WO2024038173A1 - Method and casting tool for producing a sealing element, and sealing element - Google Patents

Method and casting tool for producing a sealing element, and sealing element Download PDF

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WO2024038173A1
WO2024038173A1 PCT/EP2023/072757 EP2023072757W WO2024038173A1 WO 2024038173 A1 WO2024038173 A1 WO 2024038173A1 EP 2023072757 W EP2023072757 W EP 2023072757W WO 2024038173 A1 WO2024038173 A1 WO 2024038173A1
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sealing element
mold
section
zone
casting tool
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PCT/EP2023/072757
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Patrick Klein
Martin Maier
Stefan PERSCHEL
Original Assignee
Elringklinger Ag
ElringKlinger Kunststofftechnik GmbH
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Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to the field of sealing elements, in particular the technical field of sealing elements with dynamic sealing surfaces.
  • a wide range of differently shaped sealing elements are used in a wide variety of technical areas.
  • complex requirement profiles can arise that have to be met by a sealing element.
  • Particularly complex requirement profiles can arise in the areas of food technology and semiconductor technology. It is particularly important here that a fluid, e.g. B. a gas stream, even after contact with the sealing element, is free of substances that would interfere with the processing of food or semiconductors.
  • the present invention is based on the object of providing a method and a casting tool for producing a sealing element and a sealing element with which a desired sealing effect can be achieved permanently and efficiently.
  • the sealing element can preferably be a sealing element for arrangement between two fluid spaces of a device to be sealed against one another.
  • the fluid spaces can be gas spaces.
  • a pressure gradient can exist across the sealing element from one gas space to the other gas space.
  • the two fluid spaces to be sealed from one another can be stationary or mobile during operation of the device. They are mobile if, during the operation of the device, a fluid space is arranged at a different location at one time than at another time.
  • Any mass that can be carried in the casting tool according to the invention and that forms a suitable sealing element material in the solidified or hardened state can be considered as a flowable mass.
  • the flowable mass may comprise a flowable polymeric material or a flowable polymeric matrix material.
  • the polymer material can e.g. B. be a thermoset material.
  • the thermoset material may preferably contain a resin, for example an epoxy resin or a phenolic resin. It is also conceivable that the duromer material contains a hybrid resin system.
  • the polymer matrix material can form a polymer matrix of a composite material after solidification or hardening.
  • the polymer matrix material can be a thermoplastic matrix material or a thermoset matrix material.
  • the polymer matrix material is a thermoset matrix material, it may preferably contain a resin, for example an epoxy resin or a phenolic resin. It is also conceivable that the duromer matrix material contains a hybrid resin system.
  • the temperature of the flowable mass that is carried in the casting tool can preferably be at least 120 ° C, further preferably at least 150 ° C, particularly preferably at least 170 ° C, very particularly preferably at least 190 ° C, e.g. B. at least 210 ° C.
  • the temperature of the flowable mass that is carried in the casting tool can preferably be at least 120 ° C, further preferably at least 150 ° C, particularly preferably at least 170 ° C, very particularly preferably at least 190 ° C, e.g. B. at least 210 ° C.
  • the flowable polymer material or the flowable polymer matrix material can be at least one molten polymer containing keto groups, for example a polyetheretherketone (PEEK), a polyetherketone (PEK) and/or a polyketone (PK); and/or a melted polymer containing imido groups, for example a polyamideimide (PAI), a polyetherimide (PEI) and/or a polyimide (PI); and or a molten polymer containing amide groups, for example a polyphthalamide (PPA) and/or a polyamide (PA); and/or a molten polymer containing sulfide bridges, for example a polyphenylene sulfide (PPS), and/or; a molten polymer containing sulfone groups, for example a polysulfone (PSU); and/or a molten fluoropolymer, preferably molten perfluoroalkoxy polymer (PFA)
  • the flowable polymer matrix material may contain a filler.
  • the flowable polymer matrix material can be 0.05 vol.% to 75 vol.%, preferably 0.1 vol.% to 50 vol.%, e.g. B. 0.5% by volume to 25% by volume of a filler.
  • filler refers in particular to all materials dispersed as particles or fibers in the polymer matrix material.
  • the specification in the unit vol.-% refers to the total volume fraction of all filler based on the total volume of flowable polymer matrix material including the volume of all filler contained.
  • the filler can preferably contain particles and/or fibers.
  • the filler is dispersed in the flowable polymer matrix material.
  • the filler contains a friction-reducing material, which preferably contains particulate polytetrafluoroethylene (PTFE), graphite and / or boron nitride; and/or if the filler contains a wear-reducing polymeric material, the wear-reducing polymeric material being preferably selected from an aramid, a polyimide (PI), a polyphenylene sulfone (PPSII) and a fully aromatic polyester.
  • PI polyimide
  • PPSII polyphenylene sulfone
  • the PPSII can be, for example, a PPSII that is sold under the name Ceramer.
  • the fully aromatic polyester can, for example, be a polyester that is sold under the name Sumica Super or under the name Ekonol.
  • the filler contains a polymeric material, for example the wear-reducing polymeric material, it may be preferred if the melting temperature of the polymer matrix material is at least 10 K, preferably at least 30 K, below the melting temperature of the polymeric material of the filler.
  • the filler can advantageously contain fibers, whereby the fibers can preferably be mineral fibers, carbon fibers and/or polymer fibers, whereby the mineral fibers can preferably be glass fibers and the polymer fibers can preferably be amide fibers or partially oxidized polyacrylonitrile fibers, whereby the amide fibers can preferably be aramid fibers.
  • the fibers can preferably be mineral fibers, carbon fibers and/or polymer fibers, whereby the mineral fibers can preferably be glass fibers and the polymer fibers can preferably be amide fibers or partially oxidized polyacrylonitrile fibers, whereby the amide fibers can preferably be aramid fibers.
  • the filler can advantageously contain a mineral material.
  • the mineral material may contain wollastonite and/or mica.
  • the filler can advantageously contain a carbon-based material, preferably a non-graphitic carbon-based material, an amorphous carbon-based material, a graphitic carbon-based material, graphite particles, coke particles, carbon black particles, graphite expanded particles, graphene, carbon fibers, ground carbon fibers and/or carbon nanotubes.
  • a carbon-based material preferably a non-graphitic carbon-based material, an amorphous carbon-based material, a graphitic carbon-based material, graphite particles, coke particles, carbon black particles, graphite expanded particles, graphene, carbon fibers, ground carbon fibers and/or carbon nanotubes.
  • the filler contains metal particles.
  • the metal particles can preferably be stainless steel particles or bronze particles.
  • the polymer matrix contains 4% by volume to 18% by volume of dispersed carbon fibers and/or 4% by volume to 18% by volume of wear-reducing polymeric material, e.g. B. aramides, polyimides, polyphenylene sulfones and / or fully aromatic polyesters.
  • wear-reducing polymeric material e.g. B. aramides, polyimides, polyphenylene sulfones and / or fully aromatic polyesters.
  • the PPSII can be, for example, a PPSII that is sold under the name Ceramer.
  • the fully aromatic polyester can be, for example Be polyester, which is sold under the name Sumica Super or under the name Ekonol.
  • a casting tool described here is particularly suitable as a casting tool.
  • the casting tool can be, for example, a compact casting tool, a shaping tool, an injection molding tool and/or a casting stamping tool. Particularly preferably, the casting tool can be a casting stamping tool.
  • a sealing element mold section corresponding to a sealing element section of the sealing element is understood to be a section of a mold provided by the casting tool in which the sealing element section is formed.
  • the section of the mold can in particular be a section of a sealing element molding zone.
  • Continuously merging sealing element mold sections can together form the sealing element mold zone.
  • Continuously merging sealing element sections of the sealing element can together form the sealing element.
  • An intermediate mold zone that does not correspond to any sealing element section of the sealing element is at least partially filled with the flowable mass.
  • the intermediate mold zone that does not correspond to any sealing element section of the sealing element can correspond to an intermediate connection zone.
  • the interconnection zone can be comprised by a sealing element precursor.
  • the sealing element precursor is first created from the flowable mass in the casting tool.
  • a further sealing element mold section corresponding to a further sealing element section of the sealing element is at least partially filled with the flowable mass.
  • the intermediate connection zone which preferably arises in the intermediate mold zone can connect the two sealing element sections which arise in the two sealing element mold sections.
  • the flowable mass can preferably be fed to the casting tool via a feed zone from which the flowable mass spreads over the surface in the casting tool.
  • the flowable mass preferably spreads out over a radial surface in the casting tool.
  • a front of the flowable mass moving away from the feed zone can reach and flow through the sealing element mold section, then reach and flow through the intermediate mold zone and then reach and flow through the further sealing element mold section.
  • the front of the flowable mass moving away from the feed zone can reach and flow through the sealing element mold section along at least one direction of propagation, then reach and flow through the intermediate mold zone in the same propagation direction and then reach and flow through the further sealing element mold section in the same propagation direction.
  • a front of the flowable mass moving away from the feed zone can additionally reach and flow through a sealing element mold section in a second propagation direction, then reach and flow through an intermediate mold zone in the second propagation direction and then reach and flow through a further sealing element mold section in the second propagation direction .
  • a front of the flowable mass moving away from the feed zone can also reach and flow through the sealing element mold section in a third propagation direction, then reach and flow through an intermediate mold zone in the third propagation direction and then in reach and flow through a further sealing element mold section in the third direction of propagation.
  • the propagation direction, the second propagation direction and the third propagation direction extend radially outwards from the feed zone.
  • An angle between the propagation direction and the second propagation direction can preferably be at least 30°, particularly preferably at least 50°, e.g. B. be at least 90°.
  • An angle between the propagation direction and the third propagation direction can be at least 30°, preferably at least 50°, e.g. B. be at least 90°.
  • the sealing element shape sections mentioned in connection with one direction of propagation do not coincide with the sealing element shape sections mentioned in connection with other propagation directions.
  • All sealing element mold sections can continuously merge into one another and together form the sealing element mold zone.
  • An intermediate mold zone mentioned in connection with one direction of propagation does not coincide with an intermediate mold zone mentioned in connection with another direction of propagation.
  • x can preferably be used for 2 , particularly preferably 1.6, very particularly preferably 1.4. What is relevant is the average propagation speed in the respective propagation direction up to the point in time at which the moving front has completely covered all sealing element mold sections.
  • a sealing element precursor is removed from the casting tool and the sealing element is produced from the sealing element precursor, with at least one sprue or an intermediate connection zone from the sealing element precursor Will get removed.
  • the sprue or the intermediate connection zone can preferably be removed from the sealing element precursor after removal from the casting tool.
  • a sprue of the sealing element precursor can arise in particular in a sprue zone that extends from the injection zone to the sealing element forming zone.
  • the sealing element precursor can preferably be removed from the casting tool after the flowable mass in the casting tool has reached a sufficiently solid state for removal.
  • the casting tool can preferably be a compact casting tool, in which the sealing element mold section and the further sealing element mold section are arranged closer to one another than the sealing element sections of the sealing element produced which correspond to these two sealing element mold sections.
  • This can mean in particular that in the compact casting tool the sealing element mold section and the further sealing element mold section are arranged closer to one another than the sealing element sections of the produced sealing element that correspond to these two sealing element mold sections in the expanded application form of the sealing element.
  • sealing element shaped section and the further sealing element shaped section can be arranged closer to one another than the sealing element section which corresponds to the sealing element shaped section and the further sealing element section which corresponds to the further sealing element shaped section.
  • the casting tool can be implemented as a compact casting tool with smaller mold halves and the production of large-area sealing elements can be realized in systems that can only accommodate comparatively small casting tools.
  • the sprue and interconnection zones are in one with the compact casting tool formed sealing element precursor, i.e. in a sealing element compact precursor, is lower, so that a higher proportion of the flowable mass used is converted into the sealing element than when using a larger-area casting tool in which the shape of the sealing element molding zone corresponds to the shape of the sealing element that can be produced with it.
  • the distance between the sealing element section and the Another sealing element section is preferably increased by reducing a curvature in an intermediate sealing element section.
  • the intermediate sealing element section mentioned here is a sealing element section which lies along the extension direction of the sealing element between the sealing element section and the further sealing element section.
  • sealing element 100 in FIG. 2 For example, comparing the sealing element 100 in FIG. 2 with the sealing element compact precursor 124 in FIG bring.
  • At least one mold half encompassed by the casting tool comprises at least one barrier which extends along at least one of the sealing element mold sections, with the flowable mass overcoming the barrier. This can mean in particular that the front of the flowable mass spreading over the surface overcomes the barrier.
  • At least one mold half encompassed by the casting tool can comprise at least one guide barrier which does not extend along one of the sealing element mold sections.
  • the guide barrier can serve in particular to promote the spread of the flowable mass in the radial direction.
  • the guide barrier can extend between a first zone, which is easier to reach for the flowable mass, and a second zone, which is more difficult to reach for the flowable mass, outside the sealing element mold sections.
  • the first and second zones may be equidistant from the feed zone.
  • Such a confluence can result in inhomogeneous material structures in the sealing element, which can impair the tightness and longevity of the sealing element.
  • the mold half is a compact mold half.
  • the casting tool can comprise a mold half.
  • the casting tool preferably comprises two mold halves.
  • the casting tool preferably comprises two barriers, with the sealing element mold section being arranged between the barriers.
  • the flowable mass can overcome one barrier, at least partially fill the sealing element mold section and then overcome the other barrier.
  • the flowable mass spreading over a surface overcomes a barrier in at least one direction of propagation, at least partially fills the sealing element mold section and then overcomes the other barrier in the same direction of propagation.
  • One barrier can be arranged radially further inside on the sealing element mold section than the other barrier.
  • the statement “radially further in” can mean in particular “closer to the feed zone”.
  • One mold half can include both barriers.
  • the two mold halves can each include one of the barriers. Both mold halves can each comprise two barriers arranged congruently with one another.
  • a barrier can extend between depressions on an inner surface of a mold half.
  • One of the depressions can at least partially define the intermediate mold zone and another of the depressions can at least partially define the sealing element mold section.
  • one of the depressions can at least partially define the gate zone and another of the depressions can at least partially define the sealing element mold section.
  • two mold halves encompassed by the casting tool can define a spreading space in which the flowable mass supplied via the feed zone is spread out, preferably spread over a flat area, e.g. B. is spread radially over the surface.
  • the distance between the mold halves can preferably be adjusted to the viscosity of the flowable mass and a pressure applied to convey the flowable mass.
  • the distance between the mold halves is set so that - despite at least one barrier arranged obliquely to at least one of the radial directions of spread - a radially flat spread of the mass results in the spread space.
  • the spreading space is tapered after the flowable mass has been spread over the surface, e.g. B. by reducing the distance between the two mold halves.
  • the spreading space can be narrowed to such an extent that a barrier on one half of the mold is at a distance from the other half of the mold, e.g. B. to a barrier of the other mold half, which is at most 5 mm, preferably at most 2 mm, e.g. B. is at most 1 mm.
  • a sealing element precursor or a sealing element compact precursor to be produced which has a thin separation zone between the sprue and the pre-placed sealing element or between the pre-placed sealing element and an intermediate connection zone. This thin separation zone facilitates removal of the gate or the interconnection zone from the sealing element precursor or from the sealing element compact precursor.
  • the spreading space is tapered to such an extent after the flowable mass has been spread that a barrier of one mold half is at a distance from the other mold half, e.g. B. to a barrier of the other half of the mold
  • - is at least 150% of a particle size d90 of a particulate filler if a particulate filler is contained in the flowable mass;
  • - corresponds to at least the fiber diameter, for example at least twice the fiber diameter, of a fibrous filler if a fibrous filler is contained in the flowable mass;
  • the particle size d90 refers to a volume-based particle size distribution.
  • the particle size d90 is the value at which the cumulative distribution curve Q3 (X) of the particle size distribution is 90%.
  • the particle size d90 can be determined using the laser granulometric method (ISO 13320-2009), using a measuring device from Sympatec GmbH with the associated evaluation software.
  • the volume-based and the mass-based particle size distribution are considered to be the same, since the density of the particles that can be used as a filler is typically essentially independent of particle size.
  • a negative pressure is preferably generated in the casting tool. The suppression can promote the guidance of the flowable mass in the casting tool.
  • the flowable mass can be fed to the casting tool via a feed zone from which the flowable mass spreads over a surface in the casting tool, the flat spread of the flowable mass in the casting tool being (also) promoted by the negative pressure.
  • Negative pressure is a pressure that is lower than the atmospheric pressure around the casting tool.
  • the negative pressure can in particular be a pressure of up to 0.5 bar, preferably up to 0.2 bar, particularly preferably up to 0.05 bar, very particularly preferably up to 0.02 bar, e.g. B. up to 0.01 bar.
  • bar here stands for absolute bar.
  • the suppression can in particular result in the risk of the formation of undesirable gas inclusions being largely reduced.
  • the negative pressure can be used to achieve a substantially complete filling of the sealing element mold sections with the flowable mass, so that complete filling of the sealing element mold zone with the flowable mass is promoted and, in particular, the risk of gas inclusions in the area of the The sealing surface forming the sealing element forming zone can be reduced as much as possible.
  • the sealing element mold zone which is defined in a space located between the mold halves, can advantageously extend between barriers.
  • At least one of the barriers can be formed on one of the mutually facing inner surfaces of the mold halves.
  • At least one of the mold halves is translatable, so that its distance from the second mold half can be adjusted by a translational movement.
  • the translational movement can be effected by a machine in which the two mold halves of the casting tool can be arranged. Suitable machines are known to experts in the technical field of sealing element production.
  • the feed zone through which a flowable mass can be fed to the space of the casting tool and from which the flowable mass can be spread over a surface in the space of the casting tool, can preferably extend through one of the two mold halves into the space located between the mold halves.
  • the feed zone can preferably be equipped with a closure which can be closed after the feed of the flowable mass through the feed zone has ended.
  • the closure can counteract an undesirable backflow of the flowable mass through the feed zone. This can be advantageous because when the spreading space is narrowed after the flowable mass has been spread over the surface, a higher pressure can be built up if the flowable mass is prevented from flowing back through the feed zone.
  • the casting tool may include a casting tool seal that seals and/or surrounds the space between the mold halves.
  • the casting tool seal is preferably so stable that it develops its sealing effect in a spreading state of the casting tool, in which the mold halves are held at a spreading distance from one another.
  • the casting tool seal is preferably compressible to such an extent that it allows the casting tool to be transferred from a spreading state to an embossing state in which the mold halves are held at a smaller embossing distance from one another.
  • the casting tool seal can be arranged on an edge region of one of the mutually facing inner surfaces of the mold halves. It is particularly advantageous if the casting tool seal in the spreading state and also in the embossing state is also in contact with the second mold half, for example with an edge region of the inner surface of the second mold half.
  • casting tool seal is arranged on the edge regions of both inner surfaces of the two mold halves.
  • the statement that the casting tool seal is arranged on an edge region of an inner surface of a mold half can mean in particular that the casting tool seal is arranged on the edge region of the inner surface in a cohesive, non-positive and/or form-fitting manner.
  • the casting tool seal can be an elastomer, e.g. B. a fluoroelastomer included.
  • the casting tool seal can preferably be made of an elastomer, e.g. B. a fluoroelastomer.
  • the casting tool preferably comprises a negative pressure zone connected to an edge zone of the room, through which a negative pressure can be generated in the edge zone of the room.
  • the casting tool seal is so stable that it can withstand the pressure gradient on the casting tool seal when the negative pressure is generated in the edge zone of the space while the casting tool assumes the spreading state in which the mold halves are held at a spreading distance from one another.
  • the casting tool seal makes it possible, in particular, to maintain a negative pressure in the casting tool.
  • at least one mold half encompassed by the casting tool can comprise at least one island zone outside the sealing element molding zone that cannot be flowed over by the flowable mass.
  • the island zone can be surrounded by areas of the mold half, e.g. B. be delimited by an island zone seal.
  • the island zone seal is preferably elastic, so that the island zone is sealed by the island zone seal even when the casting tool assumes the spreading state in which the mold halves are held at a spreading distance from one another.
  • the island zone seal and the mold seal can be made of the same sealing material.
  • One or more island zones can offer the advantage that even less flowable mass is required to produce a sealing element in the casting tool. This is because a partial volume of flowable mass with which the island zone or zones would be filled does not then need to be fed to the casting tool.
  • the intermediate mold zone lies between the sealing element mold section and the further sealing element mold section.
  • the flowable mass can be spread radially over a surface in the space of the casting tool.
  • the sealing element mold section can be reached and flowed through by a front of the flowable mass that can be moved away from the feed zone, then the intermediate mold zone can be reached and flowed through by the movable front and then the further sealing element mold section can be reached and flowed through by the movable front.
  • the sealing element mold section can be reached and flowed through by a front of the flowable mass that can be moved from the feed zone along at least one direction of propagation, then the intermediate mold zone can be reached and flowed through by the front that can be moved along the same direction of propagation, and then the further sealing element mold section can be reached and flowed through by the front that can be moved along the same direction of propagation Front accessible and flowable through.
  • the propagation direction, the second propagation direction and the third propagation direction extend radially outwards from the feed zone.
  • An angle between the propagation direction and the second propagation direction can preferably be at least 30°, particularly preferably at least 50°, e.g. B. be at least 90°.
  • An angle between the propagation direction and the third propagation direction can be at least 30°, preferably at least 50°, e.g. B. be at least 90°.
  • the sealing element shape sections mentioned in connection with one direction of propagation do not coincide with the sealing element shape sections mentioned in connection with other propagation directions.
  • All sealing element mold sections can continuously merge into one another and together form the sealing element mold zone.
  • An intermediate mold zone mentioned in connection with one direction of propagation does not coincide with an intermediate mold zone mentioned in connection with another direction of propagation.
  • the sealing element molding zone or at least one sealing element molding section can comprise a base. Facing wall surfaces of barriers may extend toward the floor. The barriers can limit the sealing element molding zone or at least the sealing element molding section.
  • a width of the sealing element shaping zone or of the at least one sealing element shaping section at an end of the mutually facing wall surfaces remote from the floor is greater than a width of the sealing element shaping zone or a width of the at least one sealing element shaping section on the floor.
  • the sealing element molding zone or at least one sealing element molding section can comprise an edge recess on the bottom.
  • the sealing element molding zone or at least one sealing element molding section on the floor can each comprise edge recesses in the transition from the floor to the two wall surfaces.
  • the two edge recesses are preferably spaced apart from one another.
  • Each edge recess can serve to form a sealing web on one of the two edges of the sealing surface.
  • the edge recesses can be connected to one another via connecting recesses.
  • the connecting recesses can serve to form connecting webs which can connect the two sealing webs on the sealing surface.
