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Die
Erfindung betrifft ein Dichtungsprofil für eine Türdichtung in Fahrzeugen.
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Es
ist bei Fahrzeugen allgemein üblich,
die zwischen dem Karosserieausschnitt und an der gleichen Stelle
eingefügten
Türen oder
Klappen, entstehenden Spalte durch elastische Dichtungen zu verschließen. Dabei
werden zumeist neben der Abdichtung gegen eindringendes Wasser,
Zugluft und der Überbrückung von
Spalten auch vorstehende Kanten mit verdeckt. Üblicherweise wird im Karosserieausschnitt
eine Innendichtung mit einer Außendichtung kombiniert,
wobei die Innendichtung in einer Form, bestehend aus einem u-förmig profilierten
und verstärkten
Haltebereich, einem nach außen
weisenden Hohlprofil, das den Spalt verschließt und gegebenenfalls weiteren
zusätzlichen
Elementen ausgeführt
ist. Derartige Dichtungen und deren Ausgestaltung ihrer Profile
sind aus der
DE 29
42 949 A1 ,
DE
198 35 400 A1 ,
DE
199 38 863 A1 ,
DE
101 53 879 A1 ,
DE
103 38 195 A1 ,
EP
0 666 191 B1 und
EP
1 277 608 A1 bekannt.
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Die
gattungsgemäßen Profile
müssen
zumeist mehrere, sich widersprechende Aufgaben gleichzeitig erfüllen. So ist
die Dichtfunktion uneingeschränkt über einen
großen
Spaltbereich zu gewährleisten,
müssen
die Dichtprofile über
geringe Biegeradien geführt
werden, dürfen
dabei keine Falten oder Verwerfungen bilden und sollen zugleich
ausreichend dauerhaft sein.
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Das
Hohlprofil muss über
einen langen Zeitraum elastisch bleiben und die Dichtfunktion erfüllen. Es
darf sich dabei nicht setzen oder deformieren. Das beim Gebrauch
der Fahrzeuge sichtbare Hohlprofil muss auch hinsichtlich seiner
Optik hohen Anforderungen genügen.
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Um
diese Aufgaben zu erfüllen,
werden die Dichtprofile vorzugsweise als Compound aus einem dimensionsstabilen
Grundkörper,
der zugleich Halteelement ist und aus einem elastischen Werkstoff
großer
Härte hergestellt
ist, und einem mit diesem verbundenen Hohlprofil aus einem weicheren
elastischen Werkstoff erzeugt. Die Grundform des Dichtprofils wird
dabei zumeist durch Extrudieren erzeugt, wobei einzelne Bereiche
jeweils einen unterschiedlichen Härtegrad erhalten. Nachfolgend
oder zeitgleich wird in die Halteeinrichtung eine verstärkende Einlage
eingearbeitet und profiliert.
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Beim
Einbau in die Karosserieausschnitte werden zumeist Rollvorrichtungen
verwendet, die jedoch aufgrund enger Biegeradien häufig nicht
einsetzbar sind. So müssen
in Profile, die in engen Biegeradien nicht einsetzbar sind, speziell
angefertigte Formstücke
eingesetzt werden, die kostenaufwendig sind und zudem den Einbau
der an sich mit Rollvorrichtungen effektiv zu verarbeitenden Profile
behindern.
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Gemäß der
DE 29 42 949 A1 soll
ein Hohlprofil mit dreieckigem Querschnitt eingesetzt werden. Dabei
soll die verstärkende
Einlage der Halteeinrichtung bis in die Basis des Hohlprofils verlängert sein. Dies
führt zwangsläufig zu
großen
Biegeradien und kann heutige Anforderungen nicht erfüllen.
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Nach
der
DE 198 35 400
A1 ist ein Hohlprofil mit einer geringen Querschnittsfläche zu verwenden, das
zudem gegenüber
der Halteeinrichtung durch einen zusätzlichen Steg aus hartem elastischen
Werkstoff abgesetzt ist. Diese Lösung
ist in sofern nachteilig, da sie nicht den Karosserieausschnitt
ausfüllt,
dadurch optisch nachteilig wirkt und eine zusätzliche Abdeckung der Kanten
der Halteeinrichtung erforderlich wird.
