DE3616697A1 - Siebdruckschablone zum herstellen elastomerer dichtauflagen auf flachdichtungsplatten und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

Description

Bei Flachdichtungen, insbesondere bei Zylinderkopfdichtungen, ist es bekannt, zur Erzielung einer für ein zuverlässiges Abdichten genügend hohen Pressung über die gesamte Dichtfläche die Flachdichtungsplatte partiell mit elastomerem Dichtmaterial zu beschichten, welches im Siebdruckverfahren aufgebracht und anschließend formstabilisiert wird (siehe z. B. DE-PS 12 17 153). Dieses Verfahren hat sich insbesondere dort als nützlich erwiesen, wo die in eine Dichtverbindung mit Hilfe von Schrauben eingeleiteten Kräfte nicht ausreichen, über die gesamte Dichtfläche eine ausreichend hohe Pressung herbeizuführen. Die im Vergleich zur Oberfläche einer Flachdichtungsplatte kleine tragende Oberfläche einer im Siebdruckverfahren aufgebrachten wulstförmigen Dichtauflage, die gleichzeitig eine lokale Vergrößerung der Dicke der Flachdichtung darstellt, erzeugt bei vorgegebenen Schraubenkräften an der Stelle der Dichtauflage eine höhere Dichtpressung. Dies kann so weit führen, daß die eigentliche Flachdichtungsplatte nur noch als Träger einer die Abdichtung bewirkenden Konfiguration von Dichtauflagen dient.

Nun wird das angestrebte Ziel, überall eine die Abdichtung gewährleistende Dichtpressung herbeizuführen, dann nicht bei allen Flachdichtungen erreicht, wenn die elastomeren Dichtauflagen überall dieselbe Höhe bzw. Dicke aufweisen. Deshalb sucht man in der Fachwelt schon seit langem nach einem Weg, der es erlaubt, auf einer Flachdichtung eine oder mehrere Dichtauflagen unterschiedlicher Höhe bzw. Dicke herzustellen, ohne daß dabei die Präzision der Dichtauflagen leidet oder andere gravierende Nachteile in Kauf genommen werden müssen. Dies ist bislang nicht gelungen, wie eine Betrachtung des Standes der Technik deutlich erkennen läßt.

Noch am gebräuchlichsten ist ein Verfahren, bei welchem nacheinander mit mindestens zwei unterschiedlich ausgebildeten Siebdruckschablonen beschichtet wird, deren Öffnungsbereiche auf die Konfiguration der Dichtauflagenbereiche unterschiedlicher Dicke abgestimmt sind und die Siebgewebe mit unterschiedlicher Maschenzahl pro cm² und damit unterschiedlicher Maschengröße besitzen. Die Verwendung der Siebdruckschablone mit der größeren Maschengröße führt dann zur Herstellung der Dichtauflagenbereiche größerer Höhe. Nachteilig an diesem Herstellungsverfahren ist nicht nur, daß mehrere Siebdruckschablonen hergestellt, auf Lager gehalten und gehandhabt werden müssen, sondern es bedingt unvermeidlich die Gefahr eines Konturenversatzes der verschiedenen Dichtauflagenbereiche, da die Gefahr besteht, daß die zweite Siebdruckschablone nicht exakt entsprechend der Position der ersten Siebdruckschablone auf der Flachdichtung auf die letztere aufgelegt wird.

Wird mit verschiedenen Siebdruckschablonen übereinander gedruckt, tritt nicht nur der vorstehend beschriebene Fehler auf, sondern auch eine Fehlerfortpflanzung bei der Schichtdicke der Dichtauflagen: Erhält man beim einmaligen Siebdrucken eine Abweichung F₁ der Dicke eines Dichtauflagenbereichs von der Sollschichtdicke, so erhält man beim zweimaligen Siebdrucken statisch gesehen nach dem Fehlerfortpflanzungsgesetz eine Abweichung F von der Sollschichtdicke von

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Die genannten Nachteile lassen sich auch dann nicht vermeiden, wenn man eine Siebdruckschablone in bekannter Weise ganzflächig mit Fotolack unterfüttert, um die Dicke der Dichtauflagen zu erhöhen, denn um dann Dichtauflagen mit parallel unterschiedlicher Schichtdicke herzustellen, bedarf es wieder eines zweiten Auftrags mit Hilfe einer zweiten Siebdruckschablone, deren Öffnungskonfiguration der Konfiguration der Dichtauflagenbereiche mit erhöhter Schichtdicke entspricht.

