DE102005060976A1

DE102005060976A1 - Dichtung zum Abdichten eines Spalts zwischen einem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil, insbesondere im Bereich des Dachs eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102005060976A1
Application number: DE102005060976A
Authority: DE
Inventors: Andreas Thal; Steffen Staus
Original assignee: Metzeler Automotive Profiles GmbH; Metzeler Automotive Profile Systems GmbH
Current assignee: Cooper Standard GmbH
Priority date: 2005-12-20
Filing date: 2005-12-20
Publication date: 2007-06-28
Anticipated expiration: 2025-12-21
Also published as: DE102005060976B4

Abstract

Eine Dichtung zum Abdichten eines Spalts (14) zwischen einem ersten Bauteil (12) und einem zweiten Bauteil (13) weist einen Dichtungsabschnitt (20) und einen Befestigungsabschnitt (40) auf. Der Dichtungsabschnitt (20) verfügt über ein distales Ende (21), das an dem ersten Bauteil (12) anlegbar ist, und ein proximales Ende (22), das mit dem Befestigungsabschnitt (40) verbunden ist. Der Dichtungsabschnitt (20) oder der Befestigungsabschnitt (40) ist durch eine an der Dichtung angreifende Kraft (F) derart verformbar, dass zumindest das distale Ende (21) von einer ersten Position (I) in eine zweite Position (II) bewegt wird. Zudem sind der Dichtungsabschnitt (20) und/oder der Befestigungsabschnitt (40) mit Verformungsbereichen (23, 24) versehen, die ein unterschiedliches Setzverhalten aufweisen. Die Verformungsbereiche (23, 24) sind derart ausgestaltet, dass aufgrund des unterschiedlichen Setzverhaltens bei einer Entlastung der Dichtung das distale Ende (21) von der zweiten Position (II) in eine dritte Position (III) bewegt wird, die annähernd auf dem Niveau der ersten Position (I) liegt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtung zum Abdichten eines Spalts zwischen einem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil, die insbesondere im Bereich des Dachs eines Kraftfahrzeugs Anwendung findet. Die Dichtung ist mit einem Dichtungsabschnitt versehen, der elastisch verformbar ist. Die Dichtung ist ferner mit einem Befestigungsabschnitt versehen, der an dem zweiten Bauteil befestigbar ist. Der Dichtungsabschnitt weist ein distales Ende, das an dem ersten Bauteil anlegbar ist, und ein proximales Ende, das mit dem Befestigungsabschnitt verbunden ist, auf. Der Dichtungsabschnitt oder der Befestigungsabschnitt sind durch eine an der Dichtung angreifende Kraft derart verformbar, dass zumindest das distale Ende von einer ersten Position in eine zweite Position bewegt wird.

Eine Dichtung, die zum Abdichten eines Schiebedachs eines Kraftfahrzeugs dient und zugleich die Funktion eines Windabweisers hat, wird in der EP 0 385 222 A1 beschrieben. Die Dichtung setzt sich aus einem Dichtungsabschnitt und einem Befestigungsabschnitt zusammen. Der Befestigungsabschnitt ist im Querschnitt U-förmig und auf die Kante einer Dachöffnung aufsteckbar. Der Dichtungsabschnitt weist ein mit einem Hohlraum versehenes Schlauchprofil und bereichsweise ein den Windabweiser bildendes Windabweiserprofil auf. Beim Schliessen des Schiebedachs drückt die Vorderkante eines Deckels des Schiebedachs gegen das Schlauchprofil, so dass dieses verformt wird. Die Verformung des Schlauchprofils bewirkt, dass ein in das Schlauchprofil hineinragender, hebelartiger Ansatz des Windabweiserprofils um einen Drehpunkt geschwenkt wird, so dass das Windabweiserprofil im geschlossenen Zustand des Schiebedachs an dem Deckel anliegt. Beim Öffnen des Schiebedachs strebt das elastisch verformbare Schlauchprofil in die Ausgangsform zurück mit der Folge, dass der hebelartige Ansatz zurückgeschwenkt und damit das Windabweiserprofil aufgerichtet wird. Um das Schwenken des hebelartigen Ansatzes des Windabweiserprofils um den Drehpunkt zu ermöglichen, besteht das Windabweiserprofil aus einem härteren Werkstoff als das Schlauchprofil.

Darüber hinaus offenbart die DE 103 45 855 A1 eine Dichtungsanordnung für ein aussen geführtes Schiebedach eines Kraftfahrzeugs. Das Schiebedach weist zwei hintereinander angeordnete Deckel auf, wobei der erste Deckel mittels unterhalb der Dachebene verschiebbar gelagerter Ausstellhebel aus der Dachebene nach oben anhebbar und über den zweiten Deckel verschiebbar ist. Die beispielsweise durch Glasplatten gebildeten Deckel decken im geschlossenen Zustand des Schiebedachs eine Dachöffnung ab. An dem Rand der Dachöffnung ist wenigstens eine Dichtung angeordnet, die einen Spalt zwischen dem Dach des Kraftfahrzeugs und dem Deckel abdichtet.

