DE3544587A1 - Elastomerdichtung fuer waermetauscher - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Elastomerdichtung für Wärmetauscher, insbesondere für Kühler von Kraftfahr­ zeugen, aus einem endlosen, geformten Profilstreifen, der im montierten Zustand zwischen im wesentlichen parallelen Dichtflächen an Bauteilen des Wärmetau­ schers unter Verformung seines Querschnitts einge­ spannt gehalten ist.

Die Gestaltung von üblichen Kühlerdichtungen und deren Anordnung zwischen Bauteilen eines Kühlers in montiertem Zustand sind in den Fig. 1 bis 3 gezeigt.

Fig. 1 zeigt eine als Profilstreifen ausgebildete, endlose Kühlerdichtung in Draufsicht, deren Gestaltung an diejenige eines Kühlers angepaßt ist. Der aus einem Elastomer bestehende Profilstreifen ist mit der Bezugszahl 1 bezeichnet.

Die Fig. 2 und 3 zeigen zwei unterschiedliche bekannte Ausführungen. Die mit "a" bezeichneten Figuren zeigen Querschnitte der Anordnung mit in einem Kühlerboden 2 eingelegten Dichtungen, während die mit "b" bezeichneten Figuren die Anordnung in fertig montiertem Zustand darstellen.

Zur Montage wird der Profilstreifen in eine Ausnehmung 2 gemäß Fig. 2a oder Fig. 3a eines als Blechteil 2 ausgebildeten Kühlerbodens eingelegt und von einem Formteil 3, das aus Kunststoff bestehen kann, von oben her niedergehalten. Zum Erzeugen einer Dichtkraft wird der freie Schenkel 4 des Blechteils 2 bei 5 umgebördelt. Dadurch wird das Formteil 3 nach unten gedrückt, so daß die Dichtung 1 zwischen den beiden bei der Ausführung nach Fig. 2 parallelen Dichtflächen 6, 7 am Blechteil 2 bzw. Formteil 3 flachgequetscht wird, so daß ein Dichtdruck ent­ steht. Der Verlauf dieses Dichtdrucks über die Breite der Dichtung 1 ist den Fig. 2c bzw. 3c zu entnehmen. Aus diesen Figuren ergibt sich, daß der Dichtdruck sich bis zu einem Maximum aufbaut und dann wieder abnimmt. Dabei ist zu beachten, daß bei einer noch zu beschreibenden Dichtheitsprüfung Preßluft in den Fig. 2 und 3 gesehen jeweils von links in den Dichtspalt zwischen den beiden Dichtflä­ chen 6, 7 eindringt.

Der Unterschied zwischen den beiden Ausführungen nach Fig. 2 und 3 besteht darin, daß im Falle der Fig. 2 der unverformte Querschnitt des Profilstreifens ein Kreisquerschnitt ist, während im Falle der Fig. 3 der unverformte Querschnitt gemäß Fig. 3a wie dort gezeigt profiliert ist, wobei eine Nase 8 am Formteil 3 in eine Vertiefung 9 des Profilstrei­ fens hineinragt.

In fertig montiertem Zustand (Fig. 2b und 3b) ergibt sich bei der Ausführung nach Fig. 3 gegenüber derjeni­ gen nach Fig. 2 eine gewisse Verbreiterung der Druckkurve (vgl. Fig. 2c und 3c). Prinzipiell besteht jedoch Übereinstimmung bei beiden bekannten Ausführun­ gen dahingehend, daß der Druckverlauf ein Druckmaximum aufweist, das nach einem verhältnismäßig steilen Anstieg des Druckaufbaus erreicht wird und mehr oder weniger schnell zum Ende des Dichtspalts hin wieder abgebaut wird.

Profilstreifen der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Art werden gewöhnlich in einer Form mit Teilung an der stärksten Stelle des Querschnitts hergestellt. Dabei ist die Ausbildung eines Grates an der Stelle der Formteilung unvermeidlich. Dieser Grat ist in Fig. 2a mit den Bezugszeichen 10, 11 angedeutet. Die Erfahrungen in der Praxis haben gezeigt, daß eine deutliche Reduzierung der Rückweisungsrate erzielt werden konnte, wenn entweder dieser Grat vollständig beseitigt und/oder ein Verdrillen des Profilstreifens beim Einlegen in das Blechteil 2, den sogenannten Kühlerboden, vermieden werden konnten. Bereits kleinste Störungen, wie sie z.B. eine Verdrillung des Grates 10, 11 der Dichtung erzeugt, können also trotz des hohen, durch das Umbördeln ausgeübten Druckes Ursache für eine Leckströ­ mung sein. Eine andere Störungsursache kann in Unregelmäßigkeiten der Dichtflächen 6, 7 an den Kühlerteilen 2, 3 liegen.

Als letzter Arbeitsgang beim Zusammenbau von Kühlern für Kraftfahrzeuge mit den gezeigten Dichtanordnungen ist in der Regel eine Dichheitsprüfung vorgesehen. Hierbei wird der Kühler mit Preßluft gefüllt. Darauf wird der Druck gemessen und mit dem Druck eines entsprechend druckbeaufschlagten Referenzkühlers in einer Differenzdruckmessung verglichen.

