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Magnetische Türdichtung und
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Verfahren zu ihrer Herstellung Elastische, durch Strangpressen hergestellte
Dichtungsmanschetten werden seit vielen Jahren zur Abdichtung des Zwischenraums
zwischen der Tür und dem Rumpf bzw. dem Gehäuseteil von Kühlschränken, Lebensmittel-Gefriergeräten
und ähnlichen Konstruktionen verwendet. Ursprünglich bestanden solche Dichtungsmanschetten
aus einem Haltestreifen, der auf der Innenfläche der Tür rundherum an deren Umfang
entlang befestigt war, und einem bauchigen Dichtungsteil, der beim Schließen der
Tür teilweise zusammengedrückt wurde und dadurch den Zwischenraum zwischen der Tür
und dem Rumpf bzw. dem Gehäuseteil der Konstruktion ausfüllte und die Abdichtung
gegen ein übermäßiges Entweichen der im Inneren der Konstruktion enthaltenen kalten
Luft in die äußere Atmosphäre bewirkte. Oft wird der Haltestreifen aus einem Material
gefertigt, das deutlich steifer ist als der deformierbare bauchige Teil der Dichtung,
wie durch den in der US-PS 3 .126 589 beschriebenen Entwurf einer Dichtung veranschaulicht
wird. Die elastische Dichtung wurde typischerweise durch Strangpressen eines thermoplastischen
Materials zu einem geeigneten Profil hergestellt.
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Obwohl die Tür ursprünglich durch einen Klinken-Mechanismus geschlossen
gehalten wurde, wurden, sobald elastische dauermagnetische Materialien, wie etwa
die in der US-PS 3 051 988 beschriebenen, im Handel erhältlich waren, elastische
Türdichtungen aus diesen elastischen dauermagnetischen Materialien zur Abdichtung
des Zwischenraums zwischen der Tür und dem Rumpf bzw. dem Gehäuseteil verwendet.
In letzter Zeit wurden derartige dauermagnetischen Tiirdichtungen auch zur Abdichtung
des Zwischenraums zwischen metallplattierten ilaustüren und den Anschla@flächen
der zugehörigen Türzarge verwendet.
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Bisher werden solche magnetischen Türdichtungsmanschetten in der Weise
hergestellt, daß getrennt ein Streifen aus dem elastischen dauermagnetischen Material,
im allg#emeinen mit rechteckigem Querschnitt, und ein elastisches Dichtungs)rofil
gefertigt werden, das einen sich in Längsrichtung erstreckenden Halterungsteil zur
Befestigung der magnetischen Türdichtung an einer tragenden Oberfläche und ein sich
in Längsrichtung erstreckendes Dichtungs-Segment umfaßt , das eine kanalartige Höhlung
mit einem gleichartig geformten Querschnitt wie der dauermagnetische Streifen, jedoch
mit geringfügig größeren Abmessungen aufweist. Das elastische Dichtungsprofil und
der dauermagnetische Streifen werden in Abschnitte gleicher Länge geschnitten und
miteinander verbunden, indem der dauermagnetische Streifen manuell in die in dem
Dichtungs-Segment des Dichtungsprofils ausgeformte kanalartige Höhlung eingeführt
wird. Dabei ist besonders zu beachten, daß wegen der Montage des dauermagnetischen
Streifens von Hand" in die kanalartige Höhlung des Dichtungs-Segmentes des Dichtungsprofils
die Querschnitts-Abmessungen der kanalartigen Höhlung größer als diejenigen des
dauermagnetischen Streifens sein müssen. Infolgedessen ist eine Luft enthaltende
Fuge zwischen den Wandungen der kanalartigen Höhlung, in die der magnetische Streifen
eingeführt wird, und dem magnetischen Streifen selbst vorhanden. Die Anwesenheit
dieser Luft-Fuge zwischen dem magnetischen Streifen und den Wandungen der kanalartigen
Höhlung, in der der magnetische Streifen enthalten ist, beeinflußt in negativer
Weise die magnetische Kraft, die für das Abdichten des Zwischenraums zwischen der
Tür und der Oberfläche, an die die Tür sich anlehnt, zur Verfügung steht. Dementsprechend
muß ein Magnet von größerer Stärke, als sie ohne die Anwesenheit einer Luft-Fuge
erforderlich wäre, verwendet werden. Auch die Dicke der Wände der Dichtung muß für
gewöhnlich etwas größer als eigentlich erwünscht sein, damit sie die Handhabung
der
Dichtung während des Einführens des magnetischen Streifens in
die kanalartige Höhlung des Dichtungsprofils übersteht.
