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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Dichtungselement zwischen zwei relativbeweglichen
Fahrzeugbauteilen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Ein
derartiges Dichtungselement ist aus der
DE 101 31 774 C1 bekannt.
Das Dichtungselement wird in den Fensterrahmen eines Kraftfahrzeuges eingesetzt
und nimmt in Schließposition
eine verstellbare Seitenscheibe des Kraftfahrzeuges auf, wodurch
ein wasserdichter Abschluss geschaffen wird. Das Dichtungselement
besteht aus einem zentralen Dichtungsbasiskörper, in den ein schienenartiger Trägerkörper eingebracht
ist, der aus einem metallischen Werkstoff besteht. An dem Dichtungsbasiskörper sind
zwei einander zugewandte Dichtlippen angebracht, die einen Dichtungsaufnahmeraum
begrenzen, in den in geschlossenem Zustand die obere Kante der Sichtscheibe
einragt. Die beiden Dichtlippen legen sich bei einragender Seitenscheibe
an die Scheibenaußenwände an und
verhindern ein unerwünschtes
Eindringen von Feuchtigkeit.
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Zu
Dichtungselementen allgemein – außerhalb
des Gebietes der Fahrzeugtechnik – ist es aus der
US 3,059,985 bekannt, an der Türe eines
Gefriercontainers ein Dichtungselement vorzusehen, in das ein Magnetelement
integriert ist, das bei geschlossener Türe die Dichtung mit Magnetkraft
an der metallischen Containerwandung hält. Das Dichtungselement besteht
aus einem Dichtungsbasiskörper,
der als massiver Block aus Dichtwerkstoff ausgebildet ist, einem
einteilig hiermit ausgebildeten, balgförmigen Dichtungswandabschnitt
und einem sich hieran anschließenden
Dichtungskontaktbereich, der ebenfalls als dünnwandiger Abschnitt ausgebildet
ist und in den das starre Magnetelement eingesetzt ist. Sobald die
Türe des
Gefriercontainers geschlossen wird und das Dichtungselement sich
der metallischen Containerwandung annähert, wird der Kontaktbereich
des Dichtungselementes durch die Magnetkraft in Kontakt zu der Containerwandung
gebracht. Der balgförmige
Verbindungsabschnitt im Dichtungselement dehnt sich hierbei unter
der Wirkung des durch die Magnetkraft weggezogenen Magnetelementes.
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Nachteilig
an dieser Ausführung
ist, dass das massiv ausgeführte
und verhältnismäßig schwere Magnetelement
in dem außen
liegenden Teil der Dichtung untergebracht ist, der lediglich über einen dünnwandigen
und dehnbaren Abschnitt mit dem Dichtungsbasiskörper verbunden ist. Durch das
Eigengewicht des Magnetelementes besteht die Gefahr einer Verformung
des außen
liegenden Bereichs des Dichtungselementes, was zur Undichtigkeit
führen
kann. Auch ist diese Form des Dichtungselementes nicht direkt auf
Fahrzeugbauteile übertragbar,
da die idealen Bedingungen wie beim Gefriercontainer mit den ebenen,
geradlinigen Dichtungselementen bzw. Dichtflächen üblicherweise bei Fahrzeugen nicht
gegeben sind.
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Aus
der
EP 0 613 425 B1 ist
ein Dichtungselement bekannt, das einen Dichtungsbasiskörper mit einem
darin eingebrachten Stützgerüst, welches
eine Einstecköffnung
im Dichtungsbasiskörper
begrenzt, sowie einen Dichtanlagenabschnitt umfasst, der einteilig
mit dem Dichtungsbasiskörper
ausgebildet ist. In den Dichtanlagenabschnitt ist ein von zwei Platten eingefasstes
Magnetelement eingebracht. In der Dichtstellung wirkt das Magnetelement
mit einem Gegenpol zusammen, der in ein weiteres, separates Bauteil
eingebracht ist, gegenüber
dem das Dichtelement abdichten soll. Die Magnetkräfte zwischen
dem Magnetelement und dem Gegenpol drücken den Dichtanlagenabschnitt
gegen die Seitenfläche
dieses weiteren Bauteiles.
