DE102007020227A1

DE102007020227A1 - Dichtung, insbesondere ringförmige Kompressionsdichtung und FIP-Verfahren zur Herstellung einer Dichtung

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Publication number: DE102007020227A1
Application number: DE200710020227
Authority: DE
Inventors: Thomas Dipl.-Ing. Gigengack
Original assignee: Inpro Innovationsgesellschaft fuer Fortgeschrittene Produktionssysteme in der Fahrzeugindustrie mbH
Current assignee: Inpro Innovationsgesellschaft fuer Fortgeschrittene Produktionssysteme in der Fahrzeugindustrie mbH
Priority date: 2007-04-28
Filing date: 2007-04-28
Publication date: 2008-10-30

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Dichtung (1), insbesondere ringförmige Kompressionsdichtung aus herkömmlichem Dichtungsmaterial wie gummiähnlichem Elastomer, die bei einer Montage zwischen abzudichtenden Dichtflächen (7; 8) zweier Bauteilkomponenten (5 bzw. 6) mit einer bauartbedingten Mindest-Pressung orgepresst und an die Dichtflächen (7; 8) der beiden Bauteilkomponenten (5 bzw. 6) ausreichend elastisch und plastisch angepasst ist und bei der im Betriebszustand unter allen Betriebsbedingungen wie Temperatur, Verformung, äußere und/oder innere Kräfte und/oder Schwingungen eine vom Druck p eines abzudichtenden Mediums abhängige Mindest-Presssung p<SUB>B</SUB> bzw. Mindest-Kraft F<SUB>B</SUB> aufrechterhalten ist. Um dafür zu sorgen, dass die Dichtung sich bei einer Rissbildung im Dichtungsmaterial selbst heilt, ist gemäß der Erfindung die Dichtung (1) selbstheilend ausgebildet, in dem ein mantelartiger äußerer Teil (2) der Dichtung (1), der aus dem herkömmlichen Dichtungsmaterial besteht und ausreichend elastisch und plastisch an die Dichtflächen (7; 8) der beiden Bauteilkomponenten (5 bzw. 6) anzupassen ist, einen kernartigen inneren Teil (3) der Dichtung (1) zumindest teilweise umfasst, der aus einem elastisch geschlossenzellig geschäumten Material besteht, dessen einzelne Zellen (4) im Betriebszustand der Dichtung (1) unter einem Überdruck stehen, der größer als die im Betriebszustand der Dichtung (1) von dem Druck p des abzudichtenden Mediums abhängige ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtung, insbesondere eine ringförmige Kompressionsdichtung aus herkömmlichem Dichtungsmaterial wie gummiähnlichem Elastomer, die bei einer Montage zwischen abzudichtenden Dichtflächen zweier Bauteilkomponenten mit einer bauartbedingten Mindest-Pressung p_v bzw. Mindest-Kraft F_v vorgepresst und an die Dichtflächen der beiden Bauteilkomponenten ausreichend elastisch und plastisch angepasst ist und bei der im Betriebszustand unter allen Betriebsbedingungen wie Temperatur, Verformung, äussere und/oder innere Kräfte und/oder Schwingungen eine vom Druck p eines abzudichtenden Mediums abhängige Mindest-Pressung p_B bzw. Mindest-Kraft F_B aufrechterhalten ist.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein FIP(formed in place)-Verfahren zur Herstellung einer Dichtung aus herkömmlichem Dichtungsmaterial wie Silikon zwischen abzudichtenden Dichtflächen zweier Bauteilkomponenten, indem das herkömmliche Dichtungsmaterial mittels mindestens einer Dosierdüse unausgehärtet pastös in Raupenform auf die Dichtfläche der ersten Bauteilkomponente appliziert wird und anschließend die zweite Bauteilkomponente auf das pastöse Dichtungsmaterial mit der Dichtfläche aufgelegt und mit einer bauartbedingten Mindest-Pressung p_v bzw. Mindest-Kraft F_v auf der ersten Bauteilkomponente fixiert wird, wobei das herkömmliche pastöse Dichtungsmaterial an die Dichtflächen der beiden Bauteilkomponenten exakt angeformt wird und anschließend aushärtet und im Betriebszustand der FIP-Dichtung unter allen Betriebsbedingungen wie Temperatur, Verformung, äussere und/oder innere Kräfte und/oder Schwingungen eine vom Druck p eines abzudichtenden Mediums abhängige Mindeste-Pressung p_B bzw. Mindest-Kraft F_B aufrechterhalten wird.