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Die vorliegende Erfindunq macht eine magnetische Türdichtung verfügbar,
die in der Weise herstellt wird, daß ein biegsamer dauermagnetischer Streifen vorgeformt
und anschließend, ohne dabei unter BeansI,ruchung zu stehen, durch das Mundstück
eines Extruders hindurchgeführt wird, während auf der Auslaßseite des Extruderkopfes
ein Dichtungsprofil mit der gewünschten Ausformung des Querschnitts gebildet und
dabei der magnetische Streifen innerhalb des Dichtungsprofils eingekapselt wird,
so daß der magnetische Streifen sich an die ihn umschließenden Wandungen des Dichtungsprofils
in unmittelbarer Reibungsberührung anschmiegt, ohne jedoch chemisch oder physikalisch
an diese gebunden zu sein. Die Einkapselung des magnetischen Streifens innerhalb
des stranggepreßten Dichtungsprofils beseitigt die Luft-Fuge, die in denjenigen
magnetischen Türdichtungen vorhanden ist, die durch manuelles Einführen des magnetischen
Streifens in die kanalartige Höhlung des getrennt hergestellten Dichtungsprofils
gefertigt werden. Die Eliminierung der Luft-Fuge zwischen dem magnetischen Streifen
und dem stranggepreßten, den magnetischen Streifen ummantelnden Dichtungselement
erlaubt die Verwendung eines magnetischen Streifens geringerer Größe, um ein angestrebtes
Endergebnis zu erzielen. Außerdem können die Wände des den magnetischen Streifen
einschließenden Dichtungsprofils dünner sein, als dies erforderlich wäre, wenn das
Dichtungsprofil und der magnetische Streifen in getrennten Arbeitsgängen hergestellt
würden und der maqnetische Streifen manuell in eine in dein Dichtungsprofil (dafür
vorqesei#ne kanalartige Höhlung in Längsrichtung eingeführt würde.
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Um ein Extrudat mit annehmbarer Oberflächenbeschaffenheit herzustellen,
muß der magnetische Streifen auf eine Temperatur zwischen etwa 650C und 1200C voigchcizt
wcrcjcn, ehe die Einkapselung versucht wird.
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Die vorliegende Erfindung wird anhand der angefügten Zeichnungen näher
erläutert.
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Fig. 1 zeigt eine Ansicht von oben auf eine Extruder-Beschickungsvorrichtung
mit versetzter Extruderdüsen-Einheit, in die ein vorgeformter magnetischer Streifen
nach dem Durchgang durch eine Heizvorrichtung eingespeist wird; Fig. 2 zeigt eine,
teilweise angeschnittene, Grundr#ßansicht eines Teils der in Fig. 1 dargestellten
Vorrichtung, nämlich einen Schnitt durch die versetzte Extruderdüsen-Einheit und
einen durch diese hindurch geführten vorgeformten magnetischen Streifen; Fig. 3
zeigt eine Aufriß-Vorderansicht der in Fig. 2 dargestellten Extruderdüsen-Einheit
und eine aus dieser austretende magnetische Türdichtung; Fig. 4 zeigt eine perspektivische
Darstellung einer gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellten Türdichtung; Fig.
5 zeigt eine Teilansicht einer gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellten Türdichtung
bei deren Verwendung zur Abdichtung des Zwischenraums zwischen einer Tür und und
dem Gehäuserumpf eines Kühlschranks.
