DE102008039460A1

DE102008039460A1 - Verfahren zum Aufbringen eines Dichtungsprofils auf ein beschichtetes, insbesondere lackiertes, Bauteil

Info

Publication number: DE102008039460A1
Application number: DE102008039460A
Authority: DE
Inventors: Christoph Dipl.-Ing. Grevener; Petra Lawrence
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2008-08-25
Filing date: 2008-08-25
Publication date: 2010-03-04

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen eines Dichtungsprofils (1) auf eine lackierte Oberfläche (3). Erfindungsgemäß wird das Dichtungsprofil (1) unter Verwendung eines robotergeführten Extrusionswerkzeugs (2) unmittelbar auf die Oberfläche (3) aufgetragen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen eines Dichtungsprofils auf eine beschichtete Oberfläche sowie ein Bauteil mit einem Dichtungsprofil.
Aus der DE 10 2006 032 139 A1 ist ein Verfahren zum Aufbringen eines selbstklebenden Dichtungsprofils auf eine Kraftfahrzeugtür bekannt. Der Auftrag des Dichtungsprofils erfolgt mit Hilfe eines Montagewerkzeugs, das eine Führungseinrichtung für das Dichtungsprofil sowie eine Andruckrolle umfasst. Zum Auftrag des Dichtungsprofils wird zunächst ein die Klebefläche des Dichtungsprofils schützendes Abdeckband abgezogen; anschließend wird das Dichtungsprofil gegenüber der Fahrzeugtür positioniert und mit Hilfe der Andruckrolle auf den Türflansch gepresst.
Ein solches Montageverfahren mit Hilfe einer rotierenden Andruckrolle gestattet eine automatisierte Applikation von Türdichtprofilen, ist jedoch apparativ und steuerungstechnisch aufwendig und birgt Risiken bezüglich der Prozesssicherheit. Es besteht die Gefahr einer unvollständigen bzw. fehlerhaften Verklebung, insbesondere dann, wenn die Andruckrolle auf dem Türdichtprofil für eine zu kurze Zeit oder mit einem zu geringen Druck verweilt, um eine prozesssichere Verbindung des Haftklebers des Türdichtprofils mit dem Substrat des Türflansches zu gewährleisten. Diese Problematik wird verschärft durch die Tatsache, dass das Substrat typischerweise mit einer Lackschicht versehen ist, so dass zur Sicherstellung eines dauerhaften Anhaftens des Türdichtprofils nicht nur die Pressung der Andruckrolle optimiert werden muss, sondern auch das Klebstoffsystem an die Werkstoffeigenschaften der Substratoberfläche angepasst werden muss.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein alternatives Verfahren zum Aufbringen von Dichtungsprofilen auf eine lackierte Oberfläche vorzuschlagen, mit dem diese Probleme vermieden werden können.
Erfindungsgemäß wird das Dichtungsprofil unter Verwendung eines robotergeführten Extrusionwerkzeugs unmittelbar auf das Substrat aufgebracht. Im Unterschied zum Stand der Technik, bei dem das Dichtungsprofil zunächst in einem Extrusionsverfahren erzeugt und dann durch einen Applikationsprozess auf dem Substrat fixiert wird, wird das Dichtungsprofil erfindungsgemäß also direkt auf das Substrat appliziert.
Das Applizieren eines thermoplastischen Vulkanisats (TPV) mit Hilfe eines robotergeführten Werkzeugs auf ein Substrat aus Polypropylen (PP) ist bekannt (siehe z. B. www.reis-extrusion.de). Bekannte TPV-Werkstoffe eignen sich jedoch nur bedingt für den Einsatz als Dichtungsprofil und ist ungeeignet für die Herstellung von Türdichtprofilen im Kraftfahrzeugbereich, da es ein unzureichendes Relaxationsverhalten hat, d. h. nach einer Druckbelastung nur langsam in seine Ausgangsform zurückkehrt und – abhängig von der Höhe eines auf das Profil ausgeübten Drucks – eine permanente (irreversible) Druckverformung erfahren kann. Weiterhin kann ein bei derzeit verwendeten TPV-Werkstoffen ein prozesssicheres Anhaften auf beschichteten Substraten nicht gewährleistet werden.
Vorteilhafterweise wird das Dichtungsprofil als ein reaktiver Zweikomponenten-Hot-Melt auf das beschichtete, insbesondere lackierte Substrat aufgetragen; die beiden Komponenten können unmittelbar vor oder während des Extrusionsprozesses miteinander verbunden werden. Der Auftrag erfolgt mit Hilfe einer speziellen Mehrkomponenten-Düse.
Alternativ kann der für das Dichtungsprofil verwendete Werkstoff ein TPV sein, dem ein Klebstoff, ein Haftvermittler und/oder ein Gleithilfsmittel beigemischt wurde.
Zur Erreichung einer guten Anhaftung des direktextrudierten Dichtungsprofils auf der Substratoberfläche kann ein Zweikomponenten-Reaktivklebstoff auf Metacrylat-Klebstoffbasis (sog. No-Mix-Verfahren) zur Anwendung kommen, wobei eine der Komponenten dem Extrudat beigemischt wird, während die andere Komponente (z. B. in Form eines Lacks) auf das beschichtete Substrat aufgetragen wird.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines robotergeführten Extrusionswerkzeugs beim Auftrag eines Dichtungsprofils auf eine beschichtete Oberfläche