In der Biologie sind für bestimmte Pflanzen wie z. B. Bohnen und Lianen die Mechanismen für die zu beobachtenden Selbstheileffekte der Pflanzen durch die bionische Forschung z. B. von Prof. Speck, Freiburg, geklärt worden. Anders als erwartet handelt es sich bei den Selbstheilungsvorgängen dieser Pflanzen weitgehend nicht um einen biologischen, sondern vorrangig um einen physikalischen Effekt, an dem massgeblich die pflanzlichen Zellen Anteil haben, die unter einem inneren Überdruck stehen. Beim Auftreten eines Risses im pflanzlichen Gewebe dehnen sich diese Zellen bedingt durch den inneren Überdruck in den Rissbereich des Gewebes aus und verschliessen und verkleben den Rissbereich. Ausgehend von dieser bionischen Erkenntnis setzt sich die vorliegende Erfindung zum Ziel, entsprechend wirkende Dichtungssysteme wie Kompressionsdichtungen als auch FIP-Dichtungen insbesondere im Fahrzeugbereich anzugeben, zumal die Fertigungsmöglichkeit elastischer Kunststoffschäume gegeben ist, bei denen die einzelnen Zellelemente des Schaums unter Überdruck stehen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine lösbare Dichtung, insbesondere eine ringförmige Kompressionsdichtung aus herkömmlichen Dichtungsmaterial wie gummiähnlichem Elastomer der eingangs erwähnten Art zur Verfügung zu stellen, die sich bei einer Rissbildung innerhalb des Dichtungsmaterials selbst zu heilen vermag. Zugleich soll ein FIP-Verfahren zur Herstellung einer Dichtung aus herkömmlichem Dichtungsmaterial wie Silikon bereitgestellt werden, mit dem FIP-Dichtungen mit einem derartigen Selbstheilungseffekt herzustellen sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, daß die Dichtung selbstheilend ausgebildet ist, indem ein mantelartiger äußerer Teil der Dichtung, der aus dem herkömmlichen Dichtungsmaterial besteht und ausreichend elastisch und plastisch an die Dichtflächen der beiden Bauteilkomponenten anzupassen ist, einen kernartigen inneren Teil der Dichtung zumindest teilweise umfaßt, der aus einem elastisch geschlossenzellig geschäumten Material besteht, dessen einzelne Zellen im Betriebszustand der Dichtung unter einem Überdruck stehen, der grösser als die im Betriebszustand der Dichtung von dem Druck p des abzudichtenden Me diums abhängige Mindest-Pressung p_B ist und der bei Bildung eines sich bis zum kernartigen inneren Teil der Dichtung erstreckenden Risses in dem mantelartigen äußeren Teil der Dichtung ein Aufplatzen der zum Riss benachbarten Zellen des elastisch geschlossenzellig geschäumten Materials bedingt, das den Riss ausfüllt und verklebt und die Dichtung somit selbstheilt.
Vorzugsweise umfasst der mantelartige äussere Teil der Dichtung den kernartigen inneren Teil der Dichtung vollkommen, wobei das elastisch geschlossenzellig geschäumte Material des kernartigen inneren Teils unter einem solchen Druck in die Dichtung eingespritzt ist, dass der Überdruck in den einzelnen Zellen des elastisch geschlossenzellig geschäumten Materials grösser als der Mindest-Pressdruck p_B im Betriebszustand der Dichtung ist. In den kernartigen inneren Teil der Dichtung kann auch ein wärmefreisetzendes Treibmittel eingespritzt sein, durch das der Überdruck in den einzelnen Zellen des elastisch geschlossenzellig geschäumten Materials zu erzeugen oder zu verstärken ist.
Der kernartige innere Teil der Dichtung kann als offenliegender Kern ausgebildet sein, dessen Stirnseiten über die Aussenfläche des mantelartigen äusseren Teils der Dichtung aus gummiähnlichem Elastomer hinaus aufgebläht sind und dessen elastisch geschlossenzellig geschäumtes Materials im Montagezustand der Dichtung zwischen den abzudichtenden Dichtflächen der beiden Bauteilkomponenten derart zusammengepresst ist, dass in den einzelnen Zellen des elastisch geschlossenzellig geschäumten Materials ein Überdruck gebildet ist, der grösser als der im Betriebszustand der Dichtung von dem Druck p des abzudichtenden Mediums abhängige Mindest-Pressdruck p_B ist und der bei Bildung eines sich bis zum kernartigen inneren Teil der Dichtung erstreckenden Risses im mantelartigen äußeren Teil der Dichtung ein Aufplatzen der zum Riss benachbarten Zellen des elasstisch geschlossenzellig geschäumten Materials bedingt, das den Riss ausfüllt und verklebt und somit die Dichtung selbstheilt.
Vorzugsweise besteht der kernartige innere Teil der Dichtung aus Silkonschaum oder Polyurethanschaum, wobei die einzelnen Zellenelemente des Schaums unter Überdruck stehen.
