Kante überdeckt und es werden in beiden Positionen Sicherheitsbestimmungen eingehalten.

Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
1 ein Dichtungselement in unbelasteter Ausgangsposition, das in einem Fahrzeug eingesetzt wird, beispielsweise in einem Dachrahmen, und das zur Aufnahme einer verstellbaren Fahrzeugscheibe ausgebildet ist, wobei das Dichtungselement zwei benachbarte Dichtlippen aufweist, die über eine verformbare Verbindungsbrücke miteinander verbunden sind, und wobei eine der Dichtlippen über eine Sollschwachstelle, die ein Scharnier bildet, mit einem zentralen Dichtungskörper verbunden ist,
2 eine 1 entsprechende Darstellung, jedoch in Dichtposition, in welcher die Seitenscheibe das Dichtungselement beaufschlagt,
3 ein Dichtungselement für ein verstellbares Fahrzeug-Bauteil in einer weiteren Ausführung.
In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen. verstehen.
Das in den 1 und 2 dargestellte Dichtungselement 1 ist an einem karosseriefesten Fahrzeug-Bauteil 2 gehalten, beispielsweise an einem Scheibenrahmen, und dient zur dichtenden Aufnahme eines beweglichen Fahrzeug-Bauteiles 4, insbesondere einer Fensterscheibe des Fahrzeuges. Das Dichtungselement 1 ist in einem winkligen Trägerkörper 3 aufgenommen, welcher aus einem stabilen Material, insbesondere aus Metall besteht und fest mit dem karosseriefesten Bauteil 2 verbunden ist. Der winklige Trägerkörper 3 begrenzt das Dichtungselement 1 an zwei Seiten, an einer dritten Seite ist das Dichtungselement 1 von einem Wandabschnitt 2a des karosseriefesten Bauteiles 2 begrenzt, wobei der Wandabschnitt 2a gemeinsam mit den beiden Seiten des Trägerkörpers 3 eine U-förmige Aufnahme für das Dichtungselement bildet. Zur sicheren, formschlüssigen Aufnahme des Dichtungselementes 1 im Trägerkörper 3 besitzt dieser im Bereich des Bodens des Dichtungselementes – unmittelbar benachbart zum karosseriefesten Bauteil – einen hakenförmigen Endabschnitt 3a, welcher winklig abgebogen ist und einen Ansatz 5 am Dichtungselement formschlüssig hintergreift.
Das Dichtungselement 1 weist einen zentralen Dichtungskörper 6 auf, welcher am Boden des Trägerkörpers 3 liegt, sowie zwei am Dichtungskörper 6 angeformte Dichtlippen 7 und 8, wobei zwischen Dichtungskörper 6 und den seitlichen Dichtlippen 7 und 8 ein Dichtungsaufnahmeraum 9 gebildet ist, in den die Scheibe 4 in Dichtstellung einragt.
Die beiden Dichtlippen 7 und 8 sind über eine Verbindungsbrücke 10 miteinander verbunden, welche zweckmäßig aus einem anderen Material als das Dichtungselement 1 besteht, jedoch einteilig mit den Dichtlippen 7 und 8 ausgebildet ist. Die Verbindungs brücke 10 schließt den Dichtungsaufnahmeraum 9 nach außen hin ab. Die Verbindungsbrücke 10 ist dünnwandig ausgeführt und besteht aus einem leicht verformbaren, jedoch zweckmäßig nicht oder nur geringfügig dehnbaren Material. Bei einer Beaufschlagung des Dichtungselementes 1 durch die Scheibe 4 wird die Verbindungsbrücke von der angreifenden Scheibe 4 in den Aufnahmeraum 9 hinein gedrückt (2). Das Dichtungselement 1 ist in Bezug auf die Scheibe 4 zweckmäßig in der Weise angeordnet, dass bei geschlossener Scheibe die obere Scheibenkante ausschließlich die Verbindungsbrücke 10 berührt. Die Befestigung der Verbindungsbrücke 10 am Dichtungselement 1 erfolgt im Bereich der außen liegenden Abschnitte der beiden Dichtlippen 7 und 8 sowie darüber hinaus über einen Dichtungsfortsatz 11, der an der Dichtlippe 8 im Bereich ihrer dem Dichtungskörper 6 benachbarten Basis angeformt ist und mit einem mittleren Abschnitt der Verbindungsbrücke 10 verbunden ist.
Die Dichtlippe 7 ist über ein Scharnier 12 mit dem Grundkörper 6 des Dichtungselementes verbunden. Das Scharnier 12 ist als reduzierter Wandabschnitt bzw. Sollschwachstelle im Dichtungsmaterial ausgeführt und besitzt einen gegenüber der Dichtlippe 7 bzw. dem Grundkörper 6 verjüngten Querschnitt, wodurch eine Schwenkbewegung der Dichtlippe 7 relativ zum Dichtungskörper 6 ermöglicht wird, wobei die Schwenkachse des Scharniers 12 vertikal zur dargestellten Zeichnungsebene liegt. Das Scharnier 12 ermöglicht bei einer Beaufschlagung der Verbindungsbrücke 10 durch die Scheibe 4 ein Verschwenken der Dichtlippe 7 in Richtung Dichtungsaufnahmeraum 9 hinein, also weg von dem Wandabschnitt 2a, an dem die Dichtlippe 7 bei unbeaufschlagtem Dichtungselement 1 anliegt. Diese verschwenkte Position der Dichtlippe 7, welche von der Dichtlippe 7 bei in den Dichtungsaufnahmeraum 9 eingefahrener Scheibe 4 eingenommen wird, ist in 2 dargestellt.
Die über das Scharnier 12 an den Dichtungskörper 6 angebundene Dichtlippe 7 besitzt in ihrem stirnseitigen Bereich einen Abschnitt mit größerem Durchmesser und ist außerdem geometrisch in der Weise ausgebildet, dass die Kante 2b des Wandabschnittes 2a des das Dichtungselement 1 tragenden Bauteiles 2 von dem betreffenden Dichtabschnitt der Dichtlippe 7 übergriffen wird. Zweckmäßig weist dieser erweiterte Abschnitt der Dichtlippe 7 eine Form auf, gemäß der die Kante 2b in allen Positionen der Dichtlippe 7, also sowohl in der ersten, dem unbelasteten Zustand zugeordneten Endposition als auch in der zweiten, der Dichtstellung zugeordneten Endposition, übergriffen wird. Der äußere Absatz an der Dichtlippe 7 weist näherungsweise L-Form auf, wobei der kurze Schenkel des L die Kante 2b überdeckt. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass auch in Dichtstellung bei eingeklappter Dichtlippe 7 die Kante 2b außerhalb eines Abrollradius r₁ liegt, welcher der Trajektorie einer entlang der Scheibe 4 und dem äußeren Absatz der Dichtlippe 7 rollenden Kugel mit Radius r₁ entspricht (2), der beispielsweise 50 mm beträgt. Auf diese Weise können trotz der schmalen Kante 2b die Sicherheitsbestimmungen für Fahrzeuge bezüglich scharfer Kanten im Innenraum erfüllt werden.
An der Dichtlippe 8 ist ein weiterer Fortsatz 13 angeformt, welcher zur Abdichtung gegenüber einem weiteren Fahrzeug-Bauteil und/oder als Wasserablaufrinne dienen kann.
Im Ausführungsbeispiel gemäß 3 sind Abrollradien r₀ und r₁ eingetragen, wobei der Abrollradius r₀ der Trajektorie einer abrollenden Kugel bei unbelastetem Dichtungselement und der Abrollradius r₁ wie im vorausgegangenen Ausführungsbeispiel der Trajektorie einer abrollenden Kugel in Dichtstellung des Dichtungselementes entspricht. Der unbelastete Zustand des Dichtungselementes 1 ist in 3 mit durchgezogenem Strich, die Dichtposition mit eingeklappter Dichtlippe 7 und in den Innen raum 9 hineingedrückter Verbindungsbrücke 10 gestrichelt dargestellt und mit Bezugszeichen 7' bzw. 10' gekennzeichnet.
Der erweiterte, stirnseitige Abschnitt der Dichtlippe 7 besitzt auf der der Kante 2b zugewandten Seite einen geradlinigen Wandabschnitt und unterscheidet sich insoweit vom vorherigen Ausführungsbeispiel, bei dem die Dichtlippe auf der der Kante 2b zugewandten Seite eine Kuhle besitzt, in die die Kante eingreifen kann.
Dargestellt ist in 3 auch ein Abrollradius R, welcher die Kante 2b des Wandabschnittes 2a berührt. Dieser Abrollradius R liegt außerhalb der Abrollradien r₀ und r₁, welche dem unbelasteten bzw. dem belasteten Zustand des Dichtungselementes 1 zugeordnet sind. Dieser Darstellung ist zu entnehmen, dass die schmale Kante 2b sowohl im unbelasteten als auch im belasteten Zustand des Dichtungselements 1 von der Dichtlippe überdeckt ist.
Zu entnehmen ist 3 auch ein weiteres Fahrzeug-Bauteil 14, an welchem der Fortsatz 13 der Dichtlippe 8 dichtend anliegt.

