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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein metallisches Band, das als Träger für eine Dichtung aus gummiartigen
Materialien im Karosseriebereich von Automobilen Verwendung findet
und das nach dem Rollschneideverfahren hergestellt wird. Bei der
Montage der Dichtungen mit einem metallischen Trägerband werden diese auf entsprechend
ausgebildete Flansche im Karosseriebereich, und hier insbesondere
an Türen
und am Kofferraumdeckel, aufgesteckt. Das metallische Trägerband
sorgt für
eine ausreichende Klemmkraft der Dichtung am Aufsteckflansch und
damit für
einen sicheren und dauerhaften Sitz der Dichtung, was allein über das
gummiartige Material nicht zu gewährleisten wäre.
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Ein Trägerband wird durch Herausstanzen von
Aussparungen (Stanzverfahren) oder Rollschneiden von Schlitzen und
anschließendem
Strecken (Rollschneideverfahren) aus einem Metallband als Zwischenprodukt
hergestellt, durch Biegen in einen U-förmigen Querschnitt gebracht
und anschließend
in einem Extrusionsprozeß mit
einem gummiartigen, nachgiebigen Dichtungsmaterial umspritzt.
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Die Grundanforderungen an ein solches
Trägerband
sind bei der Verwendung als Bestandteil einer Dichtung im Karosseriebereich
in folgenden Punkten zu sehen:
- – hohe Zugfestigkeit,
- – gutes
Dehn- und Stauchverhalten,
- – hohe
Beweglichkeit in allen Richtungen,
- – hohe
Klemmkraft,
- – geringes
Gewicht sowie
- – geringe
Herstellkosten.
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Die Forderung nach einer möglichst
hohen Zugfestigkeit beruht darauf, daß das Trägerband während des Herstellungsprozesses
mehrfach, beispielsweise beim Umspritzen mit dem gummiartigen Material
unter hohem Druck oder beim Biegen in den U-förmigen
Zustand, einer Zugbelastung ausgesetzt ist und dabei nicht reißen sollte,
was den Herstellungsprozeß leistungsmindernd
unterbrechen würde.
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Ein gutes Dehn- und Stauchverhalten
ist insbesondere bei der Montage der fertigen Dichtung am Automobil
gefordert; läßt sich
die Dichtung insbesondere auch ohne Faltenbildung dehnen oder stauchen,
kann der Monteur Längenungenauigkeiten,
die bei der Herstellung des Dichtungsbandes aufgetreten sind, ausgleichen;
die Forderung nach möglichst geringen
Toleranzen im Herstellungsprozeß kann
abgemindert werden, was die Kosten für den Herstellungsprozeß verringert.
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Eine Dichtung sollte in allen Richtungen
flexibel formbar sein, damit der Monteur bei der Montage dem vorgegebenen,
in Bereichen kurvenförmigen Verlauf
des Aufsteckflansches an der Automobilkarosserie folgen kann.
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Eine hohe Klemmkraft zwischen Dichtung und
Aufsteckflansch der Karosserie bewirkt einen sicheren und dauerhaften
Sitz der Dichtung an den Aufsteckflanschen der Karosserieteile.
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Um Herstellungskosten und beim Betrieb des
Automobils Kraftstoff sparen zu können, sollte das Gewicht der
Dichtung möglichst
gering gehalten werden. Aus diesem Grund wird als Trägermaterial häufig Aluminium
verwendet, was jedoch negative Auswirkungen auf die Festigkeitseigenschaften
des Trägerbandes
hat, weswegen die Banddicke gegenüber einem Trägerband
aus Stahl erhöht
werden muß.
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Außerdem soll die Gestaltung
des Trägerbandes
eine möglichst
kostengünstige
Herstellung ermöglichen.