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Fig. 6 zeigt eine Teilansicht einer gemäß der vorliegenden Erfindung
hergestellten Türdichtung bei deren Verwendung zur Abdichtung des Zwischenraums
zwischen einer metallplattierten Haustür und der Zarge.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein vorgeformter dauermac3netischer
Streifen 10 durch eine Heizvorrichtung 11 und danach durch eine Extruderdüsen-Einheit
12 vorwärtsbewegt, die den dauermagnetischen Streifen 10 als ein innerhalb eines
Dichtungsprofils 13 eingeschlossenes Element einkapselt, das auf der Auslaßseite
der Extruder-
düseneinheit gebildet wird, wie nachstehend unter
stärkerer Berücksichtigung der Einzelheiten beschrieben wird.
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10 Der elastische dauermagnetische Streifeiykann mittels jeden geeigneten
Verfahrens hergestellt werden; er wird aber für gewöhnlich hergestellt, indem Teilchen
aus ein#em magnetischen Material mit einem elastischen Bindemittel vermischt werden,
die Mischung zu einem Streifen mit der gewünschten Ausformung des Querschnitts (etwa
durch einen Strangpreß-Ar-beitsgang) verformt wird und der Streifen anschließend
einem magnetischen Feld ausgesetzt wird.
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Die Teilchen des magnetischen Materials sind vorzugsweise fein-verteilte
Ferrit-Teilchen, wie beispielsweise Bariumferrit-(BaFe12O19) -Teilchen. Die Teilchen
des magnetischen Materials besitzen wünschenswerterweise eine Teilchengröße von
0,5 bis 10 µm, wobei die mittlere Teilchengröße vorzugsweise im Bereich von etwa
1 bis 1,5 Am liegt. Das biegefähige Bindemittel kann ein elastomeres oder thermoplastisches
Material sein wie Polyethylen, chloriertes Polyethylen, chlorsulfoniertes Polyethylen,
Polyisobutylen und dergleichen; auch Mischungen aus elastomeren und oder thermoplastischen
Materialien können verwendet werden, um den biegsamen magnetischen Streifen mit
den gewünschten Eigenschaften auszustatten. Die Teilchen des magnetischen Materials
können in der Mischung in recht bedeutender Menge anwesend sein; oft liegen sie
in einem Mengenverhältnis vor, das von 60 bis 72 °Õ des Gesamtvclumens der magnetischen
Masse beträgt. Mehr ins einzelne gehende Diskussionen über die Herstellung biegsamer
dauermagnetischer Streifen sind in den US-PSen 2 959 832 2 999 275, 3 051 988 und
3 379 643 sowie in der CA-PS 717 462 zu finden.
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Der biegsame dauermagnetische Streifen 10 wird wünschenswerterweise
in ausgedehnten, f@r@@@uf@nd@n Läng@n (die mehrere tausend Meter betragen können)
hergestellt, die auf große Trommeln oder Spulen zu Lagerzwecken aufgerollt
werden.
Der biegsame dauermagnetische Streifen 10 kann dann, bei Bedarf, von einer solchen
Lagerspüle abgew#ikkelt und durch die Heizvorrichtung 11 und die Extruderdüseneinheit
12 hindurchgeschickt werden. Alternativ kann das Mischen, Formen und Magnetisieren
auch in einem verbundenen, vorgeschalteten Arbeitsgang erfolgen, wonach der biegsame
magnetische Streifen unmittelbar nach seiner Herstellung durch die Heizvorrichtung
11 und die Extruderdüseneinheit 12 hindurchbewegt wird.
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Wie bereits weiter oben vermerkt, wird zur Herstellung eines Dichtungsprofils
13 mit einer für Verkaufszwecke annehmbaren Oberflächenbeschaffenheit der biegsame
dauermagnetische Streifen 10 durch eine Heizvorrichtung 11 hindurchbewegt und dabei
auf eine Temperatur zwischen etwa 650C und 120°C, vorzugsweise auf eine Temperatur
zwischen etwa 900C und 1050C vorgeheizt, ehe er in das Dichtungsprofil 13 gleichzeitig
mit dessen Herstellung eingekapselt wird.
