DE102004010617B4 - Verbindung zwischen einem Elastomerteil und einem Bauteil und Verfahren zum Herstellen der Verbindung - Google Patents

Verbindung zwischen einem Elastomerteil und einem Bauteil und Verfahren zum Herstellen der Verbindung Download PDF

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Abstract

Verbindung zwischen einem zum dichten Anliegen an einer Anlagefläche vorgesehenen Elastomerteil (20) und einem Bauteil (30), beinhaltend folgende Merkmale:
– Im zum dichten Anliegen vorgesehenen Bereich umfasst das Elastomerteil (20) ein Versteifungselement (10),
– zwischen dem Versteifungselement (10) und dem Bauteil (30) ist sich das Elastomerteil (20) erstreckend ausgebildet,
– an einer Verbindungsstelle zum Elastomerteil (20) ist das Bauteil (30) mit einer U-formigen, eine Hinterschneidung aufweisenden Nut (32) gestaltet, in die das Elastomerteil (20) formschlüssig eingreift, und
– das Elastomerteil (20) ist dadurch mit dem Bauteil (30) verbunden, dass das Elastomerteil (20) an das Bauteil (30), das dabei wenigstens im Bereich der Nut (32) bis in die Nähe seiner Schmelztemperatur erwärmt ist, angespritzt ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Verbindung zwischen einem Elastomerteil und einem Bauteil und ein Verfahren zum Herstellen der Verbindung.
  • Beispielsweise aus der DE 101 19 892 A1 ist eine Zylinderkopfhaube eines Verbrennungsmotors bekannt, die ein Elastomerteil umfasst, das mit einem am übrigen Motor zum Befestigen vorgesehenen Trägerelement und mit einem haubenartigen Teil aus einem Kunststoff verbunden ist. Dabei wird die Verbindung zwischen dem haubenartigen Teil und dem Trägerelement zumindest teilweise ausschließlich über einen Mindestabstand durch das Elastomerteil gebildet.
  • Aus der DE 42 02 860 A1 ist ein Deckel, insbesondere für den Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine, mit einer eine hinterschnittene umlaufende Nut aufweisenden Dichtungsfläche zur Aufnahme einer elastischen Dichtung bekannt, wobei der Hinterschnitt der Nut durch plastisches Verformen der Nutränder erzeugt ist. Dabei kann die Dichtung durch ein Einspritzen in die Nut hergestellt sein, wobei das Elastomermaterial der Dichtung hin zur Nut frei von einem Haftvermittler in die Nut eingespritzt wird, so dass bei fehlerhafter Formgebung die Dichtung einfach entfernbar ist. Vergleichbares ist dabei aus der DE 42 21 760 C2 bekannt.
  • Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verbindung zwischen einem Elastomerteil und einem Bauteil und ein Verfahren zum Herstellen der Verbindung zu schaffen, so dass die Verbindung eine hohe Verbindungsfestigkeit aufweist und einfach herstellbar ist.
  • Die Aufgabe wird hinsichtlich der Verbindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmale des Anspruchs 6 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
  • Dadurch, dass gemäß Anspruch 1 das Elastomerteil in eine U-förmige, eine Hinterschneidung aufweisende Nut des Bauteils eingreift, wird eine besonders feste Verbindung zwischen dem Elastomerteil und dem Bauteil erzielt.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich anhand des im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiels anhand der Figuren. Dabei zeigen:
  • 1 einen Querschnitt durch eine Zylinderkopfhaube,
  • 2 eine Ausschnittsvergrößerung der 1 für einen Übergangsbereich zwischen einem Elastomerteil und einem haubenartigen Teil der Zylinderkophaube und
  • 3 das haubenartige Teil zu Beginn eines Verfahrens, in dessen Zuge das haubenartige Teil mit dem Elastomerteil verbunden wird.
  • Die 1 zeigt als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Querschnitt durch eine Zylinderkopfhaube. Dabei umfasst die Zylinderkopfhaube zum dichten Anliegen an einer Anlagefläche eines Verbrennungsmotors ein rahmenartig umlaufendes Elastomerteil 20 mit einer Dichtlippe 22. Im wesentlichen innerhalb des Elastomerteils 20 ist ein ebenfalls rahmenartig umlaufendes Versteifungselement 10 angeordnet, das in etwa ein U-Profil aufweist und sich aus mehreren Blechstanzteilen zusammensetzt. Dabei wird beim Herstellen das Versteifungselement 10 mit einem Haftvermittler beschichtet und das Elastomerteil 20 anschließend durch ein Spritzverfahren an das Versteifungselement 10 angeformt. Das Elastomerteil 20 umfasst dabei Kautschuk oder Silikon. Weiterhin sind das Elastomerteil 20 sowie das Versteifungselement 10 mit Durchbrüchen bzw. Bohrungen versehen, durch die hindurch über Befestigungsmittel, insbesondere Schrauben 50, die Zylinderkopfhaube an der Anlagefläche befestigbar ist.
  • Sich an das Elastomerteil 20 anschließend umfasst die Zylinderkopfhaube weiterhin einen haubenartigen Teil 30 aus einem Kunststoff. Dabei ist das Elastomerteil 20 mit dem haubenartigen Teil 30 dadurch verbunden, dass das Elastomerteil 20 in eine U-förmige Nut 32 des haubenartigen Teils 30 eingeformt ist. In einem oberen Bereich der Zylinderkopfhaube sind Funktionsräume 60 zum Ölabscheiden angeordnet, die nach unten hin durch ein Bodenelement 65 der Zylinderkopfhaube begrenzt sind.
  • Die 2 zeigt ausschnittsvergrößert einen Übergangsbereich zwischen dem Elastomerteil 20 und dem haubenartigen Teil 30 der 1. Dabei erkennt man, dass die U-förmige Nut 32 des haubenartigen Teils 30 Hinterschneidungen bildend gestaltet ist und das Elastomerteil 20 formschlüssig in die Nut 32 eingreift. Damit ist die Nut 32 O-förmig sich zur Öffnung hin verjüngend ausgebildet. Das Elastomerteil 20 setzt dabei die Oberfläche des haubenartigen Teils 30 glatt fort.
  • Vorgenannter Übergangsbereich wird dabei besonders vorteilhaft mit nachfolgend beschriebenem Verfahren hergestellt: Das haubenförmige Teil 30 wird zunächst mit einer U-förmigen Nut, die beiderseits der Öffnung der U-förmigen Nut auf den Außenseiten der U-Schenkel jeweils eine Verbreiterung 36 aufweist, hergestellt. Dies ist in der 3 entsprechend dargestellt. Anschließend wird das haubenartige Teil 30 wenigstens im Bereich der Nut in ein Vulkanisierwerkzeug gedrückt, das das haubenartige Teil 30 im Bereich der Öffnung der U-förmigen Nut in etwa auf eine Breite frei von den Verbreiterungen 36 zusammendrückt. Anschließend wird das haubenartige Teil 30 wenigstens im Bereich der Nut bis in die Nähe der Schmelztemperatur des verwendeten Kunststoffs, beispielsweise 190 °C erwärmt, wobei durch die Verbreiterungen 36 die Nut sich in Richtung der gewünschten O-förmigen, sich zur Öffnung hin verjüngenden Nut 32 zu verformen beginnt. Beim anschließenden Einspritzen einer das Elastomerteil 20 bildenden Elastomermasse in das Vulkanisierwerkzeug unter einem Druck von beispielsweise 400 bar werden die U-Schenkel mit hohem Druck an die Wandung des Vulkanisierwerkzeugs gedrückt, so dass mit Vorteil im besagten Übergangsbereich exakte Flankengeometrien erzielt werden und mit besonderem Vorteil verhindert wird, dass die Elastomermasse beim Einspritzen unkontrolliert zwischen den U-Schenkeln auf der einen Seite und der Wandung des Vulkanisierwerkzeugs auf der anderen Seite überläuft.
    • 10
    Versteifungselement
    20
    Elastomerteil
    22
    Dichtlippe
    30
    haubenartiges Teil Bauteil
    32
    Nut
    36
    Verbreiterung
    50
    Schraube
    60
    Funktionsraum
    65
    Bodenelement