  • sealing webs which may be connected via connecting webs, can be advantageous, as this can reduce the running-in time of the sealing element until the desired sealing effect is achieved.
  • At least one of the wall surfaces may have a wall surface curvature.
  • the wall surface curvature is preferably concave.
  • the ground may have a ground surface curvature.
  • the ground surface curvature is preferably concave.
  • a barrier can have a protrusion that extends into the sealing element molding zone or at least into the sealing element molding section. This can be advantageous because it can promote the formation of the side surface depression described herein on a sealing element.
  • the sealing element can be produced using the method according to the invention.
  • the sealing element can be produced in a casting tool according to the invention.
  • the sealing element can be produced using a method according to the invention in a casting tool according to the invention.
  • the sealing element is suitable for arrangement between two fluid spaces of a device that are to be sealed against one another.
  • the sealing surface encompassed by the sealing element can advantageously be placed on a surface of a first component of the device.
  • connection side encompassed by the sealing element and arranged opposite the sealing surface is advantageously in a receiving zone, e.g. B. a receiving groove, a second component of the device can be determined.
  • the sealing element material comprised by the sealing element is a polymer material or has a polymer matrix.
  • the sealing surface can be a dynamic sealing surface. It can be placed on the surface of the first component of the device and displaceable in the surface of the first component of the device.
  • the sealing surface can be a static sealing surface.
  • the sealing surface can be placed and fixed on the surface of the first component of the device.
  • the sealing surface is preferably a dynamic sealing surface.
  • the sealing element material may be a composite material, with the polymer matrix being the matrix of the composite material.
  • the sealing element material is a composite material and the polymer matrix is the matrix of the composite material
  • the composite material preferably contains a filler.
  • the filler can be dispersed in the matrix.
  • the filler can preferably be fibrous or particulate.
  • the polymer material can be a thermoset material.
  • the thermoset material of the sealing element can contain a fully or partially hardened resin, for example a fully or partially cured epoxy resin or a fully or partially cured phenolic resin.
  • the duromer material of the sealing element contains a fully or partially hardened hybrid resin system.
  • the polymer matrix can preferably be a thermoplastic matrix or a thermoset matrix.
  • a thermoset matrix is a plastic matrix that has solidified through a chemical reaction.
  • the polymer matrix can therefore in particular be a thermoplastic matrix or a thermoset matrix of the composite material.
  • the thermoset matrix may contain a fully or partially cured resin, for example a fully or partially cured epoxy resin or a fully or partially cured phenolic resin. It is also conceivable that the thermoset matrix of the sealing element contains a fully or partially hardened hybrid resin system.
  • At least one component of the sealing element material in at least one sealing element section can have a preferred orientation, wherein the preferred orientation in the sealing element section is not aligned parallel to the direction of extension of the sealing element in the sealing element section.
  • the component may be, for example, a filler.
  • the filler may contain, for example, a particulate material and/or a fibrous material.
  • the component can be a polymer.
  • the polymer can be contained in the polymer material or in the polymer matrix.
  • a degree of preferred orientation of at least one component of the sealing element material does not differ or differs by a maximum of 70%, for example a maximum of 50%, in a centrally located sealing element section and in an externally located sealing element section of the sealing element.
  • the preferred orientation can advantageously be selected from: a preferred orientation of a filler contained in the polymer matrix, a preferred orientation of molecular strands of a polymer contained in the sealing element material.
  • the preferred orientation is a preferred orientation of a filler contained in the polymer matrix, it may be a preferred orientation of at least one material contained in the filler, e.g. B. of particles with an aspect ratio length/width > 1 or of fibers.
  • a preferred orientation of a filler contained in the polymer matrix can be determined by microscopic or electron microscopic examination of cut surfaces of the sealing element.
  • a preferred orientation of molecular strands of a polymer contained in the sealing element material can be determined using methods that are routinely carried out in the field of plastics testing. Crystal structures in polymers are often observed using polarization microscopy on thin sections. Crystal structures can also be made superficially visible using etching. Other suitable methods are based on the diffraction of X-rays.
  • first curvature of the sealing element in a first sealing element section differs from a second curvature of the sealing element in a second sealing element section.
  • the curvature of the sealing element in the respective sealing element section is in particular a curvature of a line extending centrally through the sealing element along the direction of extension of the sealing element.
  • Whether a curvature of the sealing element in a first sealing element section differs from a second curvature of the sealing element in a second sealing element section can be determined by creating circles of curvature on this line in both sealing element sections.
  • a circle of curvature is the circle that best approximates the course of the line in the sealing element section. If the radii of the two circles of curvature differ, the curvatures of the sealing element in the first sealing element section and the second sealing element section also differ.
  • the first curvature of the sealing element in the first sealing element section differs from the second curvature of the sealing element in the second sealing element. element section by at least 25%, particularly preferably at least 50%, e.g. B. at least 60%.
  • the radius of the one circle of curvature is preferably at most 25%, particularly preferably at most 50%, e.g. B. by a maximum of 60%, is larger than the radius of curvature of the other circle of curvature.
  • the polymer material or the polymer matrix is at a temperature of up to 180 ° C, preferably up to 210 ° C, e.g. B. of up to 230 ° C, is not meltable.
  • the polymer material is a duromer material
  • the polymer material is not meltable anyway and therefore not meltable even at a temperature of up to 180 ° C, preferably up to 210 ° C. This also applies to the polymer matrix if the polymer matrix is a duromer matrix.
  • the polymer matrix is a thermoplastic matrix, it may also be non-meltable at a temperature of up to 180 ° C, preferably up to 210 ° C.
  • Thermoplastics with correspondingly high melting points are familiar to experts.
  • the polymer material or the polymer matrix can contain at least one polymer containing keto groups, for example a polyetheretherketone (PEEK), a polyetherketone (PEK) and/or a polyketone (PK); and/or a polymer containing imido groups, for example a polyamideimide (PAI), a polyetherimide (PEI) and/or a polyimide (PI); and/or a polymer containing amide groups, for example a polyphthalamide (PPA) and/or a polyamide (PA); and/or a polymer containing sulfide bridges, for example a polyphenylene sulfide (PPS), and/or; a polymer containing sulfone groups, for example a polysulfone (PSU); and/or a fluoropolymer, preferably a melt-processable fluoropolymer, particularly preferably a perfluoroalkoxy polymer (PFA) and/or a
  • the polymer matrix can contain a filler.
  • the polymer matrix can advantageously be 0.05% by volume to 75% by volume, preferably 0.1% by volume to 50% by volume, e.g. B. contain 0.5% by volume to 25% by volume of a filler.
  • filler refers in particular to all materials dispersed as particles or fibers in the polymer matrix.
  • the specification in the unit vol.-% refers to the total volume fraction of all filler based on the total volume of polymer matrix including the volume of all filler contained.
  • the filler can preferably contain particles and/or fibers.
  • the filler is preferably dispersed in the polymer matrix.
  • the filler contains a friction-reducing material, which preferably contains particulate polytetrafluoroethylene (PTFE), graphite and / or boron nitride; and/or if the filler contains wear-reducing polymeric material, the wear-reducing polymeric material being preferably selected from an aramid, a polyimide (PI), a polyphenylene sulfone (PPSII) and a fully aromatic polyester.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • PPSII polyphenylene sulfone
  • the PPSII can be, for example, a PPSII that is sold under the name Ceramer.
  • the fully aromatic polyester can be, for example, a polyester that is sold under the name Sumica Super or under the name Ekonol.
  • the filler contains a polymeric material, for example the wear-reducing polymeric material, it may be preferred if the melting temperature of the polymer matrix is at least 10 K, preferably at least 30 K, below the melting temperature of the polymeric material of the filler.
  • the filler can advantageously contain fibers, whereby the fibers can preferably be mineral fibers, carbon fibers and/or polymer fibers, whereby the mineral fibers can preferably be glass fibers and the polymer fibers can preferably be amide fibers or partially oxidized polyacrylonitrile fibers, whereby the amide fibers can preferably be aramid fibers.
  • the filler can advantageously contain a mineral material.
  • the mineral material may contain wollastonite and/or mica.
  • the filler can advantageously contain a carbon-based material, preferably a non-graphitic carbon-based material, an amorphous carbon-based material, a graphitic carbon-based material, graphite particles, coke particles, carbon black particles, graphite expanded particles, graphene, carbon fibers, ground carbon fibers and/or carbon nanotubes.
  • a carbon-based material preferably a non-graphitic carbon-based material, an amorphous carbon-based material, a graphitic carbon-based material, graphite particles, coke particles, carbon black particles, graphite expanded particles, graphene, carbon fibers, ground carbon fibers and/or carbon nanotubes.
  • the filler contains metal particles.
  • the metal particles can preferably be stainless steel particles or bronze particles.
  • the polymer matrix contains 4% by volume to 18% by volume of dispersed carbon fibers and/or 4% by volume to 18% by volume of wear-reducing polymeric material, e.g. B. aramides, polyimides, polyphenylene sulfones and / or fully aromatic polyesters.
  • wear-reducing polymeric material e.g. B. aramides, polyimides, polyphenylene sulfones and / or fully aromatic polyesters.
  • the PPSII can be, for example, a PPSII that is sold under the name Ceramer.
  • the fully aromatic polyester can be, for example, a polyester that is sold under the name Sumica Super or under the name Ekonol.
  • the sealing element can have a sealing web protruding from the sealing surface at least in part of the sealing surface.
  • the sealing element can have two sealing webs on the sealing surface that are spaced apart and protrude from the sealing surface. It can be particularly advantageous if the sealing webs are connected by connecting webs. Sealing surface recesses can be arranged between the sealing webs.
  • the sealing surface recesses can preferably be round or square or triangular. Angular sealing surface recesses preferably have rounded corners.
  • the sealing element preferably comprises a lateral sealing element surface which extends from the sealing surface to the connection side arranged opposite the sealing surface.
  • the side sealing element surface can have a side surface recess.
  • the side surface recess can be formed in a central zone of the lateral sealing element surface, which is spaced from the sealing surface and from the connection side arranged opposite the sealing surface.
  • the sealing element can have a ridge on the lateral sealing element surface.
  • the burr may be a separating burr which may be due to removal of a sprue and/or an interconnection zone in the course of producing the sealing element according to a method according to the invention.
  • the ridge is preferably arranged in a side surface recess of the side sealing element surface.
  • components of the sealing element material described herein can be components of the flowable mass described herein.
  • Fig. 1 a sealing element
  • Fig. 2 a sealing element with differently curved sealing element sections
  • Fig. 3 a sealing element precursor
  • Fig. 5 a mold half
  • Fig. 6 a section AA through Fig. 5 and through an opposite mold half;
  • Fig. 7 a section BB through Fig. 5 and through an opposite mold half;
  • Fig. 8 a section CC through Fig. 5 and through an opposite mold half
  • Fig. 9 a section BB through sealing element section 208 in Fig. 4;
  • Fig. 10 a section CC through sealing element section 142 in Fig. 4;
  • Fig. 11 a section BB through sealing element section 208 in Fig. 4;
  • Fig. 12 a section CC through sealing element section 142 in Fig. 4;
  • Fig. 13 mutually facing inner surfaces of two mold halves in a spreading state
  • Fig. 14 the inner surfaces of the mold halves from Fig. 13 in an embossed state
  • Fig. 15 the inner surfaces of two mold halves from Fig. 13;
  • Fig. 16 a side surface recess of a sealing element
  • Fig. 17 a side surface recess of a sealing element with a burr
  • Fig. 18 a section of a sealing element with an inclined lateral sealing element surface
  • Fig. 19 Barriers of two mold halves
  • Fig. 20 and 21 sealing surfaces with sealing webs
  • Fig. 22 and 23 Sections of casting tools.
  • Fig. 1 shows an annular sealing element 100 for arrangement between two fluid spaces 104 of a device to be sealed against one another.
  • the sealing element comprises a sealing surface 102.
  • the sealing surface 102 can be placed on a surface of a first component of the device, not shown in FIG. 1.
  • Fig. 2 shows a sealing element 100 for arrangement between two fluid spaces 104 of a device to be sealed against one another.
  • the sealing element comprises a sealing surface 102.
  • the sealing surface can be placed on a surface of a first component of the device, not shown in FIG. 2.
  • the sealing element 100 shown in FIG. 2 is also an annular sealing element. Unlike the sealing element 100 shown in FIG. 1, it is not round.
  • the sealing contour of the sealing element shown in FIG. 2 includes indentations 106 and bulges 108.
  • a first curvature 110 of the sealing element 100 in a first sealing element section 112 differs from a second curvature 114 of the sealing element 100 in a second sealing element section 116.
  • the first sealing element section 112 and the second sealing element section 116 in FIG. 2 are represented by one first circle 118 and a second circle 120 approximated. Since the two curvatures 110 and 114 differ from each other, the radii r1 and r2 of the first circle 118 and the second circle 120 also differ.
  • the sealing element precursor 122 is a compact sealing element precursor 124.
  • the sealing element precursor 122 comprises many sealing element sections that continuously merge into one another. Of these sealing element sections, three sealing element sections 126, 128 and 130 are indicated in FIG.
  • the sealing element precursor 122 includes an intermediate connection zone 132 lying between the sealing element sections 126 and 128 and the sprue 134.
  • connection zones 140 can be referred to as film connection zones 138.
  • Fig. 3 shows a sealing element precursor 122 as obtained after removal from the casting tool. Only a part of the sealing element precursor, which is due to a material overflow and protrudes beyond the outer connection zone 140, has been omitted from FIG. 3.
  • FIG. 4 shows a sealing element precursor 122, which is obtained after a further processing step.
  • the sealing element precursor 122 shown in FIG. 4 which is also a compact sealing element precursor 124, the gate 134, not shown in FIG.
  • the material was severed in the area of the particularly thin film connection zones 138.
  • the sealing element sections 126, 128, 130 and a further sealing element section 142 are shown in FIG. 4.
  • Fig. 5 shows a mold half 144, which can be enclosed by a casting tool.
  • the sealing element precursor 122 shown in FIG. 3 can be produced with the mold half 144.
  • the mold half 144 is a compact mold half 146.
  • the mold half 144 includes sealing element Shaped sections 148, 150 and 152. These sealing element shaped sections 148, 150 and 152 correspond to the sealing element sections 126, 128 and 130 shown in FIGS. 3 and 4.
  • the sealing element shaped sections 148, 150 and 152 continuously merge into one another and form with others Sealing element molding sections, which are not highlighted in FIG. 5, the sealing element molding zone 154.
  • the sealing element mold zone 154 is a cavity 156.
  • the cavity 156 has the shape of a groove 158 which is introduced into the inner surface of the mold half 144 facing the viewer.
  • the mold half 144 also includes a sprue zone 160.
  • the sprue zone 160 is a cavity 156 which is introduced into the inner surface of the mold half 144 facing the viewer.
  • the mold half 144 includes a centrally arranged feed zone 162. During casting or injection molding, the feed zone 162 serves as an injection zone 164.
  • the sealing element mold zone 154 extends between barriers 166.
  • the casting tool seal 168 is arranged on the edge of the inner surface of the mold half 144 facing the viewer.
  • the casting tool seal 168 is a sealing spring element 170.
  • the sealing spring element is made of an elastomer 172.
  • the elastomer 172 is a fluoroelastomer 174.
  • Fig. 6 shows a section AA from Fig. 5, with a second mold half 144 also being shown.
  • the second mold half 144 is shown in Fig. 6 below.
  • the mold half shown in Fig. 5 is shown in Fig. 6 above.
  • FIG. 6 shows the sealing element molding sections 148, 150 and 152 already described in connection with FIG. 5. These together form the sealing element molding zone 154, as was also described in connection with FIG. 5.
  • Fig. 6 also shows the barriers 166 extending along the sealing element molding zone and thus also along the sealing element molding sections 148, 150 and 152.
  • Fig. 6 also shows the inner surfaces 176 of the two mold halves 144 and the injection zone 164. Barriers 166 lying opposite one another Both mold halves define inlets 178 into the sealing element mold sections 148 and outlets 180 from the sealing element mold sections 148.
  • the inner surfaces 176 face between the barriers 166, respectively Wells 182.
  • the opposing depressions 182 define intermediate mold zones 184.
  • the mold half 144 shown below in FIG. 6 comprises a negative pressure zone 186.
  • the negative pressure zone 186 is connected to an edge zone 188. Through the negative pressure zone 186 connected to the edge zone 188, a negative pressure can be generated in the space 190 located between the mold halves 144. Together, the two mold halves 144 shown form a casting tool 192.
  • the casting tool 192 simultaneously forms an injection molding tool 194 and a shaping tool 196. It can be viewed as a compact casting tool 198, since the compact sealing element precursor 124 shown in FIG. 4 can be formed in it.
  • the casting tool 192 is also described as a casting stamping tool 200.
  • Fig. 7 shows section BB from Fig. 5. As in Fig. 6, the mold half 144 shown below is also shown in Fig. 7. The section shown in FIG. 7 is carried out through sealing element mold section 202.
  • Fig. 8 shows section CC through Fig. 5.
  • the lower mold half 144 is also shown in Fig. 8. Shown is a section through sealing element mold section 204.
  • FIG. 9 shows a section BB through sealing element section 208 from FIG. 4.
  • the sealing element material has a polymer matrix 210.
  • the sealing element material is a composite material, with the polymer matrix 210 being the matrix of the composite material.
  • the polymer matrix 210 contains a filler 212.
  • the filler 212 contains fibers 214.
  • FIG. 9 also shows a preferred orientation 216 of the fibers 214 contained in the polymer matrix 210.
  • FIG 216 in the sealing element section 208 is not aligned parallel to the extension direction 218 of the sealing element in the sealing element section 208.
  • 10 shows section CC from FIG. 4. It can be immediately seen that the preferred orientation 216 of the fibers 214 in the sealing element section 142, which is shown in FIG is.
  • Figures 11 and 12 correspond to Figures 9 and 10. The only difference is that in Figures 11 and 12 the filler 212 is a particulate filler. Like the fibers 214, the particles 220 have a preferred orientation 216. The preferred orientations in Fig.
  • FIGS. 11 and 12 correspond to the preferred orientations in FIGS. 9 and 10, so that the comments on FIGS. 9 and 10 with regard to the preferred orientations and the extension directions also apply in the same way to FIGS. 11 and 12.
  • FIG. 13 and 14 show schematically the inner surfaces 176 of two mold halves of a casting tool.
  • Fig. 13 shows a propagation state 222.
  • Fig. 14 shows an embossing state 224.
  • a flowable mass which was supplied via an injection zone 164, can flow between the embossed edges 206 of the barriers 166 and spread over a surface in the space 190 defined between the mold halves, which is also referred to as the spreading space 191. If the spreading space 191 is largely filled with the flowable mass, one mold half can be moved towards the other mold half and the casting tool can thereby be transferred from the spreading state 222 to the embossing state shown in FIG. 14.
  • the film connection zones 138 shown in FIG. 3 are formed between the embossed edges 206.
  • Fig. 15 corresponds to Fig. 13.
  • the recess 182 in the sealing element mold section 150 includes a base 226. Wall surfaces 228 extend into the recess 182 towards the base 226. A width 230 at an end of the wall surfaces remote from the floor 226 is greater than a width 232 at an end of the wall surfaces 228 facing the floor.
  • the sealing element shaped section 150 comprises edge recesses 234 on the bottom 226 of the recess 182.
  • the edge recesses 234 serve to form sealing webs 252 on the sealing surface 102.
  • the edge recesses 234 are sealing web shaped sections 236.
  • the wall surfaces 228 have wall surface curvatures 238.
  • the floor 226 has a floor surface curvature 240.
  • the wall surface curvatures 238 and the floor surface curvatures 240 are concave.
  • the flowable mass initially takes on bulging surface structures in the depression 182 because of the concave surface curvatures 238 and 240.
  • material shrinkage often occurs. This is compensated for by the bulging surfaces that initially arise, since the bulging surfaces at least partially disappear due to the shrinkage of the material.
  • the material shrinkage can be used in a targeted manner in order to specifically absorb burrs that arise when pushing through the film bonding zones 138 (see FIG. 3) into the side sealing element surfaces.
  • sealing elements 100 On the side sealing element surfaces 242, the sealing elements 100 each have side surface recesses 244.
  • the sealing element 100 shown in FIG. 17 has a ridge 246 in the side surface recess, which is at least partially incorporated into the sealing element surface 242. After separation, the separating ridge remained in the film bonding zone 138 (see FIG. 3). As a result of material shrinkage, the side surface recess 244 has arisen and therefore the ridge 246 is at least partially incorporated into the sealing element surface 242.
  • the lateral sealing element surface 242 is inclined at a side surface angle 248.
  • the side surface angle 248 can be adjusted in a targeted manner by adapting a corresponding inclination of the wall surfaces 228 of the casting tool 192 or the mold half 144 to the expected material shrinkage.
  • 19 shows a section of the barriers 166 of two mold halves with correspondingly inclined wall surfaces 228.
  • the barriers 166 have protrusions 250 on the embossed edges 206.
  • the protrusions 250 extend into the recess 182 and promote the formation of a side surface recess 244 in a sealing element 100 that can be formed between the mold halves.
  • Fig. 20 shows a section of a sealing element 100.
  • the sealing surface 102 faces the viewer.
  • the sealing surface has sealing webs 252.
  • the sealing webs 252 extend at the edges of the sealing surface 102 parallel to the extension direction 218 of the sealing element 100.
  • Sealing surface recesses 254 are arranged between the two sealing webs. Between the sealing surface recesses 254, connecting webs 256 extend from one sealing web to the other sealing web 252.
  • the sealing element 100 shown in FIG. 21 corresponds to the sealing element 100 shown in FIG. 20.
  • the sealing surface recesses are round.
  • the sealing surface recesses 254 in the sealing element 100 shown in FIG. 20 are approximately rectangular.
  • FIG. 22 and 23 show a section of a casting tool 192. It is an injection molding tool 194. It also represents a shaping tool 196, a compact casting tool 198 and a casting stamping tool 200.
  • the two barriers 166 which delimit a sealing element mold section 148, can each be arranged on one of the mold halves 144.
  • a barrier 166 arranged to the left of the sealing element mold section 148 shown extends from the mold half 144 shown above.
  • a barrier 166 shown to the right of the sealing element mold section 148 shown extends from the mold half 144 shown below.
  • a recess 182 of one Mold half 144 receives a barrier 166 of the other mold half in such a way that the sealing element mold section 148 is created on one side of the barrier and the intermediate mold zone 184 is created on the other side of the barrier 166.
  • Fig. 23 illustrates that one of the two mold halves can include all barriers 166.
  • the sealing element shaped sections 148 are only formed by recesses 182 Mold half 144 is defined, which also includes the barriers 166.
  • the intermediate mold zones 184 are defined by depressions 182 in both mold halves 144.