Um auch FIP-Dichtungen mit dem enstprechenden Selbstheileffekt zur Verfügung zu stellen, ist das eingangs angegebene FIP(formed in place)-Verfahren zur Herstellung einer Dichtung aus herkömmlichem Dichtungsmaterial wie Silikon erfindungsgemäss in der Weise durchzuführen, dass das herkömmliche pastöse unausgehärtete Dichtungsmaterial aus Silikon und ein elastisch geschlossenzellig geschäumtes Material strangmäßig aneinanderliegend auf der Dichtfläche der ersten Bauteilkomponente derart aufgetragen werden, dass ein auf die Dichtfläche der ersten Bauteilkomponente aufgetragener Strang aus elastisch geschlossenzellig geschäumtem Material von zumindest einem auf der Dichtfläche der ersten Bauteilkomponente aufgetragenen Strang des herkömmlichen pastösen unausgehärteten Silikonmaterials raupenmäßig eingefasst wird, und dass anschliessend die Dichtfläche der zweiten Bauteilkomponente auf der Dichtfläche der ersten Bauteilkomponente positioniert und auf dieser fixiert wird, das Silikonmaterial aushärtet und den kernartigen inneren Teil der FIP-Dichtung einfasst und zugleich in den einzelnen Zellen des eingefassten elastisch geschlossenzellig geschäumten Materials ein Überdruck gebildet wird, der grösser als die im Betriebszustand der FIP-Dichtung von dem Druck p des abzudichtenden Materials abhängige Mindest-Pressung p_B (Mindest-Pressdruck P_B) ist und der bei Bildung eines sich bis zum elastisch geschlossenzellig geschäumten Material der FIP-Dichtung erstreckenden Risses in dem ausgehärteten Silikonteil der FIP-Dichtung ein Aufplatzen der zum Riss benachbarten Zellen des elastisch geschlossenzellig geschäumten Materials bedingt, das den Riss ausfüllt und verklebt und somit die Dichtung selbstheilt.
Vorzugsweise erfolgt die Applikation des herkömmlichen pastösen unausgehärteten Silikonmaterials und des elastisch geschlossenzellig geschäumten Materials mittels drei parallel zueinander ausgerichteter Dosierdüsen sortenrein in drei aneinanderliegenden raupenartigen Strängen auf der Dichtfläche der ersten Bauteilkomponente derart, dass ein Strang aus dem elastisch geschlossenzellig geschäumten Material zwischen zwei Strängen aus dem herkömmlichen pastösen unausgehärteten Dichtungsmaterial an diesen anliegend auf der Dichtfläche der ersten Bauteilkomponente positioniert wird.
Bevorzugt kann das herkömmliche pastöse unausgehärtete Dichtungsmaterial zusammen mit dem elastisch geschlossenzellig geschäumten Material als Hybridstrang mittels einer ringförmigen Dosierdüse auf die Dichtfläche der ersten Bauteilkomponente appliziert werden, wobei im Hybridstrang durch die Materialführung innerhalb der ringförmigen Dosierdüse ein zumindest zur Dichtfläche der ersten Bauteilkomponente offener Kern des Hybridstrangs aus dem elastisch geschlossenzellig geschäumten Material gebildet und auf der Dichtfläche der ersten Bauteilkomponente appliziert wird, der dabei von einer mantelartigen Außenhülle aus dem herkömmlichen pastösen Silikonmaterial teilweise umfaßt wird, die zugleich auf der Dichtfläche der ersten Bauteilkomponente fixiert wird, nach Fixieren der Dichtfläche der zweiten Bauteilkomponente auf der Dichtfläche der ersten Bauteilkomponente aushärtet und den Kern einfasst.
In das elastisch geschlossenzellig geschäumte Material kann ein Treibmittel eingebracht werden, durch das erst im Betriebszustand der FIP-Dichtung der Überdruck in den einzelnen Zellen des elastisch geschlossenzellig geschäumten Materials erzeugt oder erst auf die für die Selbstheilungsfähigkeit der FIP-Dichtung erforderliche Höhe verstärkt wird.
Bei dem erfindungsgemässen FIP-Verfahren zur Herstellung einer FIP-Dichtung werden als elastisch geschlossenzellig geschäumtes Material der Dichtung ebenfalls bevorzugt Silikonschaum oder Polyurethanschaum verwendet, in dessen einzelnen Zellene Überdruck herrscht.