Um eine ausreichende Dichtwirkung zu erreichen, besteht eine solche Dichtung üblicherweise aus einem elastisch verformbaren Werkstoff, wie zum Beispiel Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM). Infolge von Witterungseinflüssen, insbesondere Wärme, und der regelmässigen Belastung, beispielsweise durch die Deckel des Schiebedachs, unterliegt die Dichtung einem Setzverhalten, das zu einer dauerhaften plastischen Verformung führt. Die plastische Verformung der Dichtung kann die Dichtwirkung signifikant beeinträchtigen. So kann beispielsweise ein sich bei vergleichsweise hohen Fahrgeschwindigkeiten auf der Oberseite des Kraftfahrzeugs bildender Unterdruck den Deckel eines Schiebedachs so weit anheben, dass der Spalt zwischen Dach und Deckel nicht mehr ausreichend durch die plastisch de formierte Dichtung abgedichtet wird mit der Folge, dass unerwünschte Windgeräusche plötzlich auftreten können.

Um solche Probleme zu vermeiden, sind Dichtungen bekannt, die aus einem Werkstoff bestehen, der einem vergleichsweise geringen Setzverhalten unterliegt, wie zum Beispiel Silikonkautschuk. Darüber hinaus sind Massnahmen bekannt, die zusätzliche Rückstellkräfte erzeugen, um die Formänderung einer Dichtung zu unterstützen. So offenbart beispielsweise die EP 0 385 222 A1 ein aus Stahl bestehendes und zwischen dem Befestigungsabschnitt und Dichtungsabschnitt angeordnetes Federelement, das in geöffnetem Zustand des Schiebedachs ein Aufrichten des Windabweiserprofils bewirkt. Sowohl die Fertigung der Dichtung aus einem Werkstoff mit einem vergleichsweise geringen Setzverhalten als auch das Versehen der Dichtung mit zusätzlichen Federelementen ist mit einem verhältnismässig hohen Aufwand verbunden und damit recht kostenintensiv.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass sich eine in wirtschaftlicher Hinsicht kostengünstige Fertigung und eine zuverlässige Dichtwirkung erzielen lassen.

Diese Aufgabe wird durch eine Dichtung mit den Merkmalen gemäss Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der erfindungsgemässen Dichtung werden in den Ansprüchen 2 bis 17 definiert.

Die erfindungsgemässe Dichtung zeichnet sich dadurch aus, dass der Dichtungsabschnitt und/oder der Befestigungsabschnitt mit einem ersten Verformungsbereich, der ein erstes Setzverhalten hat, und einem zweiten Verformungsbereich, der ein zweites Setzverhalten hat und an wenigstens einer Verbindungsstelle an den ersten Verformungsbereich angrenzt, versehen sind. Unter einem Setzverhalten im voranstehenden Sinn wird eine auf Grund von äusseren Umgebungseinflüssen und/oder einer statischen Belastung im Laufe der Zeit hervorgerufene plastische Verformung eines an sich elastisch verformbaren Körpers verstanden. Das Setzverhalten einer elastisch verformbaren Dichtung lässt sich demzufolge in einem im Laufe der Zeit eintretenden Schwund der Höhe, Breite und/oder Dicke der Dichtung feststellen.

Bei der erfindungsgemässen Dichtung ist das erste Setzverhalten grösser als das zweite Setzverhalten, das heisst die im Laufe der Zeit in dem ersten Verformungsbereich eintretende Setzung ist grösser als die in dem zweiten Verformungsbereich eintretende Setzung. Der erste Verformungsbereich und der zweite Verformungsbereich sind ferner derart ausgestaltet, dass auf Grund der infolge des unterschiedlichen Setzverhaltens unterschiedlich grossen Setzung bei einer Entlastung der Dichtung das distale Ende von der zweiten Position in eine dritte Position bewegt wird, wobei der Abstand zwischen der dritten Position und der zweiten Position zumindest annähernd gleich dem Abstand zwischen der ersten Position und der zweiten Position ist. Unter Abstand im voranstehenden Sinn wird die Entfernung zwischen zwei Positionen in Richtung einer an der Dichtung angreifenden Kraft verstanden.