  • Sealing element sealing surface space indentations bulges first curvature first sealing element section second curvature second sealing element section first circle second circle sealing element precursor sealing element compact precursor, 128, 130, 142, 208 sealing element section

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Abstract

The invention relates to a method for producing a sealing element (100), wherein a flowable material is guided in a casting tool (192), for example in a compact casting tool (198), in such a way that (a) a sealing element moulded portion (148) corresponding to a sealing element portion (126) of the sealing element (100) is at least partially filled with the flowable material, (b) an intermediate moulding zone (184) which does not correspond to any sealing element portion (126, 128, 130) of the sealing element (100) is at least partially filled with the flowable material, and (c) a further sealing element moulded portion (150) corresponding to a further sealing element portion (128) of the sealing element (100) is at least partially filled with the flowable material.

Description

Verfahren und Gusswerkzeug zur Herstellung eines Dichtelements, Dichtelement Method and casting tool for producing a sealing element, sealing element
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Dichtelemente, insbesondere das technische Gebiet der Dichtelemente mit dynamischen Dichtflächen. The present invention relates to the field of sealing elements, in particular the technical field of sealing elements with dynamic sealing surfaces.
Eine große Bandbreite unterschiedlich geformter Dichtelemente wird in den unterschiedlichsten technischen Bereichen eingesetzt. Je nach Anwendung können sich komplexe Anforderungsprofile ergeben, die von einem Dichtelement zu erfüllen sind. Besonders komplexe Anforderungsprofile können sich im Bereich der Nahrungsmitteltechnologie und der Halbleitertechnologie ergeben. Hier ist es besonders wichtig, dass ein Fluid, z. B. ein Gasstrom, auch nach dem Kontakt zum Dichtelement frei von Substanzen ist, die bei der Verarbeitung von Nahrungsmitteln oder Halbleitern stören würden. A wide range of differently shaped sealing elements are used in a wide variety of technical areas. Depending on the application, complex requirement profiles can arise that have to be met by a sealing element. Particularly complex requirement profiles can arise in the areas of food technology and semiconductor technology. It is particularly important here that a fluid, e.g. B. a gas stream, even after contact with the sealing element, is free of substances that would interfere with the processing of food or semiconductors.
In diesem Bereich kann daher der Wunsch bestehen, dass das Fluid mit keinem Schmiermedium in Kontakt tritt, das Dichtelement die gewünschte Dichtwirkung also ohne Schmierung entfalten muss. Zudem besteht der Wunsch, dass ein effizienter Betrieb, d. h. insbesondere ein Betrieb mit möglichst geringem Energieverbrauch, von Fluidfördervorrichtungen (z. B. Kompressoren oder Vakuumpumpen) dauerhaft, d. h. mit möglichst wenigen und möglichst kurzen Wartungsintervallen und zuverlässig ermöglicht wird. In this area, there may therefore be a desire for the fluid not to come into contact with any lubricating medium, meaning that the sealing element must develop the desired sealing effect without lubrication. There is also a desire for efficient operation, i.e. H. in particular an operation with the lowest possible energy consumption, of fluid conveying devices (e.g. compressors or vacuum pumps) permanently, i.e. H. with as few and as short maintenance intervals as possible and reliably.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein Gusswerkzeug zur Herstellung eines Dichtelements sowie ein Dichtelement bereitzustellen, mit dem eine gewünschte Dichtwirkung dauerhaft und effizient erzielt werden kann. The present invention is based on the object of providing a method and a casting tool for producing a sealing element and a sealing element with which a desired sealing effect can be achieved permanently and efficiently.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst. The object is achieved according to the invention by the features of claim 1.
Das Dichtelement kann bevorzugt ein Dichtelement zur Anordnung zwischen zwei gegeneinander abzudichtenden Fluidräumen einer Vorrichtung sein. Die Fluidräume können Gasräume sein. Über das Dichtelement hinweg kann ein Druckgefälle von einem Gasraum zum anderen Gasraum bestehen. In der Vorrichtung können die zwei gegeneinander abzudichtenden Fluidräume bei dem Betrieb der Vorrichtung ortsfest sein oder mobil sein. Sie sind mobil, wenn bei dem Betrieb der Vorrichtung ein Fluidraum zu einem Zeitpunkt an einer anderen Stelle angeordnet ist als an einem anderen Zeitpunkt. Als fließfähige Masse kommt jede Masse in Betracht, die sich in dem Gusswerkzeug erfindungsgemäß führen lässt und die in erstarrtem oder gehärtetem Zustand ein geeignetes Dichtelementmaterial bildet. Die fließfähige Masse kann ein fließfähiges Polymermaterial oder ein fließfähiges Polymermatrixmaterial umfassen. The sealing element can preferably be a sealing element for arrangement between two fluid spaces of a device to be sealed against one another. The fluid spaces can be gas spaces. A pressure gradient can exist across the sealing element from one gas space to the other gas space. In the device, the two fluid spaces to be sealed from one another can be stationary or mobile during operation of the device. They are mobile if, during the operation of the device, a fluid space is arranged at a different location at one time than at another time. Any mass that can be carried in the casting tool according to the invention and that forms a suitable sealing element material in the solidified or hardened state can be considered as a flowable mass. The flowable mass may comprise a flowable polymeric material or a flowable polymeric matrix material.
Das Polymermaterial kann z. B. ein Duromermaterial sein. Das Duromermaterial kann bevorzugt ein Harz enthalten, z.B. ein Epoxidharz oder ein Phenolharz. Denkbar ist auch, dass das Duromermaterial ein hybrides Harzsystem enthält. The polymer material can e.g. B. be a thermoset material. The thermoset material may preferably contain a resin, for example an epoxy resin or a phenolic resin. It is also conceivable that the duromer material contains a hybrid resin system.
Das Polymermatrixmaterial kann nach dem Erstarren oder Härten eine Polymermatrix eines Verbundmaterials bilden. Das Polymermatrixmaterial kann ein thermoplastisches Matrixmaterial oder ein duromeres Matrixmaterial sein. The polymer matrix material can form a polymer matrix of a composite material after solidification or hardening. The polymer matrix material can be a thermoplastic matrix material or a thermoset matrix material.
Wenn das Polymermatrixmaterial ein duromeres Matrixmaterial ist, kann es bevorzugt ein Harz enthalten, z.B. ein Epoxidharz oder ein Phenolharz. Denkbar ist auch, dass das duromere Matrixmaterial ein hybrides Harzsystem enthält. If the polymer matrix material is a thermoset matrix material, it may preferably contain a resin, for example an epoxy resin or a phenolic resin. It is also conceivable that the duromer matrix material contains a hybrid resin system.
Wenn das Polymermatrixmaterial ein thermoplastisches Matrixmaterial ist, kann die Temperatur der fließfähigen Masse, die in dem Gusswerkzeug geführt wird, bevorzugt wenigstens 120 °C, weiterhin bevorzugt wenigstens 150 °C, besonders bevorzugt wenigstens 170 °C, ganz besonders bevorzugt wenigstens 190 °C, z. B. wenigstens 210 °C, betragen. Im Rahmen der Erfindung ist es für Fachleute ohne große Mühe möglich, eine für eine bestimmte fließfähige Masse gut geeignete Temperatur mit geringem experimentellem Aufwand festzulegen. If the polymer matrix material is a thermoplastic matrix material, the temperature of the flowable mass that is carried in the casting tool can preferably be at least 120 ° C, further preferably at least 150 ° C, particularly preferably at least 170 ° C, very particularly preferably at least 190 ° C, e.g. B. at least 210 ° C. Within the scope of the invention, it is possible for specialists to determine a temperature that is well suited to a specific flowable mass without much effort and with little experimental effort.
Bevorzugt kann das fließfähige Polymermaterial oder das fließfähige Polymermatrixmaterial wenigstens ein geschmolzenes, Ketogruppen enthaltendes Polymer, z.B. ein Polyetheretherketon (PEEK), ein Polyetherketon (PEK) und/oder ein Polyketon (PK); und/oder ein geschmolzenes, Imidogruppen enthaltendes Polymer, z.B. ein Polyamidimid (PAI), ein Polyetherimid (PEI) und/oder eine Polyimid (PI); und/oder ein geschmolzenes, Amidgruppen enthaltendes Polymer, z.B. ein Polyphthalamid (PPA) und oder ein Polyamid (PA); und/oder ein geschmolzenes, Sulfidbrücken enthaltendes Polymer, z.B. ein Polyphenylensulfid (PPS), und/oder; ein geschmolzenes, Sulfongruppen enthaltendes Polymer, z.B. ein Polysulfon (PSU); und/oder ein geschmolzenes Fluorpolymer, bevorzugt geschmolzenes Perfluoralkoxy- Polymer (PFA) und/oder ein geschmolzenes Polytetrafluorethylen (PTFE); und/oder einen flüssigkristallinen Polyester enthalten. In den Klammern sind hier jeweils geläufige Abkürzungen für die erwähnten Polymere genannt. Preferably, the flowable polymer material or the flowable polymer matrix material can be at least one molten polymer containing keto groups, for example a polyetheretherketone (PEEK), a polyetherketone (PEK) and/or a polyketone (PK); and/or a melted polymer containing imido groups, for example a polyamideimide (PAI), a polyetherimide (PEI) and/or a polyimide (PI); and or a molten polymer containing amide groups, for example a polyphthalamide (PPA) and/or a polyamide (PA); and/or a molten polymer containing sulfide bridges, for example a polyphenylene sulfide (PPS), and/or; a molten polymer containing sulfone groups, for example a polysulfone (PSU); and/or a molten fluoropolymer, preferably molten perfluoroalkoxy polymer (PFA) and/or a molten polytetrafluoroethylene (PTFE); and/or contain a liquid crystalline polyester. Common abbreviations for the polymers mentioned are given in the brackets.
Das fließfähige Polymermatrixmaterial kann einen Füllstoff enthalten. Vorteilhaft kann das fließfähige Polymermatrixmaterial 0,05 ol.-% bis 75 Vol.-%, bevorzugt 0,1 Vol.-% bis 50 Vol.-%, z. B. 0,5 Vol.-% bis 25 Vol.-%, eines Füllstoffs enthalten. Der Begriff Füllstoff bezieht sich dabei insbesondere auf sämtliche als Partikel oder Fasern in dem Polymermatrixmaterial dispergierte Materialen. Die Angabe in der Einheit Vol.-% bezieht sich auf den gesamten Volumenanteil sämtlichen Füllstoffs bezogen auf das gesamte Volumen an fließfähigem Polymermatrixmaterial einschließlich des Volumens sämtlichen enthaltenen Füllstoffs. The flowable polymer matrix material may contain a filler. Advantageously, the flowable polymer matrix material can be 0.05 vol.% to 75 vol.%, preferably 0.1 vol.% to 50 vol.%, e.g. B. 0.5% by volume to 25% by volume of a filler. The term filler refers in particular to all materials dispersed as particles or fibers in the polymer matrix material. The specification in the unit vol.-% refers to the total volume fraction of all filler based on the total volume of flowable polymer matrix material including the volume of all filler contained.
Der Füllstoff kann bevorzugt Partikel und/oder Fasern enthalten. The filler can preferably contain particles and/or fibers.
Bevorzugt ist der Füllstoff in dem fließfähigen Polymermatrixmaterial dispergiert. Preferably the filler is dispersed in the flowable polymer matrix material.
Es kann vorteilhaft sein, wenn der Füllstoff ein reibungsverminderndes Material enthält, das bevorzugt partikelförmiges Polytetrafluorethylen (PTFE), Graphit und/oder Bornitrid enthält; und/oder wenn der Füllstoff ein verschleißminderndes polymeres Material enthält, wobei das verschleißmindernde polymere Material bevorzugt ausgewählt ist unter einem Aramid, einem Polyimid (PI), einem Polyphenylensulfon (PPSII) und einem vollaromatischen Polyester. In den Klammern sind jeweils geläufige Abkürzungen für die erwähnten Polymere genannt. Das PPSII kann z.B. ein PPSII sein, das unter der Bezeichnung Ceramer vertrieben wird. Der vollaromatische Polyester kann z.B. ein Polyester sein, der unter der Bezeichnung Sumica Super oder unter der Bezeichnung Ekonol vertrieben wird. It can be advantageous if the filler contains a friction-reducing material, which preferably contains particulate polytetrafluoroethylene (PTFE), graphite and / or boron nitride; and/or if the filler contains a wear-reducing polymeric material, the wear-reducing polymeric material being preferably selected from an aramid, a polyimide (PI), a polyphenylene sulfone (PPSII) and a fully aromatic polyester. Common abbreviations for the polymers mentioned are given in the brackets. The PPSII can be, for example, a PPSII that is sold under the name Ceramer. The fully aromatic polyester can, for example, be a polyester that is sold under the name Sumica Super or under the name Ekonol.
Wenn der Füllstoff ein polymeres Material enthält, z.B. das verschleißmindernde polymere Material, kann es bevorzugt sein, wenn die Schmelztemperatur des Polymermatrix- materials wenigstens 10 K, bevorzugt wenigstens 30 K, unterhalb der Schmelztemperatur des polymeren Materials des Füllstoffs liegt. If the filler contains a polymeric material, for example the wear-reducing polymeric material, it may be preferred if the melting temperature of the polymer matrix material is at least 10 K, preferably at least 30 K, below the melting temperature of the polymeric material of the filler.
Vorteilhaft kann der Füllstoff Fasern enthalten, wobei die Fasern bevorzugt mineralische Fasern, Carbonfasern und/oder Polymerfasern sein können, wobei die mineralischen Fasern bevorzugt Glasfasern und die Polymerfasern bevorzugt Amidfasern oder teilweise oxidierte Polyacrylnitrilfasern sein können, wobei die Amidfasern bevorzugt Aramidfasern sein können. The filler can advantageously contain fibers, whereby the fibers can preferably be mineral fibers, carbon fibers and/or polymer fibers, whereby the mineral fibers can preferably be glass fibers and the polymer fibers can preferably be amide fibers or partially oxidized polyacrylonitrile fibers, whereby the amide fibers can preferably be aramid fibers.
Vorteilhaft kann der Füllstoff ein mineralisches Material enthalten. Beispielsweise kann das mineralische Material Wollastonit und/oder Glimmer enthalten. The filler can advantageously contain a mineral material. For example, the mineral material may contain wollastonite and/or mica.
Vorteilhaft kann der Füllstoff ein kohlenstoffbasiertes Material, bevorzugt einen nichtgraphitisches kohlenstoffbasiertes Material, einen amorphes kohlenstoffbasiertes Material, ein graphitisches kohlenstoffbasiertes Material, Graphitpartikel, Kokspartikel, Carbon Black-Partikel, Graphitexpandatpartikel, Graphen, Carbonfasern, gemahlene Carbonfasern und/oder Carbon-Nanotubes enthalten. The filler can advantageously contain a carbon-based material, preferably a non-graphitic carbon-based material, an amorphous carbon-based material, a graphitic carbon-based material, graphite particles, coke particles, carbon black particles, graphite expanded particles, graphene, carbon fibers, ground carbon fibers and/or carbon nanotubes.
Vorteilhaft kann es sein, wenn der Füllstoff Metallpartikel enthält. Bevorzugt können die Metallpartikel Edelstahlpartikel oder Bronzepartikel sein. It can be advantageous if the filler contains metal particles. The metal particles can preferably be stainless steel particles or bronze particles.
Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn die Polymermatrix 4 Vol.-% bis 18 Vol.-% dispergierte Carbonfasern enthält und/oder 4 Vol. -% bis 18 Vol.-% verschleißminderndes polymeres Material, z. B. Aramide, Polyimide, Polyphenylensulfone und/oder vollaromatische Polyester, enthält. In den Klammern sind jeweils geläufige Abkürzungen für die erwähnten Polymere genannt. Das PPSII kann z.B. ein PPSII sein, das unter der Bezeichnung Ceramer vertrieben wird. Der vollaromatische Polyester kann z.B. ein Polyester sein, der unter der Bezeichnung Sumica Super oder unter der Bezeichnung Ekonol vertrieben wird. It can be particularly advantageous if the polymer matrix contains 4% by volume to 18% by volume of dispersed carbon fibers and/or 4% by volume to 18% by volume of wear-reducing polymeric material, e.g. B. aramides, polyimides, polyphenylene sulfones and / or fully aromatic polyesters. Common abbreviations for the polymers mentioned are given in the brackets. The PPSII can be, for example, a PPSII that is sold under the name Ceramer. The fully aromatic polyester can be, for example Be polyester, which is sold under the name Sumica Super or under the name Ekonol.
Als Gusswerkzeug eignet sich insbesondere ein hierin beschriebenes Gusswerkzeug. A casting tool described here is particularly suitable as a casting tool.
Das Gusswerkzeug kann zum Beispiel ein Kompaktgusswerkzeug, ein Formgebungswerkzeug, ein Spritzgusswerkzeug und/oder ein Gussprägewerkzeug sein. Besonders bevorzugt kann das Gusswerkzeug ein Gussprägewerkzeug sein. The casting tool can be, for example, a compact casting tool, a shaping tool, an injection molding tool and/or a casting stamping tool. Particularly preferably, the casting tool can be a casting stamping tool.
Die fließfähige Masse wird in dem Gusswerkzeug so geführt, dass ein mit einem Dichtelementabschnitt des Dichtelements korrespondierender Dichtelement-Formabschnitt wenigstens teilweise mit der fließfähigen Masse aufgefüllt wird. Als ein mit einem Dichtelementabschnitt des Dichtelements korrespondierender Dichtelement-Formabschnitt wird ein Abschnitt einer durch das Gusswerkzeug bereitgestellten Form verstanden, in der der Dichtelementabschnitt ausgebildet wird. Der Abschnitt der Form kann insbesondere ein Abschnitt einer Dichtelement-Formzone sein. The flowable mass is guided in the casting tool in such a way that a sealing element mold section corresponding to a sealing element section of the sealing element is at least partially filled with the flowable mass. A sealing element mold section corresponding to a sealing element section of the sealing element is understood to be a section of a mold provided by the casting tool in which the sealing element section is formed. The section of the mold can in particular be a section of a sealing element molding zone.
Kontinuierlich ineinander übergehende Dichtelement-Formabschnitte können zusammen die Dichtelement-Formzone bilden. Continuously merging sealing element mold sections can together form the sealing element mold zone.
Kontinuierlich ineinander übergehende Dichtelementabschnitte des Dichtelements können zusammen das Dichtelement bilden. Continuously merging sealing element sections of the sealing element can together form the sealing element.
Es wird eine mit keinem Dichtelementabschnitt des Dichtelements korrespondierende Formzwischenzone wenigstens teilweise mit der fließfähigen Masse aufgefüllt. An intermediate mold zone that does not correspond to any sealing element section of the sealing element is at least partially filled with the flowable mass.
Die mit keinem Dichtelementabschnitt des Dichtelements korrespondierende Formzwischenzone kann mit einer Zwischenverbindungszone korrespondieren. Die Zwischenverbindungszone kann von einem Dichtelementvorläufer umfasst sein. Bevorzugt entsteht aus der fließfähigen Masse in dem Gusswerkzeug zunächst der Dichtelementvorläufer. The intermediate mold zone that does not correspond to any sealing element section of the sealing element can correspond to an intermediate connection zone. The interconnection zone can be comprised by a sealing element precursor. Preferably, the sealing element precursor is first created from the flowable mass in the casting tool.
Es wird ein mit einem weiteren Dichtelementabschnitt des Dichtelements korrespondierender weiterer Dichtelement-Formabschnitt wenigstens teilweise mit der fließfähigen Masse aufgefüllt. Die in der Formzwischenzone bevorzugt entstehende Zwischenverbindungszone kann die beiden in den beiden Dichtelement-Formabschnitten entstehenden Dichtelementabschnitte verbinden. A further sealing element mold section corresponding to a further sealing element section of the sealing element is at least partially filled with the flowable mass. The intermediate connection zone which preferably arises in the intermediate mold zone can connect the two sealing element sections which arise in the two sealing element mold sections.
Bevorzugt kann die fließfähige Masse dem Gusswerkzeug über eine Zuführzone zugeführt werden, von der aus sich die fließfähige Masse in dem Gusswerkzeug flächig ausbreitet. The flowable mass can preferably be fed to the casting tool via a feed zone from which the flowable mass spreads over the surface in the casting tool.
Bevorzugt breitet sich die fließfähige Masse in dem Gusswerkzeug radial flächig aus. The flowable mass preferably spreads out over a radial surface in the casting tool.
Bevorzugt kann eine sich von der Zuführzone fortbewegende Front der fließfähigen Masse den Dichtelement-Formabschnitt erreichen und durchströmen, dann die Formzwischenzone erreichen und durchströmen und danach den weiteren Dichtelement- Formabschnitt erreichen und durchströmen. Preferably, a front of the flowable mass moving away from the feed zone can reach and flow through the sealing element mold section, then reach and flow through the intermediate mold zone and then reach and flow through the further sealing element mold section.
Bevorzugt kann die sich von der Zuführzone fortbewegende Front der fließfähigen Masse entlang wenigstens einer Ausbreitungsrichtung den Dichtelement-Formabschnitt erreichen und durchströmen, dann in derselben Ausbreitungsrichtung die Formzwischenzone erreichen und durchströmen und danach in derselben Ausbreitungsrichtung den weiteren Dichtelement-Formabschnitt erreichen und durchströmen. Preferably, the front of the flowable mass moving away from the feed zone can reach and flow through the sealing element mold section along at least one direction of propagation, then reach and flow through the intermediate mold zone in the same propagation direction and then reach and flow through the further sealing element mold section in the same propagation direction.
Besonders bevorzugt kann eine sich von der Zuführzone fortbewegende Front der fließfähigen Masse zusätzlich in einer zweiten Ausbreitungsrichtung einen Dichtelement- Formabschnitt erreichen und durchströmen, dann in der zweiten Ausbreitungsrichtung eine Formzwischenzone erreichen und durchströmen und danach in der zweiten Ausbreitungsrichtung einen weiteren Dichtelement-Formabschnitt erreichen und durchströmen. Particularly preferably, a front of the flowable mass moving away from the feed zone can additionally reach and flow through a sealing element mold section in a second propagation direction, then reach and flow through an intermediate mold zone in the second propagation direction and then reach and flow through a further sealing element mold section in the second propagation direction .
Ganz besonders bevorzugt kann eine sich von der Zuführzone fortbewegende Front der fließfähigen Masse zusätzlich auch in einer dritten Ausbreitungsrichtung den Dichtelement-Formabschnitt erreichen und durchströmen, dann in der dritten Ausbreitungsrichtung eine Formzwischenzone erreichen und durchströmen und danach in der dritten Ausbreitungsrichtung einen weiteren Dichtelement-Formabschnitt erreichen und durchströmen. Very particularly preferably, a front of the flowable mass moving away from the feed zone can also reach and flow through the sealing element mold section in a third propagation direction, then reach and flow through an intermediate mold zone in the third propagation direction and then in reach and flow through a further sealing element mold section in the third direction of propagation.