Des weiteren ist es bekannt, die Schichtdicke durch die Breite der Durchtrittsöffnungen einer Siebdruckschablone zu beeinflussen, was jedoch den Nachteil mit sich bringt, daß eine bestimmte Dicke bzw. Höhe der Dichtauflage zwangsläufig eine entsprechende Breite der Dichtauflage bedingt, was eine starke Beeinträchtigung für die Auslegung einer optimalen Dichtauflage bedeutet. Weiterhin ist die Beeinflussung der Dicke bzw. Höhe der Dichtauflage durch die Breite der Durchtrittsöffnungen nur in einem engen Breitenbereich möglich und stark von weiteren Parametern abhängig, nämlich vom Siebaufbau, der Geschwindigkeit der Druckrakel, dem Auflagewinkel und -druck der Rakel sowie von den rheologischen Eigenschaften des zur Herstellung der Dichtauflagen verwendeten elastomeren Materials (s. hierzu auch die DE-PS 20 54 804).

Damit erschöpfen sich jedoch die grundsätzlichen Vorschläge, welche sich dem Stand der Technik entnehmen lassen, denn die darüber hinaus bekanntgewordenen Verfahren weisen keine grundsätzliche neue Wege, sondern stellen nur Varianten der vorstehend ausführlich geschilderten bekannten Techniken dar; dies gilt z. B. für die DE-PS 12 17 153 und die DE-PS 16 00 560, denn mit der aufeinanderfolgenden Verwendung von Schablonen unterschiedlicher Dicke oder der Verwendung zweier übereinanderliegender Siebe lassen sich die vorstehend erwähnten Nachteile gleichfalls nicht vermeiden, da entweder die Flachdichtung mehrmals partiell bedruckt werden muß und/oder mindestens zwei Schablonen relativ zueinander und zur Flachdichtungsplatte exakt positioniert werden müßten.

Der Erfindung lag deshalb die Aufgabe zugrunde, Mittel bereitzustellen, die es erlauben, auf einer Flachdichtung elastomere Dichtauflagen unterschiedlicher Dicke in einem Arbeitsgang herzustellen, um so relativ billig qualitativ hochstehende Flachdichtungen produzieren zu können, mit denen sich eine optimale Pressungsverteilung und Abdichtgüte erreichen läßt.

Hierzu wird zunächst vorgeschlagen, eine bekannte Siebdruckschablone zur gleichzeitigen Herstellung von Dichtauflagen aus elastomerem Material auf einer Flachdichtungsplatte, die ein Sieb besitzt, welches eine Fotolackschicht trägt, die mindestens eine sich von einer Rakelseite zu einer Druck- oder Anlegeseite der Siebdruckschablone erstreckende Durchtrittsöffnung für das elastomere Material aufweist, erfindungsgemäß so zu gestalten, daß die Fotolackschicht in mindestens einer ersten Zone, welche einen Öffnungsbereich für einen ersten Dichtauflagenbereich größerer Höhe umgibt, eine größere Dicke aufweist als in mindestens einer zweiten Zone, welche einen Öffnungsbereich für einen zweiten Dichtauflagenbereich geringerer Höhe umgibt, und daß die Fotolackschicht auf der anderen Seite der Siebdruckschablone, insbesondere der Rakelseite, eben ist und auf der anderen Seite der Siebdruckschablone, insbesondere der Druck- oder Anlageseite, mit der ersten Zone über die zweite Zone übersteht. Bei einer erfindungsgemäßen Siebdruckschablone können längs einer oder mehrerer Durchtrittsöffnungen mehrere Zonen der Fotolackbeschichtung mit unterschiedlicher Dicke vorgesehen sein, so daß sich in einem einzigen Siebdruckvorgang Dichtauflagen herstellen lassen, deren Dicke bzw. Höhe sich demnach nahezu beliebig variieren läßt. Bei Verwendung einer erfindungsgemäßen Siebdruckschablone wird der Druckvorgang also nicht nur verbilligt, sondern die Qualität und die Genauigkeit der Dichtauflagen werden verbessert, da kein durch die Verwendung mehrerer Schablonen bedingter Konturenversatz und keine Fehleraddition bzw. -fortpflanzung auftreten, ganz abgesehen davon, daß es mit den bekannten Mitteln und Verfahren praktisch unmöglich war, Dichtauflagen herzustellen, welche mehr als zwei verschiedene Dicken bzw. Höhen aufweisen. Es bedarf auch nicht der Herstellung und Lagerhaltung mehrerer Siebdruckschablonen, Verwechslungen unterschiedlicher Siebdruckschablonen können nicht auftreten, und es lassen sich die derzeit üblichen elastomeren Massen verarbeiten.

