DE19541478C2

DE19541478C2 - Dichtschnur mit Lippenprofildichtung

Info

Publication number: DE19541478C2
Application number: DE19541478A
Authority: DE
Inventors: Wilfried Erb; Guenther Unseld
Original assignee: Reinz Dichtungs GmbH
Current assignee: Reinz Dichtungs GmbH
Priority date: 1995-11-07
Filing date: 1995-11-07
Publication date: 2003-10-16
Anticipated expiration: 2015-11-08
Also published as: DE19541478A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtschnur aus einer e lastischen Dichtungsmasse, die auf einem ersten Bau teil aufgebracht ist, das mit einem zweiten Bauteil verbunden werden kann, wobei die Dichtschnur eine spezielle Lippenprofilierung aufweist.

Dichtschnüre, die auf ein Bauteil aufgespritzt werden zum Verbinden mit einem zweiten Bauteil, sind be kannt. Diese Dichtschnüre werden bisher üblicherweise mittels Extrusionsverfahren aufgebracht (C.I.P.G. Cu red In Place Gasketing). Dabei wird die Dichtungsmas se mittels Düsen auf das Bauteil aufgespritzt.

Die erzeugt Dichtschnur ist im Querschnitt rund bis ellipsenförmig und lediglich in der Breite und der Höhe der Schnur variabel. Höhe und Breite sind in erster Linie abhängig von der Fahrgeschwindigkeit auf der Extrusionsmaschine, der Extrusionsgeschwindigkeit und der Viskosität der Masse. Kennzeichnend für die Dichtschnüre des Standes der Technik ist eine glatte, meist sehr breit an die abzudichtenden Bauteile an liegende Oberfläche. Die wie vorstehend beschrieben aufgebrachte Dichtschnur wird dann in einem zweiten Schritt vulkanisiert. Dies kann üblicherweise durch Einwirkung von Hitze erfolgen (siehe hierzu Fig. 1). Die Dichtungsmasse härtet dann in Form einer Dicht schnur auf dem Bauteil aus. Nachfolgend wird das so vorbereitete Bauteil mit einem zweiten Bauteil verbun den. Es hat sich jedoch gezeigt, dass die dadurch hergestellen Dichtschnüre nicht in allen Fällen eine genügende Dichtwirkung erzeugen. Die Dichtschnur ist nämlich durch ihre Form und Ausbildung in ihrer Ver formungscharakteristik stark eingeschränkt und damit in ihrem Leistungsumfang begrenzt. So hat sich her ausgestellt, dass bei hoher mechanischer und/oder physikalischer Beanspruchung der Bauteile - und somit auch der Dichtschnur - Undichtigkeiten auftreten kön nen. Dieser Nachteil macht sich besonders dann be merkbar, wenn es sich bei den Bauteilen um zwei Bau teile handelt, die fest miteinander verbunden werden und so eingebunden sind, dass ein späterer Austausch der Dichtschnur nur schwer möglich ist. (Automotive Engineering/August 1993 S. 27-32)

Aus der DE-OS 28 53 767 ist ein Verfahren zum Abdich ten von Leuchten oder Scheinwerfern von Kraftfahrzeu gen bekannt, bei dem ein geschlossen oder offenzelli ges Poylurethan direkt aufgespritzt oder extrudiert wird. Dabei soll eine vollständige Anhaftung an einem der zu verbindenden Bauteile und eine nachgiebige An lage ohne ein Anhaften am anderen Teil erreicht wer den.

Ein Türabdichtprofil ist in DE 36 39 913 A1 beschrieben, das an einer Karosserie-Türöffnung aufklemmbar ist. Dieses Profil kann durch Extrudieren hergestellt werden und ist als Meterware lieferbar. Dabei soll zumindest der Bereich der Türöffnung, in dem die Be rührung der Tür mit dem Dichtprofil eine Gleitkompo nente bewirkt eine Doppelkonsistenz und zwar eine massive und eine schwammige oder geschäumte oder zel lige Konsistenz aufweisen.

Die Gestaltung von O-Ringen aus zwei verschiedenen elastischen Materialien, wobei das eine Material das andere radial umschließt, ist GB 2 033 497 A zu ent nehmen.