Gängige Dichtwerkstoffe im Automobilbereich sind z. B. Silikone, die durch Wasseraufnahme aushärten. Hierbei werden unter Silikone üblicherweise eine Gruppe synthetischer Polymere verstanden, bei denen Siliziumatome über Sauerstoffatome zu Molekülketten und/oder netzartig verknüpft sind. Die restlichen freien Valenzelektroden des Siliziums sind dabei durch Kohlenwasserstoffreste (meist Methylgruppen) abgesättigt. Aufgrund ihres typisch anorganischen Gerüstes einerseits und ihrer organischen Reste andererseits nehmen Silikone eine Zwischenstellung zwischen anorganischen und organischen Verbindungen ein, insbesondere zwischen Silikaten und organischen Polymeren. Silikone sind in gewisser Weise Hybride und weisen für die vorliegende Erfindung ein günstiges Eigenschaftsspektrum auf, da sie pastös oder flüssig zu applizieren sind und dann ohne Zufuhr von Wärme und Druck in einem rein chemischen Prozess, ausgelöst durch Wasseraufnahme oder eine Härterkomponente, aushärten.
Bei dem erfindungsgemässen FIP-Verfahren kann das Dichtungsmaterial auch flüssig im Siebdruckverfahren auf die Dichtfläche der ersten Bauteilkomponente aufgetragen werden.
Als Dichtungswerkstoffe werden für Kompressionsdichtungen üblicherweise überwiegend Kautschukwerkstoffe eingesetzt. Diese könne auf Naturkautschuk oder auf künstlichen Kautschuksystemen beruhen. Die Kautschuke werden üblicherweise durch Vulkanisation (hoher Druck, Temperatur und Zugabe von Katalysatoren wie z. B. Schwefel) ausgehärtet.
Übliche Kautschukwerkstoffe für Kompressionsdichtungen sind u. a. Silikon-Kautschuk, Fluorsilikon-Kautschuk, Polyurethan-Kautschuk, Polyether-Urethan-Kautschuk und Isopren-Kautschuk.
Die erfindungsgemässe selbstheilende Dichtung ermöglicht eine beträchtliche Kosteneinsparung durch Verminderung der Notwendigkeit von Dichtungsauswechslungen z. B. im motornahen Bereich von Kraftfahrzeugen.
Die Erfindung wird nun im Einzelnen anhand der Zeichnungen erläutert. In diesen sind:
1 eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform einer Kompressionsdichtung, die sich bei Rissen im Dichtungsmaterial selbst zu heilen vermag,
2 eine schematische Schnittansicht einer anderen Ausführungsform einer Dichtung mit einem offenen, aufgeblähten Kern aus elastisch geschlossenzellig geschäumtem Material,
3 eine schematische Schnittsansicht der Ausführungsform nach 2 im Einbau der Dichtung zwischen zwei Bauteilkomponenten,
4 eine schematische Perspektivansicht einer ersten Bauteilkomponente, auf deren Dichtfläche im Verlauf des erfindungsgemässen FIP-Verfahren zur Herstellung einer FIP-Dichtung aneinanderliegend drei Materialstränge raupenartig appliziert worden sind,
5 eine der 3 entsprechende Perspektivdarstellung der beiden aufeinander fixierten Bauteilkomponenten, zwischen deren Dichtflächen die mit dem FIP-Verfahren hergestellte FIP-Dichtung angeordnet ist,
6 eine schematische Schnittansicht der ersten Bauteilkomponente mit einem auf deren Dichtfläche applizierten Hybridstrang, der durch eine interne Materialzuführung in einer Dosierdüse aus einem gegenüber den Dichtflächen der beiden Bauteilkomponenten offenen Kern aus elastisch geschlossenzellig geschäumtem Material und einer diesen einfassenden Aussenhülle aus herkömmlichem pastösen Silikonmaterial gebildet wird,
7 eine der 7 ähnliche schematische Schnittsansicht, wobei der Kern aus elastisch geschlossenzellig geschäumtem Material des Hybridstrangs beliebig oval geformt und nur zur
Dichtfläche der ersten Bauteilkomponente offen gestaltet wird und
8 eine der 5 entsprechende Perspektivdarstellung, aus der schematisch die Selbstheilung eines Risses im Dichtungsmaterial hervorgeht.
Aus 1 geht eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Dichtung 1 als Kompressionsdichtung hervor, die zweiteilig und selbstheilend ausgebildet ist. Hierbei ist ein mantelartiger äusserer Teil 2 der Dichtung 1 vorgesehen, der aus herkömmlichem Dichtungsmaterial wie gummiähnlichem Elastomer besteht und einen kernartigen inneren Teil 3 der Dichtung 1 vollkommen umfasst. Der kernartige innere Teil 3 der Dichtung 1 besteht aus einem elastisch geschlossenenzellig geschäumten Material, das bevorzugt Silikonschaum oder Polyurethanschaum sein kann und dessen einzelne Zellen 4 zumindest im Betriebszustand der Dichtung unter einem inneren Überdruck stehen.
