DE69212689T2

DE69212689T2 - Hitze- und Ölbeständiges Dichtungsglied

Info

Publication number: DE69212689T2
Application number: DE69212689T
Authority: DE
Inventors: Shogo Oda; Norio Tanaka; Masahiro Tomita
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1991-04-25
Filing date: 1992-04-24
Publication date: 1997-02-06
Anticipated expiration: 2012-04-25
Also published as: AU1507792A; US20020135139A1; ATE141391T1; DE69212689D1; EP0510666A1; EP0510666B1; AU645680B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf ein hitze- bzw. wärme- und ölbeständiges Dichtungselement.

Beschreibung des in Beziehung stehenden Stands der Technik

Als Material für den Aufbau einer Dichtung für einen Ölfilter, der als wärme- und ölbeständiges Element bekannt ist, wurde bilang unter dem Gesichtspunkt der Ölbeständigkeit NBR (Akrylnitril-Butadienkautschuk ) verwendet. Die Verbesserung der Motorleistung in den letzten Jahren führte jedoch zu einem Anstieg der Öltemperatur und die Änderung der Position des Ölfilters führte zu einem Anstieg der Temperatur der Umgebung. So haben heutzutage aus NBR hergestellte Dichtungen vom Standpunkt der Wärmebeständigkeit bereits ihre Grenze erreicht. Derzeit wird auf ein Material gewartet, das eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit und Ölbeständigkeit aufweist und das NBR ersetzen kann.
Als Material, das sowohl eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit als auch eine ausgezeichnete Ölbeständigkeit aufweist, kann Akrylatkautschuk in Betracht gezogen werden. Obwohl Silikongummi ebenfalls als Material bekannt ist, das eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit aufweist, ist es dem Akrylatkautschuk in bezug auf die Ölbeständigkeit unterlegen und weist nur eine geringe mechanische Festigkeit auf. Dementsprechend ist eine Verwendung von Akrylatkautschuk als Material für Ölfilterdichtungen zu erwarten.
Akrylatkautschuk neigt jedoch bei einer Temperatur von ungefähr 100 ºC oder darüber leicht zum Kleben und haftet an metallische Materialien, insbesondere eisenhaltigen Materialien, wie Gußeisen und ähnlichem. Dementsprechend haftet, wenn Akrylatkautschuk als Ölfiltermaterial verwendet wird, der Acrylatkautschuk an dem Motorblock und bleibt daran gebunden, und es verbleiben zur Zeit des Austauschs des Filters Bruchstücke bzw. Fragmente des Akrylatkautschuks auf der Oberfläche des Motorblocks, der das gegenüberliegende Material darstellt, zurück.
Die Erfindung wurde mit dem Ziel getätigt, das vorstehend erwähnte Problem zu lösen, und ihre Aufgabe besteht in der Bereitstellung eines wärme- und ölbeständigen Dichtungselements, das eine ausgezeichnete Wärme- und Ölbeständigkeit aufweist und an einem Anhaften an das gegenüberliegende Element gehindert wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Aufgabe der Erfindung wird durch das wärme- und ölbeständige Dichtungselements nach Anspruch 1 gelöst.
Ein charakteristisches Merkmal des wärme- und ölbeständigen Dichtungselements der Erfindung besteht darin, daß es aus einem Hauptkörper aus einem Dichtungselement, der aus Acrylatkautschuk hergestellt ist, und einer Schicht zur Verhinderung eines Aneinanderhaftens des Hauptkörpers des Dichtungselements an ein vorgegebenes gegenüberliegendes Element umfaßt, wobei die Schicht zumindest auf der Bindungsfläche des Hauptkörpers des Dichtungselements ausgebildet ist, die in Kontakt mit dem gegenüberliegenden Element tritt.
