DE102019102125A1 - Sealing element and method for sealing a vehicle body - Google Patents
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Abstract
Das erfindungsgemäße Dichtelement (3) weist mindestens eine Rastgeometrie auf. Das Dichtelement (3) ist dabei derart ausgestaltet, dass diese nur durch ihre eigene Elastizität mit mindestens einer unelastischen Aufnahme eines Verbindungsbauteils verrastbar ist. Die mindestens eine Rastgeometrie (31) des Dichtelements (3) geht also mit der mindestens einen unelastischen Aufnahme (11) eines Verbindungsbauteils eine formschlüssige Verbindung ein.Durch die Verrastung des Dichtelements (3) wird mindestens eine Dichtfläche (51, 52, 53) des Dichtelements (3) auf mindestens eine korrespondierend angeordnete Dichtfläche des Verbindungsbauteils dichtend angedrückt. Beim Vorhandensein mehrerer Dichtflächen (51, 52, 53) können diese auch an verschiedenen benachbart angeordneten Verbindungsbauteilen, aber auch an benachbarten Bauteilen ohne unelastische Aufnahme (11) angeordnet sein.Die unelastische Aufnahme (11) ist dabei als geometrisches Gegenstück der Rastgeometrie (31) des Dichtelements (3) ausgestaltet, so dass die Rastgeometrie (31) des Dichtelements (3) auf oder in der unelastischen Aufnahme (11) verrasten kann.The sealing element (3) according to the invention has at least one locking geometry. The sealing element (3) is designed in such a way that it can only be locked with at least one non-elastic receptacle of a connecting component due to its own elasticity. The at least one locking geometry (31) of the sealing element (3) thus forms a positive connection with the at least one non-elastic receptacle (11) of a connecting component. The locking of the sealing element (3) results in at least one sealing surface (51, 52, 53) of the Sealing element (3) is pressed onto at least one correspondingly arranged sealing surface of the connecting component. If a plurality of sealing surfaces (51, 52, 53) are present, these can also be arranged on various adjacent connecting components, but also on adjacent components without an inelastic receptacle (11). The inelastic receptacle (11) is a geometric counterpart of the locking geometry (31) of the sealing element (3), so that the locking geometry (31) of the sealing element (3) can lock on or in the inelastic receptacle (11).
Description
Die Erfindung betrifft ein Dichtelement, insbesondere für Fahrzeugkarosserien und ein Verfahren zur Abdichtung einer Fahrzeugkarosserie.The invention relates to a sealing element, in particular for vehicle bodies, and a method for sealing a vehicle body.
Dichtungen in Fahrzeugkarosserien werden nach dem Stand der Technik verklebt oder mittels zusätzlicher Bauelemente, beispielsweise Clips befestigt. Nachteilig daran ist ein hoher Fertigungsaufwand einhergehend mit hohen Kosten.According to the prior art, seals in vehicle bodies are glued or fastened by means of additional components, for example clips. The disadvantage of this is a high manufacturing outlay associated with high costs.
Zudem stellen die verwendeten Zusatzelemente häufig eine Schwachstelle der Dichtverbindung dar, da ein Versagen der Verklebung oder eines Befestigungselementes einem Versagen der Dichtung gleich kommt.In addition, the additional elements used often represent a weak point in the sealing connection, since failure of the adhesive bond or of a fastening element equals failure of the seal.
In der
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde ein Dichtelement vorzuschlagen, das besonders einfach und kostengünstig in Herstellung und Montage ist. Gleichfalls Aufgabe der Erfindung ist es ein Verfahren zur Abdichtung einer Fahrzeugkarosserie vorzuschlagen, das einfach und effizient durchführbar ist.The invention is based on the object of proposing a sealing element which is particularly simple and inexpensive to manufacture and assemble. The object of the invention is also to propose a method for sealing a vehicle body which can be carried out simply and efficiently.