Kühler, bei denen eine Druckdifferenz festgestellt wird, werden anschließend in ein Wasserbad eingesetzt, um den Ort der Leckage aufzufinden. Anschließend werden solche Kühler demontiert, alle Teile auf Beschädigung geprüft, mit neuen Dichtungen versehen, wieder montiert und erneut geprüft. Die Anzahl solcher fehlerhafter Kühler liegt typisch in der Größenordnung zwischen 5 und 10%. Solch hohe Rückwei­ sungsraten erfordern erheblichen Zusatzaufwand in der Kühlerherstellung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunden, eine Elastomerdichtung der beschriebenen Art zu schaffen, die mit größerer Sicherheit eine zufriedenstellende Abdichtung auch für gas- oder dampfförmige Medien gewährleistet.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Elastomerdich­ tung der eingangs beschriebenen Art vorgesehen, daß der Querschnitt des Profilstreifens mit einem harten Kern und einer weichen Umhüllung ausgebildet ist.

Die weiche Umhüllung und damit Oberfläche der Elasto­ merdichtung nach der Erfindung gleicht eventuelle Störfaktoren aus. So nimmt die weiche Umhüllung Rauhigkeitserhebungen an den Dichtflächen der Kühler­ bauteile auf. In gleicher Weise glättet die weiche Umhüllung bei ihrer Zusammenpressung Vorsprunge, wie einen Grat, an der Dichtung selbst, wenn dieser Grat aufgrund einer Verdrillung an eine Dichtfläche zu liegen kommen sollte. Der harte Kern sorgt für den Aufbau des erforderlichen Dichtdruckes. Überra­ schend wird auf diese Weise die Dichtwirkung ohne eine geometrische Veränderung des Querschnittes gegenüber den üblichen Querschnitten deutlich verbes­ sert und damit die Rückweisungsrate im gewünschten Umfang verkleinert.

Während es denkbar ist, daß der Kern aus einem anderen Material wie die Umhüllung besteht, z.B. aus einer Einlage aus Hartgummi, während die Umhüllung aus Schaumgummi besteht, ist bei einer besonders einfachen Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß Kern und Umhüllung aus dem gleichen Ausgangswerk­ stoff bestehen.

Im letzteren Falle wird erfindungsgemäß eine Elastomer­ dichtung der beschriebenen Art dadurch hergestellt, daß ein Roh-Profilstreifen einer Behandlung mit einer den Elastomerwerkstoff aufquellenden Substanz solange unterzogen wird, daß der Elastomerwerkstoff bis zu einer vorbestimmten Tiefe in den Profilstreifen hinein aufgeweicht wird.

Als aufquellende Substanz können ein übliches Frost­ schutzmittel, ein Öl oder allgemein eine Flüssigkeit verwendet werden, die Gummi zum Aufquellen und damit Erweichen veranlaßt.

Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 4 einen Querschnitt durch eine Elastomerdichtung in vergrößertem Maßstab;

Fig. 5 in kleinerem Maßstab wie in den Fig. 2 und 3 eine Anordnung mit einer Elastomerdichtung nach Fig. 4 in fertig montiertem Zustand.

Die Elastomerdichtung nach Fig. 4 hat im gezeigten Beispiel kreisrunden Querschnitt wie die Elastomerdich­ tung nach Fig. 2a. Demgegenüber unterschiedlich ist jedoch, daß die Elastomerdichtung 20 nach Fig. 4 einen harten Kern 22 und eine weiche Umhüllung 21 aus dem gleichen Elastomer aufweist. Die weiche Umhüllung ist durch Aufquellen der Elastomerdichtung 20 aufgrund einer Behandlung des Profilstreifens 20 in einer ein Elastomer, wie Gummi, aufweichenden Flüssigkeit, wie ein Frostschutzmittel, ein Öl oder dgl. gewonnen.

Im montierten Zustand nach Fig. 5, bei dem eine Dichtkraft durch Umbördeln des freien Schenkels 4 des Kühlerbodens 2 wie bei den Fig. 2 und 3 erzeugt ist, gleicht die weiche Umhüllung 21 Unebenheiten in den Dichtflächen 6, 7, wie die bei 23 angedeutete vorspringende Unebenheit, oder Unebenheiten des äußeren Umfangs der Dichtung selbst wie einen mit den Dichtflächen 6,7 durch Verdrillen in Berührung kommenden Grat 24 bzw. 25 (Fig. 4) aus. Der harte Kern 22 sorgt für den Aufbau des Dichtdruckes in gewünschter Höhe. So werden Störfaktoren aufgrund der erfindungsgemäßen Gestaltung ausgeglichen und die Dichtwirkung in unerwartetem Maße verbessert.

Claims (4)

1. Elastomerdichtung für Wärmetauscher, insbesondere für Kühler von Kraftfahrzeugen, aus einem endlosen, geformten Profilstreifen, der in montiertem Zustand zwischen im wesentlichen parallelen Dichtflächen an Bauteilen des Wärmetauschers unter Verformung seines Querschnittes eingespannt gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Profilstreifens (20) mit einem harten Kern (22) und einer weichen Umhüllung (21) ausgebildet ist.

2. Elastomerdichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß Kern (22) und Um­ hüllung (21) aus dem gleichen Ausgangswerkstoff bestehen.

3. Verfahren zum Herstellen einer Elastomerdichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß ein Roh-Profilstreifen einer Behandlung mit einer den Elastomerwerkstoff aufquellenden Substanz solange unterzogen wird, daß der Elastomer­ werkstoff bis zu einer vorbestimmten Tiefe in den Profilstreifen hinein aufgeweicht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Substanz ein übliches Frostschutzmittel verwendet wird.