DE4230806C5

DE4230806C5 - Dichtungsring aus einem Gummi-Hohlkammerprofil und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE4230806C5
Application number: DE4230806A
Authority: DE
Inventors: Werner Hünteler
Original assignee: Stricker & Co KG GmbH
Current assignee: Stricker & Co Kg De GmbH
Priority date: 1992-09-15
Filing date: 1992-09-15
Publication date: 2013-12-05
Anticipated expiration: 2012-09-16
Also published as: DE4230806C1

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines als Hohlprofil ausgebildeten Dichtungsrings aus Gummi, wobei zwei Stirnenden des Hohlprofils miteinander vulkanisiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß eine vulkanisierbare Gummifolie (9) großflächig in dem Bereich, in dem die Stirnenden aneinander stoßen an die Innenwandung beider Stirnenden vulkanisiert wird, wobei die Folie (9) auf einem Trägerelement (6) angeordnet ist, welches sie gegenüber dem Inneren des Hohlraums (4) bis zur Beendigung der Vulkanisation abstützt.

Description

Der 4. Senat (Nichtigkeitssenat) des Bundespatentgerichts hat auf die mündliche Verhandlung vom 15. Januar 2013 für Recht erkannt:

I. Das deutsche Patent 42 30 806 wird im Umfang der Patentansprüche 3 und 4 für nichtig erklärt.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Dichtungsring nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen Dichtungsring nach dem Oberbegriff des Anspruchs 3.
Ein gattungsgemäßes Verfahren und ein gattungsgemäßer Dichtungsring sind aus der DE 37 35 730 C2 bekannt. Das bekannte Verfahren schlägt vor, die Kanten der aneinander anstoßenden Stirnenden abzuschrägen. Bei der Füllung der Stoßfuge mit Vulkanisationsmasse ergibt sich dabei, daß nicht nur der eigentliche Spalt zwischen den Stirnenden gefüllt wird, sondern auch keilförmige Bereiche gefüllt werden, die sich am Ende des Spaltes zur Innenseite und zur Außenseite des Hohlprofils ergeben.
Auf diese Weise wird eine Vulkanisationsfläche geschaffen, die nicht auf die einander zugewandten Stirnflächen beschränkt ist, so daß durch diese vergrößerte Vulkanisationsfläche die Verbindung zwischen den beiden Hohlprofilenden besonders belastbar ist.
Bei dem bekannten Verfahren werden zunächst die Enden des Hohlprofils einander angenähert und anschließend die Stoßfuge mit Vulkanisationsmasse ausgefüllt. Dabei ist dafür Sorge zu tragen, daß auch die Hohlräume im Bereich der abgeschrägten Kanten ausreichend mit Vulkanisationsmasse gefüllt werden. Sollte dies in nicht ausreichendem Maße geschehen, so kann es zu der Bildung von Hohlräumen kommen, so daß die erwünschte verbesserte Haltbarkeit nicht erzielt wird.
Aus der DE-OS 23 04 171 ist grundsätzlich bekannt, einen Kern im Bereich der Stoßfuge zweier zu verbindender Hohlprofilabschnitte einzubringen. Dieser Stand der Technik schlägt jedoch vor, anschließend das Profil aufzuschneiden und den Kern durch die Schnittöffnung aus dem Profil herauszubringen und schließlich die Schnittöffnung durch eine nachfolgende, also zweite Vulkanisation, zu verschließen. Dieses Verfahren ist sehr aufwendig und nicht für alle Anwendungsgebiete erforderlich.
Demgegenüber stellt das Verfahren gemäß der genannten DE-37 35 730 C2 eine erhebliche Zeitersparnis und Vereinfachung des Verfahrens dar. Notwendiger Verfahrensschritt beim bekannten Verfahren ist jedoch, daß die Kanten der Stirnenden abgeschrägt werden, um die entsprechend verrundeten oder keilförmig ausgebildeten Hohlräume zur Aufnahme der zusätzlichen Vulkanisationsmasse zu schaffen. Diese Arbeiten müssen von Hand ausgeführt werden und sind dementsprechend aufwendig und kostenintensiv. Diese Nachteile schlagen sich unmittelbar auf die erzeugten Dichtungsringe nieder.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren dahingehend zu verbessern, daß eine Vergrößerung der Vulkanisationsfläche auf einfache Weise erzielt wird, wobei der Produktionsablauf möglichst einfach gehalten und der Anteil an Handarbeit verringert wird, und wobei dennoch eine sichere Einbringung der Vulkanisationsmasse in das Innere des Hohlprofils gewährleistet wird. Weiterhin soll ein Dichtungsring nach dem Oberbegriff des Anspruchs 3 geschaffen werden, bei dem eine besonders gute Dichtigkeit im Bereich der Nahtstelle sichergestellt ist, und der auch bei Verwendung schlecht vulkanisierbarer Gummiqualitäten zuverlässig und hochbelastbar dicht ist.