Die Ausbreitungsrichtung, die zweite Ausbreitungsrichtung und die dritte Ausbreitungsrichtung erstrecken sich ausgehend von der Zuführzone radial nach außen. The propagation direction, the second propagation direction and the third propagation direction extend radially outwards from the feed zone.
Ein Winkel zwischen der Ausbreitungsrichtung und der zweiten Ausbreitungsrichtung kann bevorzugt wenigstens 30°, besonders bevorzugt wenigstens 50°, z. B. wenigstens 90° betragen. Ein Winkel zwischen der Ausbreitungsrichtung und der dritten Ausbreitungsrichtung kann wenigstens 30°, bevorzugt wenigstens 50°, z. B. wenigstens 90° betragen. An angle between the propagation direction and the second propagation direction can preferably be at least 30°, particularly preferably at least 50°, e.g. B. be at least 90°. An angle between the propagation direction and the third propagation direction can be at least 30°, preferably at least 50°, e.g. B. be at least 90°.
Die im Zusammenhang mit einer Ausbreitungsrichtung genannten Dichtelement- Formabschnitte fallen nicht mit den im Zusammenhang mit anderen Ausbreitungsrichtungen genannten Dichtelement-Formabschnitten zusammen. The sealing element shape sections mentioned in connection with one direction of propagation do not coincide with the sealing element shape sections mentioned in connection with other propagation directions.
Sämtliche Dichtelement-Formabschnitte können kontinuierlich ineinander übergehen und zusammen die Dichtelement-Formzone bilden. All sealing element mold sections can continuously merge into one another and together form the sealing element mold zone.
Eine im Zusammenhang mit einer Ausbreitungsrichtung genannte Formzwischenzone fällt nicht mit einer im Zusammenhang mit einer anderen Ausbreitungsrichtung genannten Formzwischenzone zusammen. An intermediate mold zone mentioned in connection with one direction of propagation does not coincide with an intermediate mold zone mentioned in connection with another direction of propagation.
Wenn sich die fließfähige Masse in dem Gusswerkzeug radial flächig ausbreitet, kann dies insbesondere bedeuten, dass die sich von der Zuführzone fortbewegende Front in keiner Ausbreitungsrichtung mehr als x-mal so schnell ausbreitet, als in einer anderen Ausbreitungsrichtung, „x“ kann bevorzugt für 2, besonders bevorzugt für 1,6, ganz besonders bevorzugt für 1,4 stehen. Maßgeblich ist die durchschnittliche Ausbreitungsgeschwindigkeit in die jeweilige Ausbreitungsrichtung bis zu dem Zeitpunkt, in dem die sich fortbewegende Front alle Dichtelement-Formabschnitte vollständig überdeckt hat. If the flowable mass spreads radially over the surface in the casting tool, this can mean in particular that the front moving away from the feed zone does not spread more than x times as quickly in any direction of propagation than in another direction of propagation, "x" can preferably be used for 2 , particularly preferably 1.6, very particularly preferably 1.4. What is relevant is the average propagation speed in the respective propagation direction up to the point in time at which the moving front has completely covered all sealing element mold sections.
Es ist bevorzugt, wenn ein Dichtelementvorläufer aus dem Gusswerkzeug entnommen wird und das Dichtelement aus dem Dichtelementvorläufer hergestellt wird, wobei wenigstens ein Anguss oder eine Zwischenverbindungszone vom Dichtelementvorläufer entfernt wird. Der Anguss oder die Zwischenverbindungszone kann von dem Dichtelementvorläufer bevorzugt nach der Entnahme aus dem Gusswerkzeug entfernt werden. It is preferred if a sealing element precursor is removed from the casting tool and the sealing element is produced from the sealing element precursor, with at least one sprue or an intermediate connection zone from the sealing element precursor Will get removed. The sprue or the intermediate connection zone can preferably be removed from the sealing element precursor after removal from the casting tool.
Ein Anguss des Dichtelementvorläufers kann insbesondere in einer Angusszone entstehen, die sich von der Einspritzzone hin zu der Dichtelement-Formzone erstreckt. A sprue of the sealing element precursor can arise in particular in a sprue zone that extends from the injection zone to the sealing element forming zone.
Bevorzugt kann der Dichtelementvorläufer aus dem Gusswerkzeug entnommen werden, nachdem die fließfähige Masse in dem Gusswerkzeug einen für die Entnahme hinreichend festen Zustand erreicht hat. The sealing element precursor can preferably be removed from the casting tool after the flowable mass in the casting tool has reached a sufficiently solid state for removal.
Bevorzugt kann das Gusswerkzeug ein Kompaktgusswerkzeug sein, worin der Dichtelement-Formabschnitt und der weitere Dichtelement-Formabschnitt näher beieinander angeordnet sind als die mit diesen beiden Dichtelement-Formabschnitten korrespondierenden Dichtelementabschnitte des hergestellten Dichtelements. Dies kann insbesondere bedeuten, dass in dem Kompaktgusswerkzeug der Dichtelement- Formabschnitt und der weitere Dichtelement-Formabschnitt näher beieinander angeordnet sind als die mit diesen beiden Dichtelement-Formabschnitten korrespondierenden Dichtelementabschnitte des hergestellten Dichtelements in der ausgebreiteten Anwendungsform des Dichtelements. The casting tool can preferably be a compact casting tool, in which the sealing element mold section and the further sealing element mold section are arranged closer to one another than the sealing element sections of the sealing element produced which correspond to these two sealing element mold sections. This can mean in particular that in the compact casting tool the sealing element mold section and the further sealing element mold section are arranged closer to one another than the sealing element sections of the produced sealing element that correspond to these two sealing element mold sections in the expanded application form of the sealing element.
Insbesondere können der Dichtelement-Formabschnitt und der weitere Dichtelement- Formabschnitt näher beieinander angeordnet sein, als der Dichtelementabschnitt, der mit dem Dichtelement-Formabschnitt korrespondiert, und der weitere Dichtelementabschnitt, der mit dem weiteren Dichtelement-Formabschnitt korrespondiert. In particular, the sealing element shaped section and the further sealing element shaped section can be arranged closer to one another than the sealing element section which corresponds to the sealing element shaped section and the further sealing element section which corresponds to the further sealing element shaped section.
Ein solches Kompaktgusswerkzeug erwies sich in zweierlei Hinsicht als besonders effizient. Die im Kompaktgusswerkzeug angelegte Dichtelement-Formzone nimmt eine geringere Fläche ein als das Dichtelement in seiner ausgebreitete Anwendungsform. Such a compact casting tool proved to be particularly efficient in two respects. The sealing element mold zone created in the compact casting tool takes up a smaller area than the sealing element in its expanded application form.
Das Gusswerkzeug kann als Kompaktgusswerkzeug also mit kleineren Formhälften realisiert und die Herstellung großflächiger Dichtelemente in Anlagen realisiert werden, die nur vergleichsweise kleine Gusswerkzeuge aufnehmen können. Außerdem ist die vom Anguss und von Zwischenverbindungszonen in einem mit dem Kompaktgusswerkzeug gebildeten Dichtelementvorläufer, also in einem Dichtelementkompaktvorläufer, geringer, so dass ein höherer Anteil der eingesetzten fließfähigen Masse zum Dichtelement umgesetzt wird, als bei Verwendung eines großflächigeren Gusswerkzeugs, in dem die Form der Dichtelement-Formzone der Form des damit herstellbaren Dichtelements entspricht. The casting tool can be implemented as a compact casting tool with smaller mold halves and the production of large-area sealing elements can be realized in systems that can only accommodate comparatively small casting tools. In addition, the sprue and interconnection zones are in one with the compact casting tool formed sealing element precursor, i.e. in a sealing element compact precursor, is lower, so that a higher proportion of the flowable mass used is converted into the sealing element than when using a larger-area casting tool in which the shape of the sealing element molding zone corresponds to the shape of the sealing element that can be produced with it.
Besonders bevorzugt kann es sein, wenn nach dem Entfernen der Zwischenverbindungszone ein Abstand zwischen dem Dichtelementabschnitt und dem weiteren Dichtelementabschnitt auf das gewünschte Maß gesteigert wird und dadurch das Dichtelement aus einer kompakten Herstellungsform in eine ausgebreitete Anwendungsform gebracht wird, wobei der Abstand zwischen dem Dichtelementabschnitt und dem weiteren Dichtelementabschnitt bevorzugt durch eine Verringerung einer Krümmung in einem zwischenliegenden Dichtelementabschnitt gesteigert wird. Der hier genannte zwischenliegende Dichtelementabschnitt ist ein Dichtelementabschnitt, der entlang der Erstreckungsrichtung des Dichtelements zwischen dem Dichtelementabschnitt und dem weiteren Dichtelementabschnitt liegt. It can be particularly preferred if, after removing the intermediate connection zone, a distance between the sealing element section and the further sealing element section is increased to the desired level and the sealing element is thereby brought from a compact production form into a spread-out application form, the distance between the sealing element section and the Another sealing element section is preferably increased by reducing a curvature in an intermediate sealing element section. The intermediate sealing element section mentioned here is a sealing element section which lies along the extension direction of the sealing element between the sealing element section and the further sealing element section.
Beispielsweise zeigt der Vergleich des Dichtelements 100 in Fig. 2 mit dem Dichtelementkompaktvorläufer 124 in Fig. 4, dass Krümmungen in vielen Dichtelementabschnitten verringert wurden, um das Dichtelement aus der in Fig. 4 gezeigten kompakten Herstellungsform in die in Fig. 2 gezeigte ausgebreitete Anwendungsform zu bringen. For example, comparing the sealing element 100 in FIG. 2 with the sealing element compact precursor 124 in FIG bring.
Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn wenigstens eine vom Gusswerkzeug umfasste Formhälfte wenigstens eine Barriere umfasst, die sich entlang wenigstens eines der Dichtelement-Formabschnitte erstreckt, wobei die fließfähige Masse die Barriere überwindet. Dies kann insbesondere bedeuten, dass die Front der sich flächig ausbreitenden fließfähigen Masse die Barriere überwindet. It can be particularly advantageous if at least one mold half encompassed by the casting tool comprises at least one barrier which extends along at least one of the sealing element mold sections, with the flowable mass overcoming the barrier. This can mean in particular that the front of the flowable mass spreading over the surface overcomes the barrier.
Optional kann wenigstens eine vom Gusswerkzeug umfasste Formhälfte wenigstens eine Leitbarriere umfassten, die sich nicht entlang eines der Dichtelement-Formabschnitte erstreckt. Optionally, at least one mold half encompassed by the casting tool can comprise at least one guide barrier which does not extend along one of the sealing element mold sections.
Die Leitbarriere kann insbesondere dazu dienen, eine Ausbreitung der fließfähigen Masse in radialer Richtung zu befördern. Die Leitbarriere kann sich zwischen einer für die fließfähige Masse leichter erreichbaren ersten Zone und einer für die fließfähige Masse schwerer erreichbaren zweiten Zone außerhalb der Dichtelementformabschnitte erstrecken. Die erste und die zweite Zone können von der Zuführzone gleich weit entfernt sein. The guide barrier can serve in particular to promote the spread of the flowable mass in the radial direction. The guide barrier can extend between a first zone, which is easier to reach for the flowable mass, and a second zone, which is more difficult to reach for the flowable mass, outside the sealing element mold sections. The first and second zones may be equidistant from the feed zone.
Dies kann vorteilhaft sein, da dadurch eine Zusammenfließen von fließfähiger Masse in einem radial weiter außen liegenden Bereich des Gusswerkzeugs mit fließfähiger Masse in einem radial weiter innen liegenden Bereich des Gusswerkzeugs weitgehend verhindert oder erschwert werden kann. Durch ein derartiges Zusammenfließen können sich in dem Dichtelement inhomogene Materialstrukturen ergeben, welche die Dichtheit und Langlebigkeit des Dichtelements beeinträchtigen können. This can be advantageous because it can largely prevent or make it more difficult for flowable mass to flow together in a region of the casting tool located radially further outward with flowable mass in a region of the casting tool that is located radially further inward. Such a confluence can result in inhomogeneous material structures in the sealing element, which can impair the tightness and longevity of the sealing element.
Wenn das Gusswerkzeug ein Kompaktgusswerkzeug ist, ist die Formhälfte eine Kompaktformhälfte. Das Gusswerkzeug kann eine Formhälfte umfassen. Bevorzugt umfasst das Gusswerkzeug zwei Formhälften. If the mold is a compact mold, the mold half is a compact mold half. The casting tool can comprise a mold half. The casting tool preferably comprises two mold halves.
Bevorzugt umfasst das Gusswerkzeug zwei Barrieren, wobei der Dichtelement-Formabschnitt zwischen den Barrieren angeordnet ist. Die fließfähige Masse kann eine Barriere überwinden, den Dichtelement-Formabschnitt wenigstens teilweise auffüllen und dann die andere Barriere überwinden. The casting tool preferably comprises two barriers, with the sealing element mold section being arranged between the barriers. The flowable mass can overcome one barrier, at least partially fill the sealing element mold section and then overcome the other barrier.
Bevorzugt überwindet die sich flächig ausbreitende fließfähige Masse in wenigstens einer Ausbreitungsrichtung eine Barriere, füllt den Dichtelement-Formabschnitt wenigstens teilweise auf und überwindet in dieselbe Ausbreitungsrichtung dann die andere Barriere. Preferably, the flowable mass spreading over a surface overcomes a barrier in at least one direction of propagation, at least partially fills the sealing element mold section and then overcomes the other barrier in the same direction of propagation.
Die eine Barriere kann an dem Dichtelement-Formabschnitt radial weiter innen angeordnet sein als die andere Barriere. Die Angabe „radial weiter innen“ kann insbesondere „näher an der Zuführzone“ bedeuten. One barrier can be arranged radially further inside on the sealing element mold section than the other barrier. The statement “radially further in” can mean in particular “closer to the feed zone”.
Eine Formhälfte kann beide Barrieren umfassen. One mold half can include both barriers.
Die beiden Formhälften können jeweils eine der Barrieren umfassen. Beide Formhälften können jeweils zwei zueinander jeweils deckungsgleich angeordnete Barrieren umfassen. The two mold halves can each include one of the barriers. Both mold halves can each comprise two barriers arranged congruently with one another.
Bevorzugt kann eine Barriere sich an einer Innenoberfläche einer Formhälfte zwischen Vertiefungen erstrecken. Eine der Vertiefungen kann die Formzwischenzone wenigstens teilweise definieren und eine weitere der Vertiefungen den Dichtelement-Formabschnitt wenigstens teilweise definieren. Alternativ kann eine der Vertiefungen die Angusszone wenigstens teilweise definieren und eine weitere der Vertiefungen den Dichtelement- Formabschnitt wenigstens teilweise definieren. Preferably, a barrier can extend between depressions on an inner surface of a mold half. One of the depressions can at least partially define the intermediate mold zone and another of the depressions can at least partially define the sealing element mold section. Alternatively, one of the depressions can at least partially define the gate zone and another of the depressions can at least partially define the sealing element mold section.
Bevorzugt können zwei vom Gusswerkzeug umfasste Formhälften einen Ausbreitungsraum definieren, in dem die über die Zuführzone zugeführte fließfähige Masse ausgebreitet wird, bevorzugt flächig ausgebreitet wird, z. B. radial flächig ausgebreitet wird. Preferably, two mold halves encompassed by the casting tool can define a spreading space in which the flowable mass supplied via the feed zone is spread out, preferably spread over a flat area, e.g. B. is spread radially over the surface.
Der Abstand der Formhälften kann bevorzugt auf die Viskosität der fließfähigen Masse und einen zur Beförderung der fließfähigen Masse angelegten Druck angepasst werden. Bevorzugt wird der Abstand der Formhälften so eingestellt, dass sich - trotz wenigstens einer schräg zu wenigstens einer der radialen Ausbreitungsrichtungen angeordneter Barriere - eine radial flächige Ausbreitung der Masse in dem Ausbreitungsraum ergibt. The distance between the mold halves can preferably be adjusted to the viscosity of the flowable mass and a pressure applied to convey the flowable mass. Preferably, the distance between the mold halves is set so that - despite at least one barrier arranged obliquely to at least one of the radial directions of spread - a radially flat spread of the mass results in the spread space.
Dies kann besonders vorteilhaft sein, da dadurch ein Zusammenlaufen von entlang der Dichtelement-Formzone laufender Fronten fließfähiger Masse weitgehend vermieden werden kann. In dem entstehenden Dichtelement bilden sich folglich keine Stoßbereiche, die sich durch ein Zusammenlaufen von Fronten der fließfähigen Masse in der Dichtelement-Formzone ergeben könnten. This can be particularly advantageous since it can largely prevent fronts of flowable mass running along the sealing element forming zone from converging. Consequently, no joint areas are formed in the resulting sealing element, which could result from a convergence of fronts of the flowable mass in the sealing element forming zone.
Besonders bevorzugt ist es, wenn der Ausbreitungsraum nach dem flächigen Ausbreiten der fließfähigen Masse verjüngt wird, z. B., indem ein Abstand der beiden Formhälften verringert wird. It is particularly preferred if the spreading space is tapered after the flowable mass has been spread over the surface, e.g. B. by reducing the distance between the two mold halves.
Der Ausbreitungsraum kann nach dem Ausbreiten der fließfähigen Masse soweit verjüngt werden, dass eine Barriere einer Formhälfte einen Abstand zu der anderen Formhälfte, z. B. zu einer Barriere der anderen Formhälfte, einnimmt, der höchstens 5 mm beträgt, bevorzugt höchstens 2 mm beträgt, z. B. höchstens 1 mm beträgt. Dies ist vorteilhaft, da sich dadurch ein Dichtelementvorläufer oder ein Dichtelementkompaktvorläufer herstellen lässt, der zwischen dem Anguss und dem vorangelegten Dichtelement oder zwischen dem vorangelegten Dichtelement und einer Zwischenverbindungszone eine dünne Trennzone aufweist. Diese dünne Trennzone erleichtert ein Entfernen des Angusses oder der Zwischenverbindungszone vom Dichtelementvorläufer oder vom Dichtelementkompaktvorläufer. After the flowable mass has been spread, the spreading space can be narrowed to such an extent that a barrier on one half of the mold is at a distance from the other half of the mold, e.g. B. to a barrier of the other mold half, which is at most 5 mm, preferably at most 2 mm, e.g. B. is at most 1 mm. This is advantageous because it allows a sealing element precursor or a sealing element compact precursor to be produced which has a thin separation zone between the sprue and the pre-placed sealing element or between the pre-placed sealing element and an intermediate connection zone. This thin separation zone facilitates removal of the gate or the interconnection zone from the sealing element precursor or from the sealing element compact precursor.
Besonders bevorzugt kann es sein, wenn der Ausbreitungsraum nach dem Ausbreiten der fließfähigen Masse so weit verjüngt wird, dass eine Barriere einer Formhälfte einen Abstand zu der anderen Formhälfte, z. B. zu einer Barriere der anderen Formhälfte, einnimmt, der It can be particularly preferred if the spreading space is tapered to such an extent after the flowable mass has been spread that a barrier of one mold half is at a distance from the other mold half, e.g. B. to a barrier of the other half of the mold
- wenigstens 150 % einer Partikelgröße d90 eines partikelförmigen Füllstoffs beträgt, wenn in der fließfähigen Masse ein partikelförmiger Füllstoff enthalten ist; oder - is at least 150% of a particle size d90 of a particulate filler if a particulate filler is contained in the flowable mass; or
- wenigstens dem Faserdurchmesser, z.B. wenigstens dem doppelten Faserdurchmesser, eines faserförmigen Füllstoffs entspricht, wenn in der fließfähigen Masse ein faserförmiger Füllstoff enthalten ist; oder - corresponds to at least the fiber diameter, for example at least twice the fiber diameter, of a fibrous filler if a fibrous filler is contained in the flowable mass; or
- wenigstens 0,01 mm, bevorzugt wenigstens 0,1 mm, z.B. wenigstens 0,5 mm, beträgt, wenn in der fließfähigen Masse kein partikelförmiger und auch kein faserförmiger Füllstoff enthalten ist. - at least 0.01 mm, preferably at least 0.1 mm, for example at least 0.5 mm, if no particulate or fibrous filler is contained in the flowable mass.
Die Partikelgröße d90 bezieht sich auf eine volumenbasierte Partikelgrößenverteilung. Die Partikelgröße d90 ist der Wert, bei der die Verteilungssummenkurve Q3 (X) der Partikelgrößenverteilung 90 % beträgt. Die Partikelgröße d90 kann unter Zuhilfenahme der lasergranulometrischen Methode bestimmt werden (ISO 13320-2009), wobei ein Messgerät der Firma Sympatec GmbH mit zugehöriger Auswertesoftware verwendet werden kann. Im Rahmen der Erfindung werden die volumenbasierte und die massenbasierte Partikelgrößenverteilung als gleich angesehen, da die Dichte der als Füllstoff einsetzbaren Partikel typischerweise im Wesentlichen Partikelgrößenunabhängig ist. Bevorzugt wird in dem Gusswerkzeug ein Unterdrück erzeugt. Der Unterdrück kann die Führung der fließfähigen Masse in dem Gusswerkzeug begünstigen. The particle size d90 refers to a volume-based particle size distribution. The particle size d90 is the value at which the cumulative distribution curve Q3 (X) of the particle size distribution is 90%. The particle size d90 can be determined using the laser granulometric method (ISO 13320-2009), using a measuring device from Sympatec GmbH with the associated evaluation software. In the context of the invention, the volume-based and the mass-based particle size distribution are considered to be the same, since the density of the particles that can be used as a filler is typically essentially independent of particle size. A negative pressure is preferably generated in the casting tool. The suppression can promote the guidance of the flowable mass in the casting tool.
Insbesondere kann die fließfähige Masse dem Gusswerkzeug über eine Zuführzone zugeführt werden, von der aus sich die fließfähige Masse in dem Gusswerkzeug flächig ausbreitet, wobei die flächige Ausbreitung der fließfähigen Masse in dem Gusswerkzeug (auch) durch den Unterdrück befördert wird. In particular, the flowable mass can be fed to the casting tool via a feed zone from which the flowable mass spreads over a surface in the casting tool, the flat spread of the flowable mass in the casting tool being (also) promoted by the negative pressure.