2 eine Schnittdarstellung des in 1 dargestellten Dichtungsprofils entlang einer Schnittlinie II-II in 1.
1 zeigt ein Dichtungsprofil 1, das mit Hilfe eines schematisch dargestellten Extrusionswerkzeugs 2 auf eine Oberfläche 3, beispielsweise eine Fahrzeugtür 4, appliziert wird. Das Extrusionswerkzeug 2 wird mit Hilfe eines (in 1 nicht dargestellten) Roboters, vorzugsweise eines 6-achsigen Industrieroboters, gegenüber der Oberfläche 3 bewegt (alternativ kann die Fahrzeugtür 4 mit Hilfe eines Roboters gegenüber dem stationär angeordneten Extrusionswerkzeug 2 bewegt werden). Das Extrusionswerkzeug 2 umfasst eine Extrusionsdüse 5, über die das Extrudat 6 auf die Oberfläche 3 appliziert wird. Die Oberfläche 3 ist mit einer Beschichtung 7 versehen, deren oberste Schicht aus einem 1K- oder 2K-Klar- oder Decklack wie z. B. CeramiClear besteht. Alternativ kann die Oberfläche aus einer korrosionsschützenden Beschichtung (z. B. KTL-Beschichtung) bestehen.
Das Dichtungsprofil 1 weist einen Fußbereich 8 und einen daran angeschlossenen Kopfbereich 9, der im Ausführungsbeispiel der 2 als schlauchförmiger Hohlkammerbereich 9' ausgeführt ist und auf dessen Außenseite eine Dichtlippe 10 angeordnet ist. Im Fahrzeugbetrieb wird das Dichtungsprofil 1 dynamisch belastet. Weiterhin erfährt das Dichtungsprofil 1 wird beim Schließen der Fahrzeugtür 4 eine Verformung, eine Scherkraftbelastung und eine Reibbelastung.
Um eine möglichst vollständige und möglichst schnelle Relaxation des Dichtungsprofils 1 nach Verformung zu erreichen, wird ein hochelastischer Werkstoff wie z. B. TPE bzw. TPE-V gewählt. Alternativ kann das Dichtungsprofil 1 aus einem TPV bestehen, das mit Zusatzmaterialien wie z. B. EPDM, EPP versehen ist. Eine Optimierung der Druckverformbarkeit bzw. des Relaxationsverhaltens kann auch durch konstruktive Mittel erreicht werden: Beispielsweise kann auf dem Dichtungsprofil 1 eine große Dichtfläche 11 vorgesehen sein; alternativ oder zusätzlich kann das Dichtprofil 1 mehrere Dichtlippen 10 oder lokale Reduktionen der Wandstärke aufweisen, um eine definierte Rückstellung des Materials zu gewährleisten.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung besteht der Kopfbereich 9 des Dichtungsprofils 1 aus einem anderen Werkstoff als der Fußbereich 8, wobei die beiden Bereiche 8, 9 koextrudiert werden. Insbesondere kann der Kopfbereich 9 aus einem hochelastischen Werkstoff bestehen, während der Fußbereich aus einem härteren Werkstoff besteht oder – wie in 2 angedeutet – einen Strang 8' eines härteren Materials enthält, der von einer Schicht des hochelastischen Werkstoffs umgeben ist.
Zur Reduktion der Reibbelastung kann das Dichtungsprofil 1 nach dem Auftragen auf die Oberfläche 3 mit einem Gleitmittel, insbesondere einem strahlungsvernetzenden Gleitlack oder einer Silikonbeschichtung, überzogen werden.
Um eine gute Haftung des Dichtungsprofils 1 auf der Oberfläche 3 sicherzustellen, kann dem Dichtungsprofil 1 während der Extrusion ein Zwei-Phasen-Reaktivklebstoff zugegeben werden. Die erste Phase des Zwei-Phasen-Reaktivklebstoffs bewirkt eine Anbindung für die Initialhaftung des Dichtungsprofils 1 an der beschichteten Oberfläche 3, während die zweite Phase des Zwei-Phasen-Reaktivklebstoffs die Dauerhaftung (mit Resistenz gegen Feuchtigkeitseinwirkung, Temperatur, ...) sicherstellt. Vorzugsweise wird der Zwei-Phasen-Reaktivklebstoff 12 – wie in 1 gestrichelt angedeutet – mit Hilfe einer parallel zur Extrusionsdüse 5 geführten (oder in die Extrusionsdüse 5 integrierten) Zusatzdüse 5' auf die der Oberfläche 3 gegenüberliegende Kontaktfläche 8'' des Fußbereichs 8 aufgetragen. Alternativ kann der Zwei-Phasen-Reaktivklebstoff über ein sog. No-Mix-Verfahren aufgetragen werden, bei dem eine der Kleberkomponenten dem Extrudat 6 des Dichtungsprofils 1 beigemischt wird, während die andere Komponente (z. B. ein Aktivator in Form eines Lacks) auf die beschichtete Oberfläche 3 aufgebracht wird; beim Aufbringen des Dichtungsprofils 1 reagiert der Aktivator mit der im Extrudat 6 enthaltenen Klebstoffkomponente und bewirkt die gewünschte Haftung.
Alternativ kann dem Werkstoff des Fußbereichs 8 ein Klebstoff beigemischt sein, der in verkapselter Form im Extrudat 6 enthalten ist.
Das Verfahren eignet sich zum Applizieren beliebiger Dichtungsprofile auf lackierte Oberflächen, insbesondere im Fahrzeugbau (Dichtungsprofile an Türen und Klappen), im Bootsbau sowie im Hausbau (Dichtungsprofile an Fenstern etc.).
Durch eine entsprechende Steuerung des Auftragsroboters können sowohl ebene als auch beliebig gekrümmte (d. h. dreidimensional geformte) Oberflächen mit direktextrudierten Dichtungsprofilen 1 versehen werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 102006032139 A1 [0002]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- www.reis-extrusion.de [0006]