Die Form des Hauptkörpers des Dichtungselements ist nicht kritisch. Obwohl die Sorte des Akrylatkautschuks, aus der der Hauptkörper des Dichtungselements besteht, nicht kritisch ist, kann zum Beispiel ein kryogenischer Akrylatkautschuk verwendet werden, der ausgezeichnete Tieftemperatureigenschaften aufweist.
Die fixierungsverhindernde Schicht bzw. die Schicht zur Verhinderung eines Aneinanderhaftens verhindert ein Anhaften des Akrylatkautschuks, aus dem der Hauptkörper des Dichtungselements besteht, an die Oberfläche des gegenüberliegenden metallischen Elements und wird zumindest auf einer Fläche des Hauptkörpers des Dichtungselements gebildet, deren Anhaften an ein gegenüberliegendes Element verhindert werden soll. Die Schicht zur Verhinderung des Aneinanderhaftens weist eine Dicke von 3 bis 35 µm auf. Wenn die Dicke der Schicht zur Verhinderung eines Aneinanderhaftens kleiner als 3 µm ist, ist die Verhinderungswirkung bezüglich eines Aneinanderhaftens gering. Wenn die Dicke größer als 35 µm ist, ist die Produktivität bei der Bildung der Schicht gering.
Die Schicht zur Verhinderung eines Aneinanderhaftens kann als Film auf der Oberfläche des Akrylatkautschuks gebildet werden, aus dem der Hauptkörper des Dichtungselements besteht, und seine Materialien umfassen ein Silikonharz oder einen Silikongummi. Eine aus Silikonharz oder Silikongummi hergestellte Schicht zur Verhinderung eines Aneinanderhaftens kann durch Beschichten eines vorgegebenen Bereichs des Hauptkörpers eines Dichtungselements mit einer Lösung aus Silikonharz oder Silikongummi und ein 5 bis 30 Minuten langes Erwärmen auf eine Temperatur von 100 - 200 ºC hergestellt werden.
Als Silikonharz können diejenigen verwendet werden, die durch die nachstehenden Zusammensetzungsformeln dargestellt werden, wobei n und m jeweils eine ganze Zahl, 1 oder höher, darstellen, zum Beispiel:
Als Silikongummi können diejenigen Silikongummis verwendet werden, die durch die nachstehenden Formeln dargestellt werden, wobei n eine ganze Zahl ist, 1 oder größer, zum Beispiel:
In den vorstehenden Formeln stellt X ein Element dar, das aus der Gruppe bestehend aus einer Silanolgruppe, Wasserstoff, einer Alkoxy-, Amino-, Carboxyl-, Alkohol-, Epoxyund Phenylgruppe und ähnlichem ausgewählt ist.
Da der Hauptkörper des wärme- und ölbeständigen Dichtungselements der Erfindung aus Akrylatkautschuk besteht, weist es sowohl eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit als auch eine ausgezeichnete Ölbeständigkeit auf. Da es eine auf der Oberfläche, die mit dem gegenüberliegenden Element in Kontakt gebracht werden soll, ausgebildete Schicht zur Verhinderung eines Aneinanderhaftens aufweist, wird der Hauptkörper des Dichtungselements an einem direkten Kontakt mit dem vorgegebenen gegenüberliegenden Element gehindert, so daß eine Haftung zwischen dem Hauptkörper des Dichtungselements und dem gegenüberliegenden Element mit Sicherheit verhindert werden kann.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine teilweise Schnittansicht, die die linke Hälfte der erfindungsgemäßen Ölfilterdichtung zeigt; und Figur 2 ist eine teilweise Schnittansicht, die die Beziehung zwischen einer erfindungsgemäßen Ölfilterdichtung, einem Ölfilter und einem Motorblock zeigt; wobei 1 der Hauptkörper einer Dichtung ist, die den Hauptkörper des Dichtungselements bildet&sub1; und 2 eine Schicht zur Verhinderung eines Aneinanderhaftens ist.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFUHRUNGSFORMEN

Nachstehend wird das wärme- und ölbeständige Dichtungselement der Erfindung unter Bezugnahme auf Beispiele des Einsatzes für eine Ölfilterdichtung erklärt.
Die Ölfilterdichtung 10 der Erfindung weist insgesamt eine ringförmige Gestalt auf und besteht aus einer Hauptkörperdichtung 1 und einer Schicht 2 zur Verhinderung eines Aneinanderhaftens, wobei der Hauptkörper der Dichtung 1 aus einem ringförmigen dicken Dichtungsteil 11, das zwischen dem Ölfilter und dem Motorblock zusammengedrückt und gehalten wird, und einem ringförmigen dünnen Halteteil 12 besteht, das sich einstückig und von dem oberen Teil des Innenrands des Dichtungsteils 11 ausgehend in horizontaler Richtung ausdehnt (Figur 1, Mitte), wobei die Schicht 2 zur Verhinderung eines Aneinanderhaftens eine Deckschicht ist, die durchgehend bzw. kontinuierlich die gesamte untere Fläche des Dichtungsteils 11 und den oberen Teil der Seitenfläche des Dichtungselements 11 bedeckt. Der Halteteil 12 des Hauptkörpers der Dichtung 1 wird durch Nägel des Ölfilters gehalten, die Oberseite des Hauptkörpers der Dichtung 1 wird mit dem Ölfilter in Kontakt gebracht und die auf der Unterseite des Dichtungsteils 11 gebildete Schicht 2 zur Verhinderung eines Aneinanderhaftens wird mit dem Motorblock in Kontakt gebracht.
Der Hauptkörper der Dichtung 1 ist aus einem kryogenischen Akrylatkautschuk hergestellt.
Die Schicht 2 zur Verhinderung eines Aneinanderhaftens ist aus einem Silikonharz hergestellt. Die Schicht 2 zur Verhinderung eines Aneinanderhaftens wurde auf die nachstehende Weise hergestellt. So wurde zuerst ein Silikonharz, das durch die nachstehende Zusammensetzungsformel dargestellt wird, wobei n eine ganze Zahl, 1 oder größer, ist, in einem Lösungsmittel (Toluol) gelöst, und ein Silan-Haftvermittler oder etwas ähnliches als Reaktionskatalysator hinzugefügt, um eine Lösung herzustellen.
Unter Drehen des Hauptkörpers der Dichtung 1 wurde die Lösung aus einer Düse darauf gesprüht, wodurch ein vorgegebener Bereich des Dichtungsteils 11 des Hauptkörpers der Dichtung 1 mit der Lösung beschichtet wurde. Dann wurde er 10 Minuten lang auf 175 ºC erhitzt (fired), wodurch das Silikonharz und der Akrylatkautschuk miteinander kondensiert wurden, um eine Schicht 2 zur Verhinderung eines Aneinanderhaftens mit einer Dicke von 5 µm auf der vorgegebenen Fläche des Dichtungsteils 11 des Hauptkörpers der Dichtung 1 zu bilden.
Da der Hauptkörper der Dichtung 1 aus einem Akrylatkautschuk gebildet wird, weist die Dichtung 10 dieses Beispiels eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit und Ölbeständigkeit auf.
Da ferner eine Schicht 2 zur Verhinderung eines Aneinanderhaftens, die aus einem Silikonharz besteht, auf seiner Oberfläche, die in Kontakt mit dem Motorblock tritt, gebildet wird, kann vermieden werden, daß der Akrylatkautschuk in direkten Kontakt mit dem Motorblock tritt, und es kann mit Sicherheit ein Anhaften des Akrylatkautschuk an den Motorblock verhindert werden.
Ferner wird in der Dichtung 10 dieses Beispiels die Schicht 2 zur Verhinderung eines Aneinanderhaftens nur auf der Fläche zwischen dem Hauptkörper der Dichtung 1 und dem Motorblock gebildet, und es wird auf der Oberfläche mit dem Ölfilter keine Schicht zur Verhinderung eines Aneinanderhaftens gebildet. Dementsprechend wird eine Haftung der Dichtung 10 an den Motorblock verhindert und es erfolgt leicht eine Haftung an den Ölfilter. Aus diesem Grund kann zur Zeit des Austauschs des Ölfilters die Dichtung 10 einfach von dem Motorblock entfernt werden, wobei eine Haftung und ein Festhalten der Dichtung 10 an den Ölfilter erfolgt, ohne daß Bruchstücke des Akrylatkautschuks, aus dem der Hauptkörper der Dichtung 1 besteht, auf dem Motorblock zurückbleiben.
Da der Akrylatkautschuk, aus dem der Hauptkörper der Dichtung 1 besteht, und das Silikonharz, aus dem die Schicht 2 zur Verhinderung eines Aneinanderhaftens besteht, ferner mittels einer Kondensationsreaktion chemisch aneinander gebunden sind, wird eine Trennung des Hauptkörpers der Dichtung 1 von der Schicht 2 zur Verhinderung eines Aneinanderhaftens ebenfalls verhindert.