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Die
DE 199 38 863 A1 betrifft
ein Profil, das einen halbkreisförmigen
Querschnitt hat und dessen Basis die Seitenfläche der Halteeinrichtung ist.
Ferner ist eine zusätzliche
Dichtlippe auf der gegenüber liegenden
Seite vorgeschlagen, die mit einer zusätzlich angeordneten Formhinterschneidung
der Aufnahme weiterer Bauteile dient. Diese Form des Hohlprofils
kann prinzipbedingt nur in einem eingeengten Toleranzbereich wirken.
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Nach
DE 101 53 879 A1 soll
ein Hohlprofil in Zweikammerausführung
verwendet werden. Dabei ist die zur Karosserie hin liegende Kammer
flach elliptisch und quer zur Wirkungsrichtung angeordnet, während eine
zweite Kammer mit in etwa dreieckförmigem Profil den Wirkbereich
bildet und eine quer zur Wirkungsrichtung liegende Wand das Profil
versteift. Nachteilig ist, dass beim Einsatz ein Einknicken des beim
Gebrauch oben liegenden Schenkels erfolgt und darüber hinaus
sich eine Hohlkehle ausbildet, die Wasser und Schmutz aufnehmen
kann. Zudem ist der Materialeinsatz hoch.
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Gemäß der
DE 103 38 195 A1 ist
ein Profil bekannt, bei dem die Halteeinrichtung auf einer Seite ein
Hohlprofil mit elliptischem Querschnitt und auf der anderen Seite
eine Dichtlippe trägt.
Das Hohlprofil ist in einem schmalen Kontaktbereich mit der Halteeinrichtung
verbunden und erhält
an dieser keine weitere mechanische Unterstützung.
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Nach
der
EP 0 666 191 B1 soll
ein Hohlprofil an einer Seite der Halteeinrichtung direkt, mit seinem anderen
Kontaktpunkt jedoch durch eine Lippe aus Kompaktkautschuk mit diesem
verbunden sein. Die Lippe ist als Doppellippe ausgeführt und
soll beim Einbringen des Dichtprofils ein Anlegen des Hohlprofils
an den Karosserieausschnitt bewirken. Ferner soll das Hohlprofil
durch eine gewellte Stützwand
in etwa in der Mitte des Querschnittes stabilisiert werden. Neben
enormen Herstellungskosten aufgrund komplizierter Profilgeometrie
ist dieses Profil bei seiner Verarbeitung nicht sicher. Zumindest
muss das freiliegende Ende der Doppellippe beim Einbringen der Dichtung
so geführt
werden, dass dieses die zugedachte Funktion erfüllen kann.
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Aus
der In
EP 1 277 608
A1 ist ein Dichtprofil bekannt, bei dem das Hohlprofil
eine flach elliptische Profilgestaltung aufweist, die von einem
Basispunkt an der Halteeinrichtung zunächst konkav bis zu einer Fläche der
Karosserie führt,
sodann konvex ein flach elliptisches Profil ausbildet und daran
anschließend mit
sich verkleinerndem Radius auf einer Lamelle aus hartem elastischem
Werkstoff endet, die leicht geneigt verläuft und nach einem spitzwinkligen
Knick den zweiten Basispunkt an der Halteeinrichtung bildet. An
der Stirnseite der Halteeinrichtung ist eine zusätzliche Dichtlamelle vorgesehen.
Der flach elliptische Querschnitt des Hohlprofils schränkt dessen Gebrauchsmöglichkeiten
ein, da der mögliche
Toleranzbereich klein ist. Durch die zusätzliche Abstützung bildet
sich gegenüber
der Halteeinrichtung und der zusätzlichen
Dichtlippe ein Kanal mit nach innen größer werdender Breite aus. Dies
hat den Nachteil, dass Schmutz und Feuchtigkeit eindringen können. Das
Sauberhalten des Profils ist wesentlich erschwert. Ferner ist ein
Querschnitt des Schlauchprofils mit großer Breite und geringer Höhe vorhanden, der
den überbrückbaren
Spaltbereich begrenzt. Die Kontaktzone ist wegen des dort anliegenden Schlauchmantels
aus Werkstoff hoher Elastizität nicht
im erforderlichen Maß stabilisierend.