Diese der Erfindung zugrundeliegenden Aufgaben werden durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 3 gelöst.
Die Erfindung schlägt mit anderen Worten vor, im Inneren des Hohlprofils eine schlauch- oder folienartig ausgebildete Schicht einer Vulkanisationsmasse vorzusehen, die durch ein Trägerelement getragen und gestützt wird. Das Trägerelement stellt dabei sicher, daß die Vulkanisationsmasse innen an dem Hohlprofil so sicher anliegt, daß bei entsprechender Druck- und Temperaturbeaufschlagung eine Vulkanisation dieser Masse mit der Innenwand des Hohlprofils erzielt wird, so daß ein großflächig um die Stoßfuge herum angeordneter Bereich von innen durch die Vulkanisationsmasse abgedeckt und abgedichtet wird.
Das Einbringen von Vulkanisationsmasse in den Bereich der Stoßfuge ist an sich unkritisch. Die Kontrolle, ob im Bereich der Stoßfuge, der zum Inneren des Hohlprofils gerichtet ist, ausreichend Vulkanisationsmasse angeordnet ist und ob dort die Vulkanisation befriedigende Dichtigkeits- und Festigkeitseigenschaften bewirkt, ist schwierig, da diese Stellen unzugänglich und uneinsehbar sind.
Durch die Anordnung einer Folie oder eines Schlauches im Inneren des Hohlprofils wird sichergestellt, daß in einem groben Bereich um die Stoßfuge herum eine Vulkanisation von Zusatzmaterial erfolgt, so daß die gewünschten Festigkeits- und Dichtigkeitseigenschaften gesichert sind.
Auf diese Weise wird gegenüber dem üblichen Herstellungsverfahren Zeit eingespart und die Sicherheit der erzielbaren Ergebnisse vergrößert. Das Verfahren selbst ist erheblich zeitsparender gegenüber einer von Hand vorgenommenen Abrundung oder Abschrägung der Kanten an den beiden Enden des Dichtungsringes, die zwischen sich die Stoßfuge bilden.
Die Dichtungsringe, welche eine schlauchartige oder folienartige Auskleidung der Innenwandung im Bereich der Stoßfuge derart aufweisen, daß der lichte Querschnitt des Profils verringert wird, weisen gute Dichtigkeits- und Festigkeitseigenschaften auf, wobei diese Eigenschaften bei einer Vielzahl von Ringen gleichgut vorliegen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind aus den Unteransprüchen entnehmbar.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen im folgenden näher erläutert. Dabei zeigt
1 einen Querschnitt durch ein Hohlkammerprofil zur Herstellung eines Dichtungsrings,
2 den Bereich der Stoßfuge eines Dichtungsrings, bevor die beiden Enden miteinander verbunden sind,
3 den Bereich der Stoßfuge entsprechend 2, wobei die beiden Enden des Hohlprofils verbunden sind, die
4 und 5 Darstellungen ähnlich den 2 und 3, jedoch bei einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
6 ein Trägerelement zur Verwendung in einem Hohlprofil entsprechend den 1 bis 5.