Claims

Dichtungselement für ein verstellbares Fahrzeug-Bauteil mit zwei an einem zentralen Dichtungskörper (6) angeordneten und einander zugewandten Dichtlippen (7, 8), die einen Dichtungsaufnahmeraum begrenzen und über eine Verbindungsbrücke (10) miteinander verbunden sind, wobei eine Dichtlippe (7) über ein Scharnier (12) schwenkbeweglich mit dem Dichtungskörper (6) verbunden ist, derart, dass die Dichtlippe (7) zwischen zwei definierten Endpositionen verschwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Verbindungsbrücke (10) eine geringere Dehnbarkeit besitzt als das Material der Dichtlippen (7, 8).
Dichtungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Scharnier (12) als reduzierter Wandabschnitt (2a) des Dichtungselements (1) ausgebildet ist.
Dichtungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsbrücke (10) einstückig mit einer Dichtlippe (7, 8) ausgebildet ist.
Dichtungselement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsbrücke (10) einstückig mit beiden Dichtlippen (7, 8) ausgebildet ist.
Dichtungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Verbindungsbrücke (10) sich vom Material der Dichtlippen (7, 8) unterscheidet.
Dichtungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die über das Scharnier (12) schwenkbeweglich mit dem Dichtungskörper (6) verbundene Dichtlippe (7) einen Abschnitt größeren Durchmessers aufweist.
Dichtungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die über das Scharnier (12) schwenkbeweglich mit dem Dichtungskörper (6) verbundene Dichtlippe (7) in ihren beiden Endpositionen eine Kante eines Fahrzeug-Bauteils (2) überdeckt.
Dichtungselement-Trägerkörper-Einheit mit einem Dichtungselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Dichtungselement (1) an dem Trägerkörper (3) gehalten ist.