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Die
DE 695 01 998 T2 und die
DE 36 28 448 C2 beschreiben
metallische Bänder,
die nach dem Rollschneideverfahren hergestellt werden. Dabei werden
die Aussparungen mittels eines Werkzeuges in Form einer dünnen Linie
eingeschnitten. Ihre charakteristische, keilförmige Ausbildung erhalten die Schlitze
durch ein anschließendes
Strecken des Bandes. Durch das Rollschneideverfahren können jedoch
nur in sich symmetrische Aussparungen geschaffen werden. Die Formgestaltung
der Aussparungen ist somit recht unflexibel und kann einem gewünschten
Festigkeitsverhalten nur in geringem Maße angepaßt werden. Bei Bändern, die
nach dem Rollschneideverfahren hergestellt werden, ist somit, auch
verstärkt
durch die eintretende Kerbwirkung, eine größere Materialstärke notwendig,
um die gleichen Festigkeitseigenschaften wie bei einem Band, das
nach dem Stanzverfahren hergestellt wurde, zu erzielen.
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Ein weiteres Beispiel für ein Trägerband 6, das
nach dem Rollschneideverfahren hergestellt wurde, zeigt 1. In den metallischen Grundkörper 1 wurden
längliche
innere Schlitze 2 und äußere Schlitze 3 geschnitten
und anschließend
durch Strecken des Metallbandes in ihre charakteristische, keilförmige Ausbildung
gebracht. Beide Schlitzformen sind spiegelsymmetrisch zur Mittellinie 4 des
Trägerbandes 6 angeordnet,
wobei die inneren Schlitze von der Mittellinie halbiert werden.
Desweiteren sind sowohl die Spitzen der inneren Schlitze 2.1 und
die Spitzen der äußeren Schlitze 3.1,
als auch jeweils die Spitzen zweier äußerer Schlitze 3.1 gegeneinander gerichtet.
Hierbei sind die Spitzen der äußeren Schlitze
zur Mittellinie, die Spitzen der inneren Schlitze zum Rand 5 des
Metallbandes gerichtet. Die äußeren Schlitze 3 laufen
im Rand des Metallbandes 5 öffnend aus. Die jeweilige Länge der
inneren und die Länge
der äußeren Schlitze
ist über
die gesamte Länge
des Trägerbandes
gleich. Die beiden Schlitzformen überlappen sich in einem Teilbereich
ihrer Länge
mit einem Maß a.
Der Größenwert
der Überlappung
ist entscheidend für
die Zugfestigkeit, die Beweglichkeit und das Dehn- und Stauchverhalten des
Trägerbandes.
Eine geringe Überlappung
bewirkt eine hohe Zugfestigkeit aber auch eine geringe Beweglichkeit
und ein ungünstiges
Dehn- und Stauchverhalten des Trägerbandes,
was den Einbau der Dichtung erschwert, insbesondere bei einem kurvenförmigen Verlauf
des Aufsteckflansches der Karosserie.
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Durch eine große Überlappung, wie sie in
1 und auch in der
DE 695 01 998 T2 und
der
DE 36 28 448 C2 gewählt wurde,
erreicht man dahingegen eine hohe Beweglichkeit aber eine geringe
Zugfestigkeit des Trägerbandes.
Dieser Umstand wird durch die Wahl dreier weiterer Maße verstärkt. Ein geringer
Abstand b zwischen zwei gegeneinander gerichteten Spitzen äußerer Schlitze
3.1 und
ein geringer, senkrecht dazu gerichteter Abstand c zwischen einem
inneren 2 und einem äußeren Schlitz
3 sowie
ein geringer Abstand d zwischen der Spitze eines inneren Schlitzes
2.1 und
dem Rand des Metallbandes
5 verringern die Zugfestigkeit,
erhöhen
aber die Flexibilität
und das Dehn- und
Stauchverhalten des Trägerbandes.
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Wird das Trägerband auf Zug beansprucht, so
wird sich nach Überschreiten
eines Grenzwertes der Zugfestigkeit ein Riß zwischen den gegeneinander
gerichteten Spitzen zweier äußerer Schlitze 3.1 oder
zwischen der Spitze eines inneren Schlitzes 2.1 und dem
Rand 5 ausbilden. Mit Ansteigen der Beanspruchung setzt
sich der Riß fort,
bis er beispielsweise durchgängig
zwischen den beiden Spitzen verläuft und
das Trägerband
reißt.
