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Die Erfindung betrifft ein aus elastisch verformbarem Material bestehendes Bauteil.
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Der
EP 1 560 689 B1 ist eine Transport- und Montagehilfe für Gummiformdichtungen zu entnehmen, bestehend aus einem der Kontur der Gummiformdichtung angepassten Trägerrahmen aus Kunststoff oder Metall, der umfangsseitig am Randbereich der Gummiformdichtung lösbar fixiert ist. Der Trägerrahmen verfügt über Verbindungsnasen, die mit umspritzt sind, so dass sie nach der Erzeugung der Gummiformdichtung vom Dichtungsmaterial umgeben sind, wobei der Trägerrahmen beim Montagevorgang von der Gummiformdichtung entfernbar ist. Mit dieser Idee sollte der technische Vorteil erreicht werden, die Gummiformdichtung an einem Trägerrahmen anzuhängen, der dann über den gesamten Fertigungs-, Prüfungs-, Lagerungs- und Transportweg am Gummiformteil verbleibt.
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Die Gummiformdichtungen werden an einen Trägerrahmen anvulkanisiert, wobei aufgrund von Schwindung und Verzug des Dichtungsmaterials (z. B. Elastomer) Eigenspannungen entstehen. Nach Entfernung des Trägerrahmens relaxiert und schrumpft die Dichtung, wobei selbige dann nicht mehr exakt in die Nut des zu dichtenden Bauteils hinein passt.
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Die
DE 23 12 291 A betrifft ein Dichtungs- und Verschlusselement, vorzugsweise für Türen, Fenster, Behälter, Kühlschränke oder dergleichen, welches aus einem flexiblen Dauermagnetstreifen besteht, der an dem einen Verschlussteil befestigt ist und unter Ausnutzung seiner biegsamen Eigenschaften mit seiner magnetisierten Fläche an dem anderen Verschlussteil aus weichmagnetischem Material anliegt.
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Durch die
DE 11 2005 000 562 T5 ist ein Verfahren zum Verringern einer Kraft zum Schließen einer Tür in einem Türrahmen bekannt geworden, wobei eine Dichtungsanordnung auf der Basis von aktivem Material an entweder der Tür oder dem Türrahmen angebracht wird, wobei die Dichtungsanordnung auf der Basis von aktivem Material ein aktives Material umfasst; das aktive Material aktiviert und mindestens eine Eigenschaft in Reaktion auf ein Aktivierungssignal verändert wird, wobei die Veränderung in mindestens einer Eigenschaft eine Moduleingeschaft und/oder eine Form der Dichtungsanordnung auf der Basis von aktivem Material verändert; die Tür gegen den Türrahmen geschlossen und verriegelt wird und das aktive Material deaktiviert und ein Dichtungsdruck zwischen der Tür und dem Türrahmen erhöht wird.
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In der
DE 10 2004 014 636 A1 ist eine Vorrichtung zum magnetischen Ergreifen von Werkstücken beschrieben, mit einem Gehäuse, einem im Gehäuse beweglich gelagerten Magnetelement, einem Antrieb für das Magnetelement, um das Magnetelement hin zur und weg von einer Innenseite einer Trennwand zu bewegen, wobei die Trennwand den Gehäuseinnenraum von einem anliegenden Werkstück trennt und der Antrieb ein pneumatischer Antrieb ist.
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Der
DE 20 2005 004 456 U1 ist eine Greifvorrichtung zum Greifen und Anheben von ferromagnetischen Werkstücken zu entnehmen, mit einem Magneten, der in der Greifvorrichtung beweglich gelagert ist.
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Schließlich offenbart die
DE 201 08 552 U1 eine Handhabungsvorrichtung zur Handhabung von Gegenständen, mit einem Magnetgreifer zum durch Magnetkraft bedingten Halten eines handzuhabenden Gegenstandes, wobei der Magnetgreifer als permanentmagnetischer Magnetgreifer ausgebildet ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein aus elastisch verformbarem Material bestehendes Bauteil, insbesondere ein Dichtungselement, dahingehend weiterzubilden, dass den vorab angeführten Problemen Rechnung getragen wird, insbesondere dem Problem, dass das Bauteil, insbesondere das Dichtelement, einfach herzustellen, zwischenzulagern, zu transportieren und ohne Probleme seiner späteren Verwendung zugeführt werden kann.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein aus elastisch verformbarem Material bestehendes Bauteil, bei dem das Material zumindest an vorgebbaren Stellen mit nicht magnetischem Metallpulver und/oder nicht magnetischen Metallfasern versehen ist.
