DE102022130254A1 - Method for producing a sealing or edge protection profile and extrusion tool for forming a sealing or edge protection profile - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Dichtungs- oder Kantenschutzprofils (1) mittels Extrusion sowie ein hierfür geeignetes Extrusionswerkzeug. Um besonders wartungsarm und kostengünstig lokale Querschnittsveränderungen in dem Dichtungs- oder Kantenschutzprofil (1) zu erzeugen, werden in einem Extrusionswerkzeug und/oder in Extrusionsrichtung nach einer Düse eines Extrusionswerkzeugs durch ein unter Druck zugeführtes formloses Medium lokale Querschnittsveränderungen (7; 8) in dem Dichtungs- oder Kantenschutzprofil (1) erzeugt.The invention relates to a method for producing a sealing or edge protection profile (1) by means of extrusion and to an extrusion tool suitable for this purpose. In order to produce local cross-sectional changes in the sealing or edge protection profile (1) in a particularly low-maintenance and cost-effective manner, local cross-sectional changes (7; 8) are produced in the sealing or edge protection profile (1) in an extrusion tool and/or in the extrusion direction downstream of a nozzle of an extrusion tool by means of a formless medium supplied under pressure.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Dichtungs- oder Kantenschutzprofils, insbesondere eines Dichtungs- oder Kantenschutzprofils für ein Kraftfahrzeug, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Extrusionswerkzeug zur Bildung eines Dichtungs- oder Kantenschutzprofils. Das erfindungsgemäße Dichtungs- oder Kantenschutzprofil kann jedoch auch in allen anderen Industriezweigen verwendet werden, beispielsweise im Baubereich als Bau- oder Fensterdichtungsprofil.The invention relates to a method for producing a sealing or edge protection profile, in particular a sealing or edge protection profile for a motor vehicle, according to the preamble of
Durch Benutzung ist es bekannt, in einem Polymer- oder Elastomer-Dichtungsprofil nach der Extrusion lokale Querschnittsveränderungen durch mechanische Entfernung von noch weichem Material beispielsweise über seitlich zur Extrusionsrichtung zugeführte Stichel vorzusehen. Je nach Tiefe und Dauer der Materialentnahme über den Stichel werden dabei oberflächliche Materialausdünnungen zur Bildung beispielsweise von Sollknickstellen oder durchgehende Profilöffnungen wie beispielsweise Durchgangslöcher als Entlüftungsöffnungen und Aussparungen zur Ermöglichung kleiner Biegeradien des Dichtungs- oder Kantenschutzprofils hergestellt. Durch die Materialentnahme geht jedoch Material verloren, welches als Abfall entsorgt werden muss.It is known from use that local cross-sectional changes can be made in a polymer or elastomer sealing profile after extrusion by mechanically removing material that is still soft, for example using styli that are fed laterally to the direction of extrusion. Depending on the depth and duration of the material removal using the stylus, superficial material thinning is produced to form predetermined bending points, for example, or continuous profile openings such as through holes as ventilation openings and recesses to enable small bending radii of the sealing or edge protection profile. However, material is lost through the removal of material, which must be disposed of as waste.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Dichtungs- oder Kantenschutzprofils sowie ein hierfür geeignetes Extrusionswerkzeug zu bilden, welche eine besonders wartungsarme und kostengünstige Erzeugung von lokalen Querschnittsveränderungen ermöglichen.The object of the invention is to provide a method for producing a sealing or edge protection profile as well as an extrusion tool suitable for this purpose, which enable a particularly low-maintenance and cost-effective production of local cross-sectional changes.