Bei einer Montage der Kompressionsdichtung zwischen abzudichtenden Dichtflächen 7 bzw. 8 zweier Bauteilkomponenten 5 und 6 gemäss 2 ist der mantelartige äussere Teil 2 der Dichtung 1 mit einer bauartbedingten Mindest-Pressung p_B bzw. Mindest-Kraft F_v vorgepresst, wobei eine ausreichende elastische und plastische Anpassung der Dichtung 1 an die Dichtflächen 7 und 8 der Bauteilkomponenten 5 bzw. 6 gegeben ist. Im Montage- bzw. Betriebszustand der Dichtung 1 ist die Mindest-Pressung p_B des mantelartigen äusseren Teils 2 der Dichtung bzw. die von diesem ausgeübte Mindest-Kraft F_B unter allen Betriebsbedingungen wie Temperatur, Verformung, äussere und/oder innere Kräfte und/oder Schwingungen stets grösser als der Druck p des Mediums, gegen das die Dichtflächen 7 und 8 der Bauteilkomponenten 5 bzw. 6 durch die Dichtung 1 abzudichten sind. Von Wichtigkeit für den Selbstheileffekt der Dichtung 1 ist, dass die einzelnen Zellen 4 des den kernartigen inneren Teil 3 der Dichtung 1 bildenden elastisch geschlossenzellig geschäumten Materials zumindest im Betriebszustand der Dichtung 1 stets grösser als der von dem abzudichtenden Druck p abhängige Mindest-Pressdruck p_B des mantelartigen äusseren Teils 2 der Dichtung 1 ist. Der Überdruck in den einzelnen Zellen 4 des den kernartigen inneren Teil 3 der Dichtung 1 bildenden elastisch geschlossenzellig geschäumten Materials kann durch ein in dieses eingespritztes Treibmittel im Betriebszustand der Dichtung erst erzeugt oder verstärkt werden. Bei Bildung eines sich bis zum kernartigen inneren Teil 3 der Dichtung 1 erstreckenden Risses 16 in deren mantelartigem äusseren Teil 2, wie 8 zeigt, platzen die zum Riss 16 benachbarten Zellen 4 des elastisch geschlossenzellig geschäumten Materials infolge ihres inneren Überdrucks auf, wobei der Riss 16 mit dem geschäumten Material ausgefüllt und verklebt wird und die Dichtung sich somit selbstheilt.
2 zeigt eine Ausführungsform der Dichtung 1, deren kernartiger innerer Teil 3 als offenliegender Kern ausgebildet ist, dessen Stirnseiten 9 über die Aussenflächen 10 des mantelartigen äusseren Teils der Dichtung 1 aus gummiähnlichem Elastomer hinaus aufgebläht sind. Im in 3 gezeigten Betriebszustand dieser Ausführungsform der Dichtung 1 zwischen den abzudichtenden Dichtflächen 7 und 8 der Bauteilkomponeneten 5 bzw. 6 ist der kernartige innere Teil 3 der Dichtung 1 eingefasst von deren mantelartigen äusseren Teil 2 derart zusammengepresst, dass in den einzelnen Zellen 4 des elastisch geschlossenzellig geschäumten Materials ein Überdruck gebildet ist, der grösser als der im Betriebszustand der Dichtung 1 von dem Druck p des abzudichtenden Mediums abhängige Mindest-Pressdruck p_B ist. Dieser Überdruck bewirkt bei Bildung eines sich bis zum kernartigen inneren Teil 3 der Dichtung 1 erstreckenden Risses 16 im mantelartigen äusseren Teil 2 der Dichtung 1 (8) ein Aufplatzen der zum Riss 16 benachbarten Zellen 4 des elastisch geschlossenzellig geschäumten Materials, das dann den Riss 16 ausfüllt und verklebt und somit die Dichtung selbstheilt. Bei dieser Ausführugsform der Dichtung 1 werden in geeigneter Weise auch Risse 16; 9, die sich von den Dichtflächen 7 und 8 der Bauteilkomponenten 5 bzw. 6 aus in der Dichtung 1 zu deren kernartigen inneren Teil 3 erstrecken, in selbstheilender Weise behoben.
