DE4128541A1

DE4128541A1 - Pruefgeraete und -verfahren fuer dichtungsschnuere u. dgl.

Info

Publication number: DE4128541A1
Application number: DE19914128541
Authority: DE
Inventors: Bernd Juenker
Original assignee: Draftex Industries Ltd
Current assignee: Laird Holdings Ltd
Priority date: 1990-09-12
Filing date: 1991-08-28
Publication date: 1992-03-19
Also published as: GB2272299A; GB9326178D0; GB2247956A; GB9019978D0; GB2272299B; GB2247956B

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf Prüfgeräte und -verfahren für Dichtungsschnüre und dergleichen. Die erfindungsgemäßen, im folgenden genauer beschriebenen Geräte und Verfahren dienen der Prüfung von Dichtungsschnüren, die den Rahmen einer Öffnung nach dem Verschließen abdichten. Hierbei kann es sich z. B. um eine Tür- oder sonstige Öffnung in einer Kfz-Karosserie handeln. Die betroffenen Geräte und Verfahren können in anderer Gestalt auch für andere Einsatzzwecke verwendet werden.

Erfindungsgemäß handelt es sich um ein Prüfverfahren für Dichtungsschnüre, bei dem die Dichtungsschnur schrittweise zuerst für eine bestimmte Mindestzeit auf ein bestimmtes Maß zusammengepreßt und die Preßdruckänderung innerhalb der komprimierten Dichtungsschnur während dieser Zeit überwacht wird.

Gemäß dieser Erfindung kann mit diesem Prüfverfahren nacheinander eine bestimmte Dimension der Dichtschnur vor Kompression gemessen, die Dichtungsschnur in Richtung der besagten Dimension um ein vorausbestimmtes Maß komprimiert, diese Kompression für eine bestimmte Mindestzeit aufrechterhalten, die Dichtungsschnur wieder entlastet und das Erholen der Dichtungsschnur kontrolliert werden.

Diese Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein Dichtungsschnur-Prüfgerät, das sich aus einer Auflage für die bestimmten Dichtungsschnurdimension, einer Vorrichtung zum Komprimieren der Dichtungsschnur in Richtung der besagten, im voraus bestimmten Dimension, einer Vorrichtung zwecks wesentlicher Konstanthaltung dieser Dimension für eine bestimmte Mindestzeit und einer Meßvorrichtung für den anfänglichen und den am Ende der bestimmten Zeit gegebenen Preßdruck auf die Dichtschnur zusammensetzt.

Es folgt jetzt eine nur beispielsweise Beschreibung der die Erfindung verkörpernden Prüfgeräte für Kfz-Karosserie- Dichtungsschnüre und erfindungsgemäßer Prüfverfahren für solche Dichtungsschnüre, wobei auf die folgenden schematischen Darstellungen verwiesen wird:

Abb. 1 ist die perspektivische Ansicht einer Dichtungsschnur, die anhand der besagten Geräte und Verfahren geprüft werden kann;

Abb. 2 ist ein Seitenriß des Geräts und

Fig. 3, 4 und 5 sind graphische Darstellungen, um die Funktion des Geräts zu erläutern.

Gemäß Abb. 1 besteht die Dichtungsschnur aus Greifprofil 4 und Hohldichtung 5, die an einer der seitlichen Außenwände des Greifprofils befestigt ist.

Greifprofil 4 besteht aus einem über einem U-förmigen Metallkern oder -träger 8 extrudierten Kunststoff- oder Gummimaterial. Metallträger 8 kann sich z. B. aus nebeneinander angeordneten, profilbildenden U-förmigen Metallbandelementen zusammensetzen, die entweder kurze Verbindungsglieder aufweisen oder ganz getrennt sind, oder er kann aus profilförmigen Drahtschlingen bestehen, obwohl auch andere Trägergebilde möglich sind.

Spritzmaterial 6 wird mit integral gebildeten, längsweisenden Greiflippen 10 extrudiert. Greiflippen 10 können in einer weicheren Ausführung als Profilmaterial 6 extrudiert werden.