Die erfindungsgemässe Dichtung beruht auf der Erkenntnis, durch eine gezielte Ausnutzung des unterschiedlichen Setzverhaltens der Verformungsbereiche das Niveau des distalen Endes annähernd konstant zu halten, so dass eine zuverlässige Dichtwirkung sichergestellt ist. Ein annähernd konstantes Niveau des distalen Endes ergibt sich dadurch, dass der Abstand zwischen der dritten Position und der zweiten Position zumindest annähernd gleich dem Abstand zwischen der ersten Position und der zweiten Position ist. Ein annähernd gleicher Abstand im voranstehenden Sinn umfasst sowohl eine negative Differenz (Überhöhung) als auch eine positive Differenz (Verminderung) zwischen der ersten Position und der dritten Position, wobei der Betrag der Verminderung so gering ist, dass eine zuverlässige Dichtwirkung nicht beeinträchtigt wird. Im Unterschied zu herkömmlichen Dichtungen ist es nicht erforderlich, die erfindungsgemässe Dichtung aus einem speziellen Werkstoff, wie zum Beispiel Silikonkautschuk zu fertigen, oder mit einem eine zusätzliche Rückstellkraft erzeugenden Federelement zu versehen. Die erfindungsgemässe Dichtung kann vielmehr aus einem für Dichtungen gebräuchlichen Werkstoff, wie zum Beispiel EPDM, auf vergleichsweise kostengünstige Weise hergestellt werden.

Von Vorteil ist es, wenn der Abstand zwischen der dritten Position und der zweiten Position grösser ist als der Abstand zwischen der ersten Position und der zweiten Position, so dass sich eine Überhöhung ergibt, die sogar eine Steigerung der Dichtwirkung hervorrufen kann. Das Erreichen einer solchen Überhöhung hängt zum einen von dem Setzverhalten der Verformungsbereiche und zum anderen von der Ausgestaltung, das heisst der Anordnung und Dimensionierung, der Verformungsbereiche ab. So ist es möglich, die Verformungsbereiche derart anzuordnen, dass die in dem ersten Verformungsbereich auftretende Setzung eine Hebelwirkung hervorruft, durch die das distale Ende über das Niveau der ersten Position angehoben wird.

Um das unterschiedliche Setzverhalten in den Verformungsbereichen zu erreichen, ist es vorteilhaft, wenn der erste Verformungsbereich aus einem ersten Werkstoff besteht und der zweite Verformungsbereich aus einem zweiten Werkstoff besteht, wobei das Setzverhalten des ersten Werkstoffs grösser als das Setzverhalten des zweiten Werkstoffs ist. In diesem Zusammenhang hat es sich als zweckmässig erwiesen, wenn der Dichtungsabschnitt und/oder der Befestigungsabschnitt aus einem elastomeren Werkstoff, vorzugsweise einem thermoplastischen Elastomer (TPE) oder EPDM, gefertigt werden, so dass sich das unterschiedliche Setzverhalten der Verformungsbereiche durch das Vorsehen verschiedener Mischungen oder Mo difikationen des elastomeren Werkstoffs auf praxisgerechte Weise verwirklichen lässt.

Von Vorteil ist ferner, wenn der erste Verformungsbereich und der zweite Verformungsbereich derart ausgestaltet, das heisst angeordnet und dimensioniert, sind, dass bei einer Belastung in dem ersten Verformungsbereich eine inhomogene Spannungsverteilung und in dem zweiten Verformungsbereich eine homogene Spannungsverteilung auftritt. Die in der Regel durch das Vorkommen von Spannungsspitzen gekennzeichnete inhomogene Spannungsverteilung bewirkt eine stärkere Setzung als die homogene Spannungsverteilung, so dass der erste Verformungsbereich selbst dann über ein grösseres Setzverhalten verfügt als der zweite Verformungsbereich, wenn der erste Verformungsbereich und der zweite Verformungsbereich aus demselben Werkstoff bestehen. Das Auftreten einer homogenen und einer inhomogenen Spannungsverteilung hängt von der Richtung einer an der Dichtung angreifenden Kraft ab und lässt sich durch die konstruktive Ausgestaltung der Verformungsbereiche gezielt beeinflussen.

In Abhängigkeit vom jeweiligen Anwendungsfall kann es ausreichend sein, ein unterschiedliches Setzverhalten in den Verformungsbereichen dadurch zu realisieren, dass die Dicke des ersten Verformungsbereichs grösser ist als die Dicke des zweiten Verformungsbereichs. Denn vor allem dann, wenn die Dichtung aus einem elastomeren Werkstoff besteht, tritt in der Regel in dem dickeren Verformungsbereich eine grössere Setzung auf als in dem dünneren Verformungsbereich.

Zweckmässigerweise weist die erfindungsgemässe Dichtung eine erste Verbindungsstelle und eine zweite Verbindungsstelle auf, wobei vorzugsweise die erste Verbindungsstelle im Bereich des distalen Endes und die zweite Verbindungsstelle im Bereich des proximalen Endes angeordnet ist. Auf diese Weise lässt sich erreichen, dass der erste Verformungsbereich sich von dem Bereich des proximalen Endes bis zu dem Bereich des distalen Endes erstreckt, um in Art eines Zugbandes das distale Ende in die dritte Position zu bewegen.