Das erfindungsgemäße Dichtelement kann zur Abdichtung einer Fuge eingesetzt. Die Fuge kann dabei beispielsweise Teil einer Fahrzeugkarosserie sein, beispielsweise zwischen Schweller und Karosserie oder auch zwischen geschlossener Tür und Karosserie. Das erfindungsgemäße Verfahren ist zur Abdichtung einer oder mehrerer Fugen einer Fahrzeugkarosserie und/oder angrenzender Bauteile geeignet.The sealing element according to the invention can be used to seal a joint. The joint can be part of a vehicle body, for example, between the sill and body or between the closed door and body. The method according to the invention is suitable for sealing one or more joints of a vehicle body and / or adjacent components.
Das erfindungsgemäße Dichtelement weist mindestens eine Rastgeometrie auf. Das Dichtelement ist dabei derart ausgestaltet, dass diese nur durch ihre eigene Elastizität mit mindestens einer unelastischen Aufnahme eines Verbindungsbauteils verrastbar ist. Die mindestens eine Rastgeometrie der Dichtelement geht also mit der mindestens einen unelastischen Aufnahme eines Verbindungsbauteils eine formschlüssige Verbindung ein.The sealing element according to the invention has at least one locking geometry. The sealing element is designed in such a way that it can only be locked by its own elasticity with at least one non-elastic receptacle of a connecting component. The at least one locking geometry of the sealing element therefore forms a positive connection with the at least one non-elastic receptacle of a connecting component.
Die Ausgestaltung des Dichtelements um eine Verrastung nur aufgrund ihrer Elastizität mit einer unelastischen Aufnahme zu gewährleisten kann dabei unter anderem in ihrer Wandstärke um die mindestens eine Rastgeometrie oder der Wandstärke der mindestens einen Rastgeometrie selbst, in der Materialauswahl oder auch in der Auswahl der Geometrie der mindestens einen Rastgeometrie bestehen.The design of the sealing element in order to ensure latching only on account of its elasticity with an inelastic receptacle can include, among other things, its wall thickness by at least one latching geometry or the wall thickness of the at least one latching geometry itself, in the material selection or also in the selection of the geometry of the at least one a locking geometry exist.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung liegt eine Rastgeometrie des Dichtelements an einer unelastischen Aufnahme weitestgehend fugenfrei an. Vorteilhaft kann so ein fester Sitz des Dichtelements und damit eine gute Dichtwirkung gewährleistet werden.In a particularly preferred embodiment, a latching geometry of the sealing element rests largely without joints on an inelastic receptacle. In this way, a tight fit of the sealing element and thus a good sealing effect can advantageously be ensured.
Die mindestens eine unelastische Aufnahme ist dabei an einem mindestens einem Verbindungsbauteil angeordnet, das in unmittelbarer Nähe der zu dichtenden Fuge befindlich ist. Sollten mehrere unelastische Aufnahmen für mehrere Rastgeometrien des Dichtelements vorhanden sein, können diese auch an verschiedenen Verbindungsbauteilen angeordnet sein.The at least one non-elastic receptacle is arranged on at least one connecting component which is located in the immediate vicinity of the joint to be sealed. If there are several non-elastic receptacles for several locking geometries of the sealing element, these can also be arranged on different connecting components.
Durch die Verrastung des Dichtelements wird mindestens eine Dichtfläche des Dichtelements auf mindestens eine korrespondierend angeordnete Dichtfläche des Verbindungsbauteils dichtend angedrückt. Beim Vorhandensein mehrerer Dichtflächen können diese auch an verschiedenen benachbart angeordneten Verbindungsbauteilen, aber auch an benachbarten Bauteilen ohne unelastische Aufnahme angeordnet sein.The locking of the sealing element presses at least one sealing surface of the sealing element onto at least one correspondingly arranged sealing surface of the connecting component. If a plurality of sealing surfaces are present, these can also be arranged on various connecting components arranged adjacent to one another, but also on adjacent components without inelastic accommodation.