Die Anordnung der Greiflippen muß nicht unbedingt dieser Abbildung entsprechen. Die Profilwände können eine größere oder kleinere Anzahl von Lippen aufweisen.

In diesem Beispiel wird Hohldichtung 5 zuerst separat extrudiert und dann an der Außenseite von Greifprofil 4 festgeklebt. Andererseits könnte Hohldichtung 5 integral mit Material 6 extrudiert werden (jedoch auch in diesem Fall nicht unbedingt mit der gleichen Härte oder Konsistenz).

Greifprofil 4 kann mit dem eingebetteten, im wesentlichen unausdehnbaren Band 9 versehen werden, das dazu beiträgt, eine ungewollte Dehnung der Dichtungsschnur zu verhüten.

In Gebrauch wird die Dichtungsschnur um die Peripherie eine Türöffnung in einer Kfz-Karosserie montiert. Der Rahmen der Türöffnung wird durch die u. U. punktgeschweißte Flanschverbindung der inneren und äußeren Blechhäute der Karosserie gebildet. Diese Flanschverbindung liegt generell auf der gleichen Ebene wie die Türöffnung oder zumindest im wesentlichen parallel zu dieser Ebene (die selbstverständlich nicht unbedingt flach sein muß). Die Dichtungsschnur wird während des Zusammenbaus der Kfz-Karosserie montiert, indem Greifprofil 4 auf die Verflanschung gedrückt wird, so daß es die beiden gegenüberliegenden Seiten der Verflanschung mit den an den gegenüberliegenden Profilwänden sitzenden Lippen 10 ergreift und auf der Verflanschung festsitzt. Greifprofil 4 wird durch die federnde Vorspannung des Metallträgers und Greiflippen 10 auf die Verflanschung sicher festgehalten, wobei Greifprofil 4 so auf der Verflanschung montiert wird, daß Hohldichtung 5 die Türöffnung von außen einrahmt. Durch das Schließen der Tür wird Hohldichtung 5 daher komprimiert und ihre rohrförmige Gestalt teilweise flachgedrückt, wonach die in der Peripherie der Türöffnung rundum sitzende Hohldichtung eine wetterfeste Abdichtung bildet.

Eine wirksame Abdichtung hängt von verschiedenen Faktoren ab, setzt aber vor allem voraus, daß das Material von Hohldichtung 5 seine Spannkraft über lange Zeit behalten kann. Obwohl dieses Material die meiste Zeit durch die geschlossene Tür komprimiert wird, darf diese kontinuierliche Kompression im Sinne einer stets leistungsfähigen Abdichtung nicht die Fähigkeit der Dichtungsschnur beeinträchtigen, eine leistungsfähige Abdichtung zu bewirken. Dieser Aspekt der Dichtungsschnur kann mit den noch zu beschreibenden Geräten und Verfahren geprüft werden.

Entsprechend Abb. 2 weist das Gerät einen stabilen Untersatz 12 mit zwei Ständern 14 und 16 auf. Aus der Mitte von Untersatz 12 ragt Säule 18 auf, auf der Kraftmeßgerät 20 sitzt, das durch Meßfühler 24 mit Platte 22 verbunden ist. Auf Platte 22 befindet sich Spannvorrichtung 26 in Gestalt einer recht winkligen Metallplatte, die sich im wesentlichen über die Länge von Platte 22 ausdehnt. Diese Metallplatte bildet einen sich parallel zur Oberfläche von Platte 22 erstreckenden Flansch, der der Verflanschung einer Karosserietüröffnung entspricht. Von der zu prüfenden Dichtungsschnur wird ein Abschnitt von ca. 250 mm Länge auf den durch Spannvorrichtung 26 gebildeten Flansch derartig montiert, daß Greifprofil 4 (Abb. 1) wie in Abb. 2 diesen Flansch mit der hochkantig angeordneten Hohldichtung 5 einspannt.