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Die versetzte Extruderdüseneinheit 12, durch die der biegsame dauermagnetische
Streifen 10 vorwärtsbewegt wird und die das Dichtungsprofil 13 formt, besteht aus
dem Düsenkörper 14 mit einem Hals 15, der an seinem einen Ende mit dem Füllrohr
16 und an seinem anderen Ende mit einer Druckplatte 17 in Verbindung steht, die
mittels der Schrauben 18, 18 starr an dem Düsenkörper 14 befestigt ist. Der Extruderkopf
19 hinwiederum ist starr mit den Schrauben 20, 20 an der Druckplatte 17 befestigt.
Die Druck1>latte 17 enthält Öffnungen oder Durchlässe 21, 21, die den Hals 15
des Düsenkörpers 14 mit dem Düsenhals 22 des Extruderkopfs 19 verbinden. Der Düsenhals
22 ist auf der Auslaßseite 34 des Extruderkopfes 19 in der Form des äußeren Querschnitts
des Dichtungsprofils 13 ausgebildet, das hergestellt werden soll. Ein hohles Führungszapfengehäuse
23 ist innerhalb des Kanals 24 eingeschlossen
und endet in einem
Gewindestutzen 25, der aus dem Düsenkörper 14 herausragt und auf den ein Verbindungsgehäuse
26 aufgeschraubt ist, das eine Vakuumleitung 27 enthält, die zu einer (nicht dargestellten)
Vakuumpumpe führt.
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Ein hohler Führungszapfen 28 ist zu einem Teil innerhalb der Hohlbohrung
29 durch das Führungszapfengehäuse 23 eingelassen und besitzt ein mit einem Gewinde
versehenes Endstück 30, das in die Druckplatte 17 eingeschraubt ist.
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Die Bohrung 31 des Führungszapfens 28 wirkt als Führungskanal, durch
den der magnetische Streifen 10 transportiert wird, während er durch den Düsenkörper
14 der Extruderdüseneinheit 12 vorwärtsbewegt wird. Die Bohrung 31 des Führungszapfensisteht
mit der Bohrung 32 des Richt-Zapfens 33 in Verbindung, der starr an der Druckplatte
17 befestigt ist. Die Bohrung 32 des Richtzapfens 33 weist eine Ausformung und Abmessungen
des Querschnitts auf, die im wesentlichen die gleichen sind wie die Querschnitts-Form
und -Abmessungen des magnetischen Streifens (mit der Ausnahme, daß die Eintrittsöffnung
der Bohrung 31 abgeschrägt sein kann, um den Eintritt des magnetischen Streifens
10 in die Bohrung 32 des Richtszapfens 33 zu erleichtern). Der Richtzapfen 33 gewährleistet
die präzise axiale Justierung des magnetischen Streifens 10, während dieser durch
den Extruderkopf 19 hindurch und aus diesem herausgeführt wird, so daß der magnetische
Streifen 10 genau an die richtige Stelle gelangt und ordnungsgemäß in das Dichtungsprofil
13 eingekapselt wird, während dieses Dichtungsprofil 13 auf der Auslaßseite 34 des
Extruderkopfes 19 geformt wird. Der Richtzapfen 33 ist von einer solchen Länge,
daß der magnetische Streifen 10 sich über eine Entfernung von mindestens 1 cm hinweg
in präzisem Gleitkontakt mit sämtlichen Oberflächen der Bohrung 32 des Richtzapfens
33 befindet, bevor er (der magnetische Streifen 10) innerhalb des Dichtungsprofils
13 auf der Auslaßselte 34 des Extruderko#fes 19 eingekapseit wird.