Verstärkt
durch die Kerbwirkung tritt das Versagen eines solchen Trägerbandes
nach 1 schon bei solch
geringen Spannungen auf, denen das Trägerband während des Herstellungsprozesses
der Karosseriedichtungen beim Einspritzen des gummiartigen Materials
im Extruder, bei der Zugbewegung des Dichtungsstranges im Extrusionsprozeß oder beim
Biegen des Trägerbandes in
die U-Form ausgesetzt ist.
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Die Zugfestigkeit eines Trägerbandes
kann natürlich
auch durch die Wahl eines geeigneten Werkstoffes und der Banddicke
beeinflußt
werden. Demgegenüber
steht aber die Forderung der Automobilindustrie nach einem möglichst
geringen Gewicht, so daß die
Dicke möglichst
gering gewählt
wird und als Werkstoff Aluminium statt Stahl gängig ist, was sich wiederum
negativ auf das Festigkeitsverhalten des Trägerbandes auswirkt. Weiterhin
wird die Festigkeit des Bandes nach 1 negativ
beeinflußt durch
die Hebelwirkung zwischen den inneren und äußeren Schlitzen. Diese ist
umso stärker,
je größer die Überlappung
a zwischen äußeren und
inneren Schlitzen ist.
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Dem Nachteil der geringen Zugfestigkeit
eines Trägerbandes,
das nach dem Rollschneidverfahren hergestellt wurde, stehen aber
die Vorteile des Rollschneideverfahrens gegenüber, daß beim Verzicht auf Ausstanzungen
kein Materialverlust entsteht; im Gegenteil entsteht durch das Strecken
des Bandes sogar ein Längengewinn,
der sich allerdings aufgrund der dadurch bedingten Querschnittsverringerung
des Trägerbandes
wiederum negativ auf dessen Festigkeitseigenschaften auswirkt.
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Die
DE 101 01 778 C2 beschreibt ein Trägerband
dessen kurze und lange keilförmige
Aussparungen (Bezugszeichen
2 und
3) aus dem Metallband herausgestanzt
wurden. Das Stanzverfahren bietet gegenüber dem Rollschneideverfahren
den Vorteil, daß man
in der Gestaltung der Geometrie der Ausstanzungen höhere Freiheiten
besitzt. Durch eine günstige
Wahl des Musters der Ausstanzungen können somit optimale Werte für die Zugfestigkeit
und das Dehn- und Stauchverhalten des Trägerbandes erreicht werden.
Nachteil des Stanzverfahrens sind jedoch die hohen Herstellkosten.
Diese resultieren zum einen aus den Materialverlusten, die durch
das großflächige Ausstanzen
entstehen und zum anderen aus den niedrigen Produktionsgeschwindigkeiten.
Die niedrige Produktionsgeschwindigkeit beruht auf der getakteten
Bewegung, die der Stanzprozeß mit
sich bringt. Ein weiterer Nachteil des Stanzverfahrens besteht in
dem Auftreten des sogenannten „Hungry-Horse-Effektes". Hierunter wird
der optische Effekt verstanden, daß sich großflächige Ausstanzungen im Trägerband
durch das gummiartige Material der Dichtung abzeichnen. Dieser Effekt
ist insbesondere bei solchen Dichtungen unerwünscht, deren Klemmbereich sich
im Sichtfeld der Fahrzeuginsassen befindet und nicht von einer Blende überdeckt werden
kann.
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Die
FR
1.433.467 beschreibt ein weiteres Trägerband, dessen Aussparungen
ausgestanzt wurden. Es verfügt über innere
und äußere Aussparungen,
die jeweils in einer kurzen und einer langen Form ausgeführt sind.
Es liegen jeweils entweder zwei kurze äußere und eine lange innere
Aussparung oder zwei lange äußere und
eine kurze innere Aussparung auf einer Symmetrieachse senkrecht
zur Längsachse
des Trägerbandes.