Auf Ständern 14 und 16 sitzen in der Höhe verstellbare Anschläge 28 und 30, die an den Ständern in jeder gewünschten Höhe fest gespannt werden können. Die auf den Ständern 14 und 16 ebenfalls angebrachte Anpreßplatte 32 kann verschoben werden und weist in der Mitte eine mit der Dichtungsschnur auf Platte 26 aus gerichtete Durchgangsbohrung 34 auf. Die Anpreßplatte 32 ist in vertikaler Richtung mittels lösbarer Befestigungsschrauben 35 gehalten. Der auf Säule 38 verschiebbar angebrachte Wegaufnehmer 36 weist Meßfühler 40 auf, der durch Durchgangsbohrung 34 mit Hohldichtung 5 der Dichtungsschnur in Kontakt gebracht werden kann.

Das Prüfgerät kann an ein Aufzeichnungsgerät mit Papiervorschub (nicht abgebildet) angeschlossen werden, um die Meßwerte des Kraftmeßgerätes 20 und des Wegaufnehmers 36 aufzuzeichnen.

In Betrieb wird eine Probe der zu prüfenden Dichtungsschnur wie beschrieben auf Spannvorrichtung 26 so fixiert, daß die Hohl dichtung oben sitzt. Meßfühler 40 von Wegaufnehmer 36 wird daraufhin durch Durchgangsbohrung 34 mit Hohldichtung 5 in Kontakt gebracht, woraufhin die Höhe der berührten Schnurober fläche im Verhältnis zu einem bestimmten Bezugswert aufgezeichnet wird. Hierbei handelt es sich also um eine Aufzeichnung der vor dem Anfang der Prüfung noch entspannten Höhe von Hohldichtung 5.

Die Befestigungsschrauben 35 sind gelöst. Die Anpreßplatte 32 wird dann an Ständern 14 und 16 abgesenkt, bis Hohldichtung 5 um eine bestimmte Millimeter-Strecke komprimiert worden ist. Diese Strecke wird durch Wegaufnehmer 36 gemessen, dessen Meßfühler 40 weiterhin durch Durchgangsbohrung 34 der Anpreßplatte 32 in Kontakt mit Hohldichtung 5 bleibt. Die Anpreßplatte 32 wird mittels Muttern 42, 44 herunter gedrückt und mittels der Befestigungsschrauben 35 in der abgesenkten Position gehalten. Diese voreingestellte Kompressionsstrecke entspricht dem Preß druck, dem die Hohldichtung durch das Schließen der Kfz-Tür aus gesetzt würde.

Daraufhin wird das Aufzeichnungsgerät angeschaltet, um die von Kraftmeßgerät bestimmten Werte aufzuzeichnen. Das Aufzeichnungs gerät wird automatisch durch einen Mikroschalter eingeschaltet, wenn die Anpreßplatte 32 in die untere Position abgesenkt ist.

Abb. 3 gibt eine kennzeichnende Aufzeichnung dieses Aufzeichnungsgeräts wieder. Die horizontale Achse entspricht der der Dichtungsschnur durch Anpreßplatte 32 angelegten Kraft, die von Kraftmeßgerät 20 in Newton gemessen wird. Die vertikale Achse gibt den Zeitverlauf in Stunden wieder. Gemäß Abb. 3 stellt sich die anfangs von Kraftmeßgerät 20 bestimmte Kraft auf ca. 65 Newton. Anders gesagt, dies ist der anfängliche, auf die Dichtungsschnur wirkende Preßdruck, der Hohldichtung 5 komprimiert. Hohldichtung 5 "entspannt" sich jedoch allmählich nach einer gewissen Zeit, was zu einem Druckabfall in der Hohldichtung führt. Dieser Vorgang wird durch Abb. 3 widergespiegelt, der entnommen werden kann, daß der auf die Dichtungsschnur wirkende und Hohldichtung 5 komprimierende Preßdruck nach rund 20 Stunden auf ca. 50 Newton gefallen ist. Die Relaxation oder das Nachlassen der Anpreßkraft wird durch eine Umgruppierung der Materialmoleküle von Hohldichtung 5 erklärt. Da die Hohldichtung darüberhinaus häufig aus Zell- oder Schaummaterial besteht, kommt es zu einer weiteren Senkung des Anpreßdrucks, weil die Luft oder sonstiges Gas aus den Zellen dieses Materials herausgepreßt wird, wobei das Ausmaß und die Geschwindigkeit dieses Vorgangs von der Geschlossenheit seiner Zellen und der Dichte seiner Außenhaut abhängig sind. Dieser sich über gewisse Zeit einstellende Verlust an Anpreßdruck ist für die Leistungsfähigkeit der eingebauten Dichtungsschnur von wesentlicher Bedeutung, denn wenn der Anpreßdruck zu stark nachläßt, geht die Dichtwirkung verloren.

