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Die
Erfindung betrifft eine Dichtung an einem verschiebbaren Stößel nach
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer
solchen Dichtung.
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Solche
Dichtungen werden an elektrischen Schaltern, und zwar insbesondere
an Schaltern für Elektrowerkzeuge,
wie für
Bohrmaschinen, Winkelschleifer, Fräsen, Hobeln o. dgl., benötigt.
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Bei
derartigen Schaltern dient die Dichtung zur Abdichtung des Schiebers
beziehungsweise Stößels, der
an einer Öffnung
in ein Gehäuse
verschiebbar hineinragt. Der Stößel seinerseits überträgt die manuelle
Bewegung des außen
am Gehäuse
befindlichen Betätigungsorgans
auf die zugeordneten Funktionseinheiten, wie auf ein Kontaktsystem,
ein Potentiometer o. dgl., die sich im Inneren des Gehäuses befinden.
Die Dichtung besitzt einen Dichtungskörper, der im Bereich der Öffnung am
Gehäuse
gehalten ist und den Stößel im Bereich
der Öffnung
abdichtend umgibt.
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Bei
den bisherigen Ausführungen
dieser Dichtungen ist der Dichtungskörper aus Schaumstoff gestanzt.
Der Dichtungskörper
wird manuell bei der Montage des Schalters auf den Stößel aufgezogen. Die
dabei auftretende Aufweitung des Schaumstoffs bei der Montage führt häufig zu überdehnten
oder gerissenen Dichtungen, was letztlich eine Beeinträchtigung
der Dichtwirkung zur Folge hat. Außerdem ist bei solchen Dichtungen
ein erhöhter
Montageaufwand gegeben.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Dichtung derart zu verbessern,
daß eine
Beeinträchtigung
der Abdichtwirkung verhindert ist. Insbesondere soll für die Dichtung
eine einfache, sichere und kostengünstige Fertigungs- oder Montageart
gegeben sein.
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Diese
Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Dichtung durch die kennzeichnenden
Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Dichtung ist durch den
Anspruch 4 gegeben.
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Anders
als bei einer herkömmlichen
Dichtung, wo die Dichtung separat hergestellt und anschließend am
Stößel montiert
wird, ist die erfindungsgemäße Dichtung
in einem einzigen Arbeitsschritt am fertiggestellten Stößel durch
Umspritzen hergestellt. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind
Gegenstand der Unteransprüche.
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Zur
weiteren Verbesserung der Abdichtwirkung bietet es sich an, daß der Dichtungskörper eine angeformte
Dichtlippe besitzt. Die Dichtlippe liegt dann mit einer gewissen
Elastizität
am Umfang des Stößels an,
wodurch eventuelle Unebenheiten an der Oberfläche des Stößels sich im Hinblick auf die
Abdichtung nicht negativ auswirken können.
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Üblicherweise
besteht die Dichtung aus einem elastomerem Werkstoff sowie der Stößel aus
einem harten Werkstoff. Als besonders geeignet hat es sich erwiesen,
wenn es sich bei dem elastomeren Werkstoff um ein thermoplastisches
Elastomer handelt. Bei dem harten Werkstoff kann es sich um einen thermoplastischen
Kunststoff handeln, der zur Verstärkung mit Glasfasern oder Glaskugeln
versehen ist. Zweckmäßigerweise
werden die beiden beiden Kunststoffe so gewählt, daß diese unterschiedlichen Werkstoffe
beim Umspritzen der Dichtung keine Verbindung miteinander eingehen.
Dadurch wird mit Sicherheit ein zum Ausschuß führendes Verkleben der beiden
Teile beim Umspritzen der Dichtung vermieden.
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In
einfacher Art und Weise erfolgt zunächst die Herstellung des Stößels, insbesondere
durch Spritzgießen,
in einem ersten Arbeitsgang aus einem ersten Werkstoff. Anschließend wird
in einem zweiten Arbeitsgang die Dichtung am fertiggestellten Stößel durch
Umspritzen mit einem zweiten Werkstoff hergestellt. Dabei kann die
Spritzgießform
sehr einfach und kostengünstig
ausgestaltet sein, indem der Stößel selbst
beim Umspritzen als Innenform in der Art eines Kerns für die Dichtung
dient. Damit ist lediglich die Außenform für die Spritzgießform in
der Form der Dichtung auszugestalten.
