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Die
Erfindung betrifft eine Dichtung, die zumindest abschnittsweise
einen Kern aus einem harten Kunststoff und eine Haut aus einem vergleichsweise
weichen Kunststoff aufweist.
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Aus
der
DE 2 157 015 A1 ist
eine Dichtung aus spritzbarem Werkstoff, insbesondere Kunststoff oder
Gummi, bekannt, die einen Dichtlippenträger und eine Dichtlippe
aufweist, die in einem einzigen Arbeitsgang in einer Spritzgussform
einstückig hergestellt sind. Die Dichtlippe und der Dichtlippenträger bestehen
aus verschiedenen spritzbaren Werkstoffen und werden im warmplastischen
Zustand miteinander verbunden. Dabei kann der Dichtlippenträger aus
einem spritzbaren Werkstoff bestehen, der eine größere
Steifigkeit besitzt als der Werkstoff der Dichtlippe. Der Dichtlippenträger
kann aus einem spritzbaren faserverstärkten Werkstoff und
die Dichtlippe aus einem spritzbaren Werkstoff ohne Faserverstärkung bestehen.
Zur Realisierung dieser bekannten Dichtung wird in einer Spritzgussform
zunächst der Bereich des Dichtlippenträgers durch
eine verschiebbare Trennwand vom Bereich der Dichtlippe getrennt und über getrennte
Angusskanäle ein erster spritzbarer Werkstoff in dem Bereich
des Dichtlippenträgers und ein zweiter spritzbarer Werkstoff
in dem Bereich der Dichtlippe eingespritzt und die Trennwand anschließend
aus der Spritzform entfern. Eine andere Möglichkeit zur
Realisierung dieser bekannten Dichtung besteht darin, dass ein spritzbarer
faserverstärkter Werkstoff über einen einzigen
Angusskanal in eine Spritzform eingespritzt wird, wobei Staukörper im
Angusskanal eine wenigstens teilweise Entmischung des im Bereich
der Dichtlippe fließenden Werkstoffes bewirken.
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Zur
Herstellung dieser bekannten Dichtung ist also entweder eine Spritzgussform
mit einer Trennwand oder eine Spritzgussform mit Staukörpern
erforderlich.
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Eine
Dichtung für Wälzlager ist beispielsweise aus
der
DE 1 992 303 U1 oder
aus der
DE 195 27 340
B4 bekannt. Diese bekannten Dichtungen weisen jeweils einen
Dichtungskörper aus einem elastischen Material und einen
Metallkörper auf.
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Eine
Längsdichtung für eine Linearführung mit
einem Träger aus einem harten Kunststoff und einer Dichtlippe
aus einem vergleichsweise weichen Kunststoff ist aus der
DE 10 2007 008 052
A1 der Anmelderin bekannt. Die Dichtlippe ist mit dem Träger durch
mindestens eine Materialverschlaufung formschlüssig verbunden.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dichtung der eingangs
genannten Art zu schaffen, die einfach auch mit einer geringen Bauhöhe problemlos
herstellbar ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale
des Anspruches 1, d. h. dadurch gelöst, dass der Kern und
die Haut in Sandwichtechnik hergestellt sind. Bei der Sandwichtechnik
handelt es sich um einen einstufigen Prozess, bei welchem während
des Einspritzens vom Hautmaterial auf das Kernmaterial umgestellt
wird. Der Umschaltvorgang kann hierbei mit zwei aufeinander abgestimmten
Einspritzfolgen von zwei separaten Einspritzzylindern geschehen,
es kann jedoch auch eine Materialschichtung in einem einzigen Einspritzzylinder
erfolgen, womit sich der Materialwechsel von Hautmaterial auf Kernmaterial
zwangsläufig und automatisch ergibt.