Insbesondere bei der Fertigung im Automobilbau finden FIP(formed in place)-Dichtungen wegen ihrer guten Automatisierbarkeit immer mehr Verwendung. Aus den 4 bis 8 gehen Ausführungsformen eines derartigen FIP(formed in place)-Verfahrens zur Herstellung einer sich selbstheilenden FIP-Dichtung gemäss der Erfindung hervor. So wird bei der Ausführungsform nach den 4 und 5 mittels drei nicht dargestellter, parallel zueinander ausgerichteter Dosierdüsen das herkömmliche pastöse unausgehärtete Silikonmaterial und das elastisch geschlossenzellig geschäumte Material sortenrein in drei nebeneinanderliegenden raupenartigen Strängen 11; 12; 12 auf der Dichtfläche 7 der ersten Bauteilkomponente so appliziert, daß ein Strang 11 aus dem elastisch geschlossenzellig geschäumten Material zwischen zwei Strängen 12 aus dem herkömmlichen pastösen unausgehärteten Dichtungsmaterial an diesen anliegend auf der Dichtfläche 7 der ersten Bauteilkomponente 5 positioniert wird. Anschliessend wird die Dichtfläche 8 der zweiten Bauteilkomponente 6 auf der Dichtfläche 7 der ersten Bauteilkomponente 6 positioniert und auf dieser fixiert, wobei das pastöse Silikonmaterial aushärtet und den kernartigen inneren Teil 3 der FIP-Dichtung 1 aus elastisch geschlossenzellig geschäumtem Material einfasst, in dessen einzelnen Zellen 4 zugleich ein Überdruck gebildet wird, der grösser ist als die im Betriebszustand der FIP-Dichtung 1 von dem Druck p des abzudichtenden Mediums abhängige Mindest-Pressung p_B (Mindest-Pressdruck p_B) der FIP-Dichtung. Dieser Überdruck bewirkt bei der Bildung eines sich bis zum elastisch geschlossenzellig geschäumten Material der FIP-Dichtung 1 erstreckenden Risses 16 in dem ausgehärteten Silikonteil 2 der FIP-Dichtung 1 (8) ein Aufplatzen der zum Riss 16 benachbarten Zellen 4 des elastisch geschlossenzellig geschäumten Materials, das den Riss 16 ausfüllt und verklebt und somit die FIP-Dichtung 1 selbstheilt.
Alternativ kann bei der Herstellung der FIP-Dichtung 1 auch eine nicht dargestellte ringförmige Dosierdüse mit getrennten Materialzuführungen verwendet werden, die innerhalb der Dosierdüse so zusammengeführt werden, daß das herkömmliche pastöse Dichtungsmaterial zusammen mit dem elastisch geschlossenzellig geschäumten Material als Hybridstrang 13 gemäss 6 oder 7 auf die Dichtfläche 5 der ersten Bauteilkomponente 6 zu applizieren ist. Hierbei wird durch die Materialführung innerhalb der ringförmigen Dosierdüse ein zur Dichtfläche 7 der ersten Bauteilkomponente 5 offener Kern 14 des Hybdristrangs 13 aus dem elastisch geschlossenzellig geschäumten Material gebildet und auf der Dichtfläche 7 der ersten Bauteilkomponente 5 appliziert, der dabei von einer mantelartigen Aussenhülle 15 aus dem herkömmlichen pastösen Silikonmaterial teilweise umfaßt wird, die zugleich auf der Dichtfläche 7 der ersten Bauteilkomponente 5 positioniert wird, nach Fixieren der Dichtfläche 8 der zweiten Bauteilkomponente 6 auf der Dichtfläche 5 der ersten Bauteilkomponente 5 aushärtet und den Kern 14 des Hybridstrangs 13 einfasst. Der Kern 14 kann hierbei gemäß 6 an beiden Stirnflächen offen gebildet sein, so daß er an den Dichtflächen 7 und 8 der beiden Bauteilkomponente 5 bzw. 6 zur Anlage kommt, oder gemäß 7 in beliebiger ovaler, nur zur Dichtfläche 7 der ersten Bauteilkomponente 6 offener Gestalt geformt werden, die von der mantelartigen Außenhülle 15 aus herkömmlichem Silikonmaterial eingefasst wird.

1: Dichtung
2: mantelartiger äusserer Teil der Dichtung
3: kernartiger innerer Teil der Dichtung
4: einzelne Zellen des elastisch geschlossenzellig geschäumten Materials
5: erste Bauteilkomponente
6: zweite Bauteilkomponente
7: Dichtfläche der ersten Bauteilkomponente
8: Dichtfläche der zweiten Bauteilkomponente
9: aufgeblähte Stirnflächen des kernartigen inneren Teils der Dichtung
10: Aussenflächen des mantelartigen Teils der Dichtung
11: Strang aus elastisch geschlossenzellig geschäumtem Material
12: Stränge aus pastösem unausgehärtetem Silikonmaterial
13: Hybridstrang