Die flache Wölbung
der Oberseite ist auf Dauer instabil, sodass die Dichtfunktion dieses
Profils durch Nachlassen des Anpressdruckes der Hohlprofiloberseite
unsicher ist.
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Schließlich ist
aus der
FR 2809 351 ein
Dichtungsprofil bekannt, das ein inneres über einen Leitungsanschluss
im Türrahmen
des Fahrzeuges aufpumpbares, mit einem Fluid gefülltes Hohlprofil umfasst, das
von einem äußeren Hohlprofil
mit Abstand umgeben ist, welches über eine Öffnung entlüftet werden kann. Auf diese
Weise wird ermöglicht,
in Abhängigkeit
der Fahrzeuggeschwindigkeit das Ausmaß der Türspaltdichtung zu verändern.
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Durch
eine solche aufwendige Ausbildung einer Türspaltdichtung wird zwar eine
sichere Abdichtung bei allen Betriebsbedingungen des Fahrzeugs ermöglicht,
für normale
Anwendungsfälle
ist aber ein solcher Aufwand in Folge der damit verbundenen Kosten
nicht durchführbar.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Dichtprofil anzugeben,
dessen Profilgestaltung die Nachteile der oben beschriebenen Dichtprofile vermeidet,
in kleinen Biegeradien ohne zusätzliche Formteile
verlegt werden kann, dimensionsstabil ist, größere Toleranzbereiche ohne
Verlust der Dichtfunktion ausgleichen kann und unter der zusätzlichen Dichtlippe
Vorkehrungen zur Aufnahme zusätzlicher Teile
hat.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
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Die
Unteransprüche
bilden vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
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Der
Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die günstigste
Profilform für
ein Hohlprofil, das in engen Biegeradien verlegt werden muss, kreisförmig ausgebildet
ist. Zugleich sollte der verwendete Werkstoff bzw. Aufbau die Verlegung
in engen Biegeradien erlauben, ohne dass Faltenbildung, Deformationen
oder Setzerscheinungen auftreten. Die Halteeinrichtung hingegen
sollte eine dauerhaft sichere und dichte Befestigung ermöglichen
und es erlauben, sowohl das Hohlprofil als auch eventuell zusätzlich vorhandene
Dichtlippen zu unterstützen.
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Nach
der Erfindung wird daher eine Halteeinrichtung, die aus einem vorzugsweise
u-förmig
profilierten festen Teil und einer Ummantelung mit einem elastomeren
Werkstoff größerer Härte besteht,
an einer ihrer Seitenflächen
mit einem Hohlprofil mit annähernd
kreisförmigem
Querschnitt und mit einer Dichtlippe an sich beliebiger Gestaltungsform
und Lage kombiniert.
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Die
Halteeinrichtung hat in ihrem Innenraum (Befestigungsspalt) hineinragende
Lippen, die das Dichtprofil nach dem Aufschieben auf eine Karosseriekante
form- und/oder kraftschlüssig
halten. Ebenso ist an dem Ende des Spaltes eine Wulst aus einem elastomeren
Werkstoff mit geringerer Härte
angeordnet, die sich beim Aufschieben des Dichtprofils auf die Karosseriekante
verformt und an diese anschmiegt. Dadurch wird vornehmlich das Eindringen von
Wasser und Schmutzpartikeln in den Bereich der Karosseriekante vermieden.
Im unteren Bereich der Seitenfläche
ist aus der Ummantelung heraus die Wandung des Hohlprofils geformt,
wobei diese im vierten Quadranten, bezogen auf den Mittelpunkt des Hohlprofils,
einen Übergangsbereich
zu einem elastischen Werkstoff geringerer Härte hat und derselbe von diesem
an die Wandung des Hohlprofils bildet. Daran anschließend ist
die Wandung im ersten und zweiten Quadranten mit elastischem Werkstoff
geringerer Härte
in etwa kreisförmig
weitergeführt.