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass in dem Verfahren das Dichtungs- oder Kantenschutzprofil mittels Extrusion in einem Extrusionswerkzeug erzeugt wird, wobei in oder in Extrusionsrichtung nach dem Extrusionswerkzeug durch ein unter Druck zugeführtes, formloses Medium lokale Querschnittsveränderungen in dem Dichtungs- oder Kantenschutzprofil erzeugt werden. Hierdurch können lokale Querschnittsveränderungen wie Sollknickstellen, Profilöffnungen oder Aussparungen in beliebiger Form und Größe verschleißfrei hergestellt werden. Anders als beispielsweise bei einem mechanischen Stichel gibt es keine Reibung mit dem Werkstoff des Dichtungs- oder Kantenschutzprofil bei der Erzeugung der lokalen Querschnittsveränderungen. Zudem kann durch entsprechende Kanäle in dem Extrusionswerkzeug oder in Extrusionsrichtung nach dem Extrusionswerkzeug das formlose Medium an nahezu jede Stelle im Querschnitt des Dichtungs- oder Kantenschutzprofils geführt werden, so dass es hinsichtlich der Position/Lage, Anzahl und Variantenvielfalt der Sollknickstellen, Profilöffnungen und Aussparungen keine Einschränkungen gibt. Da kein Material entnommen wird, entsteht auch kein Abfall.This task is solved in that in the process the sealing or edge protection profile is produced by extrusion in an extrusion tool, whereby local cross-sectional changes are produced in the sealing or edge protection profile in or in the extrusion direction after the extrusion tool by a formless medium fed under pressure. This allows local cross-sectional changes such as predetermined bending points, profile openings or recesses in any shape and size to be produced without wear. Unlike with a mechanical stylus, for example, there is no friction with the material of the sealing or edge protection profile when producing the local cross-sectional changes. In addition, the formless medium can be guided to almost any point in the cross-section of the sealing or edge protection profile through appropriate channels in the extrusion tool or in the extrusion direction after the extrusion tool, so that there are no restrictions with regard to the position/location, number and variety of variants of the predetermined bending points, profile openings and recesses. Since no material is removed, no waste is produced.
Vorteilhaft kann es sich bei dem formlosen Medium um ein Fluid, insbesondere eine Flüssigkeit oder ein Gas, beispielsweise Druckluft, handeln. Druckluft ist besonders kostengünstig verfügbar und kann vor Ort hergestellt werden. Alternativ können jedoch auch andere Gase, insbesondere (inerte) Edelgase, oder Flüssigkeiten verwendet werden. Flüssigkeiten als formloses Medium haben den Vorteil, dass sie nahezu inkompressibel sind und daher dynamische Druckschwankungen besonders gut bis zu der Stelle der zu erzeugenden lokalen Querschnittsveränderungen weiterleiten.The formless medium can advantageously be a fluid, in particular a liquid or a gas, for example compressed air. Compressed air is available particularly inexpensively and can be produced on site. Alternatively, however, other gases, in particular (inert) noble gases, or liquids can also be used. Liquids as a formless medium have the advantage that they are almost incompressible and therefore transmit dynamic pressure fluctuations particularly well to the point of the local cross-sectional changes to be generated.
Zur Erzeugung der lokalen Querschnittsveränderungen kann das formlose Medium in dem Extrusionswerkzeug oder in Extrusionsrichtung nach dem Extrusionswerkzeug vorzugsweise seitlich zur Extrusionsrichtung gegen die Oberfläche des (noch weichen) Dichtungs- oder Kantenschutzprofils gedrückt werden, wodurch sich lokale Materialverschiebungen ergeben. Das formlose Medium kann über entsprechende Kanäle in dem Extrusionswerkzeug oder in Extrusionsrichtung nach dem Extrusionswerkzeug von außen oder bei Hohlräumen in dem Dichtungs- oder Kantenschutzprofil auch von innen seitlich zur Extrusionsrichtung gegen die Oberfläche des Dichtungs- oder Kantenschutzprofils wirken, um dort Material zu verdrängen.To produce the local cross-sectional changes, the formless medium can be pressed against the surface of the (still soft) sealing or edge protection profile in the extrusion tool or in the extrusion direction after the extrusion tool, preferably laterally to the extrusion direction, which results in local material displacements. The formless medium can act via corresponding channels in the extrusion tool or in the extrusion direction after the extrusion tool from the outside or, in the case of cavities in the sealing or edge protection profile, also from the inside laterally to the extrusion direction against the surface of the sealing or edge protection profile in order to displace material there.
