DE4225379A1 - Flachdichtungsmaterial und Verfahren zur Herstellung einer Flachdichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Flachdichtungsmaterial gemäß An­ spruch 1 und ein Verfahren zur Herstellung einer Flachdich­ tung gemäß Anspruch 6.

In der Dichtungstechnik werden häufig Dichtungen einge­ setzt, welche aus einem Trägermaterial bestehen, auf das im Siebdruckverfahren Dichtwulste aufgebracht werden. Ist eine beidseitige Beschichtung des Trägermaterials mit den Dicht­ wulsten erforderlich, so müssen beide Seiten der Dichtung einzeln nacheinander bedruckt werden. Dieser Druckvorgang ist sehr zeitaufwendig und daher kostenintensiv. In Fällen, bei denen spezielle Dichtwulstgeometrien auf dem Träger benötigt werden, ist dieses Verfahren jedoch unverzichtbar. In letzter Zeit gewinnen zunehmend Dichtungen an Bedeutung, die keine speziellen geometrischen Strukturen benötigen, sondern die vollflächig mit einer Dichtungsstruktur, z. B. einer netz-, waben- oder gitterartigen Struktur versehen sind. Eine derartige Struktur ist in der DE 37 24 515 A1 beschrieben. Auch hier wird jede Seite der Dichtung einzeln bedruckt.

Als Trägermaterial werden metallische oder nicht-metalli­ sche Werkstoffe verwendet, auf die weiche bis harte, pla­ stische oder elastische polymere Massen aufgedruckt sind, die zum Abdichten zweier zueinander im wesentlichen ruhen­ der Flächen geeignet sind.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Flachdich­ tungsmaterial der oben genannten Art zu schaffen, das ko­ stengünstig herstellbar ist und ein Verfahren zur Her­ stellung dieses Flachdichtungsmaterials anzugeben.

Diese Aufgabe wird durch ein Flachdichtungsmaterial gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren zur Herstellung einer Flach­ dichtung gemäß Anspruch 5 gelöst. Vorteilhafte Weiterbil­ dungen der Erfindung sind Gegenstand der zugehörigen Unter­ ansprüche.

Erfindungsgemäß wird als Flachdichtungsmaterial ein ein- oder beidseitig bedrucktes Trägermaterial verwendet, das als Me­ terware insbesondere als Endlosband hergestellt wird. Zur Herstellung der Flachdichtung werden aus diesem Flachdich­ tungsmaterial beliebig geformte Dichtungen ausgestanzt.

Das erfindungsgemäße Flachdichtungsmaterial eignet sich insbesondere für Flachdichtungen, die vollflächig mit einer gleichmäßigen geometrischen Struktur einer Dichtungsschicht bedruckt sind. Während als Trägermaterial ein metallisches oder nicht-metallisches Material mit saugenden oder nicht­ saugenden Eigenschaften verwendet werden kann, besteht die Dichtungsschicht vorzugsweise aus Polyurethan, Silikon, Ni­ trilkautschuk, Fluorkautschuk, Epoxidharz oder Phenolharz, die im Siebdruck oder Rotationsdruckverfahren auf das Trägermaterial aufgebracht werden.

Die Form der geometrischen Struktur der Dichtungsschicht kann aus Kreisen, Quadraten, Rauten, Rechtecken, Fünfecken, Sechsecken oder Kombinationen dieser Strukturen bestehen, wobei diese Einzelformen lückenlos miteinander verbunden oder auch isoliert sein können.

Die Dicke der aufgedruckten Strukturen liegt in der Regel zwischen 0,01 und 2,5 mm, vorzugsweise zwischen 0,05 und 1,75 mm.

Anstelle eines endlosen Bandes können auch separate, jedoch größere Abschnitte verwendet werden, aus denen ebenfalls mehrere Dichtungen beliebiger Form ausgestanzt werden kön­ nen.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer Flachdichtung wird das metallische oder nicht-metallische Trägermaterial als Halbfabrikat ein- oder beidseitig mit einer Dichtungsschicht versehen und anschließend werden die Außen- und Innenkonturen der Flachdichtung ausgestanzt.

Vorzugsweise wird als Trägermaterial ein Endlosband verwen­ det, das im Rotationsdruckverfahren kontinuierlich be­ schichtet wird. Das Verfahren eignet sich insbesondere zur Herstellung von Dichtungsschichten, die vollflächig auf das Trägermaterial aufgebracht werden.