Zweckmässig ist ferner, wenn der Dichtungsabschnitt und/oder der Befestigungsabschnitt wenigstens einen Hohlraum aufweisen, der von einer Wandung umschlossen ist. Befindet sich der Hohlraum in dem Dichtungsabschnitt, dann lässt sich eine Erhöhung der Verformungsfähigkeit des Dichtungsabschnitts erreichen, die zu einer zuverlässigen Dichtwirkung beiträgt. Als besonders vorteilhaft hat sich in diesem Zusammenhang erwiesen, wenn die Dichtung einen ersten Hohlraum und einen zweiten Hohlraum aufweist, wobei der erste Hohlraum durch eine Trennwand von dem zweiten Hohlraum getrennt ist. In Abhängigkeit von der Anordnung der Verformungsbereiche ist es möglich, dass die Trennwand einen Hebel bildet, der das distale Ende in die dritte Position anhebt. Eine hebelartige Wirkung lässt sich auch dann erreichen, wenn der Dichtungsabschnitt vorteilhafterweise eine Dichtlippe aufweist und das distale Ende im Bereich der Dichtlippe liegt. Je nach Anwendungsfall kann das distale Ende allerdings auch im Bereich der den Hohlraum umschliessenden Wandung liegen.

Bevorzugt sind der Dichtungsabschnitt und/oder der Befestigungsabschnitt mit wenigstens einem Gelenk versehen. Das in fertigungstechnischer Hinsicht zweckmässigerweise durch eine Reduzierung der Dicke der Verformungsbereiche gebildete Gelenk stellt eine vorgegebene Biegestelle dar, die zu einer gezielten Verformung der Dichtung beiträgt. So kann das Gelenk vorteilhafterweise im Bereich der Verbindungsstelle zwischen dem ersten Verformungsbereich und dem zweiten Verformungsbereich angeordnet sein und auf diese Weise dazu beitragen, dass das distale Ende in die dritte Position bewegt wird.

Bevorzugt sind der Dichtungsabschnitt und/oder der Befestigungsabschnitt durch wenigstens einen Einleger, der vorzugsweise aus Metall besteht, armiert. Der beispielsweise in der die zwei Hohlräume voneinander trennenden Trennwand angeordnete Einleger bewirkt eine bereichsweise Versteifung des Dichtungsabschnitts und/oder des Befestigungsabschnitts, die zu einer gezielten Verformung der Dichtung beiträgt und in Abhängigkeit von der Lage des Einlegers die Bewegung des distalen Endes zu der dritten Position unterstützen kann.

Um eine praxisgerechte Befestigung der Dichtung an dem zweiten Bauteil, beispielsweise einem Rahmen der Karosserie eines Kraftfahrzeugs, zu erreichen, ist der Befestigungsabschnitt stoffschlüssig, vorzugsweise mittels eines Klebebands, oder kraftschlüssig, beispielsweise durch Aufstecken auf einen Flansch des zweiten Bauteils, oder formschlüssig, beispielsweise mittels eines Befestigungsclips, an dem zweiten Bauteil befestigbar.