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Die
Wandung des Hohlprofils besteht aus einem weichen Elastomer, wiederum
vorzugsweise aus Moosgummi, während
die Ummantelung der Halteeinrichtung sowie alle hart ausgelegten
Partien des Dichtprofils aus einem steiferen Elastomer, vorzugsweise
aus Gummi, gefertigt sind.
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Die
Wandung des Hohlprofils ist im ersten, dritten und vierten Quadranten,
bezogen auf den Profilmittelpunkt, konvex, wobei die Biegeradien
variieren können.
Im dritten Quadranten geht die konvexe Wölbung in eine konkave über, sodass
im Übergangsbereich
vom weichen zum harten elastischen Werkstoff eine annähernd rechtwinklige
Stellung gegenüber
dem Schenkel der Halteeinrichtung erreicht wird. Diese Profilgestaltung
versteift den im dritten Quadranten liegenden Teil des Profils,
wobei jedoch dem durch die Ausführung
der Wandung in weichen elastischen Werkstoff wieder entgegengewirkt
wird.
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Durch
die gewählte
Profilgestaltung ergibt sich zugleich ein Spalt gegenüber dem
im Eckbereich der Halteeinrichtung aus deren Ummantelung herausgeformten
Ausleger, der zunächst
eine Steigung von etwa 100 % aufweist und in etwa bei der Hälfte seiner
Gesamtlänge
um mehr als 90° zur
Halteeinrichtung hin abgewinkelt ist. Zumindest im abgewinkelten
Bereich ist der Ausleger leicht gewölbt und verjüngt.
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Durch
die Gestaltung des Auslegers ergibt sich zwischen der Stirnseite
der Halteeinrichtung und der Innenseite des zweiten Teiles des Auslegers
ein Spalt, dessen Breite vorrangig durch die Länge des ersten Teils des Auslegers
bestimmt ist. Dem durch den gewählten
Winkel ist das Spaltmaß am
Spaltgrund größer, als
am Ende des Auslegers, sodass dieser nach dem Einbau eine Vorspannung
gegen die in den Spalt hineinragenden Bauteile hat.
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Hierbei
ist Vorsorge dafür
getragen, dass die Stirnseite der Halteeinrichtung ein in etwa dachförmiges Profil
ausbildet, wobei dessen Firstpunkt mit dem gekröpften Teil des Auslegers das
minimale Spaltmaß ausbildet.
Damit kann erreicht werden, dass in den Spalt hineinragende und
vorzugsweise eingepasste Bauteile wiederum eine Vorspannung auf
die Halteeinrichtung ausüben
und so das Dichtprofil am Einsatzort zusätzlich halten.
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Die
außen
liegenden Partien des Auslegers sind durch einen elastischen Werkstoff
geringer Härte
belegt, wobei die nach dem Einbau sichtbaren Partien des Dichtprofils
aus dem gleichen Werkstoff bestehen, eine gleiche Optik haben und
hinsichtlich haptischer Eigenschaften ebenfalls gleich sind.
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Der
sich zwischen dem Hohlprofil und dem Ausleger ausbildende Spalt
ist von seiner Wurzel her nach außen konisch, sodass keine Formhinterschneidung
entsteht. Ist das Hohlprofil durch ein anliegendes Bauteil gedrückt, kann
es den Spalt weitgehend ausfüllen,
während
nach erneuter Entspannung sich der Spalt wieder öffnet und beispielsweise mit üblichen
Mitteln gereinigt werden kann. Die konische Form des Spaltes verhindert
ferner ein Einklemmen von Fremdkörpern,
die sich nur mit Hilfsmitteln und bei Gefahr der Beschädigung des
Dichtprofils entfernen ließen.