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Beispielsweise
offenbart die
EP 0
692 359 B1 eine Vorrichtung zum Spritzgießen in
Sandwichtechnik zur Herstellung eines Gegenstandes, der eine äußere
Oberfläche aus einem Hautmaterial aufweist, das einen zentralen
Kern umgibt. Diese bekannte Vorrichtung weist eine Haupt-Einspritzeinheit auf,
die eine hin- und herbewegbare Förderschnecke zur Plastifizierung
des Kernmaterials aufweist. Eine zweite Einheit ist zur Plastifizierung
des Hautmaterials vorgesehen. Ein Heißkanalverteiler ist
mit der zweiten Einheit verbunden. Zur alternativen Positionierung
des Heißkanalverteilers zwischen einer ersten Position,
in welcher der Heißkanalverteiler mit der Hauptspritzeinheit
verbunden ist, und einer zweiten Position, in welcher der Heißkanalverteiler
aus dem Mündungsbereich der Haupt-Einspritzeinheit herausbewegt
wird, sind bei dieser bekannten Vorrichtung vorgesehen.
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Bei
der erfindungsgemäßen Dichtung hat es sich als
zweckmäßig erwiesen, wenn der Kunststoff des Kernes
eine größere Steifigkeit besitzt als der Kunststoff
der Haut. Zu diesem Zwecke kann der Kunststoff des Kernes Füllstoffe
als Verstärkung aufweisen. Der Kunststoff der Haut weist
entweder überhaupt keine oder nur eine vergleichsweise
geringe Menge Füllstoffe auf. Die Füllstoffe können
von Fasern und/oder Kugeln wie Glasfasern, Kohlenstofffasern, Glaskugeln
o. dgl. gebildet sein.
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Bei
der erfindungsgemäßen Dichtung können
der Kern und die Haut aus demselben Kunststoff bestehen. Der Kern
und die Haut können unterschiedliche Füllstoffe
aufweisen.
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Zur
weiteren mechanischen Versteifung kann bei der erfindungsgemäßen
Dichtung der Kern und/oder die Haut mit einem formstabilen Träger kombiniert
sein. Der formstabile Träger kann von dem Kern bzw. der
Haut mindestens teilweise oder vollständig umschlossen
sein. Zweckmäßig kann es hierbei sein, wenn der
Kern und/oder die Haut mit dem formstabilen Träger mittels
mindestens einer Verschlaufung fest verbunden ist. Derartige Verschlaufungen
sind in der oben zitierten
DE 10 2007 008 052 A1 der Anmelderin offenbart,
so dass hierauf nicht detaillierter eingegangen zu werden braucht.
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Erfindungsgemäß kann
die Dichtung mit einem formstabilen harten Konstruktionsteil fest
verbunden sein. Diese Verbindung kann durch einen Materialschluss
realisiert sein. Dieser Materialschluss kann durch mindestens eine
Verschlaufung realisiert sein.
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Erfindungsgemäß können
die Dichtung und das formstabile Konstruktionsteil durch Mehrkomponenten-Spritzgießen
hergestellt sein.
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Die
mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, dass die Dichtung
durch Spritzgießen in Sandwichtechnik zwei voneinander
verschiedene Funktionsbereiche, d. h. einen formstabilen Trägerbereich
und einen elastischen Dichtbereich, aufweist. Durch die erfindungsgemäß zur
Anwendung gelangende Sandwichtechnik sind optimale Dichtungs- und
Trägereigenschaften insbesondere durch die Verwendung unterschiedlicher
Werkstoffe und/oder Füllstoffe für das Hautmaterial
und für das Kernmaterial realisierbar. Der Dichtbereich
ist mit dem Kern- bzw. Trägerbereich fest und unlösbar
verbunden. Unterwünschte Durchlässigkeiten zwischen
der den Dichtbereich bestimmenden Haut und dem Kern beispielsweise
durch Temperatur-Einwirkungen und/oder Chemikalien werden vermieden.
Durch die zur Anwendung gelangende Sandwichtechnik sind Dichtungen
mit sehr geringen Bauhöhen in einfacher Weise realisierbar.
