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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Dichtungsprofils
für Kraftfahrzeuge aus
einem Thermoplast oder aus Gummi mit einem lokal veränderlichen
Querschnitt durch Extrusion.
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In
der Technik sind zahlreiche Typen von Dichtungsprofilteilen bekannt.
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In
der Kraftfahrzeugindustrie werden insbesondere die folgenden Dichtungen
sehr häufig
verwendet:
- – Dichtungen für Türrahmen,
die gewöhnlich
einen Teil mit U-förmigem
Querschnitt umfassen, der dazu bestimmt ist, einen vorstehenden
Rand des Türrahmens
zu umgreifen und einzuklemmen, sowie mindestens ein rohrförmiges Element, das
an den eine Klemme bildenden Teil angrenzt und sich unter dem Druck
der Tür
in ihrer geschlossenen Stellung elastisch verformen kann, wenn es
zwischen dieser Tür
und ihrem Rahmen komprimiert wird;
- – Dichtungen
für den
Rahmen einer beweglichen Glasscheibe einer Tür, die ebenfalls einen eine Klemme
bildenden Teil mit U-förmigem
Querschnitt aufweisen, der dazu bestimmt ist, einen vorstehenden
Rand des Scheibenrahmens zu umgreifen und einzuklemmen, und einen
so genannten Gleitführungsteil,
der an den eine Klemme bildenden Teil angrenzt und ebenfalls einen Querschnitt
mit einem U-förmigen
Profil aufweist, der bezüglich
des Profils der Klemme umgekehrt ist, wobei diese Gleitführung dazu
bestimmt ist, die bewegliche Glasscheibe in ihren Bewegungen zu
führen,
sie in Ver schlussstellung aufzunehmen und die Abdichtung in dieser
Stellung zu gewährleisten.
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In
der weiteren Beschreibung wird aus Gründen der Klarheit auf solche
Profilteile für
Kraftfahrzeuge Bezug genommen.
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Die
Probleme, die bei den in der Kraftfahrzeugindustrie verwendeten
Dichtungsprofilteilen angetroffen werden, hängen insbesondere mit der Form der
Tür- und
Fensterrahmen zusammen, die häufig
in den Ecken starke Krümmungsradien
besitzen, sowie mit den Spielen zwischen den Türen oder Scheiben und ihrem
Rahmen. Es ist erforderlich, die Kräfte zu kompensieren, die während der
Schließbewegungen in
Abhängigkeit
von der relativen Stellung der Profilteile und des vorstehenden
Rands oder des Falzes, mit dem sie fest verbunden sind, angetroffen
werden, und zwar insbesondere in den Ecken der Türrahmen.
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Von
den Lösungen,
die benutzt werden, um diese Bedingungen zu erfüllen, kann man nennen:
- – das
Verlegen von Einsätzen
an manchen Stellen der Profilteile, und zwar insbesondere in den Ecken;
- – das
Einspritzen von Zellkunststoff, insbesondere Polyurethanschaum,
an manchen bestimmten Stellen des Profilteils;
- – eine
lokale Änderung
des Querschnitts des Profilteils, insbesondere des eine Klemme bildenden Teils
oder des oder der angrenzenden rohrförmigen Profilteile oder auch
der an eine Gleitführung oder
eine Klemme angrenzenden Lippen.
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Zur
Durchführung
dieser Technik verwendet man gewöhnlich
Vorrichtungen zur veränderlichen Extrusion,
bei denen entweder eine geometrische Änderung der Düse mit Hilfe
von beweglichen Schiebern oder eine Erhöhung des Materialflusses im
Extrusionskopf oder in der Düse
durch Verwendung von Verteilerventilen eingesetzt wird.
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Aus
WO 80/00 936 kennt man ein Verfahren zur Herstellung von Kunststofffolien
mit erhöhter Oberflächenreibung.
Man extrudiert in geschichteter Form zwei Folien oder mehr, die
man zusammen reckt. Die Versorgung mit Material, das zur Bildung der
Oberflächenschicht
bestimmt ist, wird so gesteuert, dass es nicht ausreicht, um eine
kohärente Schicht
zu bilden, wenn die geschichteten Folien beispielsweise durch Aufblähen gereckt
werden.