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Ein
wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch die
Zusammenführung
der Übergangsbereiche
gegenüber
bekannten Profilen mit flach ovalem Querschnitt und großem Abstand der Übergangsbereiche
sich beim Verformen des Profils in Längsrichtung wesentlich weniger
Spannungen aufbauen, wobei das annähernd kreisförmige Hohlprofil
in Verbindung mit dem überwiegend vorhandenen
elastischen Werkstoff geringer Härte kaum
deformiert bzw. verbleibende Spannungen allenfalls die Profilhöhe vergrößern. Falten,
Beulen und Einschnürungen
werden weitgehend vermieden, sodass das erfindungsgemäße Profil
gegenüber
den im Stand der Technik beschriebenen mit wesentlich geringeren
Biegeradien verarbeitet werden kann, ohne dass Funktion und Optik
des Profils nachteilig beeinflusst werden. Die möglichen engen Biegeradien ergeben
sich auch daraus, dass die Verbindungsbereiche des Hohlprofils und
des Auslegers räumlich
voneinander getrennt sind, sodass sich beide in engen Biegeradien
unabhängig
voneinander formen und dabei entstehende Spannungen abbauen können.
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Die
Anordnung einer Wulst aus elastischem Werkstoff geringer Härte im Innenbereich
der Halteeinrichtung ermöglicht
es ferner, die Abmessungen des Profils im Vergleich zu bekannten
Lösungen
kleiner zu halten, wobei sich gleichzeitig die Größe der Karosserieausschnitte
vergrößern kann.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand des in der Zeichnung im Profilquerschnitt
dargestellten Ausführungsbeispiels
näher beschrieben.
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Eine
Einlage 1 aus einem dimensionsstabilen Werkstoff, vorzugsweise
eine Metalleinlage, ist mit einer Umhüllung 2 aus einem
elastomerem Werkstoff großer
Härte,
vorzugsweise Hartgummi, umschlossen. Die Einlage 1 kann
dabei in bekannter Weise auch als Streckmetall oder in vergleichbarer Form
ausgeführt
sein. Im Innenraum 16 der Halteeinrichtung sind lange 27 und
kurze Lippen 28 angeordnet, die beim Aufschieben des Profils
auf eine Kante, die in 1 nicht dargestellt ist, gegen
die Seitenflächen
der Bauteile verklemmen und ein Zurückrutschen des Profils verhindern.
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An
der Außenseite 3 der
Halteeinrichtung ist im Bereich des unteren Endes 4 des
Schenkels 5 der Einlage 1 ein Hohlprofil 6 mit
annähernd
kreisförmigem
Querschnitt angeformt.
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Die
Wandung 7 aus elastischem Werkstoff großer Härte ist dabei aus der Umhüllung 2 materialeinheitlich
herausgeformt. Im dritten Quadranten des Hohlprofils, bezogen auf
dessen Mittelpunkt, schließt
in einem Übergangsbereich 8 eine
Wandung 9 aus einem elastischen Werkstoff geringer Härte an, die
mit variablem Radius im vierten und ersten sowie einem Teil des
zweiten Quadranten eine konvexe, annähernd kreisförmig verlaufende
Wölbung
erzeugt. Im zweiten Quadranten geht die konvexe Wölbung in
eine konkave Wölbung 24 über und
im Übergangsbereich 10 schließt die Wandung 9 in
etwa im rechten Winkel zum Schenkel 5 der Einlage 1 wieder an
die Umhüllung
an.
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Nahe
dem Eckbereich 11 der Einlage 1 schließt sich
ein Ausleger 12 an die Umhüllung 2 an und ist
materialeinheitlich mit dieser geformt. Ein erster Abschnitt 13 des
Auslegers 12 verläuft
mit etwa 100 % Steigung, wonach sich ein zweiter Abschnitt 14 des
Auslegers 12 nach einer in etwa rechtwinkligen Biegung 15 anschließt. Der
zweite Abschnitt 14 liegt somit über der Halteeinrichtung und
endet in etwa im Bereich der Mittelachse derselben. Die Außenseite
des ersten 13 und zweiten Abschnittes 14 des Auslegers 12 ist
mit elastischem Werkstoff geringer Härte 25 belegt.