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Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Bauteils, insbesondere des Dichtelementes, sind den zugehörigen Unteransprüchen zu entnehmen.
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Das Metallpulver und/oder die Metallfasern können bedarfsweise magnetisierbar sein. Bauteile aus einer Mischung aus magnetisierbaren und nicht magnetisierbaren pulver- oder faserförmigen Bestandteilen sind ebenfalls denkbar.
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Unter dem Begriff Metallpulver/Metallfasern sind auch solche Partikel zu verstehen, die sehr klein sind, d. h. Mikro- bzw. Nanopartikel. Der Vorteil der Verwendung sehr kleiner Partikel ist darin zu sehen, dass die spezifische Oberfläche mit kleiner werdender Partikelgröße sehr stark ansteigt.
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Abweichend vom Stand der Technik gemäß
EP 1 560 689 B1 wird somit ein Bauteil bereitgestellt, dessen Material vollständig oder selektiv mit Metallpulver und/oder Metallfasern, bedarfsweise in gekapseltem Zustand, versetzt ist, so dass sich die Bauteile, insbesondere die Dichtelemente, entweder großflächig oder nur an speziellen Haltepunkten handhaben lassen. Die Erfindung lässt sich bei allen Polymeren (Thermoplast, Duroplast, Elastomer) anwenden und ist nicht auf Dichtungsapplikationen beschränkt.
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Durch die Zugabe der nicht magnetischen Metallpartikel bzw. Metallfasern kann neben einer Dichtfunktion auch eine elektrische Abschirmung realisiert werden. Vorstellbar ist auch, dass ein derart modifiziertes elastisch verformbares Material bei entsprechender Formgestaltung einen Beitrag zur Schallabsorption liefern kann. Ein Trägerkörper, eine Montagehilfe bzw. eine Lagervorrichtung kann prinzipiell aus jedem Material hergestellt werden. Es müssen lediglich Elektro- oder Dauermagnete an den Stellen angebracht werden, die dazu benötigt werden, das Bauteil, insbesondere das Dichtungselement, zu fixieren, bzw. zu halten. Separate Vulkanisierungsschritte, wie sie beim Stand der Technik gegeben sind, sind durch den Erfindungsgegenstand nicht mehr vonnöten, da das Bauteil, insbesondere das Dichtelement, entsprechend seiner Kontur auf dem Trägerkörper, der Lagervorrichtung bzw. der Montagehilfe aufgebracht, fixiert oder gehalten werden kann.
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Je nach Komplexität des Bauteils, insbesondere der Formgestaltung des Dichtelementes, kann es sinnvoll sein, im Trägerkörper der Kontur des Bauteils, insbesondere des Dichtelementes, angepasste Nuten vorzusehen. Durch die Magnetkraft des Trägerkörpers werden die Metallpartikel bzw. die Metallfasern angezogen und das Bauteil, insbesondere das Dichtelement, hängt an dem Trägerkörper. Auf diese Weise lässt sich das Bauteil, insbesondere das Dichtelement, über seine gesamte Länge handhaben und es kommt nicht zum Durchhängen bzw. Durchbiegen aufgrund gewisser Distanzen zwischen einzelnen Haltepunkten.
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Dadurch, dass das Bauteil, insbesondere das Dichtelement, bedarfsweise über seine gesamte Fläche gehalten wird, und kein Trägermaterial entfernt werden muss, kann die Montage des Bauteiles, insbesondere des Dichtelementes, beim Kunden in voraussichtlich jeder erdenklichen Position erfolgen. Dies bringt darüber hinaus den Vorteil mit sich, dass der Kunde nur einen geringen Aufwand für die Integration der Montage in seinen Produktionsablauf betreiben muss.
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Der Polymerwerkstoff umfasst – wie bereits angesprochen – bevorzugt Elastomere, Thermoplaste und Duroplaste. Neuere Werkstoffe, wie thermoplastische Elastomere (z. B. TPE, TPV oder dergleichen) sind jedoch ebenfalls denkbar.
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Ist das Bauteil eine Dichtung, kann selbige beliebige Querschnittsformen haben. Denkbar sind O-Ringe, Gummiformdichtungen oder dergleichen.