14: Kern des Hybridstrangs
15: Aussenhülle des Hybridstrangs
16: Riss

Claims

Dichtung (1), insbesondere ringförmige Kompressionsdichtung aus herkömmlichem Dichtungsmaterial wie gummiähnlichem Elastomer, die bei einer Montage zwischen abzudichtenden Dichtflächen (7; 8) zweier Bauteilkomponenten (5 bzw. 6) mit einer bauartbedingten Mindest-Pressung p_v bzw. Mindest-Kraft F_v vorgepresst und an die Dichtflächen (7; 8) der beiden Bauteilkomponenten (5 bzw. 6) ausreichend elastisch und plastisch angepasst ist und bei der im Betriebszustand unter allen Betriebsbedingungen wie Temperatur, Verformung, äussere und/oder innere Kräfte und/oder Schwingungen eine vom Druck p eines abzudichtenden Mediums abhängige Mindest-Pressung p_B bzw. Mindest-Kraft F_B aufrechterhalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (1) selbstheilend ausgebildet ist, indem ein mantelartiger äusserer Teil (2) der Dichtung (1), der aus dem herkömmlichen Dichtungsmaterial besteht und ausreichend elastisch und plastisch an die Dichtflächen (7; 8) der beiden Bauteilkomponentem (5 bzw. 6) anzupassen ist, einen kernartigen inneren Teil (3) der Dichtung (1) zumindest teilweise umfaßt, der aus einem elastisch geschlossenzellig geschäumten Material besteht, dessen einzelne Zellen (4) im Betriebszustand der Dichtung (1) unter einem Überdruck stehen, der grösser als die im Betriebszustand der Dichtung (1) von dem Druck p des abzudichtenden Mediums abhängige Mindest-Pressung p_B ist und der bei Bildung eines sich bis zum kernartigen inneren Teil (3) der Dichtung (1) erstreckenden Risses (16) in dem mantelartigen äusseren Teil (2) der Dichtung (1) ein Aufplatzen der zum Riss (16) benachbarten Zellen (4) des elastisch geschlossenzellig geschäumten Materials bedingt, das den Riss (16) ausfüllt und verklebt und die Dichtung (1) somit selbstheilt.
Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mantelartige äussere Teil (2) der Dichtung (1) den kernartigen inneren Teil (3) der Dichtung (1) vollkommen umfasst, und dass das elastisch geschlossenzellig geschäumte Material des kernartigen inneren Teils (3) unter einem solchen Druck in die Dichtung (1) eingespritzt ist, dass der Überdruck in den einzelnen Zellen (4) des elastisch geschlossenzellig geschäumten Materials grösser als der Mindest-Pressdruck pB im Betriebszustand der Dichtung (1) ist.
Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in den kernartigen inneren Teil (3) der Dichtung (1) ein wärmefreisetzendes Treibmittel eingespritzt ist, durch das der Überdruck in den einzelnen Zellen des elastisch geschlossenzellig geschäumten Materials zu erzeugen oder zu verstärken ist.
Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der kernartige innere Teil (3) der Dichtung (1) als offenliegender Kern ausgebildet ist, dessen Stirnseiten (9) über die Aussenfläche (10) des mantelartigen äußeren Teils (2) der Dichtung (1) aus gummiähnlichem Elastomer hinaus aufgebläht sind und dessen elastisch geschlossenzellig geschäumtes Material im Montagezustand der Dichtung (1) zwischen den abzudichtenden Dichtflächen (7; 8) der beiden Bauteilkomponenten (5 bzw. 6) derart zusammengepresst ist, daß in den einzelnen Zellen (4) des elastisch geschlossenzellig geschäumten Materials ein Überdruck gebildet ist, der grösser als der im Betriebszustand der Dichtung (1) von dem Druck p des abzudichtenden Mediums abhängige Mindest-Pressdruck p_B ist und der bei Bildung eines sich bis zum kernartigen inneren Teil (3) der Dichtung (1) erstreckenden Risses (16) im mantelartigen äusseren Teil (2) der Dichtung (1) ein Aufplatzen der zum Riss (16) benachbarten Zellen (4) des elastisch geschlossenzellig geschäumten Materials bedingt, das den Riss (16) ausfüllt und verklebt und somit die Dichtung (1) selbstheilt.
Dichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der kernartige innere Teil (3) der Dichtung (1) aus elastisch geschlossenzelligem Silkonschaum oder Polyurethanschaum besteht, in dessen einzelnen Zellen (4) ein Überdruck besteht.