Für ein einseitiges Bedrucken wird das Trägermaterial zwi­ schen einer Anpreß- und einer Bedruckwalze einer Rotations­ druckanlage hindurchgezogen. Die Oberfläche der Bedruckwal­ ze enthält eine eingearbeitete Struktur der gewünschten geometrischen Form, welche auf das Band übertragen werden soll. Die Vertiefungen in der Bedruckwalze werden mit der zu druckenden plastischen und hochviskosen Masse der Dich­ tungsschicht gefüllt. Beim Druckvorgang wird diese Masse auf eine Seite des Bandes übertragen. Dem Druckvorgang schließt sich ein Trocken- oder Härteprozeß an. Vorzugswei­ se werden speziell entwickelte Bedruckwalzen eingesetzt, die mit entsprechenden Vertiefungen versehen sind, deren Ausgestaltung ein gleichmäßiges Auftragen der Druckmasse und Übertragen der Druckmasse auf das Trägermaterial er­ laubt. Dies wird vorzugsweise durch Querrippen im Grund der Vertiefungen und/oder durch eine genau angepaßte und sich innerhalb einer bestimmter- geometrischen Struktur verändernden Tiefe und Form der Vertiefungen erreicht.

Zum zweiseitigen Bedrucken wird entweder die zweite Seite des Trägermaterials analog zur ersten Seite anschließend zwischen einer Bedruck- und einer Anpreßwalze der Rota­ tionsdruckanlage bedruckt. Es können jedoch auch zwei Be­ druckwalzen mit einer identischen geometrischen Struktur verwendet werden, durch die das Trägermaterial hindurch­ geführt wird. Auf diese Weise kann in einem zeit- und ko­ stengünstigen Verfahren die Bedruckung beider Seiten in einem einzigen Druckvorgang erfolgen.

Als Druckmassen für die Dichtungsschicht kommen alle poly­ meren Werkstoffe in Betracht, welche als pasteuse Massen in niedermolekularer oder gelöster Form in einem Visko­ sitätsbereich von z. B. 10.000 bis 500.000 mpa·s hergestellt sind. Vorzugsweise werden Elastomere, wie Nitrilkautschuk, Fluorkautschuk usw., Thermoplaste, wie Polyethylen, Poly­ propylen etc. oder Duroplaste, wie Epoxide, verwendet. Wei­ terhin können geschäumte Massen und Mischungen verschiede­ ner Polymere, z. B. Silikon/Epoxid als Dichtungsschicht ver­ wendet werden.

Um die Auftragseigenschaften der Dichtungsschicht auf das Trägermaterial zu verbessern, kann das Trägermaterial mit einem Primer versehen sein oder versehen werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von zwei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen weiter be­ schrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Oberflächenausschnitt eines ersten Flachdichtungsmaterials mit einem hexagonalen Raster, etwa in Originalgröße;

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Bedruckwalze für das Flachdichtungsmaterial gem. Fig. 1 mit einem ver­ größerten Ausschnitt;

Fig. 3 einen Querschnitt durch die Walzenoberfläche gem. Fig. 2 entlang der Schnittlinie III-III;

Fig. 4 eine Draufsicht auf einen vergrößerten Oberflä­ chen-Ausschnitt einer weiteren Druckwalze mit einem tetragonalen Raster und

Fig. 5 bis 7 jeweils einen Querschnitt durch die Walzenober­ fläche gem. Fig. 4 entlang der Schnittlinien V-V, VI-VI bzw. VII-VII.

Ein Beispiel für die geometrische Struktur einer Dich­ tungsschicht ist beispielsweise in Fig. 1 wiedergegeben.

Dort ist die Oberfläche eines Flachdichtungsmaterials als Halbfabrikat 10 dargestellt. Auf einem Trägermaterial 12 der Flachdichtung ist eine Dichtungsschicht 14 in Art eines wabenartigen Rasters angeordnet, das flächig vollständig vernetzt ist und somit eine hohe Dichtigkeit gewährleistet, die unabhängig von der Form einer in das Flachdichtungsma­ terial 10 eingestanzten Durchgangsöffnung ist. Das Flach­ dichtungsmaterial 10 läßt sich somit für beliebige Dich­ tungsformen verwenden. Es lassen sich aus dem Flachdich­ tungsmaterial 10, das in Form von Meterware, beispielsweise als Band oder Bandabschnitt, vorliegt, Dichtungsformen der unterschiedlichsten Art herstellen, so daß die Lagerhaltung für Halbfabrikate deutlich verringert werden kann.