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Auf
diese Weise bricht die Oberflächenschicht
während
des Reckens und erzeugt eine ungleichmäßige Oberfläche, die einen erhöhten Reibungskoeffizient
besitzt. Es geht hierbei nicht darum, den Durchsatz oder den Druck
der Materialeinspritzung zu ändern,
um den Querschnitt der übereinander
gelegten Schichten örtlich
zu ändern,
sondern vielmehr darum, den Durchsatz dieses Materials so zu begrenzen,
dass die äußere Schicht
während
des Reckens der übereinander
gelegten Schichten nicht kontinuierlich ist und in lokale Schollen
zerbricht.
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Das
japanische Patent Abstract Nr. 60 187 513 schlägt vor, eine Harzschicht zu
schaffen, die eine Sperrschicht gegen den Durchgang von Gasen bildet,
indem die Dicke einer Zwischenschicht in der Längsrichtung einer Vorform oder
Vorschicht aus Schaum geändert
wird, indem "gleichzeitig
die Gesamtdicke der Mehrschichteinheit abgeglichen wird".
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Anstelle
den Querschnitt der Einheit sich lokal ändern zu lassen, wird also
eine Homogenisierung ihrer Dicke angestrebt.
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Gemäß der japanischen
Schrift wird, genauer gesagt, ein in einem Extruder 5 plastifiziertes
Polyesterharz 11 dem Verteiler 6 geliefert, um
in eine Außenschicht
und eine Innenschicht geteilt zu werden, und wird ein eine Gassperr schicht
bildendes Harz 36, das in einem anderen Injektor 7 plastifiziert wird,
in dem Verteiler 6 zwischen die Außenschicht und die Innenschicht
eingespritzt.
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Die
durch den Injektor 7 eingespritzte Menge wird kontinuierlich
gesteuert, um dicke Teile 33, 34, dünne Teile 31 und
Teile 32 mit Zwischendicke zu liefern, und man unterbricht
sogar vorübergehend
die Einspritzung, um bei 35 die Zwischenschicht wegzulassen,
so dass "die Gesamtdicke
einschließlich gleichzeitig
der Innenschicht und der Außenschicht fast
konstant gehalten wird".
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US-A-3
724 985 beschreibt schließlich
eine Extrusionsvorrichtung zur Erzeugung eines Rohrs mit auf seiner
Länge veränderlichen
Merkmalen, die mindestens zwei Einrichtungen zur Erzeugung von geschmolzenem
Kunststoff aufweist, die einer Düse verschiedene
geschmolzene Stoffe liefern. "Die
beiden Einrichtungen zur Erzeugung von geschmolzenem Kunststoff
werden so gesteuert, dass, wenn eine Einrichtung die Düse mit geschmolzenem
Stoff versorgt, um einen ersten Rohrquerschnitt herzustellen, die
andere Einrichtung nicht spritzt oder in eine wiederverwertbare
Entladung mündet" (vgl. Zusammenfassung,
Ende des ersten Absatzes). Bei einer anderen Ausführungsform
(vgl. letzter Satz der Zusammenfassung) stellt man auch ein Rohr
her, das verschiedene Materialquerschnitte besitzt.
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Ferner
wird angegeben (Spalte 1, Zeilen 53–57 dieses US-Patents), dass "gemäß der vorliegenden
Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Extrusion geliefert
werden, die die Extrusion eines Extrudats, das auf seiner axialen
Länge verschiedene
Materialien aufweist, aus einer Verbunddüse betreffen, die den geschmolzenen
Kunststoff wahlweise von jeder der beiden Einrichtungen zur Erzeugung
von geschmolzenem Kunststoff erhält".
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Ziel
der vorliegenden Erfindung ist es, den Querschnitt des Profilteils
während
seiner Extrusionsphase sich lokal ändern zu lassen, indem man den
Durchsatz des extrudierten Materials und/oder seinen Druck im Extrusionskopf
oder in der Düse
genau und verstellbar ändert,
ohne jedoch Verteilerventile oder eine Änderung der Geometrie der Düse zu Hilfe
zu nehmen.
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Zu
diesem Zweck ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung
eines Dichtungsprofils für
Kraftfahrzeuge aus mindestens einem Thermoplast oder aus Gummi mit
lokal veränderlichem
Querschnitt mit Hilfe eines Extruders mit einem Extrusionskopf und
einer geeigneten Düse,
wobei dieses Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass man in den
Extrusionskopf oder in die Düse
eine zusätzliche
Menge an Thermoplast oder Gummi mit regelbarem Einspritzdurchsatz
und -druck während
einer regelbaren Zeit seitlich einspritzt, die man in Abhängigkeit
von den gewünschten
Querschnittsänderungen
einstellt, wobei das zusätzliche
Material an dem Thermoplast oder an dem Gummi des Profils zu haften
kommt, um eine lokale Änderung
seines Querschnitts zu erzeugen.