Claims (6)

  1. Verbindung zwischen einem zum dichten Anliegen an einer Anlagefläche vorgesehenen Elastomerteil (20) und einem Bauteil (30), beinhaltend folgende Merkmale: – Im zum dichten Anliegen vorgesehenen Bereich umfasst das Elastomerteil (20) ein Versteifungselement (10), – zwischen dem Versteifungselement (10) und dem Bauteil (30) ist sich das Elastomerteil (20) erstreckend ausgebildet, – an einer Verbindungsstelle zum Elastomerteil (20) ist das Bauteil (30) mit einer U-formigen, eine Hinterschneidung aufweisenden Nut (32) gestaltet, in die das Elastomerteil (20) formschlüssig eingreift, und – das Elastomerteil (20) ist dadurch mit dem Bauteil (30) verbunden, dass das Elastomerteil (20) an das Bauteil (30), das dabei wenigstens im Bereich der Nut (32) bis in die Nähe seiner Schmelztemperatur erwärmt ist, angespritzt ist.
  2. Verbindung nach Anspruch 1, wobei die Nut (32) O-förmig sich zur Öffnung hin verjüngend ausgebildet ist.
  3. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das Elastomerteil (20) derart gestaltet ist, dass es eine Oberfläche des Bauteils (30) glatt fortsetzt.
  4. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Bauteil (30) aus einem Kunststoff ausgebildet ist.
  5. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Elastomerteil (20) und das Bauteil (30) einer Zylinderkopfhaube eines Verbrennungsmotors zugehören.
  6. Verfahren zum Herstellen einer Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, beinhaltend folgende Merkmale: – Das Bauteil (30) wird mit einer U-förmigen Nut (32), die beiderseits der Öffnung der U-förmigen Nut auf den Außenseiten der U-Schenkel jeweils eine Verbreiterung (36) aufweist, in ein Formwerkzeug gedrückt, das das Bauteil (30) im Bereich der Öffnung der U-förmigen Nut in etwa auf eine Breite des Bauteils (30) frei von den Verbreiterungen (36) zusammendrückt, – das Bauteil (30) wird wenigstens im Bereich der Nut (32) bis in die Nähe seiner Schmelztemperatur erwärmt, und – unter Druck wird eine das Elastomerteil (20) bildende Elastomermasse in das Formwerkzeug gespritzt.
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