Grenzen innerhalb einer Dichtauflage ein erster Dichtauflagenbereich größerer Dicke und ein zweiter Dichtauflagenbereich geringerer Dicke unmittelbar aneinander, so empfiehlt es sich, die Siebdruckschablone so auszubilden, daß der Rand der ersten Fotolackschichtzone, d. h. der Fotolackschichtzone größerer Dicke, durch die Grenze zwischen erstem und zweitem Dichtauflagenbereich verläuft und im übrigen den ersten Dichtauflagenbereich im Abstand umgibt. Auf diese Weise ergibt sich eine zuverlässige, da hinreichend große Auflage der ersten, dickeren Fotolackschichtzone auf dem zu bedruckenden Substrat, d. h. der Flachdichtungsplatte.

Durch die Erfindung wurde auch ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Siebdruckschablone geschaffen, das sich ohne kostspielige Zusatzeinrichtungen zur Schablonenherstellung durchführen läßt.

Ausgegangen wird dabei von einem bekannten Verfahren (siehe z. B. "Handbuch für den Siebdruck", Seiten 74 bis 76, erschienen im Verlag Der Siebdruck, Lübeck), bei dem eine Fotolackschicht vollflächig auf das Sieb aufgebracht, diese getrocknet und durch eine der Dichtauflagenkonfiguration entsprechende Belichtungsmaske hindurch belichtet wird, worauf die Durchtrittsöffnung durch Auswaschen des Fotolackschichtmaterials erzeugt wird. Ein solches Verfahren soll nun zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Siebdruckschablone so gestaltet werden, daß die erste Fotolackschichtzone durch Anbringen mindestens eines Begrenzungselements auf der Druckseite der zunächst hergestellten, vollflächigen ersten Fotolackschicht ringsum eingegrenzt wird, worauf in der ersten Fotolackschichtzone auf die Anlegeseite der ersten Fotolackschicht eine zweite Fotolackschicht aufgebracht wird, und daß dann das Begrenzungselement entfernt wird und die beiden Fotolackschichten gemeinsam belichtet werden, worauf die Durchtrittsöffnung durch Auswaschen des Fotolackschichtmaterials erzeugt wird. Das Begrenzungselement, bei dem es sich zweckmäßigerweise um ein Klebeband handelt, kann dabei zusammen mit der vollflächigen ersten Fotolackschicht eine Art Wanne bilden, die zur Bildung der zweiten Fotolackschicht mit Fotolackmaterial ganz oder teilweise gefüllt wird (beim teilweisen Füllen ließe sich die Schichtdicke z. B. volumetrisch oder gravimetrisch einstellen, während beim vollständigen Ausgießen die Dicke des Begrenzungselements die Dicke der zweiten Fotolackschicht bestimmt). Als vorteilhafter hat es sich jedoch erwiesen, wenn das Begrenzungselement, wie ein Klebeband, nur eine Auflage für eine Präzisionsziehrakel bildet, durch deren Spalthöhe die Dicke der zweiten Fotolackschicht eingestellt und bestimmt werden kann.

Eine alternative Methode zur Herstellung der Siebdruckschablone besteht darin, Fotofilme mit der gewünschten Dicke, eventuell mehrere Fotofilme übereinander, auf das Sieb aufzukleben.