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Aufgrund
der Position des Magnetelementes im Dichtanlagenabschnitt ist das
Magnetelement nur durch die Wandung des Dichtanlagenabschnittes
von dem anderen Bauteil getrennt, so dass beim Annähern an
dieses andere Bauteil der Dichtanlagenabschnitt aufgrund der Magnetkraft
schlagartig in die Dichtstellung überführt wird. Ein gleichmäßiges, weiches
Anlegen des Dichtanlagenabschnittes an das Bauteil ist nicht möglich.
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Ein
weiterer Nachteil liegt in dem verhältnismäßig hohen Gewicht des Magnetelementes
im Dichtanlagenabschnitt. Um dieses Gewicht aufnehmen zu können, muss
der Dichtanlagenabschnitt entweder aus einem verhältnismäßig steifen
Gummimaterial aufgebaut oder die Wandung verhältnismäßig dick ausgeführt sein.
Dies geht aber in beiden Fällen zu
Lasten der Verformbarkeit. Auch bewirkt das Magnetelement aufgrund
seiner unmittelbaren Anordnung an der Dichtwandung eine Versteifung
des Dichtanlagenabschnittes.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Dichtungseigenschaften
eines Dichtungselementes, welches zwischen zwei relativ zueinander
beweglichen Fahrzeugbauteilen eingesetzt wird, mit einfachen Maßnahmen
zu verbessern.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den
Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Die Unteransprüche
geben zweckmäßige Weiterbildungen
an.
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Das
erfindungsgemäße Dichtelement
wird zwischen zwei relativ zueinander bewegliche Fahrzeugbauteile
platziert, wobei das Dichtungselement an einem dieser Fahrzeugbauteile
gehalten und durch die Relativbewegung zwischen den beiden Bauteilen
in eine Dichtstellung überführbar ist,
in der ein Abschnitt des Dichtungselementes in Dichtkontakt mit
dem zweiten Fahrzeugbauteil liegt. Das Dichtungselement besteht
aus einem Dichtungsbasiskörper,
der mit mindestens einem Dichtanlagenabschnitt verbunden ist, insbesondere
einteilig ausgeführt
ist, welcher gegenüber
dem Dichtungsbasiskörper
bei der Oberführung
in die Dichtstellung eine Relativbewegung ausführen kann. Der Dichtanlagenabschnitt liegt
in der Dichtstellung unmittelbar an dem zweiten Fahrzeugbauteil
an.
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In
den Dichtungsbasiskörper
ist ein Dauermagnetelement integriert, welches an einem Stützkörper abgestützt ist,
der ebenfalls in den Dichtungsbasiskörper integriert ist und diesem
eine erhöhte Stabilität verleiht.
Zusätzlich
zu der stabilitätserhöhenden Wirkung
kommt dem Stützkörper die
Aufgabe zu, das Magnetelement zu tragen bzw. dieses abzustützen. Auch
das Magnetelement an sich verbessert die Stabilität des Dichtungsbasiskörpers.
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Das
Magnetelement ist fest in den Dichtungsbasiskörper integriert und behält aufgrund
der Abstützung über den
Stützkörper innerhalb
des Dichtungsbasiskörpers
seine Position bei, ungeachtet der Relativbewegung des Dichtungselementes
in Bezug auf das zweite Fahrzeugbauteil oder der Relativbewegung
zwischen Dichtungsbasiskörper
und Dichtanlagenabschnitt. Unerwünschte
Verformungen innerhalb des Dichtungselementes werden vermieden, und
zwar auch in der Dichtstellung, in der die Magnetkräfte voll
zum Tragen kommen. Dies gewährleistet über eine
lange Betriebsdauer eine optimale Dichtigkeit.
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In
der Dichtstellung kommt sowohl ein direkter als auch ein indirekter
Magnetkontakt zwischen dem Dichtungsbasiskörper und dem darin enthaltenen
Magneten und der Dichtfläche
am zweiten Fahrzeugbauteil in Betracht. Bei direktem Kontakt liegt eine
Außenseite
des Dichtungsbasiskörpers
unmittelbar am zweiten Fahrzeugbauteil an und wird in dieser Position
durch die Magnetkraft gehalten. Bei indirektem Kontakt befindet
sich der Dichtanlagenabschnitt zwischen dem Dichtungsbasiskörper und
dem zweiten Fahrzeugbauteil und wird von der Magnetkraft des Magnetelementes
zusammengedrückt
und gegen die Dichtfläche
am zweiten Fahrzeugbauteil kraftbeaufschlagt.