In 1 ist ein Hohlprofil 1 im Querschnitt dargestellt, welches prinzipiell rechteckig ausgebildet ist, jedoch über eine abgerundete Ecke 2 und zwei abgeschrägte Ecken 3 verfügt. Das Hohlprofil 1 weist einen Hohlraum 4 auf, wobei dieser Hohlraum 4 über ein nicht dargestelltes Ventil unter Druck gesetzt werden kann. Da das Hohlprofil 1 als Dichtungsring verwendet wird, kann eine besonders gute Dichtigkeit erzielt werden, wenn das Hohlprofil 1 mit Fluid gefüllt wird. Dabei kann das Hohlprofil mit einem inkompressiblen Fluid, beispielsweise einer Flüssigkeit, gefüllt werden, die eine Versteifung des Profils bewirkt, die einer Verformung entgegenwirkt. Weiterhin kann das Hohlprofil 1 durch das Befüllen mit einem Druckfluid, z. B. mit Preßluft regelrecht aufgepumpt werden, so daß sich der Querschnitt des Hohlprofils 1 vergrößert. In der Praxis kann das dargestellte Hohlprofil 1 beispielsweise zur Abdichtung von Schiebern oder Kolben verwendet werden, wobei während der Bewegungen das Profil seinen dargestellten Querschnitt aufweist. Bei stillstehendem Schieber oder stillstehendem Kolben hingegen kann das Profil unter Druck gesetzt werden und auf diese Weise eine besonders sichere Abdichtung gewährleisten, so daß beispielsweise Kammern mit veränderlichem Aufnahmevolumen für Flüssigkeiten geschaffen und sicher abgedichtet werden können. Der Hohlraum 4 ist ebenfalls im wesentlichen rechtwinklig ausgebildet, weist jedoch zwei Vorsprünge 5 auf.
In 2 ist das Hohlprofil von 1 in einer Seitenansicht dargestellt, wobei der Bereich der Stoßstelle dargestellt ist. Die Schnittkante verläuft schräg durch das Hohlprofil 1, um eine Vergrößerung der Vulkanisationsfläche gegenüber einem rechtwinklig durch das Profil verlaufenden Schnitt zu erzielen.
Teile des Hohlprofils sind im Schnitt dargestellt, wobei hier der Hohlraum 4 sichtbar ist. Bei den nicht geschnittenen Flächen des Hohlprofils 1 sind der Hohlraum 4 und die Vorsprünge 5 durch gestrichelte Linien angedeutet.
Im Inneren des einen Endes des Hohlprofils 1 ist ein Trägerelement 6 angeordnet, welches in 6 näher dargestellt ist. Das Trägerelement 6 entspricht in seiner Formgebung der Formgebung des Hohlraums 4. Es weist also auch zwei Vorsprünge 7 auf. Das Trägerelement 6 ist aus einem relativ harten Werkstoff, beispielsweise aus vulkanisiertem Gummi. Es ist an seiner Oberfläche mit einer Trennschicht 8 versehen, die beispielsweise aus einem Perlongewebe bestehen kann.
An einer in den Zeichnungen nicht gekennzeichneten Stelle, die relativ klein bemessen sein kann, ist die Trennschicht 8 unterbrochen. Bei dem späteren Vulkanisiervorgang wird daher an dieser Stelle bewußt eine Fixierung des Trägerelementes 6 herbeigeführt, wenn im weiteren Verfahren eine Vulkanisation in diesem Bereich erfolgt. Die Lagefixierung des Trägerelementes 6 stellt sicher, daß dieses während des Vulkanisiervorganges nicht verruscht. Vielmehr bleibt das Trägerelement 6 am Hohlprofil 1 während des Vulkanisiervorgangs haften bzw. wird an das Hohlprofil 1 anvulkanisiert.
Aus den 2 und 6 ist erkennbar, daß auf dem Trägerelement 6 ein Gummischlauch bzw. eine Gummifolie 9 angeordnet ist. Es handelt sich dabei um Rohgummi als Vulkanisationsmasse. Anstelle der Folie, die eine Naht oder eine Trennstelle aufweist, kann auch ein geschlossener Schlauch um das Trägerelement 6 herum angeordnet sein. In Abweichung der Verwendung von Rohgummi kann auch eine vulkanisierte Masse verwendet werden, die beispielsweise mit einer Kontaktschicht versehen ist und die an das Hohlprofil 1 auf kaltem Wege vulkanisiert bzw. geklebt werden kann.