Einzelheiten und weitere Vorteile der erfindungsgemässen Dichtung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele. In den die Ausführungsbeispiele lediglich schematisch veranschaulichenden Zeichnungen zeigen im einzelnen:
1 eine perspektivische Ansicht eines Kraftfahrzeugs;
2a einen Querschnitt durch eine herkömmliche Dichtung, der die Dichtung in einem unbelasteten Zustand vor und nach einer eingetretenen Setzung zeigt;
2b einen Querschnitt durch die Dichtung gemäss 2a, der die Dichtung in einem belasteten Zustand zeigt;
3a einen Querschnitt durch die erfindungsgemässe Dichtung in einer ersten Ausführungsform, der die Dichtung in einem unbelasteten Zustand vor und nach einer eingetretenen Setzung zeigt;
3b einen Querschnitt durch die Dichtung gemäss 3a, der die Dichtung in einem belasteten Zustand zeigt;
4a einen Querschnitt durch die erfindungsgemässe Dichtung in einer zweiten Ausführungsform, der die Dichtung in einem unbelasteten Zustand zeigt;
4b einen Querschnitt durch die Dichtung gemäss 4a, der die Dichtung in einem unbelasteten Zustand vor und nach einer eingetretenen Setzung zeigt;
5a einen Querschnitt durch die erfindungsgemässe Dichtung in einer dritten Ausführungsform, der die Dichtung in einem unbelasteten Zustand zeigt;
5b einen Querschnitt durch die Dichtung gemäss 5a, der die Dichtung in einem unbelasteten Zustand vor und nach einer eingetretenen Setzung zeigt;
6a einen Querschnitt durch die erfindungsgemässe Dichtung in einer vierten Ausführungsform, der die Dichtung in einem unbelasteten Zustand zeigt;
6b einen Querschnitt durch die Dichtung gemäss 6a, der die Dichtung in einem unbelasteten Zustand vor und nach einer eingetretenen Setzung zeigt;
7a einen Querschnitt durch die erfindungsgemässe Dichtung in einer fünften Ausführungsform, der die Dichtung in einem unbelasteten Zustand vor und nach einer eingetretenen Setzung zeigt, und
7b einen Querschnitt durch die Dichtung gemäss 7a, der die Dichtung im belasteten Zustand zeigt.
Das in 1 dargestellte Kraftfahrzeug 10 ist im Bereich des Dachs 11 mit einem aussen geführten Schiebedach versehen, das einen beispielsweise aus Glas bestehenden Deckel 12 aufweist. Der Deckel 12 verschliesst im geschlossen Zustand eine Dachöffnung 15, die zwischen einer aufstellbaren und als Windabweiser dienenden Lamelle 16 und einem feststehenden Deckel, der ebenfalls aus Glas bestehen kann und im geöffneten Zustand von dem Deckel 12 verdeckt wird, angeordnet ist. Die Dachöffnung 15 wird von einem Rand umsäumt, der zumindest abschnittsweise von einem Rahmen 13 des Dachs 11 gebildet wird. Ein im geschlossenen Zustand zwischen dem Deckel 12 und dem Rahmen 13 vorhandener Spalt 14 wird durch eine aus einem elastomeren Werkstoff bestehende und im allgemeinen durch Extrudieren gefertigte Dichtung abgedichtet.
Wie die 2a und 2b zu erkennen geben, setzt sich eine solche Dichtung herkömmlicherweise aus einem Dichtungsabschnitt 20, der elastisch verformbar ist, und einem Befestigungsabschnitt 40, der an dem Rahmen 13 beispielsweise durch ein beidseitiges Klebeband 41 befestigt ist, zusammen. Der Dichtungsabschnitt 20 weist ein distales Ende 21, das im geschlossenen Zustand an dem Deckel 12 anliegt, und ein proximales Ende 22, das mit dem Befestigungsabschnitt 40 verbunden ist, auf. Um eine ausreichende Verformungsfähigkeit zu erreichen, ist der Dichtungsabschnitt 20 mit einem Hohlraum 27 versehen. Zum Erhöhen der Dichtwirkung ist der Dichtungsabschnitt 20 ferner mit einer Dichtlippe 31 versehen, deren freies Ende das distale Ende 21 bildet.
Im geschlossenen Zustand belastet der Deckel 12 die Dichtung. Wie 2b zu erkennen gibt, ruft die von dem Deckel 12 auf die Dichtung ausgeübte Kraft F eine Verformung des Dichtungsabschnitts 20 hervor, durch die das distale Ende 21 von einer ersten Position I in eine zweite Position II bewegt wird. Aufgrund der dem Dichtungsabschnitt 20 immanenten Elastizität kehrt das distale Ende 21 anfänglich im geöffneten Zustand des Deckels 12, das heisst bei einer Entlastung, von der zweiten Position II in die erste Position I zurück. Infolge von Witterungseinflüssen, beispielsweise Temperaturschwankungen, und der regelmässigen Belastung durch den Deckel 12 unterliegt die Dichtung einer Alterung, die sich in einem Setzverhalten zeigt, das eine plastische Deformation der Dichtung hervorruft. Diese plastische Verformung hat zur Folge, dass das distale Ende 21 bei Entlastung nicht in die erste Position I, sondern in eine dritte Position III zurückkehrt, die unterhalb der ersten Position I liegt, wie aus 2a ersichtlich ist. Überschreitet der Abstand c zwischen der ersten Position I und der dritten Position III ein bestimmtes Mass, dann ist eine zuverlässige Abdichtung des Deckels 12 nicht mehr gewährleistet.