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Je
nach konstruktivem Aufbau des Stützkörpers kommen
unterschiedliche Platzierungen und Befestigungen des Magnetelementes
in Betracht. Beispielsweise kann das Magnetelement zwischen zwei
seitlichen, insbesondere parallel beabstandeten Wangen des Stützkörpers gehalten
sein oder auch, gemäß einer
alternativen Ausführung
nur an einer Seite eines Stützkörperabschnittes
befestigt sein. Als Befestigungsart kommt beispielsweise Verkleben
in Betracht, darüber
hinaus aber auch weitere formschlüssige, stoffschlüssige oder
reibschlüssige
Verbindungen, beispielsweise Einklipsen oder Verschrauben.
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Gemäß eines
weiteren Aspektes der Erfindung ist in den Dichtanlagenabschnitt,
der gegenüber
dem Dichtungsbasiskörper relativbeweglich
ausgeführt
ist, ein verformbares, insbesondere biegsames Dauermagnetelement
integriert, das in der Lage ist, sich gemeinsam mit dem Dichtanlagenabschnitt zu
verformen. In der Dichtstellung liegt der Dichtanlagenabschnitt
an der korrespondierenden Dichtfläche des zweiten Fahrzeugbauteiles
an, wobei die Verformung des Dichtanlagenabschnittes – die auch
von dem Magnetelement mit ausgeführt
wird – einen
flächigen,
zumindest aber linienförmigen
Kontakt zwischen der Außenseite
des Dichtanlagenabschnittes und der Dichtfläche des zweiten Fahrzeugbauteiles sicherstellt.
Bei dieser Ausführung
ist ein unmittelbarer Kontakt zwischen dem das Magnetelement aufnehmenden
Abschnitt des Dichtungselementes und der Dichtfläche am zweiten Fahrzeugbauteil
garantiert, wodurch entsprechend höhere Magnetkräfte wirksam
werden bzw. kleinere Magnete verwendet werden können. Das biegsame Magnetelement
ist zweckmäßig einstückig ausgebildet,
beispielsweise in Form eines biegsamen, magnetischen Streifens. Darüber hinaus
kommen aber auch körnige
oder pulverförmige
Ausführungen
in Betracht, bei denen das Magnetpulver bzw. die Magnetkörner in
den Werkstoff des Dichtanlagenabschnitts oder in den Werkstoff eines
sonstigen Bauteiles, welches in den Dichtanlagenabschnitt eingesetzt
ist, integriert ist.
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Am
Dichtanlagenabschnitt oder auch am Dichtungsbasiskörper ist
auf der dem zweiten Fahrzeugbauteil zugewandten Seite, also auf
der Seite, die in Dichtstellung am abzudichtenden Bauteil anliegt,
mindestens ein Vorsprung ausgebildet, der in Dichtstellung gegen
die Dichtfläche
gedrückt
wird. Dieser mindestens eine Vorsprung bildet eine zusätzliche
Dichtlinie, entlang der der Dichtungsbasiskörper bzw. der Dichtanlagenabschnitt
mit erhöhter
Dichtkraft an der Dichtfläche
anliegt. Hierdurch wird die Dichtwirkung weiter verbessert. Zweckmäßig sind mindestens
zwei zueinander beabstandete Vorsprünge vorgesehen, die beispielsweise
als linienförmige
oder flächige
Erhebungen an der Außenseite des
Dichtungsbasiskörpers
bzw. des Dichtanlagenabschnittes ausgebildet sind.