Bei den lokalen Querschnittsveränderungen in dem Dichtungs- oder Kantenschutzprofil kann es sich vorzugsweise um Materialausdünnung, insbesondere in Form von Sollknickstellen, und/oder Profilöffnungen, insbesondere in Form von Durchgangslöchern, und/oder Aussparungen handeln. Sollknickstellen werden zum Beispiel benötigt, wenn bestimmte kinematische Vorgaben im Lastfall erfüllt werden müssen. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine gezielte Verformung in eine bestimmte Richtung handeln. Entlüftungsöffnungen werden dort eingebracht, wo es aufgrund von geometrischen Veränderungen eines Dichtungs- oder Kantenschutzprofils mit einer Hohlkammer zu einer Kompression der Luft innerhalb der Hohlkammer kommt. Über entsprechend dimensionierte Entlüftungsöffnungen kann die Hohlkammer entlüftet werden, womit auch die Gegenkraft gegen die Kompression einstellbar ist. Aussparungen werden exemplarisch dort benötigt, wo Profile um Radien gebogen werden. Die Bereiche, die innerhalb des Krümmungsradius und weit entfernt von der neutralen Faser liegen, neigen dabei zu Welligkeit aufgrund von Materialanhäufungen (Stauchung), was durch Aussparungen wie beispielsweise Ausstanzungen verhindert werden kann.The local cross-sectional changes in the sealing or edge protection profile can preferably be material thinning, in particular in the form of predetermined bending points, and/or profile openings, in particular in the form of through holes, and/or recesses. Predetermined bending points are required, for example, when certain kinematic specifications must be met in the case of load. This can, for example, be a targeted deformation in a certain direction. Ventilation openings are introduced where the air within the hollow chamber is compressed due to geometric changes in a sealing or edge protection profile with a hollow chamber. The hollow chamber can be ventilated via appropriately dimensioned ventilation openings, which also allows the counterforce against the compression to be adjusted. Recesses are required, for example, where profiles are bent around radii. The areas that are within the radius of curvature and far away from the neutral fiber tend to waviness due to material accumulations (compression), which can be prevented by recesses such as punched out areas.
Durch eine gezielte Regelung der Dauer und Intensität der gegebenenfalls intermittierenden Zuführung des formlosen Mediums, beispielsweise der Höhe des Luftdrucks, kann der Querschnitt des Dichtungs- oder Kantenschutzprofils lokal durch eine Materialverdrängung mit definierter Tiefe und Position/geometrische Ausrichtung eingestellt werden. So ist es möglich, nahezu kreisrunde Aussparungen durch einen kurzen Impuls zu erzeugen. Bei längerer Zuführung des formlosen Mediums kann je nach Höhe des Drucks beispielsweise bei einem geringen Druck eine nur oberflächennahe Materialverdrängung zur Erzeugung einer Sollknickstelle oder bei höherem Druck auch eine linienförmige Aussparung bzw. ein Langloch erzeugt werden. Da die Zuführung des formlosen Mediums während der Extrusion verändert und auch im Querschnitt an mehreren Stellen unterschiedlich sein kann, können durch das formlose Medium sowohl im Querschnitt unterschiedlich große lokale Querschnittsveränderungen als auch in Längsrichtung des Dichtungs- oder Kantenschutzprofils Bereiche mit unterschiedlicher Häufigkeit an lokalen Querschnittsveränderungen vorgesehen werden. Insbesondere können die lokalen Querschnittsveränderungen in dem Dichtungs- oder Kantenschutzprofil derart erzeugt werden, dass sie in Längsrichtung des Dichtungs- oder Kantenschutzprofils und/oder im Querschnitt des Dichtungs- oder Kantenschutzprofils voneinander beabstandet sind. Dies ermöglicht, das Dichtungs- oder Kantenschutzprofil optimal an die geplante Einbausituation, also beispielsweise an vorhandene Krümmungsradien eines Türrahmens, anzupassen.By specifically controlling the duration and intensity of the intermittent supply of the informal medium, for example the level of air pressure, the cross-section of the Sealing or edge protection profile can be adjusted locally by material displacement with a defined depth and position/geometric alignment. This makes it possible to create almost circular recesses with a short pulse. With longer supply of the formless medium, depending on the level of pressure, for example with low pressure, material displacement only close to the surface can be created to create a predetermined bending point, or with higher pressure, a linear recess or an elongated hole can be created. Since the supply of the formless medium changes during extrusion and can also be different in several places in the cross-section, the formless medium can be used