Der Trägerbereich und der Dichtbereich schließen
aneinander quasi direkt und unmittelbar an, d. h. der Dichtbereich
kann sehr nahe an den Trägerbereich herangeführt
sein, wodurch die Dichtwirkung optimal unterstützt wird.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass keine Gefahr abrasiver Wirkungen
im Bereich der beispielsweise mindestens eine Dichtlippe aufweisenden
Haut von den für die Trägerfunktion des Kernes
notwendigen Füllstoffen des Kernmaterials besteht. Es ist
eine saubere Trennung von optimalem Werkstoff für die Dichtungsfunktion
und optimalem Werkstoff für die Trägerfunktion
des Kernes bei einer optimalen Reduktion, d. h. Minimalanzahl von
Bauteilen, bei gleichzeitiger Vermeidung aufwendiger Bauweisen gewährleistet.
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Bei
den diversen Ausführungen können als Kunststoffe
alle thermoplastisch verarbeitbaren Formmassen eingesetzt werden,
z. B. Polyamide oder thermoplastische Elastomere, d. h. wenn in
der vorliegenden Anmeldung von Kunststoffen die Rede ist, sind damit
auch alle anderen thermoplastisch verarbeitbaren Formmassen umfasst.
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Bei
den diversen Ausführungen ist vorzugsweise vorgesehen,
dass der Kern von der Haut vollständig oder weitgehend
vollständig umschlossen ist. Um insbesondere bei ringförmigen
Dichtelementen eine stabile Verbindung an Materialzusammenflußstellen
zu erhalten, kann gezielt vorgesehen sein, dass ein Durchbruch des
harten Kunststoffs des Kerns durch den Kunststoff der Haut derart
vorliegt, dass lokal begrenzt der harte Kunststoff des Kerns an der
Außenseite der Dichtung angeordnet ist, und zwar vorzugsweise
nur an einer dem Dichtbereich abgewandten Seite der Dichtung. Bei
ringförmigen Dichtungen kann dieser lokal begrenzte harte
Kunststoffbereich am äußeren Rand der Dichtung
vorliegen und der innere Rand der Dichtung als weicher Dichtbereich
ausgebildet sein oder es kann die Anordnung auch umgekehrt vorgesehen
sein.
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Verwendung
finden kann die erfindungsgemäße Dichtung als
Dichtungselement für diverse Führungseinrichtungen
und Lager, vorzugsweise Wälzlager. Es kann sich hierbei
um Lager gemäß Patentanspruch 21 handeln, die
als Drehlager gemäß Patentanspruch 22 oder als
Linearlager gemäß Patentanspruch 24 ausgebildet
sein können.
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Bei
den Drehlagern kann vorgesehen sein, dass das Dichtelement als ringförmiger
und/oder flachringförmiger Körper ausgebildet
ist und die Haut des radial inneren Randes des Körpers
und/oder die Haut des radial äußeren Randes des
Körpers als der Dichtbereich ausgebildet ist.
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Bei
den Linearlagern können eine oder mehrere der Dichtungen
als Abstreifdichtung ausgebildet sein. Es kann hierbei vorgesehen
sein, dass das Dichtelement als Abstreifdichtung ausgebildet ist,
die einen flachen, vorzugsweise lappenförmigen Körper aufweist,
der sich parallel zu einer Stirnseite des Laufwagens und/oder senkrecht
zur Bewegungsrichtung des Laufwagens erstreckt, wobei die Haut eines freien
Randbereichs des Körpers auf einer parallel zur Bewegungsrichtung
des Laufwagens sich erstreckenden Fläche der Schiene quer
zur Längserstreckung des freien Randbereichs des Körpers
gleitend geführt ist.
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Ferner
können in den Linearlagern auch Längsdichtungen
eingesetzt sein. Hierbei kann vorgesehen sein, dass das Dichtelement
als Längsdichtung ausgebildet ist, die einen flachen, vorzugsweise lappenförmigen
Körper aufweist, der sich parallel zur Bewegungsrichtung
des Laufwagens erstreckt, wobei die Haut eines freien Randbereichs
des Körpers auf einer Fläche der Schiene entlang
der Erstreckungsrichtung der Schiene und längs zur Längserstreckung
des freien Randbereichs des Körpers gleitend geführt
ist.