Die Spitzen der inneren und äußeren Aussparungen
auf einer Symmetrieachse zeigen zueinander und haben nur einen geringen
Abstand. Zwischen den Spitzen der inneren und äußeren Aussparungen werden sich
daher schon bei einer geringen Zugbeanspruchung Risse bilden.
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Ausgehend hiervon liegt der Erfindung
die Aufgabe zugrunde, ein metallisches Trägerband zu entwickeln, das
der Dichtung aus gummiartigem Material eine für Herstellung und Montage ausreichende Zugfestigkeit
bei geringem Gewicht verleiht und dabei ein gutes Dehn- und Stauchverhalten
aufweist, über
eine ausreichende Beweglichkeit verfügt, um dem vorgegebenen Richtungsverlauf
der Karosserieteile folgen zu können
und der Dichtung eine Klemmkraft verleiht, die für einen sicheren und dauerhaften Sitz
der Dichtung auf den Aufsteckflanschen der Karosserieteile sorgt.
Um diese Aufgaben unter der Maßgabe
möglichst
niedriger Herstellkosten erfüllen zu
können,
soll das Trägerband
nach dem Rollschneideverfahren hergestellt werden.
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Die Aufgabe wird gelöst durch
eine Wahl der Anordnung und Form von Schlitzen in einem Trägerband
gemäß des kennzeichnenden
Teiles von Anspruch 1. Hierbei sind kurze innere mit langen äußeren sowie
lange innere mit kurzen äußeren Schlitzen derart
kombiniert, daß eine
geringe Überlappung
zwischen den inneren und den äußeren Schlitzen
und zumindest überwiegend
ein ausreichend großer
Abstand zwischen den zwei Spitzen sich gegenüberliegender äußerer Schlitze
sowie zumindest überwiegend
ein ausreichend großer
Abstand zwischen inneren Schlitzen und dem Rand des Trägerbandes
erreicht wird. Diese Anordnung erhöht somit die Zugfestigkeit
des Trägerbandes
auf ein Maß,
das einen sicheren Herstellungsprozeß der Dichtung zuläßt. Desweiteren
wird ein gutes Dehn- und Stauchverhalten und eine ausreichende Beweglichkeit
des Bandes dadurch erzielt, daß der
Abstand zwischen inneren und äußeren Schlitzen
gegenüber
einem Band nach 1 herabgesetzt
wird; die Anzahl der Schlitze auf einer definierten Länge also
vergrößert wird.
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Die geringe Überlappung zwischen den inneren
und den äußeren Schlitzen
und der zumindest überwiegend
größere Abstand
zwischen den zwei Spitzen sich gegenüberliegender äußerer Schlitze bewirken,
daß sich
ein Riß zwischen
den gegeneinanderge richteten Spitzen zweier äußerer Schlitze erst bei einer
höheren
Zugbelastung ausbilden wird als bei einem Band nach 1. Desweiteren wird die Hebelwirkung
zwischen inneren und äußeren Schlitzen
als Folge der Zugbeanspruchung verringert. Das Wechselschnittband
nach 2 besitzt somit
eine höhere
Zugfestigkeit als das Trägerband
nach 1. Unterstützt wird
diese Wirkung durch den zumindest überwiegend größeren Abstand
zwischen der Spitze eines inneren Schlitzes und dem Rand des Bandes.
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Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles
in der 2 dargestellt
und wird im folgenden unter Bezugnahme auf die 2 beschrieben.
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2 zeigt
ein Trägerband 6 vor
dem Biegevorgang in die U-Form. In den metallischen Grundkörper 1 sind
innere 2 und äußere Schlitze 3 eingebracht.
Die Schlitze sind spiegelsymmetrisch zur Mittellinie 4 angeordnet.
Im Gegensatz zu 1 liegen jedoch
beide Schlitzformen in langer 2.2, 3.2 und kurzer 2.3, 3.3 Ausführung vor.