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Das
eingespritzte zusätzliche
Material kann je nach den gewünschten
Wirkungen mit dem Hauptmaterial des Profils, mit den es in Kontakt
kommt, identisch sein oder von diesem verschieden sein.
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Wenn
man eine partielle Änderung
des Querschnitts erhalten möchte,
wird der sekundäre Strom
von zusätzlichem
Material vorzugsweise in der Düse
eingespritzt, die natürlich
dafür ausgelegt
ist, das zusätzliche
Material aufzunehmen und ihm das gewünschte Profil zu verleihen,
während,
wenn man eine allgemeine Änderung
des Querschnitts vornehmen möchte,
dieser sekundäre
Strom im Extrusionskopf eingespritzt wird.
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Der
sekundäre
Strom wird vorzugsweise mit Hilfe einer Einspritzeinheit mit Schubschnecke
mit gesteuertem Druck und gesteuertem Durchsatz eingespritzt, die
bezüglich
des. Extruders seitlich angeordnet ist.
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Für die Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens
kann man also eine Vorrichtung zur Herstellung eines Dichtungsprofils
für Kraftfahrzeuge aus
mindestens einem Thermoplast oder aus Gummi mit lokal veränderlichem
Querschnitt durch Extrusion verwenden, wobei diese Vorrichtung einen
Extruder aufweist, der mit einem Extrusionskopf und einer Düse ausgerüstet ist
und eine Schubschnecken-Einheit zum Einspritzen von zusätzlichem
Thermoplast oder Gummi aufweist, wobei diese Einheit seitlich an den
Extrusionskopf oder an die Düse
angeschlossen ist, wobei die Schubschnecken-Einspritzeinheit Mittel zur zeitlichen
Regelung des Drucks oder des Einspritzdurchsatzes des Kunststoffs
oder des Gummis aufweist.
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Die
Schubschnecken-Einspritzeinheit kann von einem gebräuchlichen
Typ sein. Sie kann auf bekannte Weise mit einem Trichter zur Versorgung
mit zusätzlichem
Thermoplast oder Gummi, der in den Extrusionskopf oder in die Düse des Extruders
einzuspritzen ist, ausgerüstet
sein.
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Die
Erfindung wird nun ausführlicher
unter Bezugnahme auf die beiliegenden schematischen Zeichnungen
beschrieben, die keinen begrenzenden Charakter haben. In dieser
Zeichnung zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer im Rahmen
der Erfindung verwendbaren Vorrichtung,
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2 eine
schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer im Rahmen
der Erfindung verwendbaren Vorrichtung,
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3 bis 8 Querschnitte
von Dichtungsprofilteilen für
Kraftfahrzeuge mit lokalen Querschnittsänderungen, die mit Hilfe eines
erfindungsgemäßen Verfahrens
herstellbar sind.
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Man
bezieht sich zunächst
auf 1, die eine Extrusionsvorrichtung darstellt, die
einen mit einem Extrusionskopf 2 und einer Düse 3 ausgerüsteten Extruder 1 für die Herstellung
eines Profilteils 4 aus Thermoplast oder Gummi aufweist.
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Eine
Einheit 5 zum Einspritzen von zusätzlichem Thermoplast oder Gummi,
die mit diesem Material über
einen Trichter 6 versorgt wird und eine Schubschnecke 7 aufweist,
ist seitlich an den Extrusionskopf 2 angeschlossen.
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Der
Druck und der Durchsatz der Einspritzung des zusätzlichen Materials in den Extrusionskopf 2 mit
Hilfe der Einheit 5 und der Schubschnecke 7 sind
regelbar, und auf diese Weise ist es möglich, die Form eines Teils
des Profilteils 4 auf seinem ganzen Querschnitt nach Belieben
zu ändern.
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Wie
oben erwähnt
wurde, kann das durch die Einheit 5 eingespritzte Material
mit dem oder den Materialien, die durch den Kopf 2 extrudiert
oder koextrudiert werden, identisch sein oder nicht identisch sein.