Besonders einfach läßt sich die erste Fotolackschichtzone dadurch eingrenzen, daß man auf die Rakelseite des mit der ersten Fotolackschicht versehenen Siebs eine teiltransparente Folie aufbringt, insbesondere aufklebt, welche eine Darstellung des ersten, d. h. dickeren, Dichtauflagenbereich aufweist, und daß dann zum Aufbringen des Begrenzungselements, also z. B. des Klebebands, die Siebdruckschablone von der Rakelseite her beleuchtet wird, was sich mit Hilfe eines Leuchttisches besonders einfach bewirken läßt, um auf der Anlegeseite der ersten Fotolackschicht das Begrenzungselement unter Berücksichtigung der Dichtauflagenkonfiguration präzise befestigen zu können.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung lassen sich der beigefügten zeichnerischen Darstellung sowie der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Siebdruckschablone sowie des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens entnehmen; in der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Teil einer Zylinderkopfdichtung mit unterschiedlich dicken Dichtauflagen;

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Bereich einer anderen Flachdichtung mit unterschiedlich dicken Dichtauflagen, wobei diese Darstellung die Grundlage für die folgenden Fig. 3 bis 6 bildet;

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 in Fig. 2;

Fig. 4 einen Schnitt durch einen Teil einer erfindungsgemäßen Siebdruckschablone zur Herstellung der Flachdichtung nach den Fig. 2 und 3;

Fig. 5 eine Ansicht der in Fig. 4 gezeigten Teile dieser Siebdruckschablone von unten, d. h. gesehen in Richtung des Pfeils "A" aus Fig. 4;

Fig. 6A eine der Fig. 4 entsprechende Schnittdarstellung der Siebdruckschablone nach den Fig. 4 und 5, jedoch vor dem Aufbringen der zweiten Fotolackschicht, aber nach dem Aufkleben einer Transparentzeichnung auf die Rakelseite des Siebs sowie nach dem Aufbringen der Kleberänder auf die Anlegeseite der ersten Fotolackschicht zwecks Eingrenzung der zu verstärkenden ersten Fotolackschichtzone entsprechend der Vorgabe durch die Transparentzeichnung;

Fig. 6B eine Ansicht der in Fig. 6A dargestellten Teile der Siebdruckschablone von unten, d. h. gesehen in Richtung des Pfeils "B" in Fig. 6A;

Fig. 6C die in den Fig. 4 bis 6B gezeigten Bereiche der Siebdruckschablone im Schnitt, u. z. nach Durchführung der zusätzlichen Beschichtung und während des Belichtens der beiden Fotolackschichten;

Fig. 7 eine schematische Frontansicht einer Präzisionsziehrakel zur Herstellung der zweiten, zusätzlichen Fotolackschicht;

Fig. 8 einen schematischen Schnitt durch die Präzisionsziehrakel nach der Linie 8-8 in Fig. 7, und

Fig. 9 eine Eichkurve zur Einstellung der Spalthöhe der Präzisionsziehrakel in Abhängigkeit von der Dicke der herzustellenden zweiten zusätzlichen Fotolackschicht (Dicke dieser Fotolackschicht in getrocknetem Zustand).

Die Fig. 1 zeigt einen Teil einer Zylinderkopfdichtung für einen Hubkolben-Verbrennungsmotor, welche eine Flachdichtungsplatte 10 mit mehreren Brennraumdurchgangsöffnungen 12 besitzt, wobei im Bereich der letzteren die Flachdichtungsplatte mit metallischen Einfassungen 14 versehen ist. Außerdem besitzt die Flachdichtungsplatte 10 eine Vielzahl von Schraubendurchgangsöffnungen 16 und mehrere Kühlwasserdurchgangsöffnungen, von denen eine mit dem Bezugszeichen 18 gekennzeichnet wurde. Eine Reihe weiterer Durchgangsöffnungen soll nicht näher beschrieben werden, da diese für das Verständnis der Erfindung unwesentlich sind.

Entlang der beiden Längsseiten der Zylinderkopfdichtung sind auf der Flachdichtungsplatte 10 Dichtauflagen 20 und 22 aus elastomerem Dichtmaterial angebracht, u. z. handelt es sich in beiden Fällen um Dichtauflagen in der Form eines langgestreckten, sich bereichsweise verzweigenden Wulstes, dessen Dicke bzw. Höhe, d. h. also die senkrecht zur Ebene der Flachdichtungsplatte 10 gemessene Dicke, nicht überall gleich groß ist. Vielmehr weist z. B. die Dichtauflage 20 einen durch eine Kreuzschraffur gekennzeichneten Dichtauflagenbereich 20 a auf, dessen Dicke 170 µm beträgt, während durch eine normale Schraffur gekennzeichnete Dichtauflagenbereiche 20 b und 20 c nur eine Dicke von 80 µm besitzen. Die Kühlwasserdurchgangsöffnung 18 wird also von zwei Dichtauflagenbereichen 20 b und 20 b umschlossen, die eine in sich geschlossene Dichtauflage mit variierender Dicke bilden. Darüber hinaus kann selbstverständlich, wie sich dies auch aus Fig. 1 ergibt, auch noch die Breite der Dichtauflage sich längs derselben ändern.