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Weitere Anwendungsfälle können sein:
- – Aktuatoren, gebildet durch Magnetkraft in Schwingung versetzte elastische Elemente, z. B. Membrane
- – aktive schaltbare Elemente in einer Dichtung. Es ist vorstellbar, durch einen Elektromagneten die Dichtung partiell zu verformen und dadurch Strömungsquerschnitte zu verändern
- – gradierte Dichtungen. Durch eine inhomogen Verteilung der Metallpulver bzw. der Metallfasern können gezielt Bereiche mit einer erhöhten Dichte erzeugt werden. Diese Bereiche haben dann ein anderes (niedrigeres) elastisches Verformungsverhalten, reagieren stärker auf ein Magnetfeld und weisen ein höheres Schallabsorptionsniveau auf.
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Der Erfindungsgegenstand ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung dargestellt und wird wie folgt beschrieben. Es zeigen:
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1 Statisch wirkendes montiertes Dichtelement, dessen elastisches Material mit Metallpartikeln und/oder Metallfasern versetzt ist;
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2 Prinzipskizze eines magnetischen Trägerkörpers zur Aufnahme eines Dichtelementes gemäß 1.
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1 zeigt ein statisch wirkendes Dichtelement 1, das in diesem Beispiel aus elastisch verformbarem Material 2, beispielsweise Elastomer, bestehen soll. Das Dichtelement 1 ist in diesem Beispiel durch Spritzgießen des Elastomermaterials 2 erzeugt worden. Vor dem Spritzgießen wurde dem Elastomermaterial 2 ein gewisser Anteil an Metallpulver und/oder Metallfasern 3 zugesetzt, wobei diese Zusätze selber nicht magnetisch sind, jedoch bedarfsweise magnetisierbar sein können. Das Dichtelement 1 ist in einem montierten Zustand dargestellt. Der dem Vertikalschenkel 1' des Dichtelementes 1 umgebende Körper kann beispielsweise ein mit einer Nut 4 versehener Ventildeckel 5 sein.
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2 zeigt das in 1 dargestellte Dichtelement 1. Erfindungsgemäß wirkt das Dichtelement 1 mit einem Trägerkörper 6 zusammen, der in diesem Beispiel als mit Dauermagneten 7 ausgerüstete Magnetplatte ausgebildet ist. Alternativ kann natürlich jede andere Form eines magnetischen bzw. magnetisierbaren Trägerkörpers, je nach Ausgestaltungsform des Dichtelementes 1, beispielsweise ein Rahmen oder dergleichen, zum Einsatz gelangen. Ebenfalls denkbar sind auch ein- und ausschaltbare Elektromagnete bzw. eine Spule. Selbige haben den Vorteil nicht dauernd zu wirken sondern lediglich temporär magnetisch zu sein.
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In diesem Beispiel soll der Trägerkörper 6 mit einer umlaufenden Nut 8 ausgestattet sein, die der Kontur des Dichtelementes 1 entspricht. Durch die Magnete 7 des Trägerkörpers 6 werden das Metallpulver bzw. die Metallfasern 3 (1) angezogen und das Dichtelement 1 hängt an dem Trägerkörper 6. Auf diese Weise lässt sich das Dichtelement 1 über seine gesamte Länge „anfassen” und es kommt nicht zum Durchhängen bzw. Durchbiegen aufgrund gewisser Distanzen zwischen einzelnen Haltepunkten. Infolge der Magnetkraft des Trägerkörpers 6 bleibt das Dichtelement 1 in der Nut 8 hängen. Für die Montage des Dichtelementes 1 kann es sich als vorteilhaft erweisen, wenn das Handlingsystem zusätzlich über ein Auswerfersystem 9 für das Dichtelement 1 verfügt. Ein möglicher Schrumpf und Verzug des Dichtelementes 1 kann im Voraus ermittelt und bei der Auslegung des nicht dargestellten Spritzgusswerkzeuges, für das Dichtelement 1 entsprechend berücksichtigt werden. Das Auswerfersystem 9 wird durch Stifte gebildet, die mit einer Führung 10 zusammenwirken, die oberhalb eines Transporthilfsmittels 11 vorgesehen sind. Das Transporthilfsmittel 11 verfügt über eine Ausnehmung 12, die das Dichtelement 1 samt Trägerkörper 6 im Wesentlichen vollständig aufnimmt.
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Das Dichtelement 1 verfügt über einen Horizontalschenkel 13 und einen Vertikalschenkel 14. Im Vertikalschenkel 14 ist eine geringe Konzentration an Metallfasern/Metallpulver 3 gegeben. Durch Anhäufung von Metallfasern/Metallpulver 3 im Bereich des Horizontalschenkels 13 wird eine bessere Anziehungskraft an die Magnete 7 bewirkt.