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Die
in 2 dargestellte Vorrichtung, deren Teile, die bereits
in Zusammenhang mit 1 beschrieben wurden, mit denselben
Bezugszahlen bezeichnet sind, wobei sie jedoch mit einem Strichindex versehen
sind, ist im Wesentlichen mit der von 1 identisch,
jedoch mit dem Unterschied, dass die Einspritzeinheit 5' nicht mehr
den Extrusionskopf 2',
sondern die Düse 3' versorgt. Anstelle
die Form des Profilteils 4' auf
seinem ganzen Querschnitt zu ändern, gestattet
diese Vorrichtung also eine bevorzugte Änderung mancher Teile des Querschnitts,
wobei die Düse
natürlich
dafür ausgelegt
ist, das zusätzliche Material
aufzunehmen und ihm das gewünschte
Profil zu verleihen.
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Die 3 bis 8 sind
Querschnitte von verschiedenen Dichtungsprofilteilen für Kraftfahrzeuge,
deren Querschnitt erfindungsgemäß lokal
geändert
wurde.
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3 zeigt
eine Dichtung für
einen Kraftfahrzeugtürrahmen
oder für
gewisse Schränke.
Diese Dichtung besitzt einen Teil mit U-förmigem Querschnitt 10 aus
Polyvinylchlorid, der dazu bestimmt ist, ein vorspringendes Element
des Türrahmens
zu umgreifen und einzuklemmen. An einen Schenkel des U-förmigen Teils 10 grenzt
ein rohrförmiges
Profilteil 11 aus Zellgummi an, das dazu bestimmt ist,
zwischen der Kraftfahrzeugtür
und dem Türrahmen
zusammengedrückt
zu werden, um die Abdichtung zu gewährleisten, sowie eine kosmetische
Lippe 12 mit Zier- und Schutzfunktion ebenfalls aus Zellgummi. Der
Teil 10 besitzt auf an sich bekannte Weise eine Metalleinlage 13 und
Lippen 14, die an jeder einander gegenüberstehenden Seite des U-förmigen Teils in Richtung auf
die andere Seite vorstehen, um eine versehentliche Lösung dieses
Teils 10 von dem vorstehenden Rand, den er bestückt, zu
vermeiden. Zwei Glasfasern 15 sind in die PVC-Masse der
Klemme 10 in Nähe
der neutralen Fasern eingebettet.
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Erfindungsgemäß ist eine
Schicht 16 aus Zellgummi von veränderlicher Dicke an der ganzen Innenfläche des
Rohrs 11 zum Zweck einer Verbesserung der Tragfähigkeit
des Rohrs angebracht.
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In
der Dichtung von 4, die zur Ausrüstung eines
Schranks bestimmt ist, befindet man den eine Klemme 20 bildenden
Teil mit U-förmigem
Querschnitt aus Polyvinylchlorid wieder, an dessen Basis ein rohrförmiger Teil 21 aus
Zellgummi und eine kosmetische Lippe 22 ebenfalls aus Zellgummi
anschließen.
Der Teil 20 besitzt ebenfalls eine Metalleinlage 23 und
Lippen 24, die an der Innenseite jedes Schenkels des U's in Richtung auf
den gegenü berliegenden Schenkel
vorstehen. Eine Glasfaser 25 ist in der Basis des Teils 20 in
Nähe der
neutralen Faser eingebettet.
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Erfindungsgemäß besitzt
der rohrförmige Teil 21 auf
einem Teil seiner Innenseite eine Schicht 26 von veränderlicher
Breite auf dem oder den Teilen seiner Länge, die den gekrümmten Teilen
des zu bestückenden
Rahmens entsprechen. Man verbessert auf diese Weise den Halt der
Dichtung in den gekrümmten
Teilen sowie die Tragfähigkeit
der Dichtung.
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Bei
der Dichtung von 5, die ebenfalls zur Bestückung eines
Schranks bestimmt ist, findet man ebenfalls einen eine Klemme bildenden
Teil 30 mit U-förmigem
Querschnitt aus Polyvinylchlorid wieder, an dessen Basis ein Rohrprofilteil 31 aus
Zellgummi angrenzt.
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Bei
dieser Ausführungsform
ist erfindungsgemäß auf die
Innenseite der Basis dieses Teils eine Verdickung 32 aufgebracht,
die einen Dichtungswulst von veränderlicher
Dicke auf einem Teil der Länge des
eine Klemme bildenden Teils 30 bildet. Der für diese
Verdickung 32 verwendete Thermoplast kann Polyvinylchlorid
sein.
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Der
auf diese Weise gebildete Wulst gewährleistet die Abdichtung zwischen
dem Boden des eine Klemme 30 bildenden Teils und dem vorspringenden Rand,
den er umgreift.