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Zwischen
der Wandung 9 des Hohlprofils 6 und dem ersten
Abschnitt 13 des Auslegers 12 ist ein Spalt 26 vorhanden,
der in etwa v-förmig
ist.
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Am
unteren Ende 4 des Schenkels 5 der Einlage 1 ist
an die Umhüllung 2 zum
Innenraum 16 der Halteeinrichtung gerichtet eine Wulst 17 aus
elastischem Werkstoff geringer Härte
angeordnet. Diese legt sich nach dem Anformen des Dichtprofils an
die Wandung der Karosserie und dichtet den Innenraum 16 der
Halteeinrichtung ab.
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Im
Stegbereich 18 der Einlage 1 ist die Umhüllung 2 so
profiliert, dass sie einen dachförmigen Querschnitt 19 hat.
Zwischen diesem und dem zweiten Abschnitt 14 des Auslegers 12 ergibt
sich ein Spalt 20, dessen Breite durch die Länge des
ersten Abschnitts 13 des Auslegers 12 bestimmt
werden kann. Der Querschnitt des Spaltes 20 ist so gewählt, dass
im Spaltgrund 21 eine größere Breite vorhanden ist,
als an der Spaltöffnung 22.
Durch in 1 nicht gezeichnete, in Spalt 20 einzuschiebende
Bauteile kann so erreicht werden, dass das Dichtprofil durch Abstützen der
Bauteile auf dem Firstpunkt 29 das Dichtprofil niederhalten
oder durch Ausfüllen
des verfügbaren
Spaltes den Ausleger 12 aufbiegen und diesen unter Vorspannung
halten.
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Die
Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass ein Profilquerschnitt
gefunden wurde, der es erlaubt, ohne wesentliche Einschränkungen
der Funktionalität
gegenüber
bekannten Profilen in engeren Biegeradien verarbeitet zu werden,
ohne dass Optik und Gebrauchseigenschaften des Profils negativ beeinflusst
werden. Insbesondere ist von Vorteil, dass bei unvermeidbaren engen
Biegeradien aufgrund von Vorgaben der Karosserieform keine speziell
angefertigten Formteile mehr in das Dichtprofil eingefügt werden
müssen.
Das Dichtprofil kann also in voller Länge und ohne Unterbrechung
einen Karosserieausschnitt auskleiden und abdichten.
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Nach
der Erfindung ist somit das Hohlprofil 6 besonders gut
gegen Einfallen und Setzverhalten in engen Biegeradien – R40 – durch
entsprechende Auslegung der neutralen Faser geeignet, die aus einem
härterem
Material mit einer Shore-Härte
A85 gebildet ist. Hierdurch werden funktionell bedingte teurere
Lösungen,
wie Formteile, in diesen Bereichen vermieden. Hinzu kommt noch die
Auslegung einer Kosmetiklippe, die in der Zeichnung mit 12, 14, 15, etc.
bezeichnet wurde, die ebenso gut gegen Faltenbildung in sehr engen
Biegeradien – R40 – geeignet ist.
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- 1a
- Halteeinrichtung
- 1
- Einlage
- 2
- Umhüllung
- 3
- Außenseite
d. Halteeinrichtung
- 4
- Unteres
Ende d. Schenkels [5]
- 5
- Schenkel
d. Einlage [1]
- 6
- Hohlprofil
- 7
- Wandung
- 8
- Übergangsbereich
- 9
- Wandung
- 10
- Übergangsbereich
- 11
- Eckbereich
d. Einlage [1]
- 12
- Ausleger
- 13
- erster
Abschnitt
- 14
- zweiter
Abschnitt
- 15
- rechtwinkl.
Biegung
- 16
- Innenraum
d. Halteeinrichtung
- 17
- Wulst
- 18
- Stegbereich
- 19
- dachförmiger Querschnitt
- 20
- Spalt
- 21
- Spaltgrund
- 22
- Spaltöffnung
- 23
- Vertikalachse
- 24
- konkave
Wölbung
- 25
- Außenseite
d. Auslegers [12]
- 26
- Spalt
- 27
- lange
Lippe
- 28
- kurze
Lippe
- 29
- Firstpunkt