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Weitere
Vorteile und zweckmäßige Ausführungen
sind den weiteren Ansprüchen,
der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines ab klappbaren Fahrzeugdaches, dargestellt
in der Schließposition,
mit einem vorderen und einem hinteren Dachteil, wobei im Übergang
zwischen vorderem und hinterem Dachteil ein Dichtungselement angeordnet
ist,
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2 ein
Dichtungselement, bestehend aus einem Dichtungsbasiskörper und
einem durchgehenden Dichtungsbogen, der einen Dichtanlagenabschnitt
bildet und einteilig mit dem Dichtungsbasiskörper ausgebildet ist, wobei
in den Dichtungsbasiskörper
ein Stützkörper sowie
ein Magnetelement zwischen zwei Wangen des Stützkörpers integriert ist, dargestellt
in Kontakt mit einem zweiten Fahrzeugbauteil,
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3 eine 2 entsprechende
Darstellung, jedoch in einer modifizierten Ausführung,
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4 ein
Dichtungselement in einer weiteren Ausführung,
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5 das
Dichtungselement in einer weiteren Ausführung,
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6 das
Dichtungselement in einer weiteren Ausführung,
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7 das
Dichtungselement in noch einer weiteren Ausführung.
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In
den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Das
in 1 dargestellte Cabriolet-Fahrzeug 1 weist
ein abklappbares, als zweiteiliges Hardtop ausgeführtes Fahrzeugdach 2 auf,
das ein vorderes Dachteil 3 und ein hinteres Dachteil 4 mit
darin integrierter Heckscheibe 5 umfasst. Vorderes Dachteil 3 und
hinteres Dachteil 4 stellen Fahrzeugdach- bzw. Fahrzeugbauteile
dar, die zur Überführung zwischen der
dargestellten Schließposition
und einer heckseitigen Ablageposition eine Relativbewegung zueinander
ausführen.
Im Übergang
zwischen vorderem und hinterem Fahrzeugdachteil 3 bzw. 4 ist
quer zur Fahrzeuglängsrichtung
verlaufend ein Dichtungselement 6 angeordnet, das bei geschlossenem
Dach die Dichtigkeit sicherstellt. Das Dichtungselement 6 ist
an einem der Dachteile 3 bzw. 4 fest gehalten
und beaufschlagt in der Dichtstellung, die bei geschlossenem Fahrzeugdach
eingenommen wird, eine zugeordnete Dichtfläche am jeweils anderen Fahrzeugdachteil.
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Im
Rahmen der Erfindung kommen auch Anwendungen bei anders gearteten
Fahrzeugdächern, beispielsweise
bei Softtops in Betracht. Im Prinzip ist die Erfindung nicht auf
Fahrzeugdächer
beschränkt, vielmehr
ist ein Einsatz bei allen Fahrzeugbauteilen möglich, die eine Relativbewegung
zueinander ausführen
und im geschlossenen Zustand eine hohe Dichtigkeit aufweisen müssen, beispielsweise
bei Fahrzeugtüren
oder Heckdeckeln.
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In 2 ist
das Dichtungselement dargestellt, das auf eine Schiene aufgesteckt
ist, die beispielhaft fest mit dem vorderen Dachteil 3 verbunden ist,
und gegen eine Dichtfläche 11 gedrückt wird,
die sich an der Unterseite des weiteren Dachteiles 4 befindet.
Das Dichtungselement 6 umfasst einen Dichtungsbasiskörper 7 und
einen hiermit einstückig
ausgebildeten Dichtanlagenabschnitt 8, der in der Dichtstellung
an der Dichtfläche 11 anliegt.
Eingezeichnet ist der Dichtanlagenabschnitt 8 sowohl in
der unbelasteten Ausgangsstellung (durchgezogene Linie) als auch
in der Dichtstellung an der Dichtfläche 11 (strichlierte
Linie).
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Der
Dichtungsbasiskörper 7 weist
auf der dem Dichtanlagenabschnitt gegenüberliegenden Seite eine Einstecköffnung 10 auf,
in die ein stirnseitiger Abschnitt der Schiene am Dachteil 3 eingesteckt ist.
In den Dichtungsbasiskörper 7 ist
ein Stützkörper 9 integriert,
der aus einem festeren Material als der Dichtungswerkstoff besteht,
insbesondere aus Metall gefertigt ist. Im Ausführungsbeispiel nach 2 umfasst
der Stützkörper 9 zwei
parallel und mit Abstand zueinander angeordnete Stützwangen 9a und 9b,
die die Einstecköffnung 10 seitlich
begrenzen. Die Einstecköffnung 10 am
Dichtungsbasiskörper 7 erstreckt sich
in gleicher Richtung wie die Dichtkraft.