Eine solche Flachdichtung ließ sich mit den herkömmlichen Produktionsmitteln und Herstellungsverfahren mit der gewünschten Präzision überhaupt nicht herstellen, und schon gar nicht kostengünstig.

Aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit sollen nun bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Siebdruckschablone sowie des erfindungsgemäßen Verfahrens zu ihrer Herstellung anhand eines Bereichs einer Flachdichtung erläutert werden, die in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist.

Diese Flachdichtung besitzt eine Dichtungsplatte 30 mit zwei im Abstand voneinander angeordneten Durchgangsöffnungen 32, bei denen es sich beispielsweise um Löcher für den Durchgang von Kühl- oder Schmiermitteln handeln kann. Auf eine oder beide Seiten der Dichtungsplatte 30 wurde im Siebdruckverfahren eine Dichtauflage 34 aufgebracht, die aus zwei identischen Dichtauflagenbereichen 34 a und einem Dichtauflagenbereich 34 b besteht, wobei die ersteren in sich geschlossene, jeweils eine der Durchgangsöffnungen 32 im Abstand umgebende Kreisringe bilden, die durch den Dichtauflagenbereich 34 b miteinander verbunden werden. Letzterer besitzt eine Dicke von 80 µm, während die Dichtauflagenbereiche 34 a eine Dicke von 150 µm besitzen. Ebenso wie bei der Zylinderkopfdichtung nach Fig. 1 verhalten sich die Dicken der unterschiedlich hohen Dichtauflagenbereiche also ganz grob wie 2 : 1.

Die Fig. 4 und 5 zeigen die wesentlichen Teile einer fertigen Siebdruckschablone zur Herstellung der Dichtauflagenkonfiguration auf der Flachdichtung nach den Fig. 2 und 3. Diese Siebdruckschablone besitzt einen Rahmen 40 aus leistenförmigen Rahmenschenkeln, welcher üblicherweise in der Draufsicht rechteckig ist und in dem ein aus einem Siebgewebe 42 bestehendes Sieb gespannt ist. Das Siebgewebe ist in eine erste Fotolackschicht 44 eingebettet, auf deren Unterseite zweite Fotolackschichten 46 aufgegossen worden sind, die zusammen mit der ersten Fotolackschicht 44 in den von den zweiten Fotolackschichten 46 definierten Bereichen erste, dickere Fotolackschichtzonen 50 im Sinne der Ansprüche bilden. In diesen ist zur Herstellung der Dichtauflagenbereiche 34 a jeweils eine erste, kreisringförmige Durchtrittsöffnung 48 a vorgesehen, und diese beiden Durchtrittsöffnungen werden durch eine zweite Durchtrittsöffnung 48 b miteinander verbunden, die der Herstellung des Dichtauflagenbereichs 34 b dient. Wie sich den Fig. 4 und 5 deutlich entnehmen läßt, hat der Rand 52 einer jeden der dickeren Fotolackschichtzonen 50 in der Seitenansicht bzw. im Schnitt die Gestalt einer ungefähr rechtwinkligen Stufe, während der Rand 52 in der Draufsicht ein Rechteck bildet, durch die Stelle der Einmündung der Durchtrittsöffnung 48 b in die betreffende Durchtrittsöffnung 48 a verläuft und im übrigen die Durchtrittsöffnung 48 a im Abstand umgibt. Auf diese Weise ergibt sich zu beiden Seiten der ersten Durchtrittsöffnung 48 a eine gute Auflage der dickeren Fotolackschichtzonen 50 auf der zu bedruckenden Flachdichtungsplatte.

Infolge der Flexibilität der Siebdruckschablone liegt diese mit der Unterseite der ersten Fotolackschicht 44 bereits in geringem Abstand vom Rand 52 auf der zu bedruckenden Flachdichtungsplatte auf.