Die konkrete Anzahl der Verrastungen von Dichtelement und unelastischer Aufnahme hängt von der konkreten Anwendung ab. So kann es vorteilhaft sein, wenn das Dichtelement beidseitig der zu dichtenden Fuge jeweils eine Rastgeometrie ausgebildet hat, mit korrespondierenden unelastischen Aufnahmen, da die Dichtwirkung und der Sitz des Dichtelements so besonders gut sind.The exact number of latching of the sealing element and inelastic holder depends on the specific application. It can be advantageous if the sealing element has a locking geometry on both sides of the joint to be sealed, with corresponding inelastic receptacles, since the sealing effect and the seating of the sealing element are particularly good.
Die unelastische Aufnahme ist dabei als geometrisches Gegenstück der Rastgeometrie des Dichtelements ausgestaltet, so dass die Rastgeometrie der Dichtelement auf oder in der unelastischen Aufnahme verrasten kann.The inelastic receptacle is designed as a geometric counterpart to the locking geometry of the sealing element, so that the locking geometry of the sealing element can lock on or in the inelastic seating.
Die unelastische Aufnahme ist bevorzugt in unmittelbarer Nähe der zu dichtenden Fuge angeordnet, so dass die Dichtelement die Fuge überdeckt und diese dichtet. In einer bevorzugten Ausgestaltung kann das Dichtelement auch derart ausgestaltet sein, dass das Dichtelement zumindest teilweise in die zu dichtende Fuge eingreift, um vorteilhaft die Dichtwirkung zu erhöhen.The inelastic receptacle is preferably arranged in the immediate vicinity of the joint to be sealed, so that the sealing element covers the joint and seals it. In a preferred embodiment, the sealing element can also be designed such that the sealing element engages at least partially in the joint to be sealed, in order to advantageously increase the sealing effect.
In einer alternativen Ausgestaltung kann die zu dichtende Fuge auch die unelastische Aufnahme selbst sein. Dies ist vorteilhaft besonders effizient. In an alternative embodiment, the joint to be sealed can also be the inelastic receptacle itself. This is advantageously particularly efficient.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist eine Dichtfläche derart in unmittelbarer Nähe der Rastgeometrie beziehungsweise der unelastischen Aufnahme angeordnet, dass die unelastische Aufnahme das Dichtelement gegen eine korrespondierend angeordnete Dichtfläche eines benachbart angeordneten Bauteils drückt. Vorteilhaft kann die Dichtwirkung so deutlich verbessert werden.In a further preferred embodiment, a sealing surface is arranged in the immediate vicinity of the locking geometry or the inelastic receptacle in such a way that the inelastic receptacle presses the sealing element against a correspondingly arranged sealing surface of an adjacent component. The sealing effect can advantageously be significantly improved in this way.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Dichtelements hat die Rastgeometrie Hinterschneidungen. Beim Auf- oder Einsetzen des Dichtelements werden diese Hinterschneidungen dann durch die Elastizität des Dichtelements kompensiert bis das Dichtelement fest auf der Aufnahme in ihrer Endposition sitzt. In dieser Endposition ist das Dichtelement bevorzugt weitestgehend spannungsfrei, da so vorteilhaft eine lange Haltbarkeit des Dichtelements gewährleistet werden kann. Vorteilhaft kann durch die Hinterschneidungen der Rastgeometrie eine besonders feste Verrastung des Dichtelements auf der unelastischen Aufnahme erreicht werden.In a preferred embodiment of the sealing element, the locking geometry has undercuts. When the sealing element is put on or inserted, these undercuts are then compensated for by the elasticity of the sealing element until the sealing element is firmly seated on the receptacle in its end position. In this end position, the sealing element is preferably largely free of tension, since this advantageously ensures that the sealing element has a long service life. The undercuts of the locking geometry can advantageously achieve a particularly firm locking of the sealing element on the inelastic receptacle.