Ein derartiges Raster kann mittels einer Bedruckwalze 8 her­ gestellt werden, deren Mantelfläche in Fig. 2 ausschnitts­ weise in einer Draufsicht und in Fig. 3 im Querschnitt ver­ anschaulicht ist. Aus der vergrößerten Darstellung gem. Fig. 2 und 3 wird ersichtlich, daß hexagonale, ebene Flächen 16 durch eingeprägte Vertiefungen 18 voneinander getrennt sind, welche Siebdruckmasse (nicht dargestellt) aufnehmen. In dem dargestellten Beispiel weisen die Vertie­ fungen 18 einen dreieckförmigen Querschnitt mit einer Basis a und einem Öffnungswinkel α auf. Typischerweise beträgt der Öffnungswinkel 80° und die Basis ist bei einer Tie­ fe der Vertiefungen 18 von ca. 200 µm etwa 500 µm breit. Parallel verlaufende Vertiefungen 18 haben bei einem derartigen Beispiel einen Abstand von etwa 2 mm.

Das Beispiel gemäß Fig. 4 veranschaulicht in der Draufsicht eine Oberfläche einer weiteren Bedruckwalze 8′ mit einem Diagonal-Rillenraster 20 aus Vertiefungen 22 mit halbkreis­ förmigem Querschnitt (Fig. 5).

Diese Vertiefungen 22 sind mit Querrippen 24 versehen, die so ausgeformt sind, daß sie beim Druckvorgang einen gleichmäßigen Auftrag des Rasters von der Druckwalze 8′ auf das Trägermaterial gewährleisten. Die Querrippen 24 sind unter einem Winkel von etwa 45° zur Längsrichtung der Vertiefungen 22 ausgerichtet und weisen gem. Fig. 6 einen dreieckförmigen Querschnitt auf, wobei die Spitze bündig mit der Oberfläche der Dichtungsschicht 14 abschließt.

In jedem Kreuzungspunkt der Vertiefungen 22 liegen Pyrami­ den 26, die im Querschnitt gem. Fig. 7 veranschaulicht sind.

Claims (15)

1. Flachdichtungsmaterial (10) bestehend aus einem End­ losband eines Trägermaterials (12), das ein- oder beidseitig mit einer Dichtungsschicht (14) bedruckt ist.

2. Flachdichtungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsschicht (14) vollflächig in einer vorgegebenen geometrischen Struktur auf zumindest eine Seite des Trägermaterials (12) aufgedruckt ist.

3. Flachdichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die geometrische Struktur auf beiden Seiten gleich ist und deckungsgleich angeordnet ist.

4. Flachdichtungsmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsschicht aus Polyurethan, Silikon, Nitrilkautschuk, Fluorkautschuk, Epoxidharz oder Phe­ nolharz besteht.

5. Flachdichtungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Dichtungsschicht (14) zwischen 0,01 und 2,5 mm, vorzugsweise zwischen 0,05 und 1,75 mm liegt.

6. Verfahren zur Herstellung einer Flachdichtung, bei dem ein metallisches oder nicht-metallisches Endlos­ band eines Trägermaterials als Halbfabrikat ein- oder beidseitig mit einer kontinuierlich aufgebrachten Dichtungsschicht beschichtet wird und bei dem an­ schließend die gewünschte Dichtungsform der Flach­ dichtung ausgestanzt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsschicht auf das Trägermaterial ge­ druckt, insbesondere im Rotationsdruckverfahren auf­ gebracht wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial vollflächig bedruckt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsschicht in einer netz- oder gitter­ artigen Struktur aufgedruckt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial vor dem Beschichten mit der Dichtungsschicht mit einem Primer versehen wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial zur einseitigen Beschichtung zwischen einer Bedruck- und einer Anpreßwalze hin­ durchgeführt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial zur beidseitigen Beschichtung zwischen zwei Bedruckwalzen hindurchgeführt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Bedruckwalzen mit einer identischen Struktur verwendet werden, die synchron derart rotiert werden, daß die Strukturen beider Walzen im Durchlaßbereich des Trägermaterials übereinander zu liegen kommen.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine speziell entwickelte Bedruckwalze verwendet wird, die mit Vertiefung versehen ist, deren Ausge­ staltung einen gleichmäßigen Auftrag der Druckmasse und Übertrag der Andruckmasse auf das Trägermaterial erlaubt.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß Bedruckwalzen verwendet werden, die Querrippen im Grund der Vertiefungen aufweisen.