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Zweckmäßigerweise
befindet sich die Spritzposition für das Umspritzen der Dichtung
auf dem Stößel außerhalb
des durch die Öffnung
im Gehäuse festgelegten
späteren
Arbeitsbereichs für
die Dichtung. Dadurch läßt sich
die Innenform für
den Dichtungskörper
unabhängig
von der Gestalt des Stößels im
Arbeitsbereich festlegen. Beispielsweise kann der Innendurchmesser
des Dichtungskörpers
geringfügig größer als
der Durchmesser des Stößels im
Arbeitsbereich sein, um so ein gewisses Spiel für die Dichtung im Arbeitsbereich
zu gewährleisten.
In diesem Fall wird eine zuverlässige
Abdichtung durch die Dichtlippe gewährleistet, die durch eine entsprechende
Formgebung des Stößels in
der Spritzposition an den Dichtungskörper angespritzt wird. Als
Form für die
Dichtlippe befindet sich dann am Stößel eine Verjüngung, die
um den Umfang des Stößels umlaufend ausgebildet
sein kann. Anschließend
wird die Dichtung nach dem Spritzvorgang aus der Spritzposition in
den Arbeitsbereich geschoben, wo die Dichtung dann mit einem Anpreßdruck am
Stößel anliegt.
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Zur
weiteren Vereinfachung des Herstellverfahrens können der Stößel und der Dichtungskörper in
der Art eines Zwei-Komponenten-Spritzgießverfahrens in einer einzigen
Spritzgießform
hergestellt werden. Hierzu wird zunächst der Stößel spritzgegossen. Anschließend wird
in kurzem zeitlichen Abstand der Dichtungskörper, und zwar mitsamt der Dichtungslippe,
falls eine solche gewünscht
ist, ohne Entformung des Stößels umspritzt.
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Die
mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,
daß der
Ausschuß verringert
wird. Es wird so mit Sicherheit vermieden, daß überdehnte, gerissene oder verdrehte
Dichtungen montiert werden. Dadurch ist eine sichere Dichtfunktion
gewährleistet,
die mittels der angeformten Dichtlippe noch wesentlich verbessert
werden kann. Außerdem
wird die Montage der Dichtung vereinfacht und verbilligt, indem
der zeitraubende Arbeitsgang "Aufziehen
der Dichtung" entfällt. Schließlich kann die
Dichtung in kostengünstiger
Weise halb- oder vollautomatisch hergestellt werden.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung mit verschiedenen Weiterbildungen und Ausgestaltungen
ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen
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1 einen
elektrischen Schalter in Seitenansicht,
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2 einen
Schnitt entlang der Linie 2-2 in 1,
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3 schematisch
eine Spritzgießform
zur Herstellung der Dichtung und
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4 den
Stößel mit
Dichtung als Einzelteil.
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In 1 ist
einelektrischer Schalter 1 zu sehen, der für ein Elektrowerkzeug,
und zwar insbesondere für
ein mit Gleichspannung betriebenes Akku-Elektrowerkzeug zu verwenden
ist. Der Schalter 1 besitzt ein Gehäuse 2, ein in der
Art eines Drückers ausgebildetes,
am Gehäuse 2 beweglich
angeordnetes Betätigungsorgan 3 für die manuelle
Betätigung des
Elektrowerkzeugs durch den Benutzer, ein in der Art eines Umschalthebels
ausgebildetes Betätigungselement 4 zur
Umschaltung des Rechts-Links-Laufs für das Elektrowerkzeug sowie am
Gehäuse 2 angeordnete
Anschlußklemmen 5 zur elektrischen
Verbindung mit dem Akku. Selbstverständlich kann ein solcher Schalter 1 bei
entsprechender Ausgestaltung auch für ein mit Wechselspannung betriebenes
Elektrowerkzeug verwendet werden.