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Bei
all den Ausführungen des Wälzlagers können
als Wälzkörper Kugeln, Zylinderkörper,
Nadeln oder andere ansich bekannte Wälzkörper
eingesetzt werden. Wesentlich bei allen Lagerausführungen
ist jeweils, dass erfindungsgemäße Dichtungen des
grundsätzlichen Aufbaus gemäß Patentanspruch 1
eingesetzt sind.
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Weitere
Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung einiger in den Zeichnungen schematisch verdeutlichter
Ausbildungen der erfindungsgemäßen Dichtung, wobei
es sich versteht, dass die Erfindung nicht auf die dargestellten
Ausführungsformen beschränkt, sondern durch die
Ansprüche bestimmt ist.
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Es
zeigen:
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1 schematisch
einen Querschnitt durch eine Ausbildung der erfindungsgemäßen
Dichtung,
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2 eine
der 1 ähnliche Querschnittsdarstellung einer
zweiten Ausführungsform der Dichtung,
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3 eine
perspektivische Ansicht einer dritten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Dichtung,
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4 einen
Querschnitt durch eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Dichtung, und
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5 perspektivisch
einen Abschnitt einer fünften Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Dichtung
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6 ein
Ausführungsbeispiel einer als Drehlager ausgebildeten Lagereinheit;
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7 ein
Ausführungsbeispiel einer als Linearlager ausgebildeten
Lagereinheit.
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1 zeigt
in einer Querschnittsdarstellung eine Ausbildung der Dichtung 10,
die einen Kern 12 und eine Haut 14 aufweist. Der
Kern 12 besteht aus einem harten Kunststoff und die Haut 14 besteht
aus einem im Vergleich hierzu weichen Kunststoff. Der Kern 12 und
die Haut 14 sind in einem Arbeitsgang in der an sich bekannten
Sandwichtechnik hergestellt.
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Die
Dichtung 10 weist einen Trägerbereich 16 und
einen Dichtbereich 18 auf. Der Dichtbereich 18 ist
als Dichtlippe 20 ausgebildet, die vom Trägerbereich 16 materialeinstückig
weg steht. Der Trägerbereich 16 ist bezüglich
seiner mechanischen Festigkeit und Formstabilität durch
den Kern 12 aus dem harten Kunststoff bestimmt. Der von
der Dichtlippe 20 gebildete Dichtbereich 18 ist
von der Haut 14 aus dem vergleichsweise weichen Kunststoff
bestimmt.
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2 verdeutlicht
in einer der 1 ähnlichen Querschnittsdarstellung
eine Ausbildung der Dichtung 10 mit einem Kern 12 aus
hartem Kunststoff und einer den Kern 12 umgebenden Haut 14 aus
einem vergleichsweise weichen Kunststoff, wobei der Kern 12 mit
einem formstabilen Träger 22 kombiniert ist. Das
heißt, der formstabile Träger 22 ist
im Kern 12 vorgesehen. Der formstabile Träger 22 ist
beispielsweise von einem Blechmaterial gebildet.
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Mit
der Bezugsziffer 16 ist auch in 2 der Trägerbereich
der Dichtung 10 und mit der Bezugsziffer 18 der
Dichtbereich der Dichtung 10 bezeichnet. Bei dieser Ausführungsform
weist der elastische Dichtbereich 18 zwei voneinander abgewandte Dichtlippen 20 und
zwischen diesen einen Verstärkungswulst 24 auf.
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3 verdeutlicht
perspektivisch eine Ausbildung der Dichtung 10 mit einem
Kern 12 und einer diesen umgebenden Haut 14. Im
Kern 12 aus hartem Kunststoff ist ein formstabiler Träger 22 vorgesehen, der
mit einer Aussparung 26 ausgebildet ist, um zwischen dem
Kern 12 und dem formstabilen Träger 22 eine
Verschlaufung 28 zu realisieren. Im Übrigen ist die
Dichtung 10 gemäß 3 ähnlich
ausgebildet wie die Dichtung 10 gemäß 1,
so dass es sich erübrigt, in Verbindung mit 3 alle
Einzelheiten noch einmal detailliert zu beschreiben.