FIP(formed in place)-Verfahren zur Herstellung einer Dichtung (1) aus herkömmlichem Dichtungsmaterial wie Silikon zwischen abzudichtende Dichtflächen (7; 8) zweier Bauteilkomponenten (5 bzw. 6), indem das herkömmliche Dichtungsmaterial mittels mindestens einer Dosierdüse unausgehärtet pastös in Raupenform auf die Dichtfläche (7) der ersten Bauteilkomponente (5) appliziert wird und anschliessend die zweite Bauteilkomponente (6) auf das herkömmliche pastöse Dichtungsmaterial mit der Dichtfläche (8) aufgelegt und mit einer bauartbedingten Mindest-Pressung p_v bzw. Mindest-Kraft F_v auf der ersten Bauteilkomponente (5) fixiert wird, wobei das pastöse Dichtungsmaterial an die Dichtflächen (7; 8) der beiden Bauteilkomponenten (5 bzw. 6) exakt angeformt wird und anschließend aushärtet und im Betriebszustand unter allen Betriebsbedingungen der FIP-Dichtung (1) wie Temperatur, Verformung, äussere und/oder innere Kräfte und/oder Schwingungen eine vom Druck p eines abzudichtenden Mediums abhängige Mindest-Pressung p_B bzw. Mindest-Kraft F_B aufrechterhalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass das herkömmliche pastöse unausgehärtete Dichtungsmaterial aus Silikon und ein elastisch geschlossenzellig geschäumtes Material strangmäßig aneinanderliegend auf der Dichtfläche (7) der ersten Bauteilkomponente (5) derart aufgetragen werden, dass ein auf die Dichtfläche (7) der ersten Bauteilkomponente (5) aufgetragener Strang (11) aus elastisch geschlossenzellig geschäumtem Material von zumindest einem auf der Dichtfläche (7) der ersten Bauteilkomponente (5) aufgetragenen Strang (12) aus herkömmlichen pastösen unausgehärteten Silikonmaterial eingefasst wird, und dass anschliessend die Dichtfläche (8) der zweiten Bauteilkomponente (6) auf der Dichtfläche (7) der ersten Bauteilkomponente (6) positioniert und auf dieser fixiert wird, das Silikonmaterial aushärtet und den kernartigen inneren Teil (3) der FIP-Dichtung (1) einfasst und zugleich in den einzelnen Zellen des eingefassten elastisch geschlossenzellig geschäumten Materials ein Überdruck gebildet wird, der grösser ist als die im Betriebszustand der FIP-Dichtung (1) von dem Druck p des abzudichtenden Mediums abhängige Mindest-Pressung p_B (Mindest-Pressdruck p_B) und der bei Bildung eines sich bis zum elastisch geschlossenzellig geschäumten Material der FIP-Dichtung (1) erstreckenden Risses (16) in dem ausgehärteten Silikonteil der FIP-Dichtung (1) ein Aufplatzen der zum Riss (16) benachbarten Zellen (4) des elastisch geschlossenzellig geschäumten Materials bedingt, das den Riss (16) ausfüllt und verklebt und somit die FIP-Dichtung (1) selbstheilt.
FIP-Verfahren zur Herstellung einer Dichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Applikation des herkömmlichen pastösen Silikonmaterials und des elastisch geschlossenzellig geschäumten Materials mittels drei parallel zueinander ausgerichteter Dosierdüsen sortenrein in drei aneinanderliegenden raupenartigen Strängen (11; 12) auf der Dichtfläche (7) der ersten Bauteilkomponente (5) derart erfolgt, dass ein Strang (11) aus dem elastisch geschlossenzellig geschäumten Material zwischen zwei Strängen (12) aus dem herkömmlichen pastösen Dichtungsmaterial an diesen anliegend auf der Dichtfläche (7) der ersten Bauteilkomponente (5) positioniert wird.
FIP-Verfahren zur Herstellung einer Dichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das herkömmliche pastöse Dichtungsmaterial zusammen mit dem elastisch geschlossenzellig geschäumten Material als Hybridstrang (13) mittels einer ringförmigen Dosierdüse auf die Dichtfläche (7) der ersten Bauteilkomponente (5) appliziert wird, wobei im Hybridstrang (13) durch die Materialführung innerhalb der ringförmigen Dosierdüse ein zumindest zur Dichtfläche (7) der ersten Bauteilkomponente (5) offener Kern (14) des Hybridstrangs (13) aus dem elastisch geschlossenzellig geschäumten Material gebildet und auf der Dichtfläche (7) der ersten Bauteilkomponenete (5) appliziert wird, der dabei von einer mantelartigen Außenhülle (15) aus dem herkömmlichen pastösen Silikonmaterial teilweise umfasst wird, die zugleich auf der Dichtfläche (7) der ersten Bauteilkomponente (5) positioniert wird, nach Fixieren der Dichtfläche (8) der zweiten Bauteilkomponente (6) auf der Dichtfläche (7) der ersten Bauteil komponente (5) aushärtet und den Kern (14) einfasst.
FIP-Verfahren zur Herstellung einer Dichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in das elastisch geschlossenzellig geschäumte Material ein Treibmittel eingebracht wird, durch das erst im Betriebszustand der FIP-Dichtung (1) der Überdruck in den einzelnen Zellen (4) des elastisch geschlossenzellig geschäumten Materials erzeugt oder der Überdruck in den einzelnen Zellen (4) erst auf die für die Selbstheilungsfähigkeit der FIP-Dichtung (1) erforderliche Höhe verstärkt wird.
FIP-Verfahren zur Herstellung einer Dichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als elastisch geschlossenzellig geschäumtes Material der FIP-Dichtung (1) Silikonschaum oder Polyurethanschaum verwendet wird, in dessen einzelnen Zellen Überdruck herrscht.