(Beurteilung)

Ein Ölfilter 20, an den eine Ölfilterdichtung 10 des vorstehenden Beispiels wie in Figur 2 gezeigt befestigt worden war, wurde in einen Motorblock 30 eines Automobils eingebaut, und das Automobil wurde unter überwachung eine Strecke von 20.000 bis 25.00 km gefahren, wonach die Haftkraft bzw. die Stärke der Haftung zwischen der Dichtung 10 und dem Motorblock 30 gemessen wurde. Die Messung erfolgte durch Ziehen der Dichtung 10 mittels einer Federwaage und der Messung der Höchstlast (g), die für eine Trennung der Dichtung 10 von dem Motorblock erforderlich war, als Stärke der Haftung. Die Messungen erfolgten an neun Dichtungsproben mit dem gleichen Aufbau. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle 1 als Probennummern 1 bis 9 zusammengefaßt. Zum Vergleich wurden ebenso Vergleichsdichtungen im Hinblick auf die Haftkraft untersucht, die auf die gleiche Weise wie vorstehend aufgebaut waren, außer daß keine Schicht 2 zur Verhinderung eines Aneinanderhaftens gebildet worden war, wobei die Messungen an vier Proben durchgeführt wurden. Die Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 1 als die Probennummern 10 bis 13 gezeigt.
Die Dichtung 10 wird mittels der Nägel 21a gehalten, die sich auf der eisernen Fläche des unteren Teils 21 befinden, der den Ölfilter 20 aufbaut. Der Ölfilter 20 ist mit einem inneren Abgasspalt 22, der in den zentralen Zylinderteil 31 des aus Gußeisen hergestellten Motorblocks geschraubt wurde, einer Ansaugöffnung 23, die Öl aus dem Motorblock 30 ansaugt, einem Ventilelement 24, das aus Kautschuk hergestellt ist und den Rückfluß des Öls aus der Absaugöffnung 23 verhindert, und einem Filter 25 zur Reinigung des Öls versehen. Das Öl, das durch den Filter 25 gereinigt wurde, passiert den Innenraum des zentralen Zylinderteils 31 und wird zu dem Motorblock 30 geleitet. Tabelle 1
Es ist aus Tabelle 1 klar ersichtlich, daß die Stärke der Haftung an den Motorblock bei der Dichtung der Erfindung 10, in der eine Schicht 2 aus Silikonharz auf der Oberfläche gebildet wurde, die dem Motorblock 30 gegenüberliegt, im Vergleich zu einer Dichtung des Vergleichsbeispiels, in dem keine Schicht zur Verhinderung eines Aneinanderhaftens gebildet wurde, wesentlich herabgesetzt wurde.
Wenn der Hauptkörper der Dichtung 1 aus einem anderen Akrylatkautschuk hergestellt ist oder wenn die Schicht 2 zur Verhinderung eines Aneinanderhaftens aus einem anderen Silikonharz oder einem anderen Silikongummi hergestellt ist, waren die erhaltenen Ergebnisse den vorstehend gezeigten vergleichbar. Eine aus einem Silikonharz oder einem Silikongummi hergestellte Schicht zur Verhinderung eines Aneinanderhaftens zeigt nicht nur gegenüber einem gegenüberliegenden Element, das wie vorstehend gezeigt aus Gußeisen hergestellt ist, eine haftungsverhindernde Wirkung, sondern auch gegenüber einem gegenüberliegenden Element aus Nichteisen, das aus einer Aluminiumlegierung oder ähnlichem gefertigt ist.
In dem vorstehenden Beispiel wurde das wärme- und ölbeständige Dichtungselement der Erfindung für eine Ölfilterdichtung eingesetzt. Das wärme- und ölbeständige Dichtungselement der Erfindung kann auch für andere Elemente eingesetzt werden, die gegenüber Wärme und Öl beständig sein müssen und bei denen es zu Schwierigkeiten kommen kann, wenn der Kautschukbestandteil an das gegenüberliegende Element haftet, wie ein O-Ring, der in einer Motorraum-Rohrleitung verwendet wird, die Wartung erfordert, und ähnliches.
Wie vorstehend detailliert dargestellt wurde, weist das wärme- und ölbeständige Dichtungselement der Erfindung eine ziemlich gute Wärmebeständigkeit und Ölbeständigkeit und eine hohe mechanische Festigkeit auf, da sein Hauptkörper aus einem Akrylatkautschuk gebildet ist, wobei der Hauptkörper des wärme- und ölbeständigen Dichtungselements der Erfindung mit Sicherheit an einer Haftung an das gegenüberliegende Element gehindert wird, da auf einer vorgegebenen Fläche des Hauptkörpers des Dichtungselements eine Schicht zur Verhinderung eines Aneinanderhaftens gebildet ist.
Dementsprechend kann das wärme- und ölbeständige Dichtungselement der Erfindung mit hoher Zuverlässigkeit auf eine Position aufgebracht werden, an der eine Wärme- und Ölbeständigkeit erforderlich sind und die Haftung des Kautschuks an ein gegenüberliegendes Element Schwierigkeiten bereitet.
Ein Dichtungselement mit einem Hauptkörper, der aus einem Akrylatkautschuk gefertigt ist, und einer Schicht zur Verhinderung eines Aneinanderhaftens, die aus Silikonharz oder einem Silikongummi gefertigt ist. Die Schicht zur Verhinderung eines Aneinanderhaftens wird zumindest auf einer Fläche des Hauptkörpers gebildet, die einem gegenüberliegenden Element, wie einem Motorblock, zugewandt ist. Die Schicht zur Verhinderung eines Aneinanderhaftens soll ein Dichtungselement, wie eine Dichtung, an einer Haftung an das gegenüberliegende Element, das in Kontakt mit dem Dichtungselement gebracht werden soll, hindern.