Im folgenden soll nun die Herstellung der in den Fig. 4 und 5 dargestellten Siebdruckschablone erläutert werden.

Die Fig. 6A zeigt wieder den Rahmen 40, welcher das in dieser Figur nicht dargestellte Siebgewebe mit der ersten Fotolackschicht 44 trägt. Letztere wurde in der herkömmlichen Weise mittels einer Rakel auf das Siebgewebe aufgetragen bzw. durch die Maschen des Siebgewebes hindurchgedrückt. Nach dem Trocknen der ersten Fotolackschicht 44 wird auf deren Rakelseite, d. h. die Oberseite gemäß Fig. 6A, eine Transparentzeichnung 60 aufgeklebt, in der die dickeren Dichtauflagenbereiche 34 a (s. Fig. 2) durch Markierungen 34 a′ dargestellt sind. Nach dem Aufkleben der Transparentzeichnung 60 wird der Rahmen 40 auf einen herkömmlichen Leuchttisch (nicht dargestellt) gelegt, u. z. mit seiner Rakel- oder Oberseite nach unten, so daß die Druckseite der Siebdruckschablone nach oben kommt. Daraufhin werden auf die Fotolackschicht 44 Klebebänder 62 aufgeklebt, u. z. in einer solchen Anordnung, daß sie die zu erzeugenden dickeren Fotolackschichtzonen 50 (s. Fig. 5) allseitig eingrenzen (s. Fig. 6B). Wie bereits erwähnt, bilden die Klebebänder 62 zusammen mit der Fotolackschicht 44 eine Gießform in Gestalt einer flachen Mulde, in die man nun eine abgemessene Menge des Fotolackschichtmaterials gießen könnte, wobei diese Menge so bestimmt würde, daß die zweite Fotolackschicht 46 (s. Fig. 4) die gewünschte Dicke (im getrockneten Zustand) erhält. Man kann aber auch so vorgehen, daß man die Dicke der Klebebänder 62 so wählt, daß man die von ihnen gebildete Gießform ganz mit Fotolackmaterial ausfüllt, wobei dann die Dicke der Klebebänder 62 der Dicke der zweiten Fotolackschicht 46 entsprechen muß. Bevorzugt wird jedoch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei der man über die nach oben weisenden Klebebänder 62 eine Präzisionsziehrakel hinwegführt, deren Spalthöhe so eingestellt ist, daß sich eine zweite Fotolackschicht 46 mit der gewünschten Dicke ergibt; in diesem Fall bilden die Klebebänder 62 nur eine Auflage für die Präzisionsziehrakel und dienen lediglich der Umrißbegrenzung der herzustellenden dickeren Fotolackschichtzone 50 (s. Fig. 5) bzw. der zweiten Fotolackschicht 46 (s. Fig. 4). Um bei der Applikation der Fotolackschicht mittels einer Präzisionsziehrakel die Durchbiegung des Siebgewebes zu vermeiden, wird dieses durch Unterlegen einer nicht dargestellten Glasplatte oder dgl. von der Rakelseite her abgestützt.

Nach dem Trocknen der so hergestellten zweiten Fotolackschicht 46 werden die Klebebänder 62 wieder entfernt, außerdem entfernt man die Transparentzeichnung 60.

Dann hat die Siebdruckschablone den in Fig. 6C im Schnitt dargestellten Aufbau, wobei in dieser Figur das Sieb zusammen mit beiden Fotolackschichten als Ganzes mit 66 bezeichnet wurde. Zur Belichtung dieser Rohschablone 66 befestigt man nun auf deren Ober- oder Rakelseite eine Belichtungsschablone 68, durch die hindurch die Rohschablone von oben belichtet wird (s. Pfeil "L" in Fig. 6C). Wie bekannt, ist die Belichtungsschablone 68 so ausgebildet, daß sie transparente Bereiche 68 a und nichttransparente Bereiche 68 b aufweist, wobei die letzteren eine Konfiguration besitzen, die der Konfiguration der Dichtauflagenbereiche 34 a und 34 b (s. Fig. 2) entspricht, jedenfalls unter der Voraussetzung, daß ein Fotolackmaterial verwendet wurde, welches durch Belichten gehärtet wird (es gibt auch Fotolacke, die sich umgekehrt verhalten, d. h. die durch Belichten in einen Zustand gebracht werden, in dem sich das Fotolackmaterial durch Wasser lösen und auswaschen läßt). Anschließend wird die Belichtungsschablone 68 entfernt, worauf diejenigen Bereiche des Fotolackmaterials der Rohschablone 66, die zuvor unter den nichttransparenten Bereichen 68 b lagen, d. h. nicht belichtet wurden, durch Wasser ausgewaschen werden, so daß sich die in den Fig. 4 und 5 dargestellte Konfiguration der Siebdruckschablone ergibt.