Abb. 3 kann weiterhin entnommen werden, daß sich der Abfall des Anpreßdrucks über eine beträchtliche Zeit erstreckt. Daher führt die Prüfung einer Hohldichtung u. U. nicht zu zufriedenstellenden Ergebnissen, wenn man einfach den Preßdruck mißt, mit dem die Hohldichtung um ein bestimmtes Maß komprimiert werden soll, und/oder ihr für eine kurze Zeit (d. h. nur einige Minuten lang) einen bestimmten Preßdruck auferlegt und dann wie in der Vergangenheit ihr Rückerholungsmaß zu ihren ursprünglichen Abmessungen bestimmt. Es kann der graphischen Abb. 3 entnommen werden, daß es besser ist, die endgültige Bestimmung der "Preßdruckrelaxation" erst 24 Stunden nach Anfang der Prüfung vorzunehmen. Das Diagramm selbst liefert ebenfalls wichtige Aussagen über die Materialeignung von Hohldichtung 5. Es wäre beispielsweise vorzuziehen, daß die Hohldichtung ihren "erholten" Zustand schnell wieder annehmen und den erzielten Anpreßdruckwert danach beibehalten sollte.

Das Diagramm von Abb. 4 entspricht dem von Abb. 3, gibt jedoch wieder, wie die Auswertung von Ergebnissen durch Messung mit zwei verschiedenen Papiergeschwindigkeiten des Aufzeichnungsgeräts gefördert werden kann. Die Papiergeschwindigkeit ist in der Anfangszeit (in Abb. 4 mit "A" gekennzeichnet) ziemlich hoch und entspricht z. B. 3 cm pro Minute, so daß sich Meßabschnitt A über zwei Minuten erstrecken würde. Mit dieser hohen Geschwindigkeit kann die Anpreßdruckänderung, die sich unmittelbar nach Belastung mit dem anfänglichen Preßdruck einstellt, genau analysiert werden. Der Rest des Diagramms (Meßbereich "B") wurde mit einer langsameren Papiergeschwindigkeit aufgezeichnet (z. B. zu 1 cm pro Stunde), um eine langfristige Analyse der Preßdruckänderung vornehmen zu können.

Meßfühler 40 bleibt während der ganzen Prüfung durch Durch gangsbohrung 34 in Kontakt mit Hohldichtung 5. Auf diese Weise bestimmt Teil 30 die komprimierte Höhe von Hohldichtung 5. Abb. 5 enthält eine Aufzeichnung der Hohldichtungshöhe (auf der horizontalen Achse) gegenüber dem Zeitverlauf auf der vertikalen Achse. Bei dem abgebildeten Beispiel wird voraus gesetzt, daß sich die komprimierte Höhe der Hohldichtung (d. h. ihre während der oben erwähnten Relaxationsprüfung gegebene Höhe) auf H₁=15 mm stellt. Nach Beendigung der Relaxations prüfung werden die Befestigungsschrauben 35 und die Muttern 42, 44 gelöst, und die Anpreßplatte 32 wird angehoben, um die auf die Dichtungsschnur wirkende Druckkraft aufzuheben, wonach sie zurückfedern kann. Entsprechend Abb. 5 federt die Hohl dichtung anfangs ziemlich schnell zurück, d. h. von einer Höhe von 15 mm auf eine Höhe von ca. 21 mm. Die weitere Rückerholung dauert eine gewisse Zeit, die von Aufzeichnungsgerät 42, das mittlerweile an die Ausgabe von Wegaufnehmer 36 angeschlossen wurde, bestimmt wird.