Das Aufbringen eines Profilstranges auf eine Glas scheibe mit einer Vorrichtung zum Extrudieren und ei ne entsprechend ausgebildete Düse zum Extrudieren sind in der DE 40 06 006 C1 und DE 90 12 288 U1 be schrieben.

Hierbei soll das zu extrudierende Material so aufge bracht werden, dass auch bei der Ausbildung des Pro filstranges in Krümmungsradien ein gleichmäßiger Querschnitt eingehalten wird. Dieses Problem wird mit der bekannten Lösung dadurch gelöst, dass das Materi al durch zwei benachbarte Kanäle geführt und die Men ge des durch mindestens einen der beiden Kanäle ge förderten Materials entsprechend geregelt wird.

Ausgehend hiervon, ist es die Aufgabe der vorliegen den Erfindung, eine Dichtschnur so auszubilden, dass auch unter starker mechanischer und/oder physikali scher Beanspruchung eine ausgezeichnete Dichtwirkung erreicht wird.

Die Aufgabe in Bezug auf die Dichtschnur wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 und in Bezug auf das Verfahren zur Herstellung dieser Dicht schnur durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprü che 7 und 8 gelöst. Die Unteransprüche zeigen vor teilhafte Weiterbildungen auf.

Erfindungsgemäß wird somit vorgeschlagen, dass die Dichtschnur in ihrer axialen Längsrichtung zumindest bereichsweise im Querschnitt ein "Lippenprofilierung" aufweist. Dadurch wird eine deutliche Steigerung der Dichtwirkung auch unter höchster und langandauernder mechanischer und/oder physikalischer Belastung er reicht.

Unter einer Lippenprofilierung wird erfindungsgemäß eine bis drei auf das zweite Bauteil weisende nach außen spitz verlaufende Lippe(n) verstanden. Die Dichtschnur nach der Erfindung in Bezug auf die Lip penprofilierung unterscheidet sich vom Stand der Technik dadurch, dass der bisherige, im Regelfall na hezu runde bis ellipsenförmige Querschnitt der Dicht schnur so abgewandelt wird, dass ein bis drei in Richtung des zweiten Bauteils weisenden Spitze Lip pe(n) vorhanden sind. Die Maxima, d. h. die Höhen der einzelnen Lippen, können dabei gleich sein oder vari ieren.

Eine Variante der erfindungsgemäßen Lösung sieht vor, dass die Dichtschnur aus zwei Dichtungsmassen mit un terschiedlichem elastischen Verhalten besteht. Wich tig bei dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist, dass die Dichtungsmasse mit dem elastischeren Verhal ten außenseitig, d. h. in Richtung des zweiten Bau teils weisend, angeordnet ist. Diese zweite Dich tungsmasse muß dabei nicht über die gesamte axiale Längsrichtung der Dichtschnur eingebracht sein, sondern es ist in vielen Fällen ausreichend, wenn diese zweite Dichtungsmasse lediglich bereichsweise, z. B. an den Stellen mit höchster mechanischer Beanspru chung, in die Dichtschnur eingebracht ist.

Als Dichtungsmassen können alle an und für sich aus dem Stand der Technik bekannten Dichtungsmassen ein gesetzt werden. Beispiele hierfür sind Polysulfide, Fluorelastomere, Silicone, Polyacrylate, Polyuretha ne, trockene Öle, Ölalkydharz, Butylkautschuk oder Polyisobutylen. Diese Dichtungsmassen können auch reibungsreduzierende Reststoffe enthalten, wie z. B. MoS₂ oder Graphit.