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Das Füllrohr 16 steht, wie oben angegeben, an einem Ende mit dem hals
15 des Düsenkörpers 14 in Verbindung. Das andere Ende des Füllrohrs 16 steht in
Verbindung mit einem Füllrohr 35 und ist an dieses angeschlossen, das seinerseits
mit einer konventionellen Extruderanlage 36 in Verbindung steht und an diese angeschlossen
ist, in der die Mischung, aus der das Dichtungsprofil 13 hergestellt wird, erhitzt,
vermischt und unter Druck durch das Füllrohr 35, das Füllrohr 16 und die Extruderdüseneinheit
12 hinausgepreßt wird.
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Das Dichtungsprofil 13 kann aus jeder geeigneten, biegsamen thermoplastischen
Masse hergestellt werden, die unterhalb von etwa 500C fest ist und genügend Elastizität
besitzt, um nach Deformation in ihre ursprüngliche Form zurückzukehren, wie beispielsweise
Weich-Polyvinylchlorid, weichgemachte Copolymerisate aus Vinylchlorid mit anderen
Monomeren wie Vinylacetat, Vinylidenchlorid, Methylacrylat und dergleichen, biegsames,
elastisches Polyethylen, chloriertes Polyethylen, chlorsulfoniertes Polyethylen,
Polypropylen etc.. Die Siasse kann auch Antioxidationsmittel, Streckmittel, Füllstoffe
etc. enthalten, die normalerweise in solche Mischungen eingearbeitet werden.
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Bei der Verwendung der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Apparatur
wird die thermoplastische Mischung, aus der das Dichtungsprofil 13 geformt werden
soll, kontinuierlich in die Extruderanlage 36 eingespeist, in der die Mischung durchgemischt
und zu einer weichen, geschmeidigen Masse erhitzt wird. Die vermischte und erhitzte
thermoplastische Masse wird kontinuierlich aus der Extruderanlage 36 herausgepreßt
und wandert durch das Füllrohr 35 und das Füllrohr 16 in den Hals 15 des Düsenkörpers
14 und durch diesen hindurch, durch die Öffnungen 21, 21 in der Druckplatte 17 und
in den Düsenhals 22 des Extruderkopfes 19 und tritt schließlich auf der Auslaßseite
34 des Extruderkopfes 19 als Dichtungsprofil 13 aus. Während
der
gesamten Wanderung. der thermoplastischen Masse durch das Füllrohr 35, das Füllrohr
16 und die Extruderdüseneinheit 12 hindurch muß sich die thermoplastische Masse
in einem weichen, geschmeidigen Zustand befinden. Falls nötig können Beheizungselemente
(nicht dargestellt) um das Füllrohr 35, das Füllrohr 16 und die Extruderdüseneinheit
12 herum verwendet werden, um die thermoplastische Masse auf einer gewünschten Temperatur
zu halten. Im allgenleinen befindet sich die thermoplastische Masse auf einer Temperatur
von etwa 900C bis 2500C, wenn sie durch die Extruderdüseneinheit 12 hindurch wandert.
Gleichzeitig mit der Bewegung der thermoplastischen Masse durch die Extruderdüseneinheit
12 hindurch wird der magnetische Streifen 10 fortlaufend durch die Heizvorrichtung
11 hindurch eingespeist und bewegt sich vorwärts durch den Führungszapfen 28 und
den Richtzapfen 33 und wird dann in das DichtungsproEil 13 eingekapselt, während
dieses an der Auslaßseite 34 des Extruderkopfes 19 gebildet wird.
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Die biegsame magnetische Dichtung 37 (bestehend aus dem Dichtungsprofil
13 mit dem darin eingekapselten magnetischen Streifen 10) wird dann abgekühlt, entweder
dadurch, daß die magnetische Dichtung 37 der Luft ausgesetzt wird, oder indem sie
durch ein Kühlmedium wie Wasser hindurchbewegt wird. Die fertige magnetische Dichtung
37 wird dann zur Lagerung in Stücke geeigneter Lunge zerschnitten.
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Das Verfahren läuft kontinuierlich ab, so lange der magnetische Streifen
10 und die thermoplastische Masse kontinuierlich durch die Extruderdüseneinheit
12 hindurchgeschickt werden.