Mit dieser Siebdruckschablone läßt sich nun in einem einzigen Arbeitsgang, d. h. mit der herkömmlichen Methode des Siebdruckens, die Flachdichtung mit Dichtauflagen unterschiedlicher Dicke versehen, so daß sich die in den Fig. 2 und 3 dargestellte fertige Flachdichtung ergibt.

Obwohl Präzisionsziehrakeln zum Stand der Technik gehören, soll doch anhand der Fig. 7 und 8 noch kurz und recht schematisch ein solches Präzisionsziehrakel erläutert werden: Die als Ganzes mit 100 bezeichnete Rakel hat die Gestalt eines oben und unten offenen, rahmenförmigen Gehäuses mit einer Unterkante 102, die zusammen mit einer Aussparung 105 a in einer vorderen Stirnwand 104 einen Spalt 106 definiert, wenn die Rakel auf einer ebenen Fläche aufliegt. Dreht man die Rakel um, so definiert eine zweite Aussparung 105 b zusammen mit einer Gehäuseoberkante 103 einen Spalt 107 anderer Höhe bzw. Breite. In der Zeichnung sind die Spalte, der Deutlichkeit wegen, mit einer stark vergrößerten Breite bzw. Höhe dargestellt worden. Zum Auftragen des Fotolackmaterials wird dieses in das Gehäuse der auf der zu beschichtenden Unterlage aufliegenden Rakel 100 eingefüllt und die letztere dann über den zu beschichtenden Bereich hinweggeführt. Prinzipiell ist das partielle Aufbringen der Fotolackschicht aber mit verschiedenen Systemen von Filmziehgeräten möglich, z. B. mit stufenlos einstellbaren Filmziehgeräten (Fa. Erichsen GmbH & Co. KG, D-5870 Hemer, Model 411), mit Spiralfilmziehgeräten (Fa. Erichsen, Modell 358), mit Lackschichtausstreichern (System Wasag, Modell 288), mit Mehrfachfilmziehrahmen (Modell 360) usw. Für alle geeigneten Filmziehgeräte wird hier der Einfachheit halber der Begriff "Rakel" verwendet.

Um den Zusammenhang zwischen der Höhe "h" des Spalts 106 bzw. 107 und der Dicke der getrockneten, mit der Rakel aufgetragenen Fotolackschicht zu ermitteln, geht man zweckmäßigerweise so vor, daß man zunächst eine Eichkurve erstellt, wie sie in Fig. 9 wiedergegeben wurde. Der Verlauf der Eichkurve hängt von verschiedenen Parametern ab, so z. B. von der Dicke der Klebebänder 62, der Konsistenz des Fotolackmaterials (Festkörpergehalt, Viskosität etc.), der Geschwindigkeit, mit der die Rakel über die zu beschichtenden Zonen hinweggeführt wird etc.

Mit Hilfe einer Transparentzeichnung wie der Transparentzeichnung 60 oder einem äquivalenten technischen Hilfsmittel und einem Leuchttisch lassen sich die zusätzlich zu beschichtenden Zonen mit Hilfe der Klebebänder 62 mit einer Genauigkeit eingrenzen, die bei ±0,5 mm liegt.

Selbstverständlich müssen die Transparentzeichnung 60 und die Belichtungsschablone 68 paßgenau auf die Siebdruckschablone angebracht werden, und die Transparentzeichnung 60 wird vor dem Belichten der Fotolackschichten entfernt.

Da dickere Fotolackschichten längere Belichtungszeiten benötigen als dünnere Schichten, sollte die Belichtungszeit so festgelegt werden, daß die für die größte Dicke der Rohschablone 66 (s. Fig. 6C) ausreicht. Um ein schädliches Überbelichten der dünneren Bereiche der Fotolackschicht zu vermeiden, verwendet man vorzugsweise einen Fotolack, der gegen ein solches Überbelichten unempfindlich ist.