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Mittels
des Betätigungsorgans 3 schaltet
der Benutzer das Elektrowerkzeug ein. Weiter wird entsprechend der
Stellung des Betätigungsorgans 3 die Drehzahl
des Elektrowerkzeugs eingestellt. Die manuelle Bewegung wird vom
Betätigungsorgan 3 auf ein
im Gehäuse 2 befindliches,
nicht weiter gezeigtes Kontaktsystem, Potentiometer o. dgl. in bekannter Weise
mittels eines Schieberstößels 6 übertragen. Wie
in 2 näher
zu sehen ist, ragt hierzu der im Querschnitt im wesentlichen kreisförmig ausgebildete
Stößel 6 an
einer Öffnung 7 in
das Gehäuse 2 verschiebbar
hinein. Um ein Eindringen von Schadstoffen, beispielsweise von Staub,
Feuchtigkeit o. dgl. in den Schalter 1 zu verhindern, befindet
sich eine Dichtung 8 am verschiebbaren Stößel 6.
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Die
Dichtung 8 weist einen Dichtungskörper 9 auf, der im
Bereich der Öffnung 7 in
einer entsprechenden Aufnahme 10 am Gehäuse 2 gehalten ist. Der
Dichtungskörper 9 umgibt
somit den Stößel 6 im Bereich
der Öffnung 7 abdichtend.
Weiter kann der Dichtungskörper 9 eine
angeformte Dichtlippe 11 besitzen, derart daß die Dichtlippe 11 am
Umfang des Stößels 6 zur
Verbesserung der Dichtwirkung anliegt. Erfindungsgemäß ist die
Dichtung 8 am fertiggestellten Stößel 6 durch Umspritzen
hergestellt.
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Nachfolgend
soll die Herstellung der Dichtung 8 näher erläutert werden.
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Der
Stößel 6 wird
in einem ersten Arbeitsgang aus einem ersten Werkstoff hergestellt.
Bei dem ersten Werkstoff handelt es sich um einen harten Werkstoff
und zwar um einen Kunststoff. Bevorzugterweise handelt es sich bei
dem Kunststoff um einen Thermoplasten, der bei Bedarf glasfaserverstärkt, glaskugelgefüllt o. dgl.
sein kann. Beispielsweise ist ein Polyamid PA 6.6-GF hierfür geeignet.
In bekannter Weise wird der Stößel 6 aus
dem ersten Werkstoff durch Spritzgießen gefertigt.
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In
einem zweiten Arbeitsgang wird dann die Dichtung 8 am bereits
fertiggestellten Stößel 6 durch Umspritzen
mit einem zweiten Werkstoff hergestellt. Bei dem zweiten Werkstoff
handelt es sich um einen elastomeren Werkstoff, und zwar um einen
elastomeren Kunststoff. Besonders geeignet ist ein thermoplastisches
Elastomer, wie es beispielsweise mit dem Handelsnamen Santopren
vertrieben wird. Wie näher anhand
der 3 zu sehen ist, wird hierzu der Stößel 6 in
eine Spritzgießform 12 eingelegt.
Der Stößel 6 dient
dann beim Umspritzen als formgebender Kern für die Dichtung 8,
so daß der
Kern die Innenform der Spritzgießform 12 bildet. Die
Außenform
der Dichtung 8 ist durch die Spritzgießform 12 gestaltet.
Die Spritzgießform 12 besitzt
in bekannter Weise einen Angußkanal 13 für den zweiten
Werkstoff sowie einen Auswerfer 14 für das umspritzte Teil. Selbstverständlich können noch
weitere Formnester 12' in
derselben Art die Spritzgießform 12 zu
einer Mehrfachform ergänzen.