Auch in diesem Fall läuft das Papier des Aufzeichnungsgeräts während der Prüfung mit zwei verschiedenen Geschwindigkeiten. Die Papiergeschwindigkeit ist anfangs über Meßbereich "A" von einer Minute verhältnismäßig hoch (d. h. 30 cm pro Minute). Gemäß Abb. 5 ist die Rückerholung der Hohldichtung während dieser Zeit verhältnismäßig langsam, und sie entspannt sich auf eine Höhe von ca. 21,3 mm. Im Meßbereich "B" von Abb. 5 läuft das Papier mit einer Geschwindigkeit von 1 cm pro Minute, so daß dieser Meßbereich insgesamt 9 Minuten erfaßt. Die Rückerholung setzt sich während dieser Zeit langsam fort, bis die Hohldichtung in diesem Beispiel eine wesentlich konstante und endgültige entspannte Höhe H₂=21,5 mm annimmt.

Die Originalhöhe der Hohldichtung (vor dem anfänglichen Zusammenpressen durch Anpreßplatte 32) wird mit H₀=23,1 mm angegeben.

Die relativen Werte vo H₁, H₂ und H₀ und der Verlauf der Kurve in Abb. 5 liefern weitere bedeutende Aussagen über die Leistung der Hohldichtung. Der Unterschied zwischen H₂ und H₀ sollte offensichtlich so klein wie möglich sein, und die Hohldichtung sollte sich so schnell wie möglich auf H₂ entspannen.

Die zuvor beschriebenen Prüfungen können sowohl bei Umgebungs temperatur oder bei kalten oder warmen Temperaturen ausgeführt werden.

Fig. 1

Abb. 1

Fig. 2

Abb. 2

Fig. 3
Abb. 3
scale in hours	Stundenskala

Fig. 4
Abb. 4
scale in hours	Stundenskala
1 cm/hr = 24 hours	1 cm/Std. = 24 Std.
3 cm/min. = 2 min.	3 cm/Min. = 2 Min.
2 minutes	2 Minuten

Fig. 5
Abb. 5
final relaxes height	endgültige Rückerholungshöhe
original height of seal	Originalhöhe der Dichtung
represents 9 minutes	entspricht 9 Minuten
represents 1 minute	entspricht 1 Minute
scale in mm	mm-Maßstab
height H₀	Höhe H₀
height of seal	Höhe der Dichtung

Claims

1. Verfahren zur Prüfung einer Dichtungsschnur und dgl., gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte:

- Zusammenpressen der Dichtungsschnur auf ein vorbestimmtes Maß:
- Aufrechterhalten des Druckes für mindestens einen vor bestimmten Zeitabschnitt und
- Überwachung des Wechsels der Druckkraft innerhalb der komprimierten Dichtungsschnur über den Zeitabschnitt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Zeitabschnitt 24 Stunden beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Überwachungsschritt durch Anfertigung einer stufenweisen Aufzeichnung des Druckkraftwechsels über den Zeitabschnitt ausgeführt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Vergleich der Druckkraft am Ende des vor bestimmten Zeitabschnitts mit der anfänglichen Druckkraft.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekenn zeichnet durch eine Messung einer Abmessung der Dichtungs schnur in Kompressionsrichtung, bevor die Dichtungsschnur zusammengepreßt wird und Messung der Abmessung, nach dem die Dichtungsschnur zusammengepreßt wurde, wobei der Wert der Kompression der zweiten gemessenen Abmessung mit dem vorbestimmten Wert korrespondiert.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekenn zeichnet durch Rücknahme des die Dichtungsschnur belastenden Druckes und Überwachung der Relaxation der Dichtungsschnur.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachung der Relaxation der Dichtungsschnur während eines zweiten vorbestimmten Zeitabschnitts ausgeführt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachung der Relaxation der Dichtungsschnur stufenweise während dem zweiten vorbestimmten Zeitabschnitt ausgeführt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch Vergleichen der Abmessung der Dichtungsschnur, nachdem sich die Dichtungsschnur während dem zweiten vorbestimmten Zeitabschnitt wieder ausgedehnt hat mit den ursprünglichen Wert dieser Abmessung.