Bevorzugt ist es, wenn die erste Dichtungsmasse eine Shore-Härte A von 60 bis 90 und die zweite Dichtungs masse eine Shore-Härte A von 35 bis 70 hat. Die Aus wahl der Dichtungsmasse hängt dabei vom anstehenden Dichtungsproblem ab. Sofern beim Abdichten sehr große Bauteilbewegungen vorhanden sind, ist die erste Dich tungsmasse so auszuwählen, dass sie eine Shore-Härte A von 70 bis 90 hat, wohingegen dann die zweite Dich tungsmasse eine Shore-Härte A von 35 bis 60 aufweisen soll. Die erfindungsgemäße Dichtschnur kann aber auch so aufgebaut sein, dass die zweite Dichtungsmasse, d. h. die außenseitige Dichtungsmasse, die in Richtung des zweiten Bauteils weist eine geringere Shore- Härte aufweist als die erste Dichtungsmasse. Eine derartige Auswahl der Dichtungsmassen wird dann vor genommen werden, wenn bei den abzudichtenden Bautei len große Rauhigkeiten auf den Bauteiloberflächen auszugleichen sind. In diesem Fall ist es vorteil haft, wenn die zweite Dichtungsmasse, d. h. die außen seitige Dichtungsmasse ein elastischeres Verhalten als die erste Dichtungsmasse aufweist. Auch hier wird die Auswahl der Dichtungsmasse nach dem anliegenden Dichtproblem vorgenommen.

Die erfindungsgemäße Dichtungsmasse kann auf alle Bauteile aufgebracht werden, bei denen Abdichtproble me bestehen. Beispiele hierfür sind Pumpen, Gehäuse, Zylinderkopfdeckel, Ölwannen, Getriebedeckel, Hydrau likteile, Steuergehäuse, Spritzgussteile. Die Werk stoffe der Bauteile können Kunststoff, Formspritztei le, Metall, Tiefziehteile oder Metalldruckgussteile sein. Der Anwendungsbereich beschränkt sich nicht nur auf die Automobilindustrie, sondern könnte genauso gut die Hausgeräteindustrie und die Armaturenindust rie umfassen.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Dichtschnur.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Lippenprofilie rung kann so vorgegangen werden, dass eine dem ge wünschten Profil entsprechend geformte Düse beim Extrusionsvorgang eingesetzt wird. Dadurch besitzt das erfindungsgemäße Verfahren eine sehr große Varia bilität der erzeugbaren Lippenprofile. Ähnlich wie bei der Herstellung von Spritzgebäck kann einfach durch Austauschen einer entsprechenden Düse ein an die entsprechende Dichtproblematik angepasstes Lip penprofil erzeugt werden. Als Düsen können hierbei zwei- oder mehrstrahlige Düsen eingesetzt werden, so dass ein entsprechendes Lippenprofil mit zwei oder mehreren nach außen gerichteten Lippen entsteht. An statt zwei- oder mehrstrahlige Düsen können auch Dü sen verwendet werden, die austrittseitig entsprechen de Einschnitte aufweisen. Beim Aufbringen einer der artigen profilierten Dichtschnur auf ein Bauteil, z. B. einen Gehäusedeckel, ist jedoch noch das Problem zu lösen, dass in den meisten Fällen die Dichtschnur als geschlossene Schnur vorliegt. Dies geschieht da durch, dass der Düsenkopf rotierbar ist, so dass dann durch entsprechende Drehungen eine derartige Über schneidung vermieden wird. Verfahrenstechnisch lässt sich dies durch eine geeignete Programmsteue rung lösen.

Alternativ zum vorstehend beschriebenen Verfahren zum Aufbringen der Dichtschnur ist es auch möglich, dass zuerst eine herkömmliche Dichtschnur mit rundem oder ellipsenförmigem Querschnitt aufgebracht wird und dass dann nachfolgend durch die Düse ein Gas geblasen wird. Durch das Hindurchleiten eines entsprechenden Gases, z. B. Luft, wird die Dichtschnur an der Stelle, an der die Luft hindurchgeleitet wird, nach innen ge drückt, so dass außenseitig zwei Lippen entstehen.

Diese Methode kann noch dadurch abgewandelt werden, dass in einem Arbeitsgang gearbeitet wird. Dazu wird dann eine spezielle Düse eingesetzt, die eine zweite koaxial angeordnete innenliegende Hülse aufweist. Zum Erzeugen einer Dichtschnur mit zwei Lippen wird durch den Außenmantel die Dichtungsmasse und durch das in nenliegende koaxiale Rohr gleichzeitig ein Gas ge führt. Dadurch entsteht, wie vorstehend beschrieben, ebenfalls wieder eine Lippenform mit zwei nach außen gerichteten Lippen. Als Gas eignet sich hier beson ders Luft oder CO₂.