Aus 2 ist erkennbar, daß ein Teil des Trägerelementes 6 und der Vulkanisationsmasse, also der Gummifolie 9, bereits in dem einen Ende des Hohlprofils 1 steckt. Das zweite Ende wird anschließend auf das Trägerelement 6 aufgeschoben, so daß sich die in 3 gezeigte Anordnung ergibt. Dabei wird zunächst Vulkanisationsmasse in den Bereich der Stoßfuge gegeben, so daß anschließend in einer beheizten Presse sowohl die Stoßfuge selbst als auch die gesamte Fläche der Folie 9 zwischen dem Trägerelement 6 und dem Hohlprofil 1 die Vulkanisierflächen bilden. Auf diese Weise wird eine sehr großflächige Vulkanisation der Innenfläche des Hohlprofils 1 um den Bereich der Stoßfuge herum sichergestellt und damit eine entsprechende Dichtigkeit wie auch Festigkeit gewährleistet. Eine zunächst als Folie vorliegende Vulkanisationsmasse um das Trägerelement 6 herum verfließt während einer echten Vulkanisation zu einer homogenen Masse, die keine Naht oder Trennstelle mehr ausbildet, so daß sich nach einer derartigen Vulkanisation aus einer Folie ein vulkanisierter Schlauch ergibt.
In den 4 und 5 ist ein Hohlprofil ähnlich wie in den 2 und 3 dargestellt. Unterschiedlich zum Ausführungsführungsbeispiel der 2 und 3 sind bei dem in den 4 und 5 dargestellten Ausführungsbeispiel die Kanten 10 der Stirnenden in an sich bekannter Weise angeschrägt und aufgerauht, so daß sich, wie insbesondere aus 5 ersichtlich, dort keilförmige Hohlräume zur Aufnahme eines vergrößerten Volumens von Vulkanisationsmasse ergeben.
Insbesondere aus 5 ist jedoch auch ersichtlich, um ein vielfaches die Vulkanisationsfläche durch die Gummifolie 9 auf dem Trägerelement 6 gegenüber einer Abschrägung der Kanten 10 vergrößert ist. Gegenüber den von Hand bearbeiteten Kanten 10 stellt daher die Gummifolie 9 eine Konstanz in den Dichtigkeits- und Festigkeitseigenschaften des Hohlprofils 1 sicher. Die durch die Folie 9 erheblich vergrößerte Vulkanisierfläche kann in der Praxis nicht unterwandert werden, wenn im Ring Druck aufgebaut wird, so daß die Druckdichtigkeit des Rings zuverlässig sichergestellt ist.
Die unterschiedlichsten Gummiqualitäten erfordern unterschiedlich große Vulkanisierflächen, um eine ausreichende Dichtigkeit sicherzustellen. Insbesondere die ölbeständigen Gummisorten erfordern erheblich vergrößerte Vulkanisierflächen, um eine zuverlässige Dichtigkeit zu gewähren.
Das erfindungsgemäße Verfahren und der erfindungsgemäße Dichtungsring bewirken im Bereich der Stoßfuge eine Kombination der beiden an sich unvereinbaren Prinzipien eines schlauchlosen Dichtungsrings mit dem Prinzip eines Schlauchs im Dichtungsring und gewährleisten so auch unter ungünstigen Umständen, d. h. bei schwer abzudichtenden Gummiqualitäten und bei den Unsicherheiten einer Handbearbeitung, größtmögliche Konstanz in der Erzielung hervorragender Festigkeits- und Dichtigkeitseigenschaften.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines als Hohlprofil ausgebildeten Dichtungsrings aus Gummi, wobei zwei Stirnenden des Hohlprofils miteinander vulkanisiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß eine vulkanisierbare Gummifolie (9) großflächig in dem Bereich, in dem die Stirnenden aneinander stoßen an die Innenwandung beider Stirnenden vulkanisiert wird, wobei die Folie (9) auf einem Trägerelement (6) angeordnet ist, welches sie gegenüber dem Inneren des Hohlraums (4) bis zur Beendigung der Vulkanisation abstützt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Stoßbereich vulkanisierbarer Gummi zwischen die beiden Stirnenden eingebracht und mit den beiden Stirnenden sowie mit der Folie durch (9) Vulkanisation verbunden wird.
Nichtig
Nichtig
Dichtungsring nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch ein aus Gummi bestehendes Trägerelement (6), welches eine Oberflächenbeschichtung aus Kunststoff aufweist.
Dichtungsring nach einem der Ansprüche 3 bis 5, gekennzeichnet durch eine aus einer Rohgummifolie (9) bestehende Auskleidung.