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Während 3 eine
geradlinige Dichtung 10 verdeutlicht, die für
eine Linearführung vorgesehen ist, verdeutlicht die 4 eine
Dichtung 10, die ringförmig ausgebildet für
ein Wälzlager vorgesehen ist. Die Dichtung 10 gemäß 4 ist
mit einem formstabilen Konstruktionsteil 30 materialschlüssig
fest verbunden. Diese feste Verbindung ist beispielsweise durch
Verschlaufungen 32 verwirklicht, von welchen einige in 5 gezeichnet
sind, die einen Abschnitt der Dichtung 10 gemäß 4 in
einem größeren Maßstab zeigt.
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Die
Dichtung 10 weist einen Kern 12 aus einem harten
Kunststoff und eine den Kern 12 umschließende
Haut 14 aus einem vergleichsweise weichen Kunststoff auf,
wobei der Kern 12 und die Haut 14 in an sich bekannter
Sandwichtechnik hergestellt sind. Bei dieser Ausführungsform
der Dichtung 10 ist die Haut 14 an der Innenseite
der Dichtung mit einem ringförmig umlaufenden Dichtungswulst 34 ausgebildet,
die den Dichtbereich 18 der Dichtung 10 bildet. Der
Trägerbereich 16, an den sich der Dichtbereich 18 unmittelbar
anschließt, ist bezüglich mechanischer Festigkeit
und Formstabilität insbesondere durch den Kern 12 aus
dem harten Kunststoff bestimmt.
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Zur
Realisierung der Verschlaufungen 32 zwischen der Dichtung 10 und
dem formstabilen Konstruktionsteil 30 weisen das Konstruktionsteil 30 und der
Trägerbereich 16 der Dichtung 10 eine Überlappung 36 auf.
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6 zeigt
eine als Drehlager ausgebildete Lagereinheit. Bei dem Drehlager
handelt es sich um ein Wälzlager 40 mit einem
als Außenring 43 ausgebildeten ersten Lagerteil
und einem als Innenring 44 ausgebildeten zweiten Lagerteil,
wobei die beiden Lagerteile unter Zwischenschaltung von Wälzkörpern 41 an
diesen geführt relativ zueinander bewegbar sind. Die in
dem in 6 gezeigten Ausführungsbeispiel als Kugeln
ausgebildeten Wälzkörper 41 sind durch
einen Wälzkörperkäfig 42 auf
Abstand gehalten. In den beiden axialen Endabschnitten des Außenrings 43 sind
im Wesentlichen ringförmige Wälzlagerdichtungen 10w angeordnet,
wobei die Wälzlagerdichtungen 10w, wie die weiter
oben beschriebenen Dichtungen 10 im Sandwichverfahren hergestellt,
einen durch den harten Kern gebildeten Trägerbereich und
eine durch die weiche Haut gebildeten Dichtbereich aufweisen. Die
Wälzlagerdichtungen 10w überdecken den
zwischen dem Außenring 43 und dem Innenring 44 ausgebildeten
Spaltbereich und gleiten mit dem als weicher Dichtbereich ausgebildeten
inneren ringförmigen Abschnitt auf einem korrespondierenden
stirnseitigen Bereich des Innenrings 44.
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Die
in dem Ausführungsbeispiel in 6 verwendete
Dichtung 10w ist flachringförmig. Der radial äußere
Randbereich ist in einer radialen Ringnut des Außenrings 43 eingesteckt.
Der harte Kern des Randbereichs der Dichtung ermöglicht
den festen Sitz in der Ringnut. Der radial innere Randbereich der Dichtung 10w ist
als der Dichtungsbereich ausgebildet, indem die weiche Haut des
Randbereichs eine ringförmige Dichtlippe bildet.
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Diese
ringförmige Dichtlippe gleitet bei dem Ausführungsbeispiel
in 6 auf einer ringförmigen Stufe des Innenrings 44.