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Die
Türrahmendichtung
von 6 besitzt einen eine Klemme bildenden U-förmigen Teil 40, eine seitlich
an einen der Schenkel des Teils 40 angrenzende rohrförmige Dichtung 41,
eine an die Basis dieses Schenkels angrenzende kosmetische Lippe 42 und
eine zweite rohrförmige
Dichtung 42, die an die Dichtung 41 angrenzt.
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Erfindungsgemäß ist die
rohrförmige
Dichtung 41 auf einem Teil ihrer Länge mit einem Polyurethanschaum 44 gefüllt, um
den Halt und die Tragfähigkeit
des Profilteils zu verbessern. Zum selben Zweck ist eine Schicht 45 aus
Polyurethan, deren Dicke sich auf der Länge der rohrförmigen Dichtung 43 ändert, lokal
auf die Innenseite des Teils dieser Dichtung aufgebracht, der nicht
an die Dichtung 41 angrenzt.
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Das
Profilteil von 7 ist ein Profilteil für den Rahmen
einer beweglichen Glasscheibe einer Kraftfahrzeugtür. Es besitzt
einen Teil 50 mit U-förmigem
Querschnitt, der eine Klemme bildet und dazu bestimmt ist, einen
Falz des Scheibenrahmens zu umgreifen, und einen zweiten Teil 51 mit
U-förmigem Querschnitt,
Gleitführung
genannt, der dazu bestimmt ist, die bewegliche Scheibe in ihren
Bewegungen zu führen
und die Abdichtung dieser Scheibe in geschlossener Stellung zu gewährleisten.
Der Teil 51 ist umgekehrt zu dem Teil 50, an den
er angrenzt, angeordnet, wobei ein Schenkel des U's dem anderen Teil
gemeinsam ist. Die beiden Teile 50 und 51 bestehen
aus Polyvinylchlorid und besitzen eine Metalleinlage 52.
Auf der Innenseite eines der Schenkel des Teils 50 stehen
Lippen 53 in Richtung auf den anderen Schenkel vor und
sind dazu bestimmt, die Verhakung dieses Teils 50 an dem
Falz, den er bestückt,
zu gewährleisten.
Die beiden Schenkel des Teils 51 weisen Lippen 54 und 55 auf,
die dazu bestimmt sind, weggeklappt zu werden, wenn die bewegliche
Scheibe in die geschlossene Stellung gelangt, und sich in dieser
Stellung an die Seiten dieser Scheibe anzulegen, um die Abdichtung
zu gewährleisten.
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Erfindungsgemäß ist auf
der der Gleitführung 51 zugewandten
Innenseite der Lippe 57, die das freie Ende des nicht an
diese Gleitführung
angrenzenden Teils der Klammer 50 bildet, auf vorteilhafte
Weise eine Verdickung 56 aus einer härteren Zusammensetzung, aus
Gummi oder Kunststoff, mit einer Dicke angebracht, die je nach dem
Abschnitt der Länge
dieser Lippe 57 veränderlich
ist, der dazu bestimmt ist, in den Teilen des Scheibenrahmens mit starker
Krümmung
angeordnet zu werden, um den Halt des Profilteils in diesen Zonen
zu begünstigen.
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Das
Profilteil von 8 ist vom selben allgemeinen
Typ wie das von 7, es besitzt ebenfalls einen
eine Klammer bildenden Teil 60 mit U-förmigem Querschnitt mit Lippen 61,
der an einen Teil 62 mit umgekehrtem U-förmigem
Querschnitt (oder Gleitführung)
mit Lippen 63 und 64 angrenzt, wobei die Teile 60 und 62 außerdem eine
Metalleinlage 65 aufweisen.
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Erfindungsgemäß steht
eine Lippe 66 lokal auf das Innere der Gleitführung 62 zu
oberhalb des Teils ihrer Basis vor, mit dem die bewegliche Glasscheibe
in geschlossener Stellung in Kontakt kommt, um zwischen die Kante
dieser Scheibe und die Basis der Gleitführung zu treten, um ihren Kontakt
zu dämpfen
und die Dichtung zu verbessern.
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Diese
wenigen Beispiele, bei denen man sich auf Profilteile der Kraftfahrzeugtechnik
beschränkt
hat, die jedoch offenkundig auf jeden anderen Typ von durch Extrusion
hergestellten Profilteilen übertragbar
sind, zeigen, dass das erfindungsgemäße Verfahren auf einfache Weise
die Herstellung von lokalen Änderungen
des Querschnitts dieser Profilteile gestattet, um besondere vorteilhafte
Wirkungen unter geringer Kostenerhöhung zu erhalten.