Im Unterschied hierzu ist der Abstand c zwischen der ersten Position I und der dritten Position III bei der erfindungsgemässen Dichtung so gering, dass die Dichtwirkung nicht beeinträchtigt wird. Dies ist darauf zurückzuführen, dass, wie die 3a und 3b zu erkennen geben, der Dichtungsabschnitt 20 mit einem ersten Verformungsbereich 23 und einem zweiten Verformungsbereich 24 versehen sind, die an Verbindungsstellen 25, 26 aneinandergrenzen und ein unterschiedliches Setzverhalten aufweisen. Das Setzverhalten des ersten Verformungsbereichs 23 ist grösser als das Setzverhalten des zweiten Verformungsbereichs 24, das heisst, die in dem ersten Verformungsbereich 23 aufgrund von plastischer Deformation eintretende Setzung ist grösser als die Setzung in dem zweiten Verformungsbereich 24. Die Verformungsbereiche 23, 24 sind zudem derart ausgestaltet, dass sich aufgrund des unterschiedlichen Setzverhaltens bei einer Entlastung der Dichtung eine Rückstellkraft ergibt, die bestrebt ist, das distale Ende 21 von der zweiten Position II in eine dritte Position III zu bewegen, die im wesentlichen auf dem Niveau der ersten Position I liegt.
Diese gezielte Formänderung der Dichtung lässt sich dadurch erreichen, dass die Verformungsbereiche 23, 24 aus Werkstoffen bestehen, die ein unterschiedliches Setzverhalten haben. So kann beispielsweise der erste Verformungsbereich 23 aus TPE und der zweite Verformungsbereich 24 aus EPDM oder Moosgummi bestehen. Die gezielte Formänderung lässt sich ferner dadurch beeinflussen, dass die Verformungsbereiche 23, 24 derart ausgestaltet sind, dass bei einer Belastung der Dichtung durch eine Kraft F in dem ersten Verformungsbereich 23 eine inhomogene Spannungsverteilung und in dem zweiten Verformungsbereich 24 eine homogene Spannungsverteilung auftritt. Weiterhin trägt zu einer gezielten Formänderung der Dichtung bei, dass der Dichtungsabschnitt 20 mit Gelenken 32 versehen ist, die im vorliegenden Fall durch eine Reduzierung der Dicke t₁ einer den Hohlraum 27 umschliessenden Wandung 29 an vorgegebenen Biegestellen gebildet sind. Wie insbesondere 3a zu erkennen gibt, befinden sich Gelenke 32 im Bereich der Verbindungsstellen 25, 26 und in einem mittleren Abschnitt des ersten Verformungsbereichs 23, der einer besonders grossen Stauchung unterliegt. In Abhängigkeit vom jeweiligen Anwendungsfall, insbesondere in Abhängigkeit von der an der Dichtung angreifenden Kraft F, kann auch der zweite Verformungsbereich 24 mit einem oder mehreren Gelenken 32, die zweckmässigerweise ebenfalls durch eine Reduzierung der Dicke t₂ der Wandung 29 des zweiten Verformungsbereichs 24 gebildet werden, versehen sein, wie insbesondere aus 4a ersichtlich ist.
Die in den 4a bis 6b gezeigten Ausführungsformen der erfindungsgemässen Dichtung unterscheiden sich von der Ausführungsform gemäss den 3a, 3b vornehmlich durch die Ausgestaltung des Dichtungsabschnitts 20. Bei der Ausführungsform gemäss den 4a, 4b ist der zweite Verformungsbereich 24 durch einen beispielsweise aus Metall oder Kunststoff bestehenden Einleger 33 armiert, der dem zweiten Verformungsbereich 24 eine vergleichsweise hohe Steifigkeit verleiht. Bei einer Belastung der Dichtung wird auf diese Weise der erste Verformungsbereich 23, der durch einen Schenkel des im Querschnitt im wesentlichen dreieckförmigen Dichtungsabschnitts 20 gebildet wird, stärker verformt als der zweite Verformungsbereich 24, so dass in dem ersten Verformungsbereich 23 eine grössere Setzung auftritt als in dem zweiten Verformungsbereich 24. Aufgrund der grösseren Setzung unterliegt der zweite Verformungsbereich 23 einer plastischen Stauchung, die bewirkt, dass der einen weiteren Schenkel des im Querschnitt im wesentlichen dreieckförmigen Dichtungsabschnitts 20 darstellende zweite Verformungsbereich 24 im Uhrzeigersinn um das im Bereich des proximalen Endes 22 gele gene Gelenk 32 geschwenkt wird. Diese Schwenkbewegung lässt den Abstand zwischen dem distalen Ende 21 und dem proximalen Ende 22 nahezu unverändert, so dass das distale Ende 21 in der dritten Position III nur geringfügig von der ersten Position I beabstandet ist, wie 4b zu erkennen gibt.