to provide local cross-sectional changes of different sizes in the cross-section as well as areas with different frequencies of local cross-sectional changes in the longitudinal direction of the sealing or edge protection profile. In particular, the local cross-sectional changes in the sealing or edge protection profile can be created in such a way that they are spaced apart from one another in the longitudinal direction of the sealing or edge protection profile and/or in the cross-section of the sealing or edge protection profile. This makes it possible to optimally adapt the sealing or edge protection profile to the planned installation situation, for example to the existing curvature radii of a door frame.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann während der Extrusion der Druck des zugeführten formlosen Mediums variiert werden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass zeitweise kein Druck auf das formlose Medium ausgeübt wird, so dass das formlose Medium intermittierend zugeführt wird und in entsprechenden Längenabschnitten an der betreffenden Stelle im Querschnitt keine lokale Querschnittsveränderung vorgesehen ist.In a particularly preferred embodiment, the pressure of the supplied shapeless medium can be varied during extrusion. In particular, it can be provided that no pressure is exerted on the shapeless medium at times, so that the shapeless medium is supplied intermittently and no local cross-sectional change is provided in corresponding length sections at the relevant point in the cross-section.
Des Weiteren wird ein Extrusionswerkzeug zur Bildung eines Dichtungs- oder Kantenschutzprofils, insbesondere eines Dichtungs- oder Kantenschutzprofils für ein Kraftfahrzeug, mit einer Düse beansprucht, durch welche Material des Dichtungs- oder Kantenschutzprofils beim Extrudieren herausdrückbar ist. In der Düse oder in Extrusionsrichtung nach der Düse ist mindestens ein Kanal für ein unter Druck zugeführtes, formloses Medium vorgesehen.Furthermore, an extrusion tool for forming a sealing or edge protection profile, in particular a sealing or edge protection profile for a motor vehicle, is claimed, with a nozzle through which material of the sealing or edge protection profile can be pressed out during extrusion. In the nozzle or in the extrusion direction after the nozzle, at least one channel is provided for a formless medium supplied under pressure.
Der mindestens eine Kanal endet vorzugsweise an einer Innenseite der Düse, also einer Seite, welche bei der Extrusion an dem zu extrudierenden Material ggf. anliegt und dieses führt. Durch den Kanal wird das formlose Medium seitlich zur Extrusionsrichtung zugeführt und kann somit das noch weiche Material des Dichtungs- oder Kantenschutzprofils in dem Extrusionswerkzeug zur Erreichung der gewünschten lokalen Querschnittsveränderungen verdrängen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform münden an der Innenseite der Düse mehrere Kanäle für ein unter Druck zugeführtes, formloses Medium. Die Mündungen/Austrittsöffnungen der Kanäle können im Querschnitt der Düse voneinander beabstandet sein, wobei die Kanäle separat ausgebildet und mit separaten Druckquellen zur individuellen Einstellung und Regelung des Drucks verbunden sein können. Alternativ können die Kanäle auch zumindest teilweise miteinander verbunden sein, um mehrere Kanäle gemeinsam über eine einzige Druckquelle versorgen zu können. Für die Herstellung der Düse können vorzugsweise additive Fertigungsverfahren verwendet werden, wodurch besonders kleine und auch verwinkelte Kanäle möglich sind.The at least one channel preferably ends on an inner side of the nozzle, i.e. a side which may be in contact with the material to be extruded during extrusion and guides it. The shapeless medium is fed through the channel laterally to the direction of extrusion and can thus displace the still soft material of the sealing or edge protection profile in the extrusion tool to achieve the desired local cross-sectional changes. In a particularly preferred embodiment, several channels for a shapeless medium fed under pressure open out on the inside of the nozzle. The mouths/outlets of the channels can be spaced apart from one another in the cross-section of the nozzle, whereby the channels can be formed separately and connected to separate pressure sources for individual adjustment and regulation of the pressure. Alternatively, the channels can also be at least partially connected to one another in order to be able to supply several channels together via a single pressure source. Additive manufacturing processes can preferably be used to manufacture the nozzle, which makes particularly small and also angled channels possible.