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Im
oberen Abschnitt des Dichtungsbasiskörpers, zwischen dem Boden der
Einstecköffnung 10 und
dem Dichtanlagenabschnitt 8, befindet sich zwischen den
Stützwangen 9a, 9b des
Stützkörpers 9 ein
starres Magnetelement 12, da zwischen den beiden Wangen 9a, 9b fest
gehalten ist. Sowohl der Stützkörper 9 als
auch das Magnetelement 12 sind vollständig in den Dichtungsbasiskörper 7 integriert und
von dem Dichtungswerkstoff überzogen.
In der Dichtposition übt
das Magnetelement 12 gemäß den gestrichelt eingetragenen
Magnetlinien 13 eine Magnetkraft auf das zweite Bauteil 4 aus,
wodurch die Dichtwirkung zwischen der Dichtfläche 11 am zweiten
Bauteil 4 und dem Dichtanlagenabschnitt 8, welcher
unmittelbar an der Dichtfläche 11 anliegt,
erheblich verbessert wird. Voraussetzung ist, dass das zweite Bauteil 4 aus
einem magnetisch weichen bzw. magnetisierbaren Material besteht,
beispielsweise aus einem eisenhaltigen Metall, an dem das als Dauermagnet
ausgeführte
Magnetelement 12 magnetisch haften kann.
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Der
Dichtanlagenabschnitt 8 ist im Ausführungsbeispiel nach 2 als
geschlossener Dichtbogen ausgeführt,
der an zwei Seiten fest mit dem Dichtungsbasiskörper verbunden, insbesondere
einstückig
mit diesem ausgebildet ist. Der Dichtbogen umschließt einen
Hohlraum im Dichtelement 6, wodurch ein Zusammendrücken des
Dichtanlagenabschnittes 8 erheblich erleichtert wird. In
die Wandung des Dichtanlagenabschnittes 8 können verjüngte Abschnitte 14 eingebracht
sein, die die Funktion von Sollbiegestellen für eine gezielte und reproduzierbare
Umbiegung des Dichtanlagenabschnittes an diesen Stellen 14 bei
der Überführung in
die Dichtposition haben. In der Dichtstellung drückt die Magnetkraft des Magneten 12 die
Wandung des Dichtanlagenabschnittes 8 flächig gegen
die Dichtfläche 11 am
zweiten Bauteil 4.
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In 3 ist
ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Dichtungselement 12 dargestellt,
bei dem die Einschubrichtung in die Einstecköffnung 10 am Dichtungsbasiskörper 7 in
einem 90°-Winkel
zu der Richtung steht, in der die Dichtkraft zwischen dem Magnetelement 12 und
der Unterseite 11 am Fahrzeugbauteil 4 gerichtet
ist. Ein weiterer Unterschied zum vorherigen Ausführungsbeispiel
liegt in dem unmittelbaren Kontakt zwischen dem Dichtungsbasiskörper 7 und
der Dichtfläche 11.
Der Dichtanlagenabschnitt 8 liegt zwar ebenfalls in Kontakt
zur Dichtfläche 11,
jedoch gegenüber
dem Dichtungsbasiskörper 7 seitlich versetzt.
Der Dichtanlagenabschnitt 8 ist wieder bogenförmig ausgebildet
und umschließt
einen Hohlraum, wobei die Anbindung an den Dichtungsbasiskörper 7 nur über eine
einzige Stelle erfolgt. Im Ausführungsbeispiel
nach 3 ist das Magnetelement 12 fest mit einer
seitlichen Wange des U-förmigen Stützkörpers 9 verbunden.
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Auf
der der Dichtfläche 11 zugewandten
Seite sind an der Außenfläche des
Dichtungsbasiskörpers 7 Vorsprünge 16 ausgebildet,
die sich geringfügig über die
Außenseite
erheben. In der Dichtstellung liegen diese Vorsprünge 16 mit
erhöhter
Dichtkraft an der Dichtfläche 11 an.