Die Ausführungsform gemäss den 5a, 5b bewirkt eine Anhebung des distalen Endes 21 in prinzipiell ähnlicher Weise wie die Ausführungsform gemäss den 4a, 4b. Im Unterschied zu der Ausführungsform gemäss den 4a, 4b weist der Dichtungsabschnitt 20 der Ausführungsform gemäss den 5a, 5b jedoch zwei Hohlräume 27, 28 auf, die durch eine Trennwand 30 voneinander getrennt sind. Der Einleger 33 ist im Bereich der Trennwand 30 angeordnet, die den zweiten Verformungsbereich 24 bildet. Auf der der Trennwand 30 gegenüberliegenden Seite wird der Hohlraum 28 von einer Wandung 34 begrenzt, in der bei einer Setzung im ersten Verformungsbereich 23 Zugspannungen auftreten. Um eine ausreichende Dehnung der Wandung 34 sicherzustellen, besteht die Wandung 34 aus einem hochelastischen Werkstoff, wie zum Beispiel Moosgummi, und ist mit einem Dehnungsbogen 35 versehen.
Die Ausführungsform gemäss den 6a, 6b unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäss den 5a, 5b vornehmlich darin, dass eine die Wandungen 29, 34 miteinander verbindende und die Hohlräume 27, 28 begrenzende Wandung 36 durch zwei Einleger 33 armiert ist. Die Einleger 33 sind im Bereich einer Verbindungsstelle 37 zwischen der Trennwand 30 und der Wandung 36 durch einen Abstand voneinander getrennt, der ausreichend gross ist, dass die Verformungsfähigkeit des sich im Bereich der Verbindungsstelle 37 befindenden Gelenks 32 nicht beeinträchtigt wird. Wie 6b zu erkennen gibt, lässt sich auf diese Weise bei einer Setzung im ersten Verformungsbereich 23 eine Formänderung der Dichtung hervorrufen, die das im Bereich der Dichtlippe 31 befindliche distale Ende 21 in eine dritte Position III anhebt, die oberhalb der ersten Position I liegt, so dass der Ab stand c zwischen der ersten Position I und der dritten Position III eine Überhöhung darstellt, die mit einer Steigerung der Dichtwirkung verbunden ist.
Die in den 7a, 7b gezeigte Ausführungsform der erfindungsgemässen Dichtung unterscheidet sich von den Ausführungsformen gemäss den 3a bis 6b vornehmlich darin, dass der erste Verformungsbereich 23 und der zweite Verformungsbereich 24 nicht in den als Dichtlippe 31 ausgebildeten Dichtungsabschnitt 20, sondern in dem Befestigungsabschnitt 40 vorgesehen sind. In Abhängigkeit vom jeweiligen Anwendungsfall wäre es zudem möglich, die Verformungsbereiche 23, 24 in einem Abschnitt der Dichtung vorzusehen, die in funktioneller Hinsicht weder als Dichtungsabschnitt, noch als Befestigungsabschnitt anzusehen sind. Darüber hinaus ist es möglich, dass sich die Verformungsbereiche 23, 24 sowohl in dem Dichtungsabschnitt 20 als auch in dem Befestigungsabschnitt 40 erstrecken. Das unterschiedliche Setzverhalten der Verformungsbereiche 23, 24 ruft eine stärkere plastische Deformation in dem ersten Verformungsbereich 23 hervor mit der Folge, dass der durch die Setzung hervorgerufene Schwund durch einen steileren Anstellwinkel der Dichtlippe 31 kompensiert wird.
Die zuvor beschriebenen Ausführungsformen der erfindungsgemässen Dichtung haben gemein, dass die bei einer aus einem synthetischen Kunststoff bestehenden Dichtung im allgemeinen unvermeidliche Setzung nicht nur in Kauf genommen wird, sondern gezielt ausgenutzt wird, um das distale Ende 21 in der dritten Position III im wesentlichen auf dem Niveau der ersten Position I zu halten. Eine zuverlässige und langlebige Dichtwirkung ist damit sichergestellt. Nicht zuletzt trägt die erfindungsgemässe Dichtung einer in wirtschaftlicher Hinsicht kostengünstigen Fertigung Rechnung, da es nicht erforderlich ist, spezielle Werkstoffe, wie zum Beispiel Silikonkautschuk, die in der Regel eine vergleichsweise aufwendige Fertigung mit sich bringen, einzusetzen.