Alternativ oder zusätzlich kann auch in Extrusionsrichtung nach der Düse mindestens ein Kanal beispielsweise in einer entsprechenden Rohrleitung vorgesehen sein, welcher das formlose Medium seitlich zur Extrusionsrichtung gegen das aus der Düse austretende Material zuführt, wodurch ebenfalls eine lokale Querschnittsveränderung durch Materialverdrängung erreicht werden kann. Wenn mehrere Kanäle in Extrusionsrichtung hinter der Düse vorgesehen sind, können diese Kanäle wie zuvor beschrieben angeordnet sein, insbesondere mit im Querschnitt voneinander beabstandeten Mündungen/Austrittsöffnungen, und mit separaten Druckquellen oder zumindest teilweise gemeinsamen Druckquellen verbunden sein.Alternatively or additionally, at least one channel can be provided downstream of the nozzle in the extrusion direction, for example in a corresponding pipeline, which feeds the formless medium laterally to the extrusion direction against the material exiting the nozzle, whereby a local cross-sectional change can also be achieved by material displacement. If several channels are provided downstream of the nozzle in the extrusion direction, these channels can be arranged as described above, in particular with mouths/outlet openings spaced apart from one another in cross-section, and connected to separate pressure sources or at least partially common pressure sources.
Weitere Besonderheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen. Es zeigen:
-
1 eine perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Dichtungsprofils; -
2 eine perspektivische Darstellung eines Extrusionswerkzeugs für eine weitere Ausführungsform eines Dichtungsprofils; -
3a eine perspektivische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines Dichtungs- oder Kantenschutzprofils; -
3b eine perspektivische Darstellung einer dritten Ausführungsform eines Dichtungs- oder Kantenschutzprofils und -
4 eine schematische Darstellung des Herstellungsverfahrens.
-
1 a perspective view of a first embodiment of a sealing profile; -
2 a perspective view of an extrusion tool for a further embodiment of a sealing profile; -
3a a perspective view of a second embodiment of a sealing or edge protection profile; -
3b a perspective view of a third embodiment of a sealing or edge protection profile and -
4 a schematic representation of the manufacturing process.