In einer bevorzugten Ausgestaltung besteht das Dichtelement aus einem einzelnen Materialstrang. Vorteilhaft ist so die Herstellung des Dichtelements besonders einfach und kostengünstig. Zudem ist diese Ausgestaltung vorteilhaft für die Haltbarkeit des Dichtelements.In a preferred embodiment, the sealing element consists of a single strand of material. The manufacture of the sealing element is thus particularly simple and inexpensive. In addition, this configuration is advantageous for the durability of the sealing element.
In einer alternativen Ausgestaltung kann das Dichtelement auch aus mehreren verbundenen Materialsträngen bestehen. Vorteilhaft können so spezielle Eigenschaften in verschiedenen Querschnittsbereichen des Dichtelements realisiert werden. Die Verbindung der Materialstränge kann dabei mittels aus dem Stand der Technik bekannter Verfahren erfolgen, beispielsweise mittels verschweißen oder verkleben.In an alternative embodiment, the sealing element can also consist of several connected material strands. In this way, special properties can advantageously be realized in different cross-sectional areas of the sealing element. The connection of the material strands can take place by means of methods known from the prior art, for example by means of welding or gluing.
Weiterhin bevorzugt wurde das Dichtelement mittels eines Extrusionsverfahrens hergestellt. Dieses ist vorteilhaft kostengünstig, schnell und einfach auf verschiedenste Querschnittsgeometrien anpassbar, da lediglich die Extrudierdüse angepasst werden muss.The sealing element was also preferably produced by means of an extrusion process. This is advantageously inexpensive, quick and easy to adapt to a wide variety of cross-sectional geometries, since only the extrusion nozzle has to be adapted.
Die Auswahl der konkreten Rastgeometrie ist dabei von verschiedenen Faktoren abhängig, insbesondere von der Belastung des Dichtelements, dem Material des Dichtelements, der Wandstärke des Dichtelements, dem verfügbaren Bauraum für die Ausbildung der Rastgeometrie, der Zugänglichkeit des Dichtelements an seinem Einbauort, der Größe und Lage der zu dichtenden Fuge. Der Fachmann kann durch Kenntnis der obigen Faktoren problemlos eine funktionale Rastgeometrie auswählen.The selection of the specific locking geometry depends on various factors, in particular on the load on the sealing element, the material of the sealing element, the wall thickness of the sealing element, the available space for the design of the locking geometry, the accessibility of the sealing element at its installation location, the size and location the joint to be sealed. The person skilled in the art can easily select a functional locking geometry by knowing the above factors.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung hat das Rastprofil eine Pilzform. Vorteilhaft ist durch die Rundung des Pilzkopfes das Dichtelement gut auf oder in die unelastische Aufnahme ein- oder aufschiebbar, wobei das Umschließen des Pilzkopfes mit der flachen Unterseite des Pilzkopfes einen festen Sitz gewährleistet.In a further preferred embodiment, the latching profile has a mushroom shape. The rounding of the mushroom head advantageously allows the sealing element to be easily inserted or pushed onto or into the inelastic receptacle, with the mushroom head being enclosed by the flat underside of the mushroom head ensuring a firm fit.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Dichtelements ist das Rastprofil hakenförmig ausgebildet. Die unelastische Aufnahme und das Fugenprofil können hierfür beispielsweise korrespondierende schräge Bereich aufweisen, die sich beim Auf- oder Einsetzen des Dichtelements auf oder in die unelastische Aufnahme ineinander verhaken. Vorteilhaft kann so eine besonders feste Verrastung erreicht werden.In a further preferred embodiment of the sealing element, the latching profile is hook-shaped. For this purpose, the inelastic receptacle and the joint profile can have, for example, corresponding oblique areas which get caught in one another when the sealing element is placed or inserted on or in the inelastic receptacle. A particularly firm latching can advantageously be achieved in this way.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung umschließt das Dichtelement die unelastische Aufnahme. Beim Auf- oder Einsetzen des Dichtelements auf oder in die unelastische Aufnahmeorteilhaft kann so ein sehr fester Sitz des Dichtelements auf der Aufnahme bei gleichzeitiger langer Haltbarkeit gewährleistet werden. Zudem kann ein defektes Dichtelement bei dieser Ausgestaltung besonders einfach entfernt werden.In a further preferred embodiment, the sealing element encloses the inelastic receptacle. When the sealing element is placed on or inserted into or into the non-elastic receptacle, a very tight fit of the sealing element on the receptacle can be ensured with a long durability at the same time. In addition, a defective sealing element can be removed particularly easily in this embodiment.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die unelastische Aufnahme eine Öffnung oder Ausnahme in der eine auskragende Rastgeometrie des Dichtelements zumindest teilweise eingreift und verrastet. Vorteilhaft können so Dichtelemente mit geringen Querschnittsflächen realisiert werden.In a further preferred embodiment, the inelastic receptacle is an opening or exception in which a cantilevered locking geometry of the sealing element at least partially engages and locks. Sealing elements with small cross-sectional areas can advantageously be realized in this way.