10. Verfahren zum Prüfen einer Dichtungsschnur, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte

- Messen des Wertes einer vorbestimmten Abmessung der Dichtungsschnur, bevor eine Druckkraft auf die Dichtungsschnur einwirkt;
- Zusammenpressen der Dichtungsschnur in Richtung der Abmessung auf ein vorbestimmtes Maß;
- Aufrechterhalten des Druckes für mindestens einen vor bestimmten Zeitabschnitt;
- Rücknahme des auf die Dichtungsschnur wirkenden Druckes und
- Überwachung der Relaxation der Dichtungsschnur.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Überwachungsschritt eine Überwachung des Wertes der Abmessung durchgeführt wird, wenn diese einen weit gehend konstanten Wert erreicht hat.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des vorherbestimmten Zeitabschnitts um ein Vielfaches größer ist als die für das Erreichen des konstanten Abmessungswertes in Anspruch genommene Zeit.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß während des Überwachungsschrittes die Veränderungen des Wertes der Abmessung stufenweise überwacht werden.

14. Vorrichtung zum Prüfen von Dichtungsschnüren mit einem Gestell (22) zum Tragen der Dichtungsschnüre, gekenn zeichnet durch eine Abmessungsmeßvorrichtung (36, 40) zum Messen einer vorherbestimmten Abmessung der Dichtungs schnüre, einer Vorrichtung (32) zum Zusammenpressen der Dichtungsschnüre in der Richtung der Abmessung, so daß die Abmessung einen vorbestimmten Wert hat, einer Vorrichtung (32, 35) zum weitgehend konstanten Aufrechterhalten der Ab messung für mindestens einen vorbestimmten Zeitabschnitt und einer Kraftmeßeinrichtung (20) zum Messen der ursprünglichen auf die Dichtungsschnüre wirkenden Druck kraft und der am Ende des vorbestimmten Zeitabschnitts auf die Dichtungsschnüre wirkenden Druckkraft.

15. Vorrichtung gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestell (22) auf einer Seite mit der Kraftmeß einrichtung (20) zur Messung der Druckkraft verbunden ist und die Vorrichtung (32) zum Zusammenpressen der Dichtungsschnüre hat, welche bewegbar an der gegenüber liegenden Seite montiert ist.

16. Vorrichtung gemäß Anspruch 15, gekennzeichnet durch ein Aufnahmegerät, welches auf die Signale der Kraftmeß einrichtung (20) anspricht und welches Veränderungen der Druckkraft während dem vorbestimmten Zeitabschnitt aufzeichnet.

17. Vorrichtung gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahmegerät einen einstellbaren, veränderlichen Zeitmaßstab hat.

18. Vorrichtung gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegbare Teil (32) eine Platte (32) mit einer Öffnung (34) zur Aufnahme eines Fühlers (40) hat, welcher Teil der Abmessungsmeßvorrichtung (36, 40) ist und durch die Öffnung (34) im Kontakt zu der Dichtungsschnur steht.

19. Vorrichtung gemäß Anspruch 18, gekennzeichnet durch ein Abmessungs-Aufzeichnungsgerät zum Aufzeichnen des Wechsels der von der Abmessungsmeßvorrichtung (36, 40) abgegebenen Werte, wenn die Dichtungsschnur sich nach Entfernen der Druckkraft entspannt.

20. Vorrichtung gemäß Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungsmeßvorrichtung ein Aufnahmegerät aufweist, welches eine Aufnahme der Veränderung der Abmessung herstellt, wenn sich die Dichtungsschnur ent spannt.

21. Vorrichtung gemäß Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Abmessungs-Aufzeichnungsgerät einen einstell baren, veränderlichen Zeitmaßstab hat.