Anhand der Figuren wird die Erfindung näher erläu tert. Hierbei zeigen:

Fig. 1 den prinzipiellen Verfahrensablauf des Standes der Technik nach dem CIPG- Verfahren;

Fig. 2 Dichtungsquerschnitt nach dem Stand der Technik;

Fig. 3 verschiedene Lippenprofilierungen im Quer schnitt;

Fig. 4 vier verschiedene Ausführungsformen (a bis d) von Düsen zur Herstellung der erfin dungsgemäßen Dichtschnur;

Fig. 5a) und b) schematisch den Verfahrensablauf zum Aufbringen der Dichtschnur;

Fig. 6 die Rotationsmöglichkeiten einer Düse.

Fig. 1 zeigt schematisch den Verfahrensablauf zum Herstellen einer Dichtschnur nach dem Stand der Tech nik. Das in Fig. 1 dargestellte Verfahren ist das so genannte CIPG-Verfahren (Cured In Place Gasketing). Bei diesem Verfahren wird zuerst mittels eines Extru sionsverfahren die Dichtmasse (hier eine Zweikompo nenten-Dichtmasse A und B) automatisch aufgetragen. Die erzeugt Dichtschnur besitzt den in Fig. 2 gezeig ten Querschnitt. Es wird deutlich, dass derartige Dichtschnüre des Standes der Technik lediglich in der Breite und Höhe der Schnur variabel sind, und zwar in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit der Extrusi onsmaschine, der Extrusionsgeschwindigkeit und der Viskosität der Masse.

In einem zweiten Schritt wird diese Dichtschnur einer Vulkanisation unterzogen. Dies kann z. B. durch Hitze erfolgen. Bei der Vulkanisation härtet - wie im Bei spielsfall Fig. 1 - die Zweikomponenten-Dichtmasse aus. Nach einem Transport des Moduls erfolgt die Montage. Kennzeichnend für derartige Dichtschnüre ist eine glatte, meist sehr breit an die abzudichtenden Bauteile anliegende Oberfläche. Dies führt dazu, dass derartige Dichtschnüre in ihrer Verformungscharakte ristik stark eingeschränkt und damit im Leistungsum fang begrenzt sind.

Fig. 3a und 3b zeigen eine Lippenprofilierung, bei der eine nach außen spitz zulaufende Lippe erzeugt wurde. Die Höhe dieser Lippe, d. h. der Abstand zwi schen der Bauteilgrundfläche und der Spitze der Lippe kann dabei abhängig von dem Anwendungsfall variieren. Die erfindungsgemäße Lippenprofilierung zeichnet sich besonders dadurch aus, dass sie individuell auf die jeweilige Abdichtproblematik angepasst werden kann. Die erfindungsgemäßen Dichtschnüre können aber nicht nur in ihrer Form variiert werden, sonder auch noch in Bezug auf die Dichtungsmassen. Die Dichtungsmassen können in ihrer Elastizität ebenfalls auf die jewei lige Anwendungsproblematik eingestellt werden.

Bevorzugt wird bei den erfindungsgemäßen Dichtschnü ren Silicon oder Fluorelastomer als Dichtungsmasse eingesetzt.

Die für die Ausformung der Dichtschnur nötigen Düsen sind in den Fig. 4a) bis 4d) beispielhaft darge stellt. Fig. 4a) zeigt eine Düse, die austrittsseitig zwei geformte Einschnitte aufweist, um so eine ent sprechend geformte Dichtschnur zu bilden. Die Düse nach Fig. 4b) weist zwei Austrittsöffnungen auf, um eine entsprechende Lippenform mit zwei nach außen ge richteten Lippen auszubilden. Wesentlich ist hierbei, dass diese Dichtschnur, die durch diese Düse erzeugt wird, an der Basis eine Einheit bildet. Fig. 4c) zeigt eine Ausführungsform einer Düse, bei der eine normale zylindrische Düse in der Mitte verengt wurde. Auch dadurch lässt sich eine erfindungsgemäße Lippen form bilden. Die Düse nach Fig. 4d) weist verschiede ne Einschnitte auf, um so eine entsprechend ausge formte Dichtschnur zu bilden.