In einer weiterhin bevorzugten Ausgestaltung weist das Dichtelement zumindest teilweise einen Hohlraum auf. Besonders bevorzugt liegt der Hohlraum im Bereich der Dichtfläche. Vorteilhaft kann so die elastische Anlage des Dichtelements an der Dichtfläche verbessert werden. Zudem ermöglicht diese Ausgestaltung besonders vorteilhaft auch die Abdichtung eines anliegenden Bauteils, beispielsweise einer Fahrzeugtür.In a further preferred embodiment, the sealing element has at least partially a cavity. The cavity is particularly preferably in the area of the sealing surface. The elastic contact of the sealing element on the sealing surface can thus advantageously be improved. In addition, this embodiment particularly advantageously enables the sealing of an adjacent component, for example a vehicle door.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist das Dichtelement eine Dichtlippe im Bereich der Dichtfläche auf. Auch so kann vorteilhaft die Dichtwirkung verbessert werden.In a further preferred embodiment, the sealing element has a sealing lip in the region of the sealing surface. The sealing effect can also advantageously be improved in this way.
Als Material des Dichtelements sind alle aus dem Stand der Technik bekannte elastische Dichtmaterialien einsetzbar. Besonders bevorzugt sind dabei Elastomere und thermoplastische Elastomere, beispielsweise EPDM, TPE, TPV Materialien.All elastic sealing materials known from the prior art can be used as the material of the sealing element. Elastomers and thermoplastic elastomers, for example EPDM, TPE, TPV materials, are particularly preferred.
In einer weiterhin bevorzugten Ausgestaltung des Dichtelements weist die Rastgeometrie ein Fixierelement auf. Das Fixierelement ist dabei beispielsweise ein auskragender Fixier-Pin der eine formschlüssige Verbindung mit einer korrespondierenden Aufnahme im Verbindungsbauteil herstellt und so vorteilhaft eine Verschiebung in Fugenrichtung zwischen unelastischer Aufnahme und Dichtelement verhindert. In a further preferred embodiment of the sealing element, the locking geometry has a fixing element. The fixing element is, for example, a cantilevered fixing pin that creates a positive connection with a corresponding receptacle in the connecting component and thus advantageously prevents a displacement in the joint direction between the inelastic receptacle and the sealing element.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Abdichtung einer Karosserie eines Fahrzeuges, ist durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet:
- In einem Schritt erfolgt die Bereitstellung eines oben beschriebenen Dichtelements. Bevorzugt erfolgt die Herstellung des Dichtelements dabei mittels eines Extrusionsverfahrens.
- The sealing element described above is provided in one step. The sealing element is preferably produced by means of an extrusion process.