Claims

1. Wärme- und ölbeständiges Dichtungselement (10), das die nachstehenden Bestandteile umfaßt:

einen Hauptkörper (1), der einen Akrylatkautschuk umfaßt, und eine Schicht (2) zur Verhinderung eines Aneinanderhaftens, die ein auf dem Hauptkörper gebildetes Silikonharz oder einen Silikongummi umfaßt, und sich zumindest auf der Fläche des Hauptkörpers befindet, die einem gegenüberliegenden Element (30) zugewandt ist, um eine Haftung des Dichtungselements an das gegenüberliegende Element zu verhindern, wobei der Hauptkörper und die Schicht zur Verhinderung eines Aneinanderhaftens mittels eines Silan- Haftvermittlers durch eine Kondensationsreaktion chemisch aneinander gebunden sind und die Schicht zur Verhinderung eines Aneinanderhaftens eine Dicke von 3 bis 35 µm aufweist.

2. Wärme- und ölbeständiges Dichtungselement (10) nach Anspruch 1, wobei die Schicht (2) zur Verhinderung eines Aneinanderhaftens aus einem Silikonharz hergestellt ist, das durch eine der nachstehenden Formeln dargestellt wird:

wobei n und m jeweils eine ganze Zahl, 1 oder höher, darstellen und X ein Element darstellt, das aus der Gruppe bestehend aus einer Silanolgruppe, Wasserstoff, einer Alkoxy-, Amino-, Carboxyl-, Alkohol-, Epoxy- und Phenylgruppe ausgewählt ist.

3. Wärme- und ölbeständiges Dichtungselement (10) nach Anspruch 1, wobei die Schicht (2) zur Verhinderung eines Aneinanderhaftens aus Silikongummi hergestellt ist.

4. Wärme- und ölbeständiges Dichtungselement (10) nach Anspruch 1, wobei die Schicht (2) zur Verhinderung eines Aneinanderhaftens aus einem Silikongummi hergestellt ist, der durch die nachstehende Formel dargestellt wird:

worin n eine ganze Zahl, 1 oder größer, ist und X ein Element darstellt, das aus der Gruppe bestehend aus einer silanolgruppe, Wasserstoff, einer Alkoxy-, Amino-, Carboxyl-, Alkohol-, Epoxy- und Phenylgruppe ausgewählt ist.

5. Wärme- und ölbeständiges Dichtungselement (10) nach Anspruch 1, wobei die Schicht (2) zur Verhinderung eines Aneinanderhaftens nur auf der Oberfläche gebildet ist, die dem gegenüberliegenden Element (30) zugewandt ist.

6. Wärme- und ölbeständiges Ölfilter-Dichtungselement (10), umfassend einen Hauptkörper (1), der im wesentlichen aus einem Akrylatkautschuk besteht; und

eine Schicht (2) zur Verhinderung eines Aneinanderhaftens, die ein auf dem Hauptkörper gebildetes Silikonharz oder einen Silikongummi umfaßt, und sich zumindest auf einer Fläche des Körpers befindet, die einer Fläche gegenüberliegt, die in bezug auf einen Ölfilter (20) abgedichtet werden soll, um ein Anhaften des Dichtungselements an die abzudichtende Fläche zu verhindern, wobei der Hauptkörper und die Schicht zur Verhinderung eines Aneinanderhaftens mittels eines Silan-Haftvermittlers durch eine Kondensationsreaktion chemisch aneinander gebunden sind und die Schicht zur Verhinderung eines Aneinanderhaf tens eine Dicke von 3 bis 35 µm aufweist.