10: Kraftfahrzeug
11: Dach
12: Deckel (erstes Bauteil)
13: Rahmen (zweites Bauteil)
14: Spalt
15: Dachöffnung
16: Lamelle
20: Dichtungsabschnitt
21: distales Ende
22: proximales Ende
23: erster Verformungsbereich
24: zweiter Verformungsbereich
25: Verbindungsstelle
26: Verbindungsstelle
27: Hohlraum
28: Hohlraum
29: Wandung
30: Trennwand
31: Dichtlippe
32: Gelenk
33: Einleger
34: Wandung
35: Dehnungsbogen
36: Wandung
37: Verbindungsstelle
40: Befestigungsabschnitt
41: Klebeband
a: Abstand
b: Abstand
c: Abstand
F: Kraft
t₁: erste Dicke
t₂: zweite Dicke
I: erste Position
II: zweite Position
III: dritte Position

Claims

Dichtung zum Abdichten eines Spalts (14) zwischen einem ersten Bauteil (12) und einem zweiten Bauteil (13), insbesondere im Bereich des Dachs (11) eines Kraftfahrzeugs (10), mit einem Dichtungsabschnitt (20), der elastisch verformbar ist, und einem Befestigungsabschnitt (40), der an dem zweiten Bauteil (13) befestigbar ist; wobei der Dichtungsabschnitt (20) ein distales Ende (21), das an dem ersten Bauteil (12) anlegbar ist, und ein proximales Ende (22), das mit dem Befestigungsabschnitt (40) verbunden ist, aufweist und wobei der Dichtungsabschnitt (20) oder der Befestigungsabschnitt (40) durch eine an der Dichtung angreifende Kraft (F) derart verformbar sind, dass zumindest das distale Ende (21) von einer ersten Position (I) in eine zweite Position (II) bewegt wird; dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsabschnitt (20) oder der Befestigungsabschnitt (40) mit einem ersten Verformungsbereich (23), der ein erstes Setzverhalten hat, und einem zweiten Verformungsbereich (24), der ein zweites Setzverhalten hat und an wenigstens einer Verbindungsstelle (25, 26) an den ersten Verformungsbereich (23) angrenzt, versehen sind; wobei das erste Setzverhalten grösser ist als das zweite Setzverhalten; wobei der erste Verformungsbereich (23) und der zweite Verformungsbereich (24) derart ausgestaltet sind, dass aufgrund des unterschiedlichen Setzverhaltens bei einer Entlastung der Dichtung das distale Ende (21) von der zweiten Position (II) in eine dritte Position (III) bewegt wird, und wobei der Abstand (a) zwischen der dritten Position (III) und der zweiten Position (II) zumindest annähernd gleich dem Abstand (b) zwischen der ersten Position (I) und der zweiten Position (II) ist.
Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (a) zwischen der dritten Position (III) und der zweiten Position (II) grösser ist als der Abstand (b) zwischen der ersten Position (I) und der zweiten Position (II).
Dichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Verformungsbereich (23) aus einem ersten Werkstoff besteht und der zweite Verformungsbereich (24) aus einem zweiten Werkstoff besteht, wobei das Setzverhalten des ersten Werkstoffs grösser als das Setzverhalten des zweiten Werkstoffs ist.
Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsabschnitt (20) oder der Befestigungsabschnitt (40) aus einem elastomeren Werkstoff, vorzugsweise einem thermoplastischen Elastomer oder Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk, gefertigt sind.
Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Verformungsbereich (23) und der zweite Verformungsbereich (24) derart ausgestaltet sind, dass bei einer Belastung in dem ersten Verformungsbereich (23) eine inhomogene Spannungsverteilung und in dem zweiten Verformungsbereich (24) eine homogene Spannungsverteilung auftritt.
Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Verformungsbereich (23) eine erste Dicke (t₁) hat und der zweite Verformungsbereich (24) eine zweite Dicke (t₂) hat, wobei die erste Dicke (t₁) grösser als die zweite Dicke (t₂) ist.
Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine erste Verbindungsstelle (25) und eine zweite Verbindungsstelle (26), wobei vorzugsweise die erste Verbindungsstelle (25) im Bereich des distalen Endes (21) und die zweite Verbindungsstelle (26) im Bereich des proximalen Endes (22) angeordnet ist.
Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsabschnitt (20) oder der Befestigungsabschnitt (40) wenigstens einen Hohlraum (27, 28) aufweisen, der von einer Wandung (29, 30, 34, 36) umschlossen ist.
Dichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen ersten Hohlraum (27) und einen zweiten Hohlraum (28), wobei der erste Hohlraum (27) durch eine Trennwand (30) von dem zweiten Hohlraum (28) getrennt ist.
Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsabschnitt (20) eine Dichtlippe (31) aufweist.
Dichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das distale Ende (21) im Bereich der Dichtlippe (31) liegt.
Dichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das distale Ende (21) im Bereich der den Hohlraum (27) umschliessenden Wandung (29, 30, 34, 36) liegt.
Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsabschnitt (20) oder der Befestigungsabschnitt (40) mit wenigstens einem Gelenk (32) versehen sind.
Dichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenk (32, 33, 34, 35) durch eine Reduzierung der Dicke (t₁) des ersten Verformungsbereichs (23) oder der Dicke (t₂) des zweiten Verformungsbereichs (24) gebildet ist.
Dichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenk (32) im Bereich der Verbindungsstelle (25, 26) angeordnet ist.
Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsabschnitt (20) oder der Befestigungsabschnitt (40) durch wenigstens einen Einleger (33), der vorzugsweise aus Metall besteht, armiert sind.
Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsabschnitt (40) stoffschlüssig, vorzugsweise mittels eines Klebebands (41), oder kraftschlüssig oder formschlüssig an dem zweiten Bauteil (13) befestigbar ist.