Claims

Verfahren zum Aufbringen eines Dichtungsprofils (1) auf eine beschichtete, insbesondere lackierte, Oberfläche (3) dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungsprofil (1) unter Verwendung eines robotergeführten Extrusionswerkzeugs (2) unmittelbar auf die Oberfläche (3) aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungsprofil (1) durch Koextrusion unterschiedlicher Materialien auf die Oberfläche (3) aufgebracht wird.
Bauteil (4) mit einer beschichteten, insbesondere lackierten, Oberfläche (3) und einem an dieser Oberfläche (3) befestigten Dichtungsprofil (1), dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungsprofil (1) unter Verwendung eines Extrusionsverfahrens auf der Oberfläche (3) aufgebracht ist.
Bauteil (4) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungsprofil (3) einen Fußbereich (8) und einen Kopfbereich (9) umfasst, die durch Koextrusion unterschiedlicher Werkstoffe hergestellt sind.
Bauteil (4) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff des Fußbereiches (8) einen Klebstoff oder eine Klebstoffkomponente enthält.
Bauteil (4) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff des Fußbereiches (8) eine Klebstoffkomponente eines Zwei-Phasen-Klebstoffs enthält.
Bauteil (4) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff des Fußbereiches (8) einen Klebstoff in einer verkapselten Form enthält.
Bauteil (4) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungsprofil (1) zumindest abschnittsweise mit einem Gleitmittel beschichtet ist.