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Eine gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellte Dichtung ist in
Fig. 4 dargestellt. Wie aus Fig. 4 zu ersehen ist, ist der magnetische Streifen
10 innerhalb des Dichtungsprofils 13 eingekapselt, wobei die Seiten des magnetischen
Streifens 10 über ihre gesamte Allsdehnung hinweg sich tatsächlich in physikalischer
Beruhrung mit den sie umschließenden Wänden des Dichtungsprofils 13 befinden,
so
da keinerlei Luftuc zwischen dem magnetischen Streifen 10 und den diesen einhüllenden
Wandungen des Dichtungsprofils 13 vorhanden ist. Um während des Formungsvorgangs
sicherzustellen, daß die weiche, geschmeidige thermoplastische Masse, aus der das
Dichtungsprofil 13 geformt wird, in Berührung mit dem magnetischen Streifen 10 fließt
und diesen vollständig einhüllt, wenn er aus dem Richtzapfen 33 austritt, wird zweckmäßigerweise
eine Druckverminderung innerhalb der Bohrung 32 des Führungszapfens 28 dadurch erzeugt,
daß ein teilweises Vakuum über die Vakuumleitung 27, die mit der Bohrung 31 des
Richtzapfens 28 durch das Verbindungsgehäuse 26 in Verbindung steht, hergestellt
wird. Sobald der ordnungsgemäße Fluß der thermoplastischen Masse um den magnetischen
Streifen 10 herum erreicht wurde, kann danach für gewöhnlich auf die weitere Einwirkung
des Teilvakuums verzichtet werden.
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Obwohl in den Fig. 1 bis 3 ein Extrudersystem mit versetzter Düse
erläutert wird, ist ausdrücklich zu erwähnen, daß auch ein Extrudersystem mit einem
Umlenkkopf ebenso wirkungsvoll zur Herstellung einer magnetischen Türdichtung gemäß
der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
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Fig. 5 erläutert die Verwendung einer gemäß der vorliegenden Erfindung
hergestellten magnetischen Türdichtung.
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Unter Bezugnahme auf Fig. 5 wird eine magnetische Türdichtung 37,
bestehend aus einem biegsamen magnetischen# Streifen 10 und einem biegsamen, elastischen
Dichtungsprofil 13, entlang des Umfangs einer Tür 38 (wie einer Kühlschrank- oder
Lebensmittelgefrierschrank-Tür) in Anschlagposition zu der metallischen Hülle 39
des Rumpfs oder Gehäuseteils 40 der Konstruktion angebracht. Wenn sich die Tür 38
in der Schließstellung befindet, wird der magnetische Streifen 10 der Dichtung 37
von der metallischen Hülle 39 des Rumpfs oder Gehäuses 40 der Konstruk-
tion
angezogen und hält die Tür 38 fest geschlossen und bewirkt die Abdichtung zwischen
der Tür 38 und dem Rumpf oder Gehäuse 40 der Konstruktion, wodurch ein übermäßiges
Entweichen der im Inneren derselben eingeschlossenen kalten Luft verhindert wird.
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Eine zweite Verwendung der gemäß der vorliegenden Erfin-#dung hergestellten
magnetischen Türdichtung wird in Fig.
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6 gezeigt. Unter Bezugnahme auf Fig. 6 wird eine magnetische Dichtung
37 entlang des Umfangs einer Türeinfassung 41 in Anschlagposition zu der metallischen
Außenhaut 42 einer Haustür 43 angebracht. Wenn die Haustür 43 sich in der Schließstellung
befindet, wird der magnetische Streifen 10 in der Dichtung 37 von der metallischen
Außenhaut 42 der Haustür 43 angezogen und hält die Haustür 43 mit einer bestimmten
Kraft in der Schließstellung fest und dichtet den Zwischenraum zwischen der Tür
43 und der Türeinfassung 41 gegen hindurchströmende Zugluft ab.
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Es ist ausdrücklich zu erwähnen, daß die Form des Dichtungsprofils
variiert und dem jeweils vorgesehenen speziellen Verwendungszweck für die magnetische
Türdichtung angepaßt werden kann.