In
Das Dichtungsprofil 1 wird mittels Extrusion aus einem Elastomer, insbesondere einem thermoplastischen Elastomer wie EPDM, und/oder einem Thermoplast hergestellt, wodurch sich grundsätzlich ein identischer Querschnitt des Dichtungsprofils 1 in Längsrichtung ergibt. Es hat sich jedoch als vorteilhaft erwiesen, wenn das Dichtungsprofil 1 im Querschnitt und in Längsrichtung an voneinander beabstandeten Positionen lokale Querschnittsveränderungen aufweist. Bei derartigen lokalen Querschnittsveränderungen kann es sich beispielsweise um durchgehende Profilöffnungen handeln, welche im Querschnitt und in Längsrichtung beabstandet voneinander in dem geraden Wandabschnitt 6 der Hohlkammer 3 angeordnet sind. Exemplarisch ist die Profilöffnung 7 beziffert. Durch die Profilöffnungen 7 werden beispielsweise Entlüftungsöffnungen für die Hohlkammer 3 gebildet, so dass beim Schließen der abzudichtenden Tür die Luft in der Hohlkammer 3 über die Profilöffnungen 7 entweichen kann. Die Profilöffnungen 7 können dabei in Größe und Position so gewählt werden, dass es beim Schließen der Tür kurzzeitig in der Hohlkammer 3 zu einem definierten Druckanstieg kommt, welcher ein sanftes Schließen der Tür bewirkt. Durch die Anordnung der Profilöffnungen 7 in dem geraden Wandabschnitt 6 gegenüberliegend dem Halteschenkel 5 des Befestigungsabschnitts 4 sind die Profilöffnungen 7 nicht im Sichtbereich angeordnet, was einen optisch ansprechenden Gesamteindruck des Dichtungsprofils 1 im Sichtbereich ermöglicht.The
Als weitere lokale Querschnittsveränderungen weist das Dichtungsprofil 1 an der Innenseite der Wand der Hohlkammer 3 mehrere Materialausdünnungen in Form von Nuten auf, von welchen hier exemplarisch die Nut 8 beziffert ist. Durch die Nuten 8, welche im Querschnitt und in Längsrichtung des Dichtungsprofils 1 voneinander beabstandet sind, werden gezielt Sollknickstellen in dem Dichtungsabschnitt 2 des Dichtungsprofils 1 vorgesehen. Hierdurch ist es möglich, die Verformung des Dichtungsabschnitts 2 in der Schließstellung der Tür exakt einzustellen. Da durch die Sollknickstellen auch die Gegenkraft und damit die Dichtwirkung reduziert werden, kann durch eine gezielte Anordnung entsprechender Sollknickstellen in Längsrichtung des Dichtungsprofils 1 die Gegenkraft abschnittsweise unterschiedlich eingestellt und an die jeweilige Anforderung der abzudichtenden Tür lokal angepasst werden.As further local cross-sectional changes, the sealing
In
In
Wie der Darstellung in
In
Durch die Dauer der Zuführung von Druckluft kann folglich die Länge der Aussparungen 13a, 13b, 13c, 13d in Längsrichtung des Dichtungsprofils 1', 1" eingestellt werden. Durch die Größe des Drucks kann zudem die Tiefe der Materialverdrängung beeinflusst werden, was von einer oberflächlichen Materialverdrängung in Form einer Nut bis zu einer Profilöffnung bzw. einem Durchgangsloch reicht. Diese lokalen Querschnittsveränderungen können hiermit besonders einfach auch an Stellen des Dichtungsprofils vorgesehen werden, welche üblicherweise durch mechanische Verfahren mittels Stichel nicht ohne weiteres erreichbar sind. Da die Kanäle zudem auch einzeln unterschiedlich ansteuerbar ausgebildet sein können und der Druck jeweils einzeln variiert werden kann, können in einem einzigen Arbeitsschritt während der Extrusion des Dichtungsprofils im Querschnitt und in Längsrichtung beabstandete unterschiedlichste lokale Querschnittsveränderungen vorgesehen werden.The length of the
In
Bezugszeichenliste:List of reference symbols:
- 1, 1', 1''1, 1', 1''
- DichtungsprofilSealing profile
- 2, 2'2, 2'
- DichtungsabschnittSealing section
- 3, 3'3, 3'
- HohlkammerHollow chamber
- 4, 4'4, 4'
- BefestigungsabschnittMounting section
- 5, 5'5, 5'
- HalteschenkelHolding leg
- 6, 6'6, 6'
- Gerader WandabschnittStraight wall section
- 77
- ProfilöffnungProfile opening
- 88th
- NutGroove
- 99
- ExtrusionswerkzeugExtrusion tool
- 1010
- Düsejet
- 1111
- Innenseite der DüseInside of the nozzle
- 12, 12a, 12b12, 12a, 12b
- Kanalchannel
- 13a, 13b, 13c, 13d13a, 13b, 13c, 13d
- AussparungenRecesses
- 1414
- MaterialstückPiece of material
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2022
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2023
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Also Published As
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