Wird die Präzisionsziehrakel von Hand bewegt, läßt sich Dicke der trockenen Fotolackschicht mit einer Genauigkeit von ±10% einhalten. Eine elektromotorisch bewegte Präzisionsziehrakel ermöglicht hingegen eine Genauigkeit von ±2%.

Besonders geeignet ist ein unter der Bezeichnung "Kiwocol 31" von der Firma Kissel & Wolf angebotenes Fotolackmaterial, dessen Festkörpergehalt ca. 33% beträgt und das wasserhaltig ist. Mit diesem Fotolackmaterial lassen sich Schichtdicken zwischen 10 und 500 µm herstellen.

Für die Klebebänder 62 eignen sich besonders aluminiumbedampfte Polyester-Klebebänder mit einer Dicke von vorzugsweise 50 µm. Sie bieten für die Präzisionsziehrakel gute Gleitflächen.

Natürlich ermöglicht es die Erfindung auch, mehrere, nicht zusammenhängende Dichtauflagen verschiedener Dicke gleichzeitig in einem einzigen Siebdruckvorgang herzustellen.

Claims (8)

1. Siebdruckschablone zur gleichzeitigen Herstellung von Dichtauflagen unterschiedlicher Dicke aus elastomerem Material auf einer Flachdichtungsplatte, mit einem Sieb, welches eine Fotolackschicht trägt, die mindestens eine sich von einer Rakelseite zu einer Druckseite der Siebdruckschablone erstreckende Durchtrittsöffnung für das elastomere Material aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Fotolackschicht in mindestens einer ersten Zone, welche einen Öffnungsbereich für einen ersten Dichtauflagenbereich größerer Höhe umgibt, eine größere Dicke aufweist als in mindestens einer zweiten Zone, welche einen Öffnungsbereich für einen zweiten Dichtauflagenbereich geringerer Höhe umgibt, und daß die Fotolackschicht auf der einen Seite der Siebdruckschablone, insbesondere der Rakelseite, eben ist und auf der anderen Seite der Siebdruckschablone, insbesondere der Druckseite, mit der ersten Zone über die zweite Zone übersteht.

2. Siebdruckschablone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem unmittelbar an einen zweiten Dichtauflagenbereich angrenzenden ersten Dichtauflagenbereich der Rand der ersten Fotolackschichtzone durch die Grenze zwischen erstem und zweitem Dichtauflagenbereich verläuft und im übrigen den ersten Dichtauflagenbereich im Abstand umgibt.

3. Siebdruckschablone nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand der ersten Fotolackschichtzone eine Stufe bildet.

4. Siebdruckschablone nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand der ersten Fotolackschichtzone ein Polygon bildet.

5. Verfahren zur Herstellung einer Siebdruckschablone nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, bei dem eine Fotolackschicht vollflächig auf das Sieb aufgebracht, diese getrocknet und durch eine der Dichtauflagenkonfiguration entsprechende Belichtungsmaske hindurch belichtet wird, worauf die Durchtrittsöffnung durch Auswaschen des Fotolacks erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Fotolackschichtzone durch Anbringen mindestens eines Begrenzungselements auf der Druckseite der zunächst hergestellten, vollflächigen ersten Fotolackschicht ringsum eingegrenzt wird, worauf in der ersten Fotolackschichtzone auf die Druckseite der ersten Fotolackschicht eine zweite Fotolackschicht aufgebracht wird, und daß dann das Begrenzungselement entfernt wird und die beiden Fotolackschichten gemeinsam belichtet werden, worauf die Durchtrittsöffnung durch Auswaschen des Fotolacks erzeugt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Begrenzungselement ein Klebeband verwendet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Rakelseite des mit der ersten Fotolackschicht versehenen Siebs eine teiltransparente Folie aufgebracht wird, welche eine Darstellung des ersten Dichtauflagenbereichs aufweist, und daß dann zum Aufbringen des Begrenzungselements die Siebdruckschablone von der Rakelseite her beleuchtet wird.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Fotolackschicht mittels einer über das Begrenzungselement geführten Präzisionsziehrakel aufgebracht wird.