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7 zeigt
eine als Linearlager ausgebildete Lagereinheit. Bei dem Linearlager 50 handelt
es sich um eine Kugelumlaufführung mit einem als Führungsschiene 51 ausgebildeten
ersten Lagerteil und einem als Laufwagen 52 ausgebildeten
zweiten Lagerteil, wobei die beiden Lagerteile unter Zwischenschaltung
von Kugeln als Wälzkörper 41 an diesen geführt
relativ zueinander bewegbar sind. Die Führungsschiene 51 weist
an beiden Querseiten im Querschnitt kreisbogenförmige lineare
Führungsnuten und komplementär dazu an den Innenseiten
des Laufwagens 52 angeordnete Führungsnuten auf,
in denen die Kugeln 41 abwälzen. Die Kugeln 41 sind, wie
in 7 zu sehen, in einem Kugelumlauf geführt, wobei
der Kugelumlauf durch Umlenk-/Endkappen 53 verschlossen
ist.
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Eine
lappenförmige Abstreifdichtung 10a ist jeweils
an der freien Stirnseite des Laufwagens 52 angeordnet.
Sie ist mir ihrer flächigen Seite auf der Stirnfläche
des Laufwagens 52 flächig aufliegend fixiert und
gleitet mit dem in ihrem freien Randbereich ausgebildeten Dichtbereich über
die Oberseite der Führungsschiene 51. Die Gleitbewegungsrichtung verläuft
senkrecht zur Längskante des den Dichtbereich bildenden
Randes. Die Abstreifdichtung 10a streift bei der Gleitbewegung
auf der Oberseite der Führungsschiene angelagerte Schmutzpartikel
oder flüssige oder pastöse Verschmutzungen ab
und hält Schmierstoffe, wie Fette oder Öle im
Bereich des Laufwagens.
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Eine
ebenfalls als flacher, lappenförmiger Körper augebildete
Längsdichtung 10l untergreift den Laufwagen 52 und
gleitet mit einem als weichen Dichtbereich ausgebildeten freien
Rand über eine an dem unteren Randabschnitt der Führungsschiene 51 unterhalb
des Kugelumlaufs ausgebildeten Kontaktfläche.
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Die
Gleitbewegung verläuft entlang der Längskante
dieses dichtenden Randbereichs. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
sind die Abstreifdichtung 10a und die Längsdichtung 10l jeweils in
Sandwichtechnik hergestellt. Die Fixierung der Dichtung an der Stirnseite
bzw. der Unterseite des Laufwagens 52 erfolgt durch Zusammenwirken
mit dem harten Kern der Dichtung, z. B. durch Hindurchgreifen eines
Befestigungsmittels oder Einstecken in eine Halterung. Den Dichtbereich
bildet der freie Rand der Dichtung, indem die weiche Haut dieses Randes
als Dichtlippe ausgebildet ist.
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- 10
- Dichtung
- 10a
- Abstreifdichtung
- 10l
- Längsdichtung
- 10w
- Wälzlagerdichtung
- 12
- Kern
(von 10)
- 14
- Haut
(von 10)
- 16
- Trägerbereich
(von 10)
- 18
- Dichtbereich
(von 10 an 16)
- 20
- Dichtlippe
(von 18)
- 22
- formstabiler
Träger (von 10 in 12)
- 24
- Verstärkungswulst
(zwischen 20 und 20)
- 26
- Aussparung
(in 22 für 28)
- 28
- Verschlaufung
(zwischen 12 und 22)
- 30
- formstabiles
Konstruktionsteil (für 10)
- 32
- Verschlaufung
(zwischen 30 und 10)
- 34
- Dichtungswulst
(für 18) 36 Überlappung (zwischen 30 und 16)
- 40
- Drehlager
- 41
- Wälzkörper
- 42
- Wälzkörperkäfig
- 43
- Außenring
- 44
- Innenring
- 50
- Linearlager
- 51
- Führungsschiene
- 52
- Laufwagen
- 53
- Umlenk-/Endkappe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 2157015
A1 [0002]
- - DE 1992303 U1 [0004]
- - DE 19527340 B4 [0004]
- - DE 102007008052 A1 [0005, 0011]
- - EP 0692359 B1 [0008]