Fig. 5a) zeigt den Verfahrensablauf zur Herstellung einer Lippenprofildichtung gemäß der Erfindung, bei dem zuerst eine herkömmliche Dichtschnur mit einer runden oder ellipsenförmigen Außenkontur erzeugt wird und dann nachfolgend durch diese Düse Luft geblasen wird, um eine entsprechende Profilierung zu errei chen. Beim erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen einer Zweilippenform kann somit auch mit herkömmli chen Vorrichtung, d. h. mit einer herkömmlichen Düse gearbeitet werden. Nachfolgend ist hierbei lediglich, hier insbesondere Luft, durch die Düse zu blasen und dann die entsprechende Ausformung zu erreichen. Der Grad der Ausformung ist natürlich davon abhängig, wie hoch der Druck des Gases, hier der Luft, und die Strömungsgeschwindigkeit sind. Auch ist es möglich, anstatt Luft andere Gase - wie z. B. CO₂ - einzuset zen.

Fig. 5b) zeigt eine Ausführungsform, bei der die Aus formung der Lippenprofilierung in einem Arbeitsgang mit einer im wesentlichen zylindrischen Düse 3 er folgt. Hierzu wird ein Düse 3 eingesetzt, die eine innenliegende koaxiale Hülse 5 aufweist. Zur Herstel lung wird nun durch den Außenmantel 4 der Hülse die entsprechende Dichtmasse geführt und gleichzeitig durch die innenliegende koaxiale Hülse 5 Luft hin durchgeleitet, um eine entsprechende Ausformung zu erzielen.

Fig. 6 zeigt die Rotationsmöglichkeiten einer Düse 10. Wie bereits eingangs bei der Schilderung des Standes der Technik ausgeführt, kommt es bei der Aus bildung einer geschlossenen Dichtschnur auf einem Bauteil zu 360°-Wendungen, so dass dann auch Über schneidungen der Lippenprofilierungen resultieren würden. Erfindungsgemäß wird dies dadurch gelöst, dass eine Düse rotierbar ausgelegt ist, so dass durch entsprechende Drehung eine einheitliche Dichtschnur ohne Überlappung resultiert.

Claims

1. Dichtschnur aus einer elastischen Dichtungsmas se, die über ein Extrusionsverfahren direkt auf einem mit einem zweiten Bauteil fest verbindba ren ersten Bauteil aufgebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtschnur in ihrer axialen Längsrich tung zumindest bereichsweise unter Vermeidung eines nahezu runden oder ellipsenförmigen Quer schnitts eine bis drei auf das zweite Bauteil weisende nach außen spitz verlaufende Lippe(n) aufweist.

2. Dichtschnur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsmasse ausgewählt ist aus Polysulfiden, Siliconen, Po lyacrylaten, Polyurethanen, Fluorelastomeren o der deren Mischungen.

3. Dichtschnur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtschnur auf einer ersten Dichtungsmasse und einer im Ver hältnis zur ersten Dichtungsmasse elastischeren zweiten Dichtungsmasse besteht, wobei die zweite Dichtungsmasse außenseitig, d. h. in Richtung des zweiten Bauteils weisend, zumindest bereichswei se angeordnet ist.

4. Dichtschnur nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Dich tungsmasse eine Shore-Härte A von 60 bis 90 und die zweite Dichtungsmasse eine Shore-Härte A von 35 bis 70 hat.

5. Dichtschnur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtschnur ge schlossen ist.

6. Dichtschnur nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stoßstellen ab geschrägt sind.

7. Verfahren zur Herstellung einer Dichtschnur nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt die Dichtungsmasse mittels einer Düse aufgebracht und dann nachfolgend durch Hindurch leiten eines Gases durch eine zweite Düse eine entsprechende Lippenprofilierung erzeugt wird.

8. Verfahren zur Herstellung einer Dichtschnur nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mit einer Düse ge arbeitet wird, die eine zusätzliche koaxiale in nenliegende zweite Hülse aufweist, wobei durch den äußeren Düsenraum die Dichtungsmasse und gleichzeitig durch die innenliegende koaxiale Hülse ein Gas zur Lippenprofilierung hindurchge führt wird.