Je nach Ausbildung der Vorsprünge 16 wird
hierdurch ein punktförmiger,
ein linienförmiger
oder gegebenenfalls auch ein flächiger Kontakt
mit erhöhter
Dichtkraft realisiert.
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Weiterhin
verzweigt vom Dichtungsbasiskörper 7 eine
Dichtlippe 15, die in der Dichtstellung des Dichtungselementes 6 ebenfalls
an der Dichtfläche 11 des
zweiten Bauteils 4 anliegt.
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Im
Ausführungsbeispiel
nach 4 liegt der Dichtungsbasiskörper 7 des Dichtungselementes 6 ebenfalls
unmittelbar an der Dichtfläche 11 des
zweiten Bauteiles 4 an. An der Außenseite des Dichtungsbasiskörpers 7 sind
die Vorsprünge 16 ausgebildet, die
zusätzliche
Dichtlinien bilden. Außerdem
sind klein ausgeführte
Dichtlippen 17 vorgesehen, die ebenfalls an der Außenseite
des Dichtungsbasiskörpers
ausgebildet sind und in Dichtposition gegen die Dichtfläche 11 drücken. Die
beiden kleinen Dichtlippen 17 bilden zusätzliche
Dichtlinien zur Verbesserung der Dichtwirkung.
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Der
Dichtanlagenabschnitt 8 ist im Ausführungsbeispiel nach 4 als
zwei seitlich von dem Dichtungsbasiskörper 7 verzweigende
Dichtlippen ausgebildet, die in Dichtstellung ebenfalls an der Dichtfläche 11 anliegen.
Die Einstecköffnung 10 ist von
dem U-förmigen
Stützkörper 9 begrenzt,
die Einschubrichtung in die Einstecköffnung 10 ist die
gleiche wie die Wirklinie der Magnetkraft. Das Magnetelement 12 im Dichtungsbasiskörper 7 ist
vollständig von
dem Dichtungswerkstoff umschlossen, liegt jedoch mit geringem Abstand
zum Stützkörper 9.
Das Magnetelement 12 verläuft parallel zum Sockel des U-förmigen Stützkörpers 9 und
erfährt
hierdurch eine zusätzliche
Abstützung.
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Im
Ausführungsbeispiel
nach 5 ist das Magnetelement 12 in den als
Dichtbogen ausgeführten
Dichtanlagenabschnitt 8 integriert, der an zwei Seiten
mit dem Dichtungsbasiskörper 7 verbunden ist.
Das Magnetelement 12 ist biegsam ausgeführt und in der Lage, die Verformungen
des Dichtanlagenabschnittes 8 während der Überführung von der Ausgangs- in
die Dichtstellung mit auszuführen.
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Das
Magnetelement 12 ist vorteilhaft als biegsamer Magnetstreifen
ausgeführt,
der sich über eine
Teillänge
des Dichtanlagenabschnittes 8 erstreckt. Grundsätzlich kommen
aber auch hierzu alternative Ausführungen in Betracht, solange
gewährleistet
ist, dass der Dichtanlagenabschnitt 8 sich in Dichtstellung
verformen kann. Beispielsweise kann magnetisches Pulver bzw. können magnetische
Körnern
in den Dichtanlagenabschnitt 8 eingebracht sein.
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Im
Ausführungsbeispiel
nach 6 ist das Magnetelement 12 ebenfalls
in den näherungsweise bogenförmigen Dichtanlagenabschnitt 8 integriert, der
an zwei Stellen fest mit dem Dichtungsbasiskörper 7 verbunden ist.
Das Magnetelement 12 im Dichtanlagenabschnitt 8 ist in
sich starr ausgeführt
und definiert hierdurch eine Kontaktfläche am Dichtanlagenabschnitt 8,
mit dem dieser in der Dichtposition flächig an der Dichtfläche 11 des
zweiten Bauteiles 4 anliegt.
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In 7 ist
ein weiteres Beispiel für
ein Dichtungselement mit magnetischer Unterstützung dargestellt. Gezeigt
sind zwei als Dauermagnete ausgeführte Magnetelemente 12 in
unterschiedlichen Bauteilen 3 und 4, wobei die
Dauermagnete 12 zweckmäßig in Dichtungswerkstoff
eingebettet sind.