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Diese sind in vorteilhafter Ausbildung
entsprechend 2 so angeordnet,
daß in
Längsrichtung
des Trägerbandes
auf einen langen inneren Schlitz 2.2 zumindest einseitig
zwei sich gegenüberliegende
kurze äußere Schlitze 3.3 folgen
und daß auf
die zwei sich gegenüberliegenden
kurzen äußeren Schlitze 3.3 mindestens
ein kurzer innerer Schlitz 2.3 folgt. Desweiteren folgt
auf einen kurzen inneren Schlitz 2.3 zumindest einseitig
zwei sich gegenüberliegende
lange äußere Schlitze 3.2.
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Diese Anordnung führt zu Überlappungen a' zwischen einem kurzen
inneren Schlitz 2.3 und einem langen äußeren Schlitz 3.2 bzw.
a'' zwischen einem langen
inneren Schlitz 2.2 und einem kurzen äußeren Schlitz 3.3,
die geringer sind als die Überlappung
a in der 1. Kurze innere 2.3 und
kurze äußere Schlitze 3.3 überlappen
sich nicht.
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Eine weitere Auswirkung dieser Anordnung ist,
daß der
Abstand b' zwischen
zwei Spitzen 3.3.1 sich gegenüberliegender kurzer äußerer Schlitze größer ist
als der Abstand b in 1.
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Ebenfalls ist bei einem solchen Wechselschnittband
nach 2 der Abstand d' zwischen der Spitze
eines kurzen inneren Schlitzes 2.3.1 und dem Rand des Bandes 5 kürzer als
der Abstand d in 1.
Diese Faktoren erhöhen
zwar die Zugfestigkeit des Trägerbandes,
verringern aber dessen Dehn- und Stauchverhalten und dessen Beweglichkeit.
Um diesem entgegenzuwirken, wurde in 2 der
Abstand c' zwischen
einem inneren und einem äußeren Schlitz
gegenüber
dem Abstand c in der 1 verringert
und damit die Anzahl der Schlitze auf einer definierten Länge erhöht.
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In vorteilhafter Ausbildung wird
eine hohe Beweglichkeit sowie ein gutes Dehn- und Stauchverhalten
des Bandes bei ausreichender Zugfestigkeit für den Herstellungsprozeß dadurch
erreicht, daß entsprechend 2 in Längsrichtung des Bandes beidseitig
eines langen inneren Schlitzes 2.2 zwei kurze innere Schlitze 2.3 folgen,
daß zwischen
zwei kurzen inneren Schlitzen 2.3 jeweils zwei sich gegenüberliegende
lange äußere Schlitze 3.2 angeordnet sind
und daß zwischen
einem langen inneren Schlitz 2.2 und einem kurzen innere
Schlitz 2.3 jeweils zwei sich gegenüberliegende kurze äußere Schlitze 3.3 angeordnet
sind.
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- 1
- metallischer
Grundkörper
- 2
- innerer
Schlitz
- 2.1
- Spitze
eines inneren Schlitzes
- 2.2
- langer
innerer Schlitz
- 2.3
- kurzer
innerer Schlitz
- 2.3.1
- Spitze
eines kurzen inneren Schlitzes
- 3
- äußerer Schlitz
- 3.1
- Spitze
eines äußeren Schlitzes
- 3.2
- langer äußerer Schlitz
- 3.3
- kurzer äußerer Schlitz
- 3.3.1
- Spitze
eines kurzen äußeren Schlitzes
- 4
- Mittellinie
des Trägerbandes
- 5
- Rand
des Trägerbandes
- 6
- Trägerband
- a
- Überlappung
zwischen einem innerem und einem äußerem Schlitz
- a'
- Überlappung
zwischen einem kurzen inneren und einem langen äußeren Schlitz
- a''
- Überlappung
zwischen einem langen inneren und einem kurzen äußeren Schlitz
- b
- Abstand
zwischen den Spitzen zweier äußerer Schlitze
- b'
- Abstand
zwischen den Spitzen zweier kurzer äußerer Schlitze
- c,
c'
- Abstand
zwischen einem inneren und einem äußeren Schlitz
- d
- Abstand
zwischen der Spitze eines inneren Schlitzes und dem Rand des Träger
-
- bandes
- d'
- Abstand
zwischen der Spitze eines kurzen inneren Schlitzes und dem Rand
des
-
- Trägerbandes