In einem anderen Verfahrensschritt erfolgt die Ausbildung mindestens einer unelastischen Aufnahme am Verbindungsbauteil (z. B. eines Kunststoffschwellers eines Fahrzeuges). Die unelastische Aufnahme korrespondiert dabei mit der mindestens einen Rastgeometrie des Dichtelements in einem Bereich neben der Fuge. Sollten mehrere unelastische Aufnahmen und mehrere Rastgeometrien vorhanden sein, sollten diese paarweise korrespondieren.In another process step, at least one non-elastic receptacle is formed on the connecting component (e.g. a plastic sill of a vehicle). The inelastic receptacle corresponds to the at least one locking geometry of the sealing element in an area next to the joint. If there are several non-elastic recordings and several locking geometries, these should correspond in pairs.
In einem Verfahrensschritt erfolgt das Auf- oder Eindrücken der Rastgeometrie des Dichtelements in oder auf die unelastische Aufnahme. Hierbei können Schmiermittel zur Erleichterung des Ein- oder Aufdrückens zum Einsatz kommen.In one process step, the latching geometry of the sealing element is pressed into or onto the inelastic receptacle. Lubricants can be used to make it easier to press on or on.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht vorteilhaft eine schnelle und kostengünstige Abdichtung von Karosseriefugen und eignet sich hervorragend für Großserienproduktionen. Nicht zuletzt können erfindungsgemäße Dichtelemente, die mittels des Verfahrens eingebracht wurden, sehr schnell und einfach erneuert werden.The method according to the invention advantageously enables a quick and inexpensive sealing of body joints and is excellently suited for large series production. Last but not least, sealing elements according to the invention, which were introduced by means of the method, can be replaced very quickly and easily.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.Further preferred embodiments of the invention result from the other features mentioned in the subclaims.
Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.Unless otherwise stated in the individual case, the various embodiments of the invention mentioned in this application can advantageously be combined with one another.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
-
1 ein Fahrzeugschweller mit Dichtelement in einer Schnittdarstellung, -
2 eine andere Ausgestaltung des Dichtelementes des Fahrzeugschwellers, ebenfalls in Schnittdarstellung, -
3 einem Schweller mit Dichtelement, -
4 den Schwellermit Dichtelement aus 3 in Schnittdarstellung, -
5 einen Schweller mit Dichtelement bei der Befestigung an einem Seitenteil einer Fahrzeugkarosserie, -
6 ein Seitenteil einer Fahrzeugkarosserie mit Schweller und Tür, und -
7 das Seitenteil aus 6 in einer Schnittdarstellung.
-
1 a vehicle sill with sealing element in a sectional view, -
2nd another embodiment of the sealing element of the vehicle sill, also in a sectional view, -
3rd a sill with sealing element, -
4th the sill with a sealing element3rd in sectional view, -
5 a sill with sealing element when attached to a side part of a vehicle body, -
6 a side part of a vehicle body with sill and door, and -
7 the side part from6 in a sectional view.
Ein Seitenteil
Für die Abdichtung sind mehrere Dichtflächen vorgesehen. So ist zwischen Dichtelement
Das Ausführungsbeispiel gemäß
BezugszeichenlisteReference list
- 11
- SchwellerSill
- 1111
- unelastische Aufnahmeinelastic absorption
- 1212th
- Fixier-PinFixing pin
- 1313
- BefestigungselementFastener
- 22nd
- FugeGap
- 33rd
- DichtelementSealing element
- 3131
- RastgeometrieLocking geometry
- 3232
- Hohlraumcavity
- 44th
- SeitenteilSide panel
- 5151
-
Dichtfläche zwischen Seitenteil
4 und Dichtelement3 Sealing surface between the side part4th and sealing element3rd - 5252
-
Dichtfläche zwischen Seitenteil
4 und Verbindungsbauteil1 Sealing surface between the side part4th and connectingcomponent 1 - 5353
-
Dichtfläche zwischen Seitenteil
4 und Dichtelement 3Sealing surface between the side part4th and sealingelement 3 - 66
- FahrzeugtürVehicle door
- 6161
- TürbeplankungDoor paneling
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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2020
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