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Wie
durch Vergleich von 2 und 3 ersichtlich
ist, befindet sich die in 3 gezeigte
Spritzposition in der Spritzgießform 12 für das Umspritzen der
Dichtung 8 auf dem Stößel 6 außerhalb
des späteren
Arbeitsbereichs für
die Dichtung 8, der gemäß 2 durch
die
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Anordnung
in der Öffnung 7 im
Gehäuse 2 festgelegt
ist. Dadurch läßt sich
der formgebende Kern für
die Dichtung 8 unabhängig
von der Ausgestaltung des eigentlichen Arbeitsbereichs den Erfordernissen
anpassen. Beispielsweise kann dann der Innendurchmesser des Dichtungskörpers 9 geringfügig größer als
der Durchmesser des Stößels 6 im
Arbeitsbereich gestaltet sein, um so ein gewisses Spiel für die freie
Verschiebbarkeit des Stößels 6 bereitzustellen.
Nach dem Spritzvorgang und Auswerfen aus der Spritzgießform 12 wird
dann die Dichtung 8 aus der Spritzposition in den Arbeitsbereich
geschoben, wie anhand von 4 zu erkennen
ist, wonach der Stößel 6 mitsamt
der Dichtung 8 zur Montage im Gehäuse 2 des elektrischen
Schalters 1 bereit ist. Gewährleistet wird die problemlose
Verschiebbarkeit aus der Spritzposition in den Arbeitsbereich, indem die
beiden unterschiedlichen Werkstoffe von Stößel 6 und Dichtung 8 beim
Umspritzen der Dichtung 8 keine Verbindung miteinander
eingehen, so daß dadurch
ein Verkleben der beiden Teile vermieden wird.
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Um
trotz des Spiels zwischen Dichtungskörper 9 und Stößels 6 im
Arbeitsbereich sicherzustellen, daß die Dichtung 8 zur
Erzielung einer guten Abdichtwirkung mit einem gewissen Anpreßdruck am Umfang
des Stößels 6 anliegt;
kann durch entsprechende Formgebung des Stößels 6 in der Spritzposition
eine Dichtlippe 11 ausgebildet sein. Hierfür befindet
sich am Stößel 6 in
der Spritzposition eine um dessen Umfang umlaufende Verjüngung 15,
wie in 4 zu erkennen ist. Mit Hilfe der Verjüngung 15 wird
dann gemäß 3 beim
Umspritzen des Stößels 6 die
Dichtlippe 11 an den Dichtungskörper 9 angespritzt.
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In
einer nichtweiter gezeigten Ausgestaltung läßt sich das Herstellverfahren
für den
Stößel 6 mitsamt
der Dichtung 8 noch weiter vereinfachen. Hierzu wird die
Spritzgießform 12 als
Zwei-Komponenten-Form ausgebildet, um den Stößel 6 sowie den Dichtungskörper 9 mittels
eines Zwei-Komponenten-Spritzgießverfahrens in einer einzigen
Spritzgießform
herzustellen. Zunächst
wird dann der Stößel 6 aus
dem ersten Werkstoff spritzgegossen. Anschließend wird dann in kurzem zeitlichen
Abstand der Dichtungskörper 9 aus
dem zweiten Werkstoff ohne Entformung des Stößels 6 umspritzt.
Falls vorgesehen wird dabei gleichzeitig die Dichtungslippe 11 angespritzt.
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Die
Erfindung ist nicht auf das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel
einer Dichtung 8 am Gehäuse 2 des
elektrischen Schalters 1 beschränkt. Sie umfaßt vielmehr
auch alle fächmännischen
Weiterbildungen im Rahmen der durch die Patentansprüche definierten
Erfindung. So kann eine solche Dichtung auch an verschiebbaren Stößeln in sonstigen
Einrichtungen, wie Hydraulik- oder Pneumatikzylindern, Werkzeugmaschinen,
Türschlössern von
Zentralverriegelungen für
Kraftfahrzeuge o. dgl., Verwendung finden.
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- 1
- elektrischer
Schalter
- 2
- Gehäuse
- 3
- Betätigungsorgan
- 4
- Betätigungselement
- 5
- Anschlußklemme
- 6
- Stößel/Schieberstößel
- 7
- Öffnung (am
Gehäuse)
- 8
- Dichtung
- 9
- Dichtungskörper
- 10
- Aufnahme
(am Gehäuse)
- 11
- Dichtlippe
- 12,
12'
- Spritzgießfom/Formnest
- 13
- Angußkanal
- 14
- Auswerfer
- 15
- Verjüngung