Als Unterdrück wird ein Druck bezeichnet, der geringer ist als der um das Gusswerkzeug anliegende Atmosphärendruck. Der Unterdrück kann insbesondere ein Druck von bis zu 0,5 bar, bevorzugt bis zu 0,2 bar, besonders bevorzugt bis zu 0,05 bar, ganz besonders bevorzugt bis zu 0,02 bar, z. B. bis zu 0,01 bar, sein. Selbstverständlich handelt es sich hierbei um absolute Druckangaben, „bar“ steht hier also insbesondere für bar absolut. Negative pressure is a pressure that is lower than the atmospheric pressure around the casting tool. The negative pressure can in particular be a pressure of up to 0.5 bar, preferably up to 0.2 bar, particularly preferably up to 0.05 bar, very particularly preferably up to 0.02 bar, e.g. B. up to 0.01 bar. Of course, these are absolute pressure specifications, so “bar” here stands for absolute bar.
Der Unterdrück kann insbesondere dazu führen, dass ein Risiko der Bildung unerwünschter Gaseinschlüsse weitgehend verringert wird. Insbesondere kann durch den Unterdrück ein im Wesentlichen vollständiges Auffüllen der Dichtelement-Formabschnitte mit der fließfähigen Masse erreicht werden, so dass eine vollständige Füllung der Dicht- element-Formzone mit der fließfähigen Masse begünstigt und insbesondere auch das Risiko von Gaseinschlüssen im Bereich der sich in der Dichtelement-Formzone ausbildenden Dichtfläche weitestgehend verringert werden kann. The suppression can in particular result in the risk of the formation of undesirable gas inclusions being largely reduced. In particular, the negative pressure can be used to achieve a substantially complete filling of the sealing element mold sections with the flowable mass, so that complete filling of the sealing element mold zone with the flowable mass is promoted and, in particular, the risk of gas inclusions in the area of the The sealing surface forming the sealing element forming zone can be reduced as much as possible.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß auch durch das Gusswerkzeug von Anspruch 11 gelöst. The object is also achieved according to the invention by the casting tool of claim 11.
Die Dichtelement-Formzone, die in einem zwischen den Formhälften gelegenen Raum definiert wird, kann sich vorteilhaft zwischen Barrieren erstrecken. The sealing element mold zone, which is defined in a space located between the mold halves, can advantageously extend between barriers.
Bevorzugt kann wenigstens eine der Barrieren an einer der einander zugewandten Innenoberflächen der Formhälften ausgebildet sein. Preferably, at least one of the barriers can be formed on one of the mutually facing inner surfaces of the mold halves.
Wenigstens eine der Formhälften ist translatierbar, so dass deren Abstand zu der zweiten Formhälfte durch eine Translationsbewegung einstellbar ist. Die Translationsbewegung kann durch eine Maschine bewirkt werden, in der die beiden Formhälften des Gusswerkzeugs angeordnet werden können. Geeignete Maschinen sind Fachleuten aus dem technischen Gebiet der Dichtelement-Herstellung bekannt. At least one of the mold halves is translatable, so that its distance from the second mold half can be adjusted by a translational movement. The translational movement can be effected by a machine in which the two mold halves of the casting tool can be arranged. Suitable machines are known to experts in the technical field of sealing element production.
Die Zuführzone, durch welche eine fließfähige Masse dem Raum des Gusswerkzeugs zuführbar ist und von der aus die fließfähige Masse in dem Raum des Gusswerkzeugs flächig ausbreitbar ist, kann sich bevorzugt durch eine der beiden Formhälften hindurch in den zwischen den Formhälften gelegenen Raum hinein erstrecken. The feed zone, through which a flowable mass can be fed to the space of the casting tool and from which the flowable mass can be spread over a surface in the space of the casting tool, can preferably extend through one of the two mold halves into the space located between the mold halves.
Die Zuführzone kann bevorzugt mit einem Verschluss ausgestattet sein, der nach Beendigung der Zufuhr der fließfähigen Masse durch die Zuführzone verschließbar ist. The feed zone can preferably be equipped with a closure which can be closed after the feed of the flowable mass through the feed zone has ended.
Wenn der Raum nach dem flächigen Ausbreiten der fließfähigen Masse verjüngt wird, kann der Verschluss einem unerwünschten Rückströmen der fließfähigen Masse durch die Zuführzone entgegenwirken. Dies kann vorteilhaft sein, da bei dem Verjüngen des Ausbreitungsraums nach dem flächigen Ausbreiten der fließfähigen Masse ein höherer Druck aufgebaut werden kann, wenn ein Rückströmen der fließfähigen Masse durch die Zuführzone verhindert wird. If the space is narrowed after the flowable mass has been spread over the surface, the closure can counteract an undesirable backflow of the flowable mass through the feed zone. This can be advantageous because when the spreading space is narrowed after the flowable mass has been spread over the surface, a higher pressure can be built up if the flowable mass is prevented from flowing back through the feed zone.
Das Gusswerkzeug kann eine Gusswerkzeugdichtung umfassen, die den zwischen den Formhälften gelegenen Raum abdichtet und/oder umgibt. The casting tool may include a casting tool seal that seals and/or surrounds the space between the mold halves.
Die Gusswerkzeugdichtung ist bevorzugt so stabil, dass sie ihre Dichtwirkung in einem Ausbreitungszustand des Gusswerkzeugs, in dem die Formhälften in einem Ausbreitungsabstand zueinander gehalten sind, entfaltet. The casting tool seal is preferably so stable that it develops its sealing effect in a spreading state of the casting tool, in which the mold halves are held at a spreading distance from one another.
Die Gusswerkzeugdichtung ist bevorzugt so weit komprimierbar, dass sie eine Überführung des Gusswerkzeugs von einem Ausbreitungszustand in einen Prägezustand, in dem die Formhälften in einem geringeren Prägeabstand zueinander gehalten sind, zulässt. The casting tool seal is preferably compressible to such an extent that it allows the casting tool to be transferred from a spreading state to an embossing state in which the mold halves are held at a smaller embossing distance from one another.
Die Gusswerkzeugdichtung kann an einem Randbereich von einer der einander zugewandten Innenoberflächen der Formhälften angeordnet sein. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Gusswerkzeugdichtung in dem Ausbreitungszustand und auch in dem Prägezustand auch in Kontakt zur zweiten Formhälfte, zum Beispiel zu einem Randbereich der Innenoberfläche der zweiten Formhälfte, steht. The casting tool seal can be arranged on an edge region of one of the mutually facing inner surfaces of the mold halves. It is particularly advantageous if the casting tool seal in the spreading state and also in the embossing state is also in contact with the second mold half, for example with an edge region of the inner surface of the second mold half.
Es kann vorteilhaft sein, wenn die Gusswerkzeugdichtung an den Randbereichen beider Innenoberflächen der beiden Formhälften angeordnet ist. It can be advantageous if the casting tool seal is arranged on the edge regions of both inner surfaces of the two mold halves.
Die Angabe, dass die Gusswerkzeugdichtung an einem Randbereich einer Innenoberfläche einer Formhälfte angeordnet ist, kann insbesondere bedeuten, dass die Gusswerkzeugdichtung an dem Randbereich der Innenoberfläche stoffschlüssig, kraftschlüssig und/ oder formschlüssig angeordnet ist. The statement that the casting tool seal is arranged on an edge region of an inner surface of a mold half can mean in particular that the casting tool seal is arranged on the edge region of the inner surface in a cohesive, non-positive and/or form-fitting manner.
Fachleute können geeignete Dichtungsmaterialien für die Gusswerkzeugdichtung problemlos in Abhängigkeit von der gewünschten Werkzeugtemperatur des Gusswerkzeugs wählen. Professionals can easily choose suitable sealing materials for the mold seal depending on the desired mold temperature of the mold.
Die Gusswerkzeugdichtung kann ein Elastomer, z. B. ein Fluorelastomer, enthalten. The casting tool seal can be an elastomer, e.g. B. a fluoroelastomer included.
Die Gusswerkzeugdichtung kann bevorzugt aus einem Elastomer, z. B. einem Fluorelastomer, gefertigt sein. The casting tool seal can preferably be made of an elastomer, e.g. B. a fluoroelastomer.
Bevorzugt umfasst das Gusswerkzeug eine mit einer Randzone des Raums verbundene Unterdruckzone, durch die in der Randzone des Raums ein Unterdrück erzeugbar ist. The casting tool preferably comprises a negative pressure zone connected to an edge zone of the room, through which a negative pressure can be generated in the edge zone of the room.
Vorzugsweise ist die Gusswerkzeugdichtung so stabil, dass sie dem auf der Gusswerkzeugdichtung lastenden Druckgefälle standhält, wenn in der Randzone des Raums der Unterdrück erzeugt ist, während das Gusswerkzeug den Ausbreitungszustand einnimmt, in dem die Formhälften in einem Ausbreitungsabstand zueinander gehalten sind. Preferably, the casting tool seal is so stable that it can withstand the pressure gradient on the casting tool seal when the negative pressure is generated in the edge zone of the space while the casting tool assumes the spreading state in which the mold halves are held at a spreading distance from one another.
Die Gusswerkzeugdichtung ermöglicht es insbesondere, in dem Gusswerkzeug einen Unterdrück aufrecht zu erhalten. Optional kann wenigstens eine vom Gusswerkzeug umfasste Formhälfte außerhalb der Dichtelement-Formzone wenigstens eine von der fließfähigen Masse nicht überströmbare Inselzone umfassen. The casting tool seal makes it possible, in particular, to maintain a negative pressure in the casting tool. Optionally, at least one mold half encompassed by the casting tool can comprise at least one island zone outside the sealing element molding zone that cannot be flowed over by the flowable mass.
Die Inselzone kann von umgebenden Bereichen der Formhälfte z. B. durch eine Inselzonendichtung abgegrenzt sein. The island zone can be surrounded by areas of the mold half, e.g. B. be delimited by an island zone seal.
Bevorzugt ist die Inselzonendichtung elastisch, so dass die Inselzone durch die Inselzonendichtung auch dann abgedichtet ist, wenn das Gusswerkzeug den Ausbreitungszustand einnimmt, in dem die Formhälften in einem Ausbreitungsabstand zueinander gehalten sind. The island zone seal is preferably elastic, so that the island zone is sealed by the island zone seal even when the casting tool assumes the spreading state in which the mold halves are held at a spreading distance from one another.
Die Inselzonendichtung und die Gusswerkzeugdichtung können aus demselben Dichtungsmaterial gefertigt sein. The island zone seal and the mold seal can be made of the same sealing material.
Ein oder mehrere Inselzonen können den Vorteil bieten, dass für die Herstellung eines Dichtelements in dem Gusswerkzeug noch weniger fließfähige Masse benötigt wird. Denn ein Teilvolumen an fließfähiger Masse, mit dem die Inselzone oder die Inselzonen verfüllt würden, braucht dem Gusswerkzeug dann nicht zugeführt zu werden. One or more island zones can offer the advantage that even less flowable mass is required to produce a sealing element in the casting tool. This is because a partial volume of flowable mass with which the island zone or zones would be filled does not then need to be fed to the casting tool.
Bevorzugt ist in dem Raum in wenigstens einer von der Zuführzone ausgehenden Ausbreitungsrichtung It is preferred in the room in at least one direction of propagation starting from the feed zone
(a) ein Dichtelement-Formabschnitt der Dichtelement-Formzone ausgebildet, (a) a sealing element molding section of the sealing element molding zone is formed,
(b) eine Formzwischenzone ausgebildet und (b) an intermediate mold zone is formed and
(c) ein weiterer Dichtelement-Formabschnitt der Dichtelement-Formzone ausgebildet. (c) a further sealing element molding section of the sealing element molding zone is formed.
In der Ausbreitungsrichtung liegt also die Formzwischenzone zwischen dem Dichtelement-Formabschnitt und dem weiteren Dichtelement-Formabschnitt. In the direction of propagation, the intermediate mold zone lies between the sealing element mold section and the further sealing element mold section.
Bevorzugt ist die fließfähige Masse in dem Raum des Gusswerkzeugs radial flächig ausbreitbar. Bevorzugt ist der Dichtelement-Formabschnitt für eine von der Zuführzone fortbewegbare Front der fließfähigen Masse erreichbar und durchströmbar, dann die Formzwischenzone für die fortbewegbare Front erreichbar und durchströmbar und danach der weitere Dichtelement-Formabschnitt für die fortbewegbare Front erreichbar und durchströmbar. Preferably, the flowable mass can be spread radially over a surface in the space of the casting tool. Preferably, the sealing element mold section can be reached and flowed through by a front of the flowable mass that can be moved away from the feed zone, then the intermediate mold zone can be reached and flowed through by the movable front and then the further sealing element mold section can be reached and flowed through by the movable front.
Bevorzugt ist der Dichtelement-Formabschnitt für eine von der Zuführzone entlang wenigstens einer Ausbreitungsrichtung fortbewegbare Front der fließfähigen Masse erreichbar und durchströmbar, dann die Formzwischenzone für die entlang derselben Ausbreitungsrichtung fortbewegbare Front erreichbar und durchströmbar und danach der weitere Dichtelement-Formabschnitt für die entlang derselben Ausbreitungsrichtung fortbewegbare Front erreichbar und durch ström bar. Preferably, the sealing element mold section can be reached and flowed through by a front of the flowable mass that can be moved from the feed zone along at least one direction of propagation, then the intermediate mold zone can be reached and flowed through by the front that can be moved along the same direction of propagation, and then the further sealing element mold section can be reached and flowed through by the front that can be moved along the same direction of propagation Front accessible and flowable through.
Was im Zusammenhang mit einer zweiten und dritten Ausbreitungsrichtung im Hinblick auf das Verfahren beschrieben wurde, gilt selbstverständlich auch für das Gusswerkzeug. What was described in connection with a second and third direction of propagation with regard to the process naturally also applies to the casting tool.
Die Ausbreitungsrichtung, die zweite Ausbreitungsrichtung und die dritte Ausbreitungsrichtung erstrecken sich ausgehend von der Zuführzone radial nach außen. The propagation direction, the second propagation direction and the third propagation direction extend radially outwards from the feed zone.
Ein Winkel zwischen der Ausbreitungsrichtung und der zweiten Ausbreitungsrichtung kann bevorzugt wenigstens 30°, besonders bevorzugt wenigstens 50°, z. B. wenigstens 90° betragen. Ein Winkel zwischen der Ausbreitungsrichtung und der dritten Ausbreitungsrichtung kann wenigstens 30°, bevorzugt wenigstens 50°, z. B. wenigstens 90° betragen. An angle between the propagation direction and the second propagation direction can preferably be at least 30°, particularly preferably at least 50°, e.g. B. be at least 90°. An angle between the propagation direction and the third propagation direction can be at least 30°, preferably at least 50°, e.g. B. be at least 90°.
Die im Zusammenhang mit einer Ausbreitungsrichtung genannten Dichtelement- Formabschnitte fallen nicht mit den im Zusammenhang mit anderen Ausbreitungsrichtungen genannten Dichtelement-Formabschnitten zusammen. The sealing element shape sections mentioned in connection with one direction of propagation do not coincide with the sealing element shape sections mentioned in connection with other propagation directions.
Sämtliche Dichtelement-Formabschnitte können kontinuierlich ineinander übergehen und zusammen die Dichtelement-Formzone bilden. Eine im Zusammenhang mit einer Ausbreitungsrichtung genannte Formzwischenzone fällt nicht mit einer im Zusammenhang mit einer anderen Ausbreitungsrichtung genannten Formzwischenzone zusammen. All sealing element mold sections can continuously merge into one another and together form the sealing element mold zone. An intermediate mold zone mentioned in connection with one direction of propagation does not coincide with an intermediate mold zone mentioned in connection with another direction of propagation.
Die Dichtelement-Formzone oder wenigstens ein Dichtelement-Formabschnitt kann einen Boden umfassen. Einander zugewandte Wandoberflächen von Barrieren können sich zu dem Boden hin erstrecken. Die Barrieren können die Dichtelement-Formzone oder wenigstens den Dichtelement-Formabschnitt begrenzen. The sealing element molding zone or at least one sealing element molding section can comprise a base. Facing wall surfaces of barriers may extend toward the floor. The barriers can limit the sealing element molding zone or at least the sealing element molding section.
Bevorzugt ist eine Breite der Dichtelement-Formzone oder des wenigstens einen Dichtelement-Formabschnitts an einem vom Boden entfernten Ende der einander zugewandten Wandoberflächen größer als eine Breite der Dichtelement-Formzone oder ein Breite des wenigstens einen Dichtelement-Formabschnitts am dem Boden. Dies kann vorteilhaft sein, da sich ein in der Dichtelement-Formzone bildbares Dichtelement bzw. ein Dichtelementvorläufer dann zuverlässiger aus der Dichtelement-Formzone lösen lässt. Preferably, a width of the sealing element shaping zone or of the at least one sealing element shaping section at an end of the mutually facing wall surfaces remote from the floor is greater than a width of the sealing element shaping zone or a width of the at least one sealing element shaping section on the floor. This can be advantageous because a sealing element or a sealing element precursor that can be formed in the sealing element forming zone can then be released more reliably from the sealing element forming zone.
Die Dichtelement-Formzone oder wenigstens ein Dichtelement-Formabschnitt kann am Boden eine Randvertiefung, umfassen. The sealing element molding zone or at least one sealing element molding section can comprise an edge recess on the bottom.
Bevorzugt kann die Dichtelement-Formzone oder wenigstens ein Dichtelement- Formabschnitt am Boden im Übergang des Bodens in die beiden Wandoberflächen jeweils eine Randvertiefungen umfassen. Die beiden Randvertiefungen sind bevorzugt zueinander beabstandet. Preferably, the sealing element molding zone or at least one sealing element molding section on the floor can each comprise edge recesses in the transition from the floor to the two wall surfaces. The two edge recesses are preferably spaced apart from one another.
Jeder Randvertiefung kann zur Bildung eines Dichtstegs an einem der beiden Ränder der Dichtfläche dienen. Each edge recess can serve to form a sealing web on one of the two edges of the sealing surface.
Die Randvertiefungen können über Verbindungsvertiefungen miteinander verbunden sein. The edge recesses can be connected to one another via connecting recesses.
Die Verbindungsvertiefungen können zur Bildung von Verbindungsstegen dienen, welche die beiden Dichtstege an der Dichtfläche verbinden können. Insbesondere an dynamischen Dichtflächen können Dichtstege, die ggf. über Verbindungsstege verbunden sind, vorteilhaft sein, da damit eine Einlaufdauer des Dichtelements bis zur Erzielung der gewünschten Dichtwirkung verringert werden kann. The connecting recesses can serve to form connecting webs which can connect the two sealing webs on the sealing surface. Particularly on dynamic sealing surfaces, sealing webs, which may be connected via connecting webs, can be advantageous, as this can reduce the running-in time of the sealing element until the desired sealing effect is achieved.
Wenigstens eine der Wandoberflächen kann eine Wandoberflächenkrümmung aufweisen. Die Wandoberflächenkrümmung ist bevorzugt konkav. At least one of the wall surfaces may have a wall surface curvature. The wall surface curvature is preferably concave.
Der Boden kann eine Bodenoberflächenkrümmung aufweisen. Die Bodenoberflächenkrümmung ist bevorzugt konkav. The ground may have a ground surface curvature. The ground surface curvature is preferably concave.
Eine Barriere kann eine sich in die Dichtelement-Formzone hinein oder wenigstens in den Dichtelement-Formabschnitt hinein erstreckende Protrusion aufweisen. Dies kann vorteilhaft sein, da dies die Ausbildung der hierin beschriebenen Seitenoberflächenvertiefung an einem Dichtelement begünstigen kann. A barrier can have a protrusion that extends into the sealing element molding zone or at least into the sealing element molding section. This can be advantageous because it can promote the formation of the side surface depression described herein on a sealing element.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß auch durch das Dichtelement mit den Merkmalen von Anspruch 14 gelöst. The object is also achieved according to the invention by the sealing element with the features of claim 14.
Das Dichtelement kann nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt sein. The sealing element can be produced using the method according to the invention.
Das Dichtelement kann in einem erfindungsgemäßen Gusswerkzeug hergestellt sein. The sealing element can be produced in a casting tool according to the invention.
Das Dichtelement kann nach einem erfindungsgemäßen Verfahren in einem erfindungsgemäßen Gusswerkzeug hergestellt sein. The sealing element can be produced using a method according to the invention in a casting tool according to the invention.
Das Dichtelement eignet sich zur Anordnung zwischen zwei gegeneinander abzudichtenden Fluidräumen einer Vorrichtung. The sealing element is suitable for arrangement between two fluid spaces of a device that are to be sealed against one another.
Die vom Dichtelement umfasste Dichtfläche ist vorteilhaft an einer Oberfläche eines ersten Bauteils der Vorrichtung anlegbar. The sealing surface encompassed by the sealing element can advantageously be placed on a surface of a first component of the device.
Die vom Dichtelement umfasste, gegenüber der Dichtfläche angeordnete Anbindungsseite ist vorteilhaft in einer Aufnahmezone, z. B. einer Aufnahmenut, eines zweiten Bauteils der Vorrichtung festlegbar. Das von dem Dichtelement umfasste Dichtelementmaterial ist ein Polymermaterial oder weist eine Polymermatrix auf. The connection side encompassed by the sealing element and arranged opposite the sealing surface is advantageously in a receiving zone, e.g. B. a receiving groove, a second component of the device can be determined. The sealing element material comprised by the sealing element is a polymer material or has a polymer matrix.
Die Dichtfläche kann eine dynamische Dichtfläche sein. Sie kann an der Oberfläche des ersten Bauteils der Vorrichtung anlegbar und in der Oberfläche des ersten Bauteils der Vorrichtung verschiebbar sein. The sealing surface can be a dynamic sealing surface. It can be placed on the surface of the first component of the device and displaceable in the surface of the first component of the device.
Die Dichtfläche kann eine statische Dichtfläche sein. Die Dichtfläche kann an der Oberfläche des ersten Bauteils der Vorrichtung anlegbar und festlegbar sein. The sealing surface can be a static sealing surface. The sealing surface can be placed and fixed on the surface of the first component of the device.
Bevorzugt ist die Dichtfläche eine dynamische Dichtfläche. The sealing surface is preferably a dynamic sealing surface.
Das Dichtelementmaterial kann ein Verbundmaterial sein, wobei die Polymermatrix die Matrix des Verbundmaterials ist. The sealing element material may be a composite material, with the polymer matrix being the matrix of the composite material.
Wenn das Dichtelementmaterial ein Verbundmaterial ist und die Polymermatrix die Matrix des Verbundmaterials ist, enthält das Verbundmaterial bevorzugt einen Füllstoff. Der Füllstoff kann in der Matrix dispergiert sein. If the sealing element material is a composite material and the polymer matrix is the matrix of the composite material, the composite material preferably contains a filler. The filler can be dispersed in the matrix.
Der Füllstoff kann bevorzugt faserförmig oder partikelförmig sein. The filler can preferably be fibrous or particulate.
Das Polymermaterial kann ein Duromermaterial sein. Das Duromermaterial des Dichtelements kann ein ganz oder teilweise gehärtetes Harz enthalten, z.B. ein ganz oder teilweise gehärtetes Epoxidharz oder ein ganz oder teilweise gehärtetes Phenolharz.The polymer material can be a thermoset material. The thermoset material of the sealing element can contain a fully or partially hardened resin, for example a fully or partially cured epoxy resin or a fully or partially cured phenolic resin.
Denkbar ist auch, dass das Duromermaterial des Dichtelements ein ganz oder teilweise gehärtetes hybrides Harzsystem enthält. It is also conceivable that the duromer material of the sealing element contains a fully or partially hardened hybrid resin system.
Die Polymermatrix kann bevorzugt eine thermoplastische Matrix oder eine duromere Matrix sein. Als duromere Matrix wird eine durch chemische Reaktion erstarrte Kunststoffmatrix verstanden. Die Polymermatrix kann also insbesondere eine thermoplastische Matrix oder eine duromere Matrix des Verbundmaterials sein. Die duromere Matrix kann ein ganz oder teilweise gehärtetes Harz enthalten, z.B. ein ganz oder teilweise gehärtetes Epoxidharz oder ein ganz oder teilweise gehärtetes Phenolharz. Denkbar ist auch, dass die duromere Matrix des Dichtelements ein ganz oder teilweise gehärtetes hybrides Harzsystem enthält. The polymer matrix can preferably be a thermoplastic matrix or a thermoset matrix. A thermoset matrix is a plastic matrix that has solidified through a chemical reaction. The polymer matrix can therefore in particular be a thermoplastic matrix or a thermoset matrix of the composite material. The thermoset matrix may contain a fully or partially cured resin, for example a fully or partially cured epoxy resin or a fully or partially cured phenolic resin. It is also conceivable that the thermoset matrix of the sealing element contains a fully or partially hardened hybrid resin system.
Bevorzugt kann wenigstens ein Bestandteil des Dichtelementmaterials in wenigstens einem Dichtelementabschnitt eine Vorzugsorientierung aufweisen, wobei die Vorzugsorientierung in dem Dichtelementabschnitt nicht parallel zur Erstreckungsrichtung des Dichtelements in dem Dichtelementabschnitt ausgerichtet ist. Wenn das Dichtelementmaterial ein Verbundmaterial ist, kann der Bestandteil zum Beispiel ein Füllstoff sein. Der Füllstoff kann zum Beispiel ein partikelförmiges Material und/oder ein faserförmiges Material enthalten. Der Bestandteil kann ein Polymer sein. Das Polymer kann im Polymermaterial oder in der Polymermatrix enthalten sein. Preferably, at least one component of the sealing element material in at least one sealing element section can have a preferred orientation, wherein the preferred orientation in the sealing element section is not aligned parallel to the direction of extension of the sealing element in the sealing element section. If the sealing element material is a composite material, the component may be, for example, a filler. The filler may contain, for example, a particulate material and/or a fibrous material. The component can be a polymer. The polymer can be contained in the polymer material or in the polymer matrix.
Besonders bevorzugt kann es sein, wenn in einem zentral gelegenen Dichtelementabschnitt und in einem außen gelegenen Dichtelementabschnitt des Dichtelements sich ein Grad einer Vorzugsorientierung wenigstens eines Bestandteils des Dichtelementmaterials nicht unterscheidet oder um höchstens 70 %, z.B. höchstens 50 %, unterscheidet. It can be particularly preferred if a degree of preferred orientation of at least one component of the sealing element material does not differ or differs by a maximum of 70%, for example a maximum of 50%, in a centrally located sealing element section and in an externally located sealing element section of the sealing element.
Vorteilhaft kann die Vorzugsorientierung ausgewählt sein unter: einer Vorzugsorientierung eines in der Polymermatrix enthaltenen Füllstoffs, einer Vorzugsorientierung von Molekülsträngen eines im Dichtelementmaterial enthaltenen Polymers. The preferred orientation can advantageously be selected from: a preferred orientation of a filler contained in the polymer matrix, a preferred orientation of molecular strands of a polymer contained in the sealing element material.
Wenn die Vorzugsorientierung eine Vorzugsorientierung eines in der Polymermatrix enthaltenen Füllstoffs ist, kann es sich um eine Vorzugsorientierung von wenigstens einem in dem Füllstoff enthaltenen Material handeln, z. B. von Partikeln mit einem Aspektverhältnis Länge/Breite > 1 oder von Fasern. If the preferred orientation is a preferred orientation of a filler contained in the polymer matrix, it may be a preferred orientation of at least one material contained in the filler, e.g. B. of particles with an aspect ratio length/width > 1 or of fibers.
Eine Vorzugsorientierung eines in der Polymermatrix enthaltenen Füllstoffs kann durch mikroskopische oder elektronenmikroskopische Untersuchung von Schnittflächen des Dichtelements ermittelt werden. Eine Vorzugsorientierung von Molekülsträngen eines im Dichtelementmaterial enthaltenen Polymers kann durch Methoden ermittelt werden, die im Bereich der Kunststoffprüfung routinemäßig durchgeführt werden. Kristallstrukturen werden in Polymeren häufig mit Polarisationsmikroskopie an Dünnschnitten betrachtet. Man kann Kristallstrukturen aber auch mit Ätzungen oberflächlich sichtbar machen. Weitere geeignete Methoden basieren auf der Beugung von Röntgenstrahlen. A preferred orientation of a filler contained in the polymer matrix can be determined by microscopic or electron microscopic examination of cut surfaces of the sealing element. A preferred orientation of molecular strands of a polymer contained in the sealing element material can be determined using methods that are routinely carried out in the field of plastics testing. Crystal structures in polymers are often observed using polarization microscopy on thin sections. Crystal structures can also be made superficially visible using etching. Other suitable methods are based on the diffraction of X-rays.
Im klassischen Spritzgussverfahren von langen Dichtelementen sind lange und enge Fließwege von der Formmasse zurückzulegen. Dies erzeugt eine Scherbeanspruchung in der Formmasse, die wiederum zur Ausbildung von Orientierungen der Matrixmoleküle und im Füllstoff (bei Materialien mit Aspektverhältnis (Länge/Breite) > 1) führt. Dies kann durch die Erfindung wenigstens teilweise vermieden werden, da die fließfähige Masse sich weitgehend unabhängig von der späteren Form des herzustellenden Dichtelements im Wesentlichen radial ausbreiten kann. In the classic injection molding process of long sealing elements, long and narrow flow paths have to be covered by the molding compound. This creates shear stress in the molding compound, which in turn leads to the formation of orientations of the matrix molecules and in the filler (for materials with an aspect ratio (length/width) > 1). This can be at least partially avoided by the invention, since the flowable mass can spread essentially radially independently of the later shape of the sealing element to be produced.
Es kann bevorzugt sein, wenn sich eine erste Krümmung des Dichtelements in einem ersten Dichtelementabschnitt von einer zweiten Krümmung des Dichtelements in einem zweiten Dichtelementabschnitt unterscheidet. It may be preferred if a first curvature of the sealing element in a first sealing element section differs from a second curvature of the sealing element in a second sealing element section.
Die Krümmung des Dichtelements in dem jeweiligen Dichtelementabschnitt ist insbesondere eine Krümmung einer sich mittig entlang der Erstreckungsrichtung des Dichtelements durch das Dichtelement erstreckenden Linie. The curvature of the sealing element in the respective sealing element section is in particular a curvature of a line extending centrally through the sealing element along the direction of extension of the sealing element.
Ob sich eine Krümmung des Dichtelements in einem ersten Dichtelementabschnitt von einer zweiten Krümmung des Dichtelements in einem zweiten Dichtelementabschnitt unterscheidet, kann dadurch ermittelt werden, dass an diese Linie in beiden Dichtelementabschnitten Krümmungskreise angelegt werden. Ein Krümmungskreis ist der Kreis, der den Verlauf der Linie in dem Dichtelementabschnitt am besten annähert. Wenn sich die Radien der beiden Krümmungskreise unterscheiden, unterscheiden sich auch die Krümmungen des Dichtelements in dem ersten Dichtelementabschnitt und dem zweiten Dichtelementabschnitt. Whether a curvature of the sealing element in a first sealing element section differs from a second curvature of the sealing element in a second sealing element section can be determined by creating circles of curvature on this line in both sealing element sections. A circle of curvature is the circle that best approximates the course of the line in the sealing element section. If the radii of the two circles of curvature differ, the curvatures of the sealing element in the first sealing element section and the second sealing element section also differ.
Bevorzugt unterscheidet sich die erste Krümmung des Dichtelements in dem ersten Dichtelementabschnitt von der zweiten Krümmung des Dichtelements in dem zweiten Dicht- elementabschnitt um wenigstens 25 %, besonders bevorzugt wenigstens 50 %, z. B. wenigstens 60 %. Dies bedeutet insbesondere, dass der Radius des einen Krümmungskreises bevorzugt um höchstens 25 %, besonders bevorzugt um höchstens 50 %, z. B. um höchstens 60 %, größer ist als der Krümmungsradius des anderen Krümmungskreises. Preferably, the first curvature of the sealing element in the first sealing element section differs from the second curvature of the sealing element in the second sealing element. element section by at least 25%, particularly preferably at least 50%, e.g. B. at least 60%. This means in particular that the radius of the one circle of curvature is preferably at most 25%, particularly preferably at most 50%, e.g. B. by a maximum of 60%, is larger than the radius of curvature of the other circle of curvature.
Besonders bevorzugt kann es sein, wenn das Polymermaterial oder die Polymermatrix bei einer Temperatur von bis zu 180 °C, bevorzugt von bis zu 210 °C, z. B. von bis zu 230 °C, nicht schmelzbar ist. It may be particularly preferred if the polymer material or the polymer matrix is at a temperature of up to 180 ° C, preferably up to 210 ° C, e.g. B. of up to 230 ° C, is not meltable.
Wenn das Polymermaterial ein Duromermaterial ist, ist das Polymermaterial ohnehin nicht schmelzbar und damit auch bei einer Temperatur von bis zu 180 °C, bevorzugt von bis zu 210 °C, nicht schmelzbar. Dies gilt entsprechend auch für die Polymermatrix, wenn die Polymermatrix eine duromere Matrix ist. If the polymer material is a duromer material, the polymer material is not meltable anyway and therefore not meltable even at a temperature of up to 180 ° C, preferably up to 210 ° C. This also applies to the polymer matrix if the polymer matrix is a duromer matrix.
Wenn die Polymermatrix eine thermoplastische Matrix ist, kann sie ebenfalls bei einer Temperatur von bis zu 180 °C, bevorzugt von bis zu 210 °C, nicht schmelzbar sein. Thermoplaste mit entsprechend hohen Schmelzpunkten sind Fachleuten geläufig. If the polymer matrix is a thermoplastic matrix, it may also be non-meltable at a temperature of up to 180 ° C, preferably up to 210 ° C. Thermoplastics with correspondingly high melting points are familiar to experts.
Bevorzugt kann das Polymermaterial oder die Polymermatrix wenigstens ein Ketogruppen enthaltendes Polymer, z.B. ein Polyetheretherketon (PEEK), ein Polyetherketon (PEK) und/oder ein Polyketon (PK); und/oder ein Imidogruppen enthaltendes Polymer, z.B. ein Polyamidimid (PAI), ein Polyetherimid (PEI) und/oder eine Polyimid (PI); und/oder ein Amidgruppen enthaltendes Polymer, z.B. ein Polyphthalamid (PPA) und oder ein Polyamid (PA); und/oder ein Sulfidbrücken enthaltendes Polymer, z.B. ein Polyphenylensulfid (PPS), und/oder; ein Sulfongruppen enthaltendes Polymer, z.B. ein Polysulfon (PSU); und/oder ein Fluorpolymer, bevorzugt ein schmelzverarbeitbares Fluorpolymer, besonders bevorzugt ein Perfluoralkoxy-Polymer (PFA) und/oder ein Polytetrafluorethylen (PTFE), z.B. ein schmelzverarbeitbares Perfluoralkoxy-Polymer (PFA) und/oder ein schmelzverarbeitbares Polytetrafluorethylen (PTFE); und/oder einen flüssigkristallinen Polyester enthalten. In den Klammern sind hier jeweils geläufige Abkürzungen für die erwähnten Polymere genannt. Preferably, the polymer material or the polymer matrix can contain at least one polymer containing keto groups, for example a polyetheretherketone (PEEK), a polyetherketone (PEK) and/or a polyketone (PK); and/or a polymer containing imido groups, for example a polyamideimide (PAI), a polyetherimide (PEI) and/or a polyimide (PI); and/or a polymer containing amide groups, for example a polyphthalamide (PPA) and/or a polyamide (PA); and/or a polymer containing sulfide bridges, for example a polyphenylene sulfide (PPS), and/or; a polymer containing sulfone groups, for example a polysulfone (PSU); and/or a fluoropolymer, preferably a melt-processable fluoropolymer, particularly preferably a perfluoroalkoxy polymer (PFA) and/or a polytetrafluoroethylene (PTFE), for example a melt-processable perfluoroalkoxy polymer (PFA) and/or a melt-processable polytetrafluoroethylene (PTFE); and/or a liquid crystalline polyester contain. Common abbreviations for the polymers mentioned are given in the brackets.
Die Polymermatrix kann einen Füllstoff enthalten. Vorteilhaft kann die Polymermatrix 0,05 Vol.-% bis 75 Vol.-%, bevorzugt 0,1 Vol.-% bis 50 Vol.-%, z. B. 0,5 Vol.-% bis 25 Vol.-% eines Füllstoffs enthalten. Der Begriff Füllstoff bezieht sich dabei insbesondere auf sämtliche als Partikel oder Fasern in der Polymermatrix dispergierte Materialen. Die Angabe in der Einheit Vol.-% bezieht sich auf den gesamten Volumenanteil sämtlichen Füllstoffs bezogen auf das gesamte Volumen an Polymermatrix einschließlich des Volumens sämtlichen enthaltenen Füllstoffs. The polymer matrix can contain a filler. The polymer matrix can advantageously be 0.05% by volume to 75% by volume, preferably 0.1% by volume to 50% by volume, e.g. B. contain 0.5% by volume to 25% by volume of a filler. The term filler refers in particular to all materials dispersed as particles or fibers in the polymer matrix. The specification in the unit vol.-% refers to the total volume fraction of all filler based on the total volume of polymer matrix including the volume of all filler contained.
Der Füllstoff kann bevorzugt Partikel und/oder Fasern enthalten. The filler can preferably contain particles and/or fibers.
Bevorzugt ist der Füllstoff in der Polymermatrix dispergiert. The filler is preferably dispersed in the polymer matrix.
Es kann vorteilhaft sein, wenn der Füllstoff ein reibungsverminderndes Material enthält, das bevorzugt partikelförmiges Polytetrafluorethylen (PTFE), Graphit und/oder Bornitrid enthält; und/oder wenn der Füllstoff verschleißminderndes polymeres Material enthält, wobei das verschleißmindernde polymere Material bevorzugt ausgewählt ist unter einem Aramid, einem Polyimid (PI), einem Polyphenylensulfon (PPSII) und einem vollaromatischen Polyester. It can be advantageous if the filler contains a friction-reducing material, which preferably contains particulate polytetrafluoroethylene (PTFE), graphite and / or boron nitride; and/or if the filler contains wear-reducing polymeric material, the wear-reducing polymeric material being preferably selected from an aramid, a polyimide (PI), a polyphenylene sulfone (PPSII) and a fully aromatic polyester.
In den Klammern sind jeweils geläufige Abkürzungen für die erwähnten Polymere genannt. Das PPSII kann z.B. ein PPSII sein, das unter der Bezeichnung Ceramer vertrieben wird. Der vollaromatische Polyester kann z.B. ein Polyester sein, der unter der Bezeichnung Sumica Super oder unter der Bezeichnung Ekonol vertrieben wird. Common abbreviations for the polymers mentioned are given in the brackets. The PPSII can be, for example, a PPSII that is sold under the name Ceramer. The fully aromatic polyester can be, for example, a polyester that is sold under the name Sumica Super or under the name Ekonol.
Wenn der Füllstoff ein polymeres Material enthält, z.B. das verschleißmindernde polymere Material, kann es bevorzugt sein, wenn die Schmelztemperatur der Polymermatrix wenigstens 10 K, bevorzugt wenigstens 30 K, unterhalb der Schmelztemperatur des polymeren Materials des Füllstoffs liegt. Vorteilhaft kann der Füllstoff Fasern enthalten, wobei die Fasern bevorzugt mineralische Fasern, Carbonfasern und/oder Polymerfasern sein können, wobei die mineralischen Fasern bevorzugt Glasfasern und die Polymerfasern bevorzugt Amidfasern oder teilweise oxidierte Polyacrylnitrilfasern sein können, wobei die Amidfasern bevorzugt Aram idfasern sein können. If the filler contains a polymeric material, for example the wear-reducing polymeric material, it may be preferred if the melting temperature of the polymer matrix is at least 10 K, preferably at least 30 K, below the melting temperature of the polymeric material of the filler. The filler can advantageously contain fibers, whereby the fibers can preferably be mineral fibers, carbon fibers and/or polymer fibers, whereby the mineral fibers can preferably be glass fibers and the polymer fibers can preferably be amide fibers or partially oxidized polyacrylonitrile fibers, whereby the amide fibers can preferably be aramid fibers.
Vorteilhaft kann der Füllstoff ein mineralisches Material enthalten. Beispielsweise kann das mineralische Material Wollastonit und/oder Glimmer enthalten. The filler can advantageously contain a mineral material. For example, the mineral material may contain wollastonite and/or mica.
Vorteilhaft kann der Füllstoff ein kohlenstoffbasiertes Material, bevorzugt einen nichtgraphitisches kohlenstoffbasiertes Material, einen amorphes kohlenstoffbasiertes Material, ein graphitisches kohlenstoffbasiertes Material, Graphitpartikel, Kokspartikel, Carbon Black-Partikel, Graphitexpandatpartikel, Graphen, Carbonfasern, gemahlene Carbonfasern und/oder Carbon-Nanotubes enthalten. The filler can advantageously contain a carbon-based material, preferably a non-graphitic carbon-based material, an amorphous carbon-based material, a graphitic carbon-based material, graphite particles, coke particles, carbon black particles, graphite expanded particles, graphene, carbon fibers, ground carbon fibers and/or carbon nanotubes.
Vorteilhaft kann es sein, wenn der Füllstoff Metallpartikel enthält. Bevorzugt können die Metallpartikel Edelstahlpartikel oder Bronzepartikel sein. It can be advantageous if the filler contains metal particles. The metal particles can preferably be stainless steel particles or bronze particles.
Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn die Polymermatrix 4 Vol.-% bis 18 Vol.-% dispergierte Carbonfasern enthält und/oder 4 Vol.-% bis 18 Vol.-% verschleißminderndes polymeres Material, z. B. Aramide, Polyimide, Polyphenylensulfone und/oder vollaromatische Polyester, enthält. In den Klammern sind jeweils geläufige Abkürzungen für die erwähnten Polymere genannt. Das PPSII kann z.B. ein PPSII sein, das unter der Bezeichnung Ceramer vertrieben wird. Der vollaromatische Polyester kann z.B. ein Polyester sein, der unter der Bezeichnung Sumica Super oder unter der Bezeichnung Ekonol vertrieben wird. It can be particularly advantageous if the polymer matrix contains 4% by volume to 18% by volume of dispersed carbon fibers and/or 4% by volume to 18% by volume of wear-reducing polymeric material, e.g. B. aramides, polyimides, polyphenylene sulfones and / or fully aromatic polyesters. Common abbreviations for the polymers mentioned are given in the brackets. The PPSII can be, for example, a PPSII that is sold under the name Ceramer. The fully aromatic polyester can be, for example, a polyester that is sold under the name Sumica Super or under the name Ekonol.
Das Dichtelement kann wenigstens in einem Teil der Dichtfläche einen aus der Dichtfläche hervorstehenden Dichtsteg aufweisen. The sealing element can have a sealing web protruding from the sealing surface at least in part of the sealing surface.
Besonders bevorzugt kann das Dichtelement an der Dichtfläche zwei voneinander beab- standete, aus der Dichtfläche hervorstehende Dichtstege aufweisen. Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn die Dichtstege durch Verbindungsstege verbunden sind. Zwischen den Dichtstegen können Dichtflächenausnehmungen angeordnet sein. Die Dichtflächenausnehmungen können bevorzugt rund oder viereckig oder dreieckig sein. Eckige Dichtflächenausnehmungen weisen bevorzugt abgerundete Ecken auf. Particularly preferably, the sealing element can have two sealing webs on the sealing surface that are spaced apart and protrude from the sealing surface. It can be particularly advantageous if the sealing webs are connected by connecting webs. Sealing surface recesses can be arranged between the sealing webs. The sealing surface recesses can preferably be round or square or triangular. Angular sealing surface recesses preferably have rounded corners.
Bevorzugt umfasst das Dichtelement eine seitliche Dichtelementoberfläche, die sich von der Dichtfläche zu der gegenüber der Dichtfläche angeordneten Anbindungsseite erstreckt. Die seitliche Dichtelementoberfläche kann eine Seitenoberflächenvertiefung aufweisen. Die Seitenoberflächenvertiefung kann in einer zentralen Zone der seitlichen Dichtelementoberfläche ausgebildet sein, die zu der Dichtfläche und zu der gegenüber der Dichtfläche angeordneten Anbindungsseite beabstandet ist. The sealing element preferably comprises a lateral sealing element surface which extends from the sealing surface to the connection side arranged opposite the sealing surface. The side sealing element surface can have a side surface recess. The side surface recess can be formed in a central zone of the lateral sealing element surface, which is spaced from the sealing surface and from the connection side arranged opposite the sealing surface.
An der seitlichen Dichtelementoberfläche kann das Dichtelement einen Grat aufweisen. Der Grat kann ein Trenngrat sein, der auf ein Entfernen eines Angusses und/oder einer Zwischenverbindungszone im Verlauf der Herstellung des Dichtelements nach einem erfindungsgemäßen Verfahren zurückzuführen sein kann. The sealing element can have a ridge on the lateral sealing element surface. The burr may be a separating burr which may be due to removal of a sprue and/or an interconnection zone in the course of producing the sealing element according to a method according to the invention.
Der Grat ist bevorzugt in einer Seitenoberflächenvertiefung der seitlichen Dichtelementoberfläche angeordnet. The ridge is preferably arranged in a side surface recess of the side sealing element surface.
Selbstverständlich können die hierin im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Gusswerkzeug beschriebenen Merkmale auch Merkmale des im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschriebenen Gusswerkzeugs bilden, und umgekehrt. Of course, the features described herein in connection with the casting tool according to the invention can also form features of the casting tool described in connection with the method according to the invention, and vice versa.
Selbstverständlich können Bestandteile des hierin beschriebenen Dichtelementmaterials Bestandteile der hierin beschriebenen fließfähigen Masse sein. Of course, components of the sealing element material described herein can be components of the flowable mass described herein.
Weitere bevorzugte Merkmale und/oder Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen. Further preferred features and/or advantages of the invention are the subject of the following description and the graphic representation of exemplary embodiments.
In den Zeichnungen zeigen: Shown in the drawings:
Fig. 1 : ein Dichtelement; Fig. 2: ein Dichtelement mit unterschiedlich gekrümmten Dichtelementabschnitten; Fig. 1: a sealing element; Fig. 2: a sealing element with differently curved sealing element sections;
Fig. 3: einen Dichtelementvorläufer; Fig. 3: a sealing element precursor;
Fig. 4: einen aus dem in Fig. 3 gezeigten Dichtelementvorläufer erhaltenen Dichtelementvorläufer; 4: a sealing element precursor obtained from the sealing element precursor shown in FIG. 3;
Fig. 5: eine Formhälfte; Fig. 5: a mold half;
Fig. 6: einen Schnitt A-A durch Fig. 5 sowie durch eine gegenüberliegende Formhälfte; Fig. 6: a section AA through Fig. 5 and through an opposite mold half;
Fig. 7: einen Schnitt B-B durch Fig. 5 sowie durch eine gegenüberliegende Formhälfte; Fig. 7: a section BB through Fig. 5 and through an opposite mold half;
Fig. 8: einen Schnitt C-C durch Fig. 5 sowie durch eine gegenüberliegende Formhälfte; Fig. 8: a section CC through Fig. 5 and through an opposite mold half;
Fig. 9: einen Schnitt B-B durch Dichtelementabschnitt 208 in Fig. 4; Fig. 9: a section BB through sealing element section 208 in Fig. 4;
Fig. 10: einen Schnitt C-C durch Dichtelementabschnitt 142 in Fig. 4; Fig. 10: a section CC through sealing element section 142 in Fig. 4;
Fig. 11 : einen Schnitt B-B durch Dichtelementabschnitt 208 in Fig. 4; Fig. 11: a section BB through sealing element section 208 in Fig. 4;
Fig. 12: einen Schnitt C-C durch Dichtelementabschnitt 142 in Fig. 4; Fig. 12: a section CC through sealing element section 142 in Fig. 4;
Fig. 13: einander zugewandte Innenoberflächen zweier Formhälften in einem Ausbreitungszustand; Fig. 13: mutually facing inner surfaces of two mold halves in a spreading state;
Fig. 14: die Innenoberflächen der Formhälften aus Fig. 13 in einem Prägezustand; Fig. 14: the inner surfaces of the mold halves from Fig. 13 in an embossed state;
Fig. 15: die Innenoberflächen zweier Formhälften aus Fig. 13; Fig. 15: the inner surfaces of two mold halves from Fig. 13;
Fig. 16: eine Seitenoberflächenvertiefung eines Dichtelements; Fig. 16: a side surface recess of a sealing element;
Fig. 17: eine Seitenoberflächenvertiefung eines Dichtelements mit Grat; Fig. 18: einen Ausschnitt eines Dichtelements mit geneigter seitlicher Dichtelementoberfläche; Fig. 17: a side surface recess of a sealing element with a burr; Fig. 18: a section of a sealing element with an inclined lateral sealing element surface;
Fig. 19: Barrieren zweier Formhälften; Fig. 19: Barriers of two mold halves;
Fig. 20 und 21 : Dichtflächen mit Dichtstegen; und Fig. 20 and 21: sealing surfaces with sealing webs; and
Fig. 22 und 23: Ausschnitte von Gusswerkzeugen. Fig. 22 and 23: Sections of casting tools.
Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in sämtlichen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Identical or functionally equivalent elements are provided with the same reference numbers in all figures.
Fig. 1 zeigt ein ringförmiges Dichtelement 100 zur Anordnung zwischen zwei gegeneinander abzudichtenden Fluidräumen 104 einer Vorrichtung. Das Dichtelement umfasst eine Dichtfläche 102. Die Dichtfläche 102 ist an einer Oberfläche eines ersten Bauteils der in Fig. 1 nicht dargestellten Vorrichtung anlegbar. Fig. 1 shows an annular sealing element 100 for arrangement between two fluid spaces 104 of a device to be sealed against one another. The sealing element comprises a sealing surface 102. The sealing surface 102 can be placed on a surface of a first component of the device, not shown in FIG. 1.
Fig. 2 zeigt ein Dichtelement 100 zur Anordnung zwischen zwei gegeneinander abzudichtenden Fluidräumen 104 einer Vorrichtung. Das Dichtelement umfasst eine Dichtfläche 102. Die Dichtfläche ist an einer Oberfläche eines ersten Bauteils der in Fig. 2 nicht dargestellten Vorrichtung anlegbar. Fig. 2 shows a sealing element 100 for arrangement between two fluid spaces 104 of a device to be sealed against one another. The sealing element comprises a sealing surface 102. The sealing surface can be placed on a surface of a first component of the device, not shown in FIG. 2.
Auch das in Fig. 2 dargestellte Dichtelement 100 ist ein ringförmig umlaufendes Dichtelement. Anders als das in Fig. 1 gezeigte Dichtelement 100 ist es nicht rund. Die Dichtkontur des in Fig. 2 dargestellten Dichtelements umfasst Einbuchtungen 106 und Auswölbungen 108. The sealing element 100 shown in FIG. 2 is also an annular sealing element. Unlike the sealing element 100 shown in FIG. 1, it is not round. The sealing contour of the sealing element shown in FIG. 2 includes indentations 106 and bulges 108.
Eine erste Krümmung 110 des Dichtelements 100 in einem ersten Dichtelementabschnitt 112 unterscheidet sich von einer zweiten Krümmung 114 des Dichtelements 100 in einem zweiten Dichtelementabschnitt 116. A first curvature 110 of the sealing element 100 in a first sealing element section 112 differs from a second curvature 114 of the sealing element 100 in a second sealing element section 116.
Um die Unterschiede der Krümmungen 110 und 114 zu illustrieren, sind der erste Dichtelementabschnitt 112 und der zweite Dichtelementabschnitt 116 in Fig. 2 durch einen ersten Kreis 118 und einen zweiten Kreis 120 angenähert. Da die beiden Krümmungen 110 und 114 sich voneinander unterscheiden, unterscheiden sich auch die Radien r1 und r2 des ersten Kreises 118 und des zweiten Kreises 120. To illustrate the differences of the curvatures 110 and 114, the first sealing element section 112 and the second sealing element section 116 in FIG. 2 are represented by one first circle 118 and a second circle 120 approximated. Since the two curvatures 110 and 114 differ from each other, the radii r1 and r2 of the first circle 118 and the second circle 120 also differ.
Fig. 3 zeigt einen Dichtelementvorläufer 122 des in Fig. 2 gezeigten Dichtelements 100. Der Dichtelementvorläufer 122 ist ein Dichtelementkompaktvorläufer 124. Der Dichtelementvorläufer 122 umfasst viele kontinuierlich ineinander übergehende Dichtelementabschnitte. Von diesen Dichtelementabschnitten sind in Fig. 3 drei Dichtelementabschnitte 126, 128 und 130 angedeutet. Der Dichtelementvorläufer 122 umfasst eine zwischen den Dichtelementabschnitten 126 und 128 liegende Zwischenverbindungszone 132 und den Anguss 134. 3 shows a sealing element precursor 122 of the sealing element 100 shown in FIG. 2. The sealing element precursor 122 is a compact sealing element precursor 124. The sealing element precursor 122 comprises many sealing element sections that continuously merge into one another. Of these sealing element sections, three sealing element sections 126, 128 and 130 are indicated in FIG. The sealing element precursor 122 includes an intermediate connection zone 132 lying between the sealing element sections 126 and 128 and the sprue 134.
Das im Dichtelementvorläufer 122 vorangelegte Dichtelement 100 ist mit dem Anguss 134 und der Zwischenverbindungszone 132 jeweils über eine Trennzone 136 verbunden. Die Trennzonen 136 stellen also Anbindungszonen 140 dar. Da das Material des Dichtelementvorläufers in den Trennzonen 136 besonders dünn ist, können die Anbindungszonen 140 als Filmanbindungszonen 138 bezeichnet werden. The sealing element 100 placed in the sealing element precursor 122 is connected to the sprue 134 and the intermediate connection zone 132 via a separation zone 136. The separation zones 136 therefore represent connection zones 140. Since the material of the sealing element precursor in the separation zones 136 is particularly thin, the connection zones 140 can be referred to as film connection zones 138.
Fig. 3 stellt einen Dichtelementvorläufer 122 dar, wie er nach der Entnahme aus dem Gusswerkzeug erhalten wird. Lediglich ein auf einen Materialüberlauf zurückgehender Teil des Dichtelementvorläufers, der über die äußere Anbindungszone 140 hinaussteht, ist in Fig. 3 weggelassen worden. Fig. 3 shows a sealing element precursor 122 as obtained after removal from the casting tool. Only a part of the sealing element precursor, which is due to a material overflow and protrudes beyond the outer connection zone 140, has been omitted from FIG. 3.
Anders als Fig. 3 zeigt Fig. 4 einen Dichtelementvorläufer 122, der nach einem weiteren Verarbeitungsschritt erhalten wird. Bei dem in Fig. 4 gezeigten Dichtelementvorläufer 122, der ebenfalls ein Dichtelementkompaktvorläufer 124 ist, sind der in Fig. 4 nicht gezeigte Anguss 134 und die Zwischenverbindungszone 132 vom Dichtelementvorläufer 122 entfernt. Dazu wurde das Material im Bereich der besonders dünnen Filmanbindungszonen 138 durchtrennt. Die Dichtelementabschnitte 126, 128, 130 sowie ein weiterer Dichtelementabschnitt 142 sind in Fig. 4 dargestellt. Unlike FIG. 3, FIG. 4 shows a sealing element precursor 122, which is obtained after a further processing step. In the case of the sealing element precursor 122 shown in FIG. 4, which is also a compact sealing element precursor 124, the gate 134, not shown in FIG. For this purpose, the material was severed in the area of the particularly thin film connection zones 138. The sealing element sections 126, 128, 130 and a further sealing element section 142 are shown in FIG. 4.
Fig. 5 zeigt eine Formhälfte 144, die von einem Gusswerkzeug umfasst sein kann. Mit der Formhälfte 144 ist der in Fig. 3 gezeigte Dichtelementvorläufer 122 herstellbar. Die Formhälfte 144 ist eine Kompaktformhälfte 146. Die Formhälfte 144 umfasst Dichtelement- Formabschnitte 148, 150 und 152. Diese Dichtelement-Formabschnitte 148, 150 und 152 korrespondieren mit den in Fig. 3 und 4 gezeigten Dichtelementabschnitten 126, 128 und 130. Die Dichtelement-Formabschnitte 148, 150 und 152 gehen kontinuierlich ineinander über und bilden mit weiteren Dichtelement-Formabschnitten, die in Fig. 5 nicht herausgestellt sind, die Dichtelement-Formzone 154. Fig. 5 shows a mold half 144, which can be enclosed by a casting tool. The sealing element precursor 122 shown in FIG. 3 can be produced with the mold half 144. The mold half 144 is a compact mold half 146. The mold half 144 includes sealing element Shaped sections 148, 150 and 152. These sealing element shaped sections 148, 150 and 152 correspond to the sealing element sections 126, 128 and 130 shown in FIGS. 3 and 4. The sealing element shaped sections 148, 150 and 152 continuously merge into one another and form with others Sealing element molding sections, which are not highlighted in FIG. 5, the sealing element molding zone 154.
Die Dichtelement-Formzone 154 ist eine Kavität 156. Die Kavität 156 hat die Form einer Nut 158, die in die dem Betrachter zugewandte Innenoberfläche der Formhälfte 144 eingebracht ist. Die Formhälfte 144 umfasst auch eine Angusszone 160. Die Angusszone 160 ist eine Kavität 156, die in die dem Betrachter zugewandte Innenoberfläche der Formhälfte 144 eingebracht ist. The sealing element mold zone 154 is a cavity 156. The cavity 156 has the shape of a groove 158 which is introduced into the inner surface of the mold half 144 facing the viewer. The mold half 144 also includes a sprue zone 160. The sprue zone 160 is a cavity 156 which is introduced into the inner surface of the mold half 144 facing the viewer.
Die Formhälfte 144 umfasst eine zentral angeordnete Zuführzone 162. Beim Guss beziehungsweise Spritzguss dient die Zuführzone 162 als Einspritzzone 164. The mold half 144 includes a centrally arranged feed zone 162. During casting or injection molding, the feed zone 162 serves as an injection zone 164.
Die Dichtelement-Formzone 154 erstreckt sich zwischen Barrieren 166. Am Rand der dem Betrachter zugewandten Innenoberfläche der Formhälfte 144 ist die Gusswerkzeugdichtung 168 angeordnet. Die Gusswerkzeugdichtung 168 ist ein Dichtfederelement 170. Das Dichtfederelement ist aus einem Elastomer 172 gefertigt. Das Elastomer 172 ist ein Fluorelastomer 174. The sealing element mold zone 154 extends between barriers 166. The casting tool seal 168 is arranged on the edge of the inner surface of the mold half 144 facing the viewer. The casting tool seal 168 is a sealing spring element 170. The sealing spring element is made of an elastomer 172. The elastomer 172 is a fluoroelastomer 174.
Fig. 6 zeigt einen Schnitt A-A aus Fig. 5, wobei zusätzlich eine zweite Formhälfte 144 dargestellt ist. Die zweite Formhälfte 144 ist in Fig. 6 unten dargestellt. Die in Fig. 5 gezeigte Formhälfte ist in Fig. 6 oben dargestellt. Fig. 6 shows a section AA from Fig. 5, with a second mold half 144 also being shown. The second mold half 144 is shown in Fig. 6 below. The mold half shown in Fig. 5 is shown in Fig. 6 above.
Fig. 6 zeigt die schon im Zusammenhang mit Fig. 5 beschriebenen Dichtelement-Formabschnitte 148, 150 und 152. Diese bilden zusammen die Dichtelement-Formzone 154, wie ebenfalls im Zusammenhang mit Fig. 5 beschrieben wurde. Fig. 6 zeigt auch die sich entlang der Dichtelement-Formzone und damit auch entlang der Dichtelement-Formabschnitte 148, 150 und 152 erstreckenden Barrieren 166. Fig. 6 zeigt auch die Innenoberflächen 176 der beiden Formhälften 144 und die Einspritzzone 164. Einander gegenüberliegende Barrieren 166 beider Formhälften definieren Einlässe 178 in die Dichtelement-Formabschnitte 148 und Auslässe 180 aus den Dichtelement-Formabschnitten 148. Die Innenoberflächen 176 weisen zwischen den Barrieren 166 jeweils Vertiefungen 182 auf. Die einander gegenüberliegenden Vertiefungen 182 definieren Formzwischenzonen 184. 6 shows the sealing element molding sections 148, 150 and 152 already described in connection with FIG. 5. These together form the sealing element molding zone 154, as was also described in connection with FIG. 5. Fig. 6 also shows the barriers 166 extending along the sealing element molding zone and thus also along the sealing element molding sections 148, 150 and 152. Fig. 6 also shows the inner surfaces 176 of the two mold halves 144 and the injection zone 164. Barriers 166 lying opposite one another Both mold halves define inlets 178 into the sealing element mold sections 148 and outlets 180 from the sealing element mold sections 148. The inner surfaces 176 face between the barriers 166, respectively Wells 182. The opposing depressions 182 define intermediate mold zones 184.
Die in Fig. 6 unten dargestellte Formhälfte 144 umfasst eine Unterdruckzone 186. Die Unterdruckzone 186 ist mit einer Randzone 188 verbunden. Durch die mit der Randzone 188 verbundene Unterdruckzone 186 ist in dem zwischen den Formhälften 144 gelegenen Raum 190 ein Unterdrück erzeugbar. Zusammen bilden die beiden gezeigten Formhälften 144 ein Gusswerkzeug 192. Das Gusswerkzeug 192 bildet zugleich ein Spritzgusswerkzeug 194 und ein Formgebungswerkzeug 196. Es kann als Kompaktgusswerkzeug 198 aufgefasst werden, da darin der in Fig. 4 gezeigte Dichtelementkompaktvorläufer 124 gebildet werden kann. The mold half 144 shown below in FIG. 6 comprises a negative pressure zone 186. The negative pressure zone 186 is connected to an edge zone 188. Through the negative pressure zone 186 connected to the edge zone 188, a negative pressure can be generated in the space 190 located between the mold halves 144. Together, the two mold halves 144 shown form a casting tool 192. The casting tool 192 simultaneously forms an injection molding tool 194 and a shaping tool 196. It can be viewed as a compact casting tool 198, since the compact sealing element precursor 124 shown in FIG. 4 can be formed in it.
Die in dem Gusswerkzeug zusätzlich stattfindende Formgebung kann als Prägung aufgefasst werden. Daher wird das Gusswerkzeug 192 auch als Gussprägewerkzeug 200 beschrieben. The additional shaping that takes place in the casting tool can be viewed as embossing. Therefore, the casting tool 192 is also described as a casting stamping tool 200.
Fig. 7 zeigt Schnitt B-B aus Fig. 5. Wie in Fig. 6 ist auch in Fig. 7 zusätzlich die unten gezeigte Formhälfte 144 dargestellt. Der in Fig. 7 gezeigte Schnitt ist durch Dichtelement- Formabschnitt 202 ausgeführt. Fig. 7 shows section BB from Fig. 5. As in Fig. 6, the mold half 144 shown below is also shown in Fig. 7. The section shown in FIG. 7 is carried out through sealing element mold section 202.
Fig. 8 zeigt Schnitt C-C durch Fig. 5. Auch in Fig. 8 ist zusätzlich die untere Formhälfte 144 dargestellt. Gezeigt ist ein Schnitt durch Dichtelement-Formabschnitt 204. Fig. 8 shows section CC through Fig. 5. The lower mold half 144 is also shown in Fig. 8. Shown is a section through sealing element mold section 204.
Fig. 9 zeigt einen Schnitt B-B durch Dichtelementabschnitt 208 aus Fig. 4. Das Dichtelementmaterial weist eine Polymermatrix 210 auf. Das Dichtelementmaterial ist ein Verbundmaterial, wobei die Polymermatrix 210 die Matrix des Verbundmaterials ist. Die Polymermatrix 210 enthält einen Füllstoff 212. Der Füllstoff 212 enthält Fasern 214. Fig. 9 zeigt auch eine Vorzugsorientierung 216 der in der Polymermatrix 210 enthaltenen Fasern 214. Darüber hinaus zeigt Fig. 9 die Erstreckungsrichtung 218. Es ist sofort ersichtlich, dass die Vorzugsorientierung 216 in dem Dichtelementabschnitt 208 nicht parallel zur Erstreckungsrichtung 218 des Dichtelements in dem Dichtelementabschnitt 208 ausgerichtet ist. Fig. 10 zeigt Schnitt C-C aus Fig. 4. Es ist unmittelbar erkennbar, dass die Vorzugsorientierung 216 der Fasern 214 in dem Dichtelementabschnitt 142, der in Fig. 10 gezeigt ist, im Wesentlichen parallel zur Erstreckungsrichtung 218 des Dichtelements 100 in dem Dichtelementabschnitt 142 ausgerichtet ist. 9 shows a section BB through sealing element section 208 from FIG. 4. The sealing element material has a polymer matrix 210. The sealing element material is a composite material, with the polymer matrix 210 being the matrix of the composite material. The polymer matrix 210 contains a filler 212. The filler 212 contains fibers 214. FIG. 9 also shows a preferred orientation 216 of the fibers 214 contained in the polymer matrix 210. In addition, FIG 216 in the sealing element section 208 is not aligned parallel to the extension direction 218 of the sealing element in the sealing element section 208. 10 shows section CC from FIG. 4. It can be immediately seen that the preferred orientation 216 of the fibers 214 in the sealing element section 142, which is shown in FIG is.
Fig. 11 und 12 entsprechen Fig. 9 und 10. Der einzige Unterschied besteht darin, dass in Fig. 11 und 12 der Füllstoff 212 ein partikelförmiger Füllstoff ist. Die Partikel 220 weisen wie die Fasern 214 eine Vorzugsorientierung 216 auf. Die Vorzugsorientierungen in Fig. Figures 11 and 12 correspond to Figures 9 and 10. The only difference is that in Figures 11 and 12 the filler 212 is a particulate filler. Like the fibers 214, the particles 220 have a preferred orientation 216. The preferred orientations in Fig.
11 und 12 entsprechen den Vorzugsorientierungen in Fig. 9 und 10, so dass die Bemerkungen zu Fig. 9 und 10 im Hinblick auf die Vorzugsorientierungen und die Erstreckungsrichtungen in gleicher weise auch für Fig. 11 und 12 gültig sind. 11 and 12 correspond to the preferred orientations in FIGS. 9 and 10, so that the comments on FIGS. 9 and 10 with regard to the preferred orientations and the extension directions also apply in the same way to FIGS. 11 and 12.
Fig. 13 und 14 zeigen schematisch die Innenoberflächen 176 zweier Formhälften eines Gusswerkzeugs. Fig. 13 zeigt einen Ausbreitungszustand 222. Fig. 14 zeigt einen Prägezustand 224. 13 and 14 show schematically the inner surfaces 176 of two mold halves of a casting tool. Fig. 13 shows a propagation state 222. Fig. 14 shows an embossing state 224.
In dem Ausbreitungszustand 222 kann eine fließfähige Masse, die über eine Einspritzzone 164 zugeführt wurde, zwischen den Prägekanten 206 der Barrieren 166 hindurchströmen und sich in dem zwischen den Formhälften definierten Raum 190, der auch als Ausbreitungsraum 191 bezeichnet ist, flächig ausbreiten. Wenn der Ausbreitungsraum 191 großteils mit der fließfähigen Masse aufgefüllt ist, kann eine Formhälfte auf die andere Formhälfte zubewegt werden und das Gusswerkzeug dadurch von dem Ausbreitungszustand 222 in den in Fig. 14 gezeigten Prägezustand überführt werden. Dabei bilden sich zwischen den Prägekanten 206 die in Fig. 3 gezeigten Filmanbindungszonen 138 aus. In the spreading state 222, a flowable mass, which was supplied via an injection zone 164, can flow between the embossed edges 206 of the barriers 166 and spread over a surface in the space 190 defined between the mold halves, which is also referred to as the spreading space 191. If the spreading space 191 is largely filled with the flowable mass, one mold half can be moved towards the other mold half and the casting tool can thereby be transferred from the spreading state 222 to the embossing state shown in FIG. 14. The film connection zones 138 shown in FIG. 3 are formed between the embossed edges 206.
Fig. 15 entspricht Fig. 13. Die Vertiefung 182 im Dichtelement-Formabschnitt 150 umfasst einen Boden 226. Wandoberflächen 228 erstrecken sich in die Vertiefung 182 hinein zum Boden 226 hin. Eine Breite 230 an einem vom Boden 226 entfernten Ende der Wandoberflächen ist größer als eine Breite 232 an einem dem Boden zugewandten Ende der Wandoberflächen 228. Der Dichtelement-Formabschnitt 150 umfasst am Boden 226 der Vertiefung 182 Randvertiefungen 234. Die Randvertiefungen 234 dienen der Bildung von Dichtstegen 252 an der Dichtfläche 102. Die Randvertiefungen 234 sind Dichtsteg-Formabschnitte 236. Fig. 15 corresponds to Fig. 13. The recess 182 in the sealing element mold section 150 includes a base 226. Wall surfaces 228 extend into the recess 182 towards the base 226. A width 230 at an end of the wall surfaces remote from the floor 226 is greater than a width 232 at an end of the wall surfaces 228 facing the floor. The sealing element shaped section 150 comprises edge recesses 234 on the bottom 226 of the recess 182. The edge recesses 234 serve to form sealing webs 252 on the sealing surface 102. The edge recesses 234 are sealing web shaped sections 236.
Die Wandoberflächen 228 weisen Wandoberflächenkrümmungen 238 auf. Der Boden 226 weist eine Bodenoberflächenkrümmung 240 auf. Die Wandoberflächenkrümmungen 238 und die Bodenoberflächenkrümmungen 240 sind konkav. The wall surfaces 228 have wall surface curvatures 238. The floor 226 has a floor surface curvature 240. The wall surface curvatures 238 and the floor surface curvatures 240 are concave.
Die fließfähige Masse nimmt in der Vertiefung 182 wegen der konkaven Oberflächenkrümmungen 238 und 240 zunächst bauchförmige Oberflächenstrukturen an. Beim Erstarren beziehungsweise Aushärten der fließfähigen Masse kommt es häufig zu einer Materialschwindung. Diese wird durch die zunächst entstehenden, bauchförmigen Oberflächen kompensiert, da die bauchförmigen Oberflächen durch die Materialschwindung wenigstens teilweise verschwinden. The flowable mass initially takes on bulging surface structures in the depression 182 because of the concave surface curvatures 238 and 240. When the flowable mass solidifies or hardens, material shrinkage often occurs. This is compensated for by the bulging surfaces that initially arise, since the bulging surfaces at least partially disappear due to the shrinkage of the material.
Die Materialschwindung kann man sich gezielt zunutze machen, um Grate, die beim Durchdrängen der Filmanbindungszonen 138 (vgl. Fig. 3) entstehen, gezielt in die seitlichen Dichtelementoberflächen aufzunehmen. The material shrinkage can be used in a targeted manner in order to specifically absorb burrs that arise when pushing through the film bonding zones 138 (see FIG. 3) into the side sealing element surfaces.
Fig. 16 und 17 zeigen Ausschnitte von Dichtelementen 100. An den seitlichen Dichtelementoberflächen 242 weisen die Dichtelemente 100 jeweils Seitenoberflächenvertiefungen 244 auf. Das in Fig. 17 gezeigte Dichtelement 100 weist in der Seitenoberflächenvertiefung einen Grat 246 auf, der wenigstens teilweise in die Dichtelementoberfläche 242 aufgenommen ist. Der Trenngrat ist nach einem Trennen in der Filmanbindungszone 138 (vgl. Fig. 3) verblieben. In Folge einer Materialschwindung ist die Seitenoberflächenvertiefung 244 entstanden und deshalb der Grat 246 wenigstens teilweise in die Dichtelementoberfläche 242 aufgenommen. 16 and 17 show sections of sealing elements 100. On the side sealing element surfaces 242, the sealing elements 100 each have side surface recesses 244. The sealing element 100 shown in FIG. 17 has a ridge 246 in the side surface recess, which is at least partially incorporated into the sealing element surface 242. After separation, the separating ridge remained in the film bonding zone 138 (see FIG. 3). As a result of material shrinkage, the side surface recess 244 has arisen and therefore the ridge 246 is at least partially incorporated into the sealing element surface 242.
Bei dem in Fig. 18 gezeigten Dichtelement 100 ist die seitliche Dichtelementoberfläche 242 in einem Seitenoberflächenwinkel 248 geneigt. Der Seitenoberflächenwinkel 248 lässt sich gezielt einstellen, indem eine entsprechende Neigung der Wandoberflächen 228 des Gusswerkzeugs 192 beziehungsweise der Formhälfte 144 an die zu erwartende Materialschwindung angepasst wird. Fig. 19 zeigt einen Ausschnitt der Barrieren 166 zweier Formhälften mit entsprechend geneigten Wandoberflächen 228. An den Prägekanten 206 weisen die Barrieren 166 Protrusionen 250 auf. Die Protrusionen 250 erstrecken sich in die Vertiefung 182 hinein und befördern die Ausbildung einer Seitenoberflächenvertiefung 244 in einem zwischen den Formhälften formbaren Dichtelement 100. In the sealing element 100 shown in FIG. 18, the lateral sealing element surface 242 is inclined at a side surface angle 248. The side surface angle 248 can be adjusted in a targeted manner by adapting a corresponding inclination of the wall surfaces 228 of the casting tool 192 or the mold half 144 to the expected material shrinkage. 19 shows a section of the barriers 166 of two mold halves with correspondingly inclined wall surfaces 228. The barriers 166 have protrusions 250 on the embossed edges 206. The protrusions 250 extend into the recess 182 and promote the formation of a side surface recess 244 in a sealing element 100 that can be formed between the mold halves.
Fig. 20 zeigt einen Ausschnitt eines Dichtelements 100. Die Dichtfläche 102 ist dem Betrachter zugewandt. Die Dichtfläche weist Dichtstege 252 auf. Die Dichtstege 252 erstrecken sich an den Rändern der Dichtfläche 102 parallel zur Erstreckungsrichtung 218 des Dichtelements 100. Zwischen den beiden Dichtstegen sind Dichtflächenausnehmungen 254 angeordnet. Zwischen den Dichtflächenausnehmungen 254 erstrecken sich Verbindungsstege 256 von einem Dichtsteg zum anderen Dichtsteg 252. Fig. 20 shows a section of a sealing element 100. The sealing surface 102 faces the viewer. The sealing surface has sealing webs 252. The sealing webs 252 extend at the edges of the sealing surface 102 parallel to the extension direction 218 of the sealing element 100. Sealing surface recesses 254 are arranged between the two sealing webs. Between the sealing surface recesses 254, connecting webs 256 extend from one sealing web to the other sealing web 252.
Das in Fig. 21 gezeigte Dichtelement 100 entspricht dem in Fig. 20 gezeigten Dichtelement 100. Bei dem in Fig. 21 gezeigten Dichtelement sind die Dichtflächenausnehmungen rund. Hingegen sind die Dichtflächenausnehmungen 254 bei dem in Fig. 20 gezeigten Dichtelement 100 annähernd rechteckig. The sealing element 100 shown in FIG. 21 corresponds to the sealing element 100 shown in FIG. 20. In the sealing element shown in FIG. 21, the sealing surface recesses are round. In contrast, the sealing surface recesses 254 in the sealing element 100 shown in FIG. 20 are approximately rectangular.
Fig. 22 und 23 zeigen einen Ausschnitt aus einem Gusswerkzeug 192. Es handelt sich um ein Spritzgusswerkzeug 194. Es stellt zugleich ein Formgebungswerkzeug 196, ein Kompaktgusswerkzeug 198 und ein Gussprägewerkzeug 200 dar. 22 and 23 show a section of a casting tool 192. It is an injection molding tool 194. It also represents a shaping tool 196, a compact casting tool 198 and a casting stamping tool 200.
Fig. 22 zeigt, dass die beiden Barrieren 166, die einen Dichtelement-Formabschnitt 148 begrenzen, an jeweils einer der Formhälften 144 angeordnet sein können. In dem gezeigten Beispiel erstreckt sich eine links vom gezeigten Dichtelement-Formabschnitt 148 angeordnete Barriere 166 ausgehend von der oben dargestellten Formhälfte 144. Eine rechts vom dargestellten Dichtelement-Formabschnitt 148 dargestellte Barriere 166 erstreckt sich von der unten dargestellten Formhälfte 144. Eine Vertiefung 182 der einen Formhälfte 144 nimmt eine Barriere 166 der anderen Formhälfte so auf, dass auf der einen Seite der Barriere der Dichtelement-Formabschnitt 148 entsteht und auf der anderen Seite der Barriere 166 die Formzwischenzone 184 entsteht. 22 shows that the two barriers 166, which delimit a sealing element mold section 148, can each be arranged on one of the mold halves 144. In the example shown, a barrier 166 arranged to the left of the sealing element mold section 148 shown extends from the mold half 144 shown above. A barrier 166 shown to the right of the sealing element mold section 148 shown extends from the mold half 144 shown below. A recess 182 of one Mold half 144 receives a barrier 166 of the other mold half in such a way that the sealing element mold section 148 is created on one side of the barrier and the intermediate mold zone 184 is created on the other side of the barrier 166.
Fig. 23 illustriert, dass eine der beiden Formhälften sämtliche Barrieren 166 umfassen kann. Die Dichtelement-Formabschnitte 148 sind allein durch Vertiefungen 182 der Formhälfte 144 definiert, die auch die Barrieren 166 umfasst. Die Formzwischenzonen 184 sind durch Vertiefungen 182 beider Formhälften 144 definiert. Fig. 23 illustrates that one of the two mold halves can include all barriers 166. The sealing element shaped sections 148 are only formed by recesses 182 Mold half 144 is defined, which also includes the barriers 166. The intermediate mold zones 184 are defined by depressions 182 in both mold halves 144.
Bezugszeichenliste Reference symbol list
Dichtelement Dichtfläche Raum Einbuchtungen Auswölbungen erste Krümmung erster Dichtelementabschnitt zweite Krümmung zweiter Dichtelementabschnitt erster Kreis zweiter Kreis Dichtelementvorläufer Dichtelementkompaktvorläufer, 128, 130, 142, 208 DichtelementabschnittSealing element sealing surface space indentations bulges first curvature first sealing element section second curvature second sealing element section first circle second circle sealing element precursor sealing element compact precursor, 128, 130, 142, 208 sealing element section
Zwischenverbindungszone Anguss Trennzone Filmanbindungszone Anbindungszone Formhälfte Interconnection zone Sprue Separation zone Film connection zone Connection zone Mold half
Kompaktformhälfte , 150, 152, 202, 204 Dichtelement-Formabschnitt Dichtelement-Formzone Kavität Nut Angusszone Zuführzone Einspritzzone BarriereCompact mold half, 150, 152, 202, 204 Sealing element mold section Sealing element molding zone Cavity Groove Gate zone Feed zone Injection zone Barrier
Gusswerkzeugdichtung Dichtfederelement Elastomer Fluorelastomer Innenoberfläche Casting tool seal sealing spring element elastomer Fluoroelastomer inner surface
Einlass inlet
Auslass outlet
Vertiefung Formzwischenzone UnterdruckzoneDeepening intermediate mold zone negative pressure zone
Randzonefringe zone
Ausbreitungsraum Gusswerkzeug Spritzgusswerkzeug Formgebungswerkzeug Kompaktgusswerkzeug Gussprägewerkzeug Prägekante Polymermatrix Füllstoff Expansion space casting tool injection molding tool shaping tool compact casting tool casting embossing tool embossing edge polymer matrix filler
Fasernfibers
Vorzugsorientierung Erstreckungsrichtung PartikelPreferred orientation direction of extension particle
Ausbreitungszustand Prägezustand Boden State of expansion, condition of soil
Wandoberfläche , 232 Breite Wall surface, 232 width
Randvertiefung edge recess
Dichtsteg-Formabschnitt Wandoberflächenkrümmung Bodenoberflächenkrümmung Dichtelementoberfläche Seitenoberflächenvertiefung Grat Seitenoberflächenwinkel Protrusion Dichtsteg Dichtflächenausnehmung Verbindungssteg Sealing web mold section Wall surface curvature Floor surface curvature Sealing element surface Side surface recess Ridge Side surface angle Protrusion sealing web sealing surface recess connecting web

Claims

Patentansprüche Verfahren zur Herstellung eines Dichtelements (100), wobei eine fließfähige Masse in einem Gusswerkzeug (192), z. B. in einem Kompaktgusswerkzeug (198), so geführt wird, dass Claims Method for producing a sealing element (100), wherein a flowable mass in a casting tool (192), e.g. B. in a compact casting tool (198) so that
(a) ein mit einem Dichtelementabschnitt (126) des Dichtelements (100) korrespondierender Dichtelement-Formabschnitt (148) wenigstens teilweise mit der fließfähigen Masse aufgefüllt wird, (a) a sealing element mold section (148) corresponding to a sealing element section (126) of the sealing element (100) is at least partially filled with the flowable mass,
(b) eine mit keinem Dichtelementabschnitt (126, 128, 130) des Dichtelements (100) korrespondierende Formzwischenzone (184) wenigstens teilweise mit der fließfähigen Masse aufgefüllt wird, und (b) an intermediate mold zone (184) which does not correspond to any sealing element section (126, 128, 130) of the sealing element (100) is at least partially filled with the flowable mass, and
(c) ein mit einem weiteren Dichtelementabschnitt (128) des Dichtelements (100) korrespondierender weiterer Dichtelement-Formabschnitt (150) wenigstens teilweise mit der fließfähigen Masse aufgefüllt wird. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die fließfähige Masse dem Gusswerkzeug (192) über eine Zuführzone (162) zugeführt wird, von der aus sich die fließfähige Masse in dem Gusswerkzeug (192) flächig ausbreitet. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dichtelementvorläufer (122) aus dem Gusswerkzeug (192) entnommen wird und das Dichtelement (100) aus dem Dichtelementvorläufer (122) hergestellt wird, wobei wenigstens ein Anguss (134) oder eine Zwischenverbindungszone (132) vom Dichtelementvorläufer (122) entfernt wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, z. B. nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gusswerkzeug (192) ein Kompaktgusswerkzeug (198) ist, worin der Dichtelement-Formabschnitt (148) und der weitere Dichtelement-Formabschnitt (150) näher beieinander angeordnet sind als die mit diesen beiden Dichtelement-Formabschnitten (148, 150) korrespondierenden Dichtelementabschnitte (126, 128) des hergestellten Dichtelements (100). Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Entfernen der Zwischenverbindungszone (132) ein Abstand zwischen dem Dichtelement- abschnitt (126) und dem weiteren Dichtelementabschnitt (128) auf das gewünschte Maß gesteigert wird und dadurch das Dichtelement (100) aus einer kompakten Herstellungsform in eine ausgebreitete Anwendungsform gebracht wird, wobei der Abstand zwischen dem Dichtelementabschnitt (126) und dem weiteren Dichtelementabschnitt (128) bevorzugt durch eine Verringerung einer Krümmung (110, 114) in einem zwischenliegenden Dichtelementabschnitt gesteigert wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine vom Gusswerkzeug (192) umfasste Formhälfte (144) wenigstens eine Barriere (166) umfasst, die sich entlang wenigstens eines der Dichtelement-Formabschnitte (148, 150, 152, 202, 204) erstreckt, wobei die fließfähige Masse die Barriere (166) überwindet. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwei vom Gusswerkzeug (192) umfasste Formhälften (144) einen Ausbreitungsraum (191) definieren, in dem die über die Zuführzone (162) zugeführte fließfähige Masse ausgebreitet wird. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausbreitungsraum (191) nach dem flächigen Ausbreiten der fließfähigen Masse verjüngt wird, z. B. indem ein Abstand der beiden Formhälften (144) verringert wird. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausbreitungsraum (191) nach dem Ausbreiten der fließfähigen Masse so weit verjüngt wird, dass eine Barriere (166) einer Formhälfte (144) einen Abstand zu der anderen Formhälfte (144), z. B. zu einer Barriere (166) der anderen Formhälfte (144), einnimmt, der höchstens 5 mm beträgt, bevorzugt höchstens 2 mm beträgt, z. B. höchstens 1 mm beträgt. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausbreitungsraum (191) nach dem Ausbreiten der fließfähigen Masse so weit verjüngt wird, dass eine Barriere (166) einer Formhälfte (144) einen Abstand zu der anderen Formhälfte (144), z. B. zu einer Barriere (166) der anderen Formhälfte (144), einnimmt, der wenigstens 150 % einer Partikelgröße d90 eines partikelförmigen Füllstoffs beträgt, wenn in der fließfähigen Masse ein partikelförmiger Füllstoff enthalten ist; oder wenigstens dem Faserdurchmesser eines faserförmigen Füllstoffs entspricht, wenn in der fließfähigen Masse ein faserförmiger Füllstoff enthalten ist; oder wenigstens 0,01 mm beträgt, wenn in der fließfähigen Masse kein partikelförmiger und auch kein faserförmiger Füllstoff enthalten ist. Gusswerkzeug (192) zur Herstellung eines Dichtelements (100), wobei das Gusswerkzeug (192) Folgendes umfasst: zwei Formhälften (144), die in einem zwischen den Formhälften (144) gelegenen Raum (190) eine Dichtelement-Formzone (154) definieren, wobei die Dichtelement-Formzone (154) sich zwischen Barrieren (166) erstrecken kann, wobei bevorzugt wenigstens eine der Barrieren (166) an einer der einander zugewandten Innenoberflächen (176) der Formhälften (144) ausgebildet sein kann, wobei wenigstens eine der Formhälften (144) translatierbar ist, so dass deren Abstand zu der zweiten Formhälfte (144) durch eine Translationsbewegung einstellbar ist; und eine Zuführzone (162), durch welche eine fließfähige Masse dem Raum (190) des Gusswerkzeugs (192) zuführbar ist und von der aus die fließfähige Masse in dem Raum (190) des Gusswerkzeugs (192) flächig ausbreitbar ist. Gusswerkzeug (192) nach Anspruch 11 , umfassend: eine mit einer Randzone (188) des Raums (190) verbundene Unterdruckzone (186), durch die in der Randzone (188) des Raums (190) ein Unterdrück erzeugbar ist. Gusswerkzeug (192) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Raum (190) in wenigstens einer von der Zuführzone (162) ausgehenden Ausbreitungsrichtung (c) a further sealing element mold section (150) corresponding to a further sealing element section (128) of the sealing element (100) is at least partially filled with the flowable mass. Method according to claim 1, wherein the flowable mass is fed to the casting tool (192) via a feed zone (162), from which the flowable mass spreads over the surface in the casting tool (192). Method according to claim 1 or 2, characterized in that a sealing element precursor (122) is removed from the casting tool (192) and the sealing element (100) is produced from the sealing element precursor (122), with at least one sprue (134) or an intermediate connection zone ( 132) is removed from the sealing element precursor (122). Method according to one of the preceding claims, e.g. B. according to claim 3, characterized in that the casting tool (192) is a compact casting tool (198), wherein the sealing element mold section (148) and the further sealing element mold section (150) are arranged closer to one another than those with these two sealing element molds. Sealing element sections (126, 128) of the sealing element produced (100) corresponding to mold sections (148, 150). Method according to claim 4, characterized in that after removal of the interconnection zone (132), a distance between the sealing element section (126) and the further sealing element section (128) is increased to the desired size and the sealing element (100) is thereby brought from a compact production form into a spread-out application form, the distance between the sealing element section (126) and the further sealing element section (128 ) is preferably increased by reducing a curvature (110, 114) in an intermediate sealing element section. Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least one mold half (144) encompassed by the casting tool (192) comprises at least one barrier (166) which extends along at least one of the sealing element mold sections (148, 150, 152, 202, 204 ), whereby the flowable mass overcomes the barrier (166). Method according to one of claims 2 to 6, characterized in that two mold halves (144) enclosed by the casting tool (192) define a spreading space (191) in which the flowable mass supplied via the feed zone (162) is spread out. Method according to claim 7, characterized in that the spreading space (191) is tapered after the flowable mass has been spread over the surface, e.g. B. by reducing the distance between the two mold halves (144). Method according to claim 7 or 8, characterized in that the spreading space (191) is tapered after the flowable mass has been spread to such an extent that a barrier (166) of one mold half (144) is at a distance from the other mold half (144), e.g. B. to a barrier (166) of the other mold half (144), which is at most 5 mm, preferably at most 2 mm, e.g. B. is at most 1 mm. Method according to claim 9, characterized in that the spreading space (191) is tapered after the flowable mass has been spread to such an extent that a barrier (166) of one mold half (144) is at a distance from the other mold half (144), e.g. B. to a barrier (166) of the other mold half (144). is at least 150% of a particle size d90 of a particulate filler if a particulate filler is contained in the flowable mass; or at least corresponds to the fiber diameter of a fibrous filler if a fibrous filler is contained in the flowable mass; or at least 0.01 mm if the flowable mass contains no particulate or fibrous filler. Casting tool (192) for producing a sealing element (100), the casting tool (192) comprising the following: two mold halves (144) which define a sealing element molding zone (154) in a space (190) located between the mold halves (144), wherein the sealing element molding zone (154) can extend between barriers (166), wherein preferably at least one of the barriers (166) can be formed on one of the mutually facing inner surfaces (176) of the mold halves (144), wherein at least one of the mold halves ( 144) is translatable, so that its distance from the second mold half (144) can be adjusted by a translational movement; and a feed zone (162), through which a flowable mass can be fed to the space (190) of the casting tool (192) and from which the flowable mass can be spread over a surface in the space (190) of the casting tool (192). Casting tool (192) according to claim 11, comprising: a negative pressure zone (186) connected to an edge zone (188) of the space (190), through which a negative pressure can be generated in the edge zone (188) of the space (190). Casting tool (192) according to claim 11 or 12, characterized in that in the space (190) in at least one direction of propagation starting from the feed zone (162).
(a) ein Dichtelement-Formabschnitt (148) der Dichtelement-Formzone (154) ausgebildet ist, (a) a sealing element molding section (148) of the sealing element molding zone (154) is formed,
(b) eine Formzwischenzone (184) ausgebildet ist, und (c) ein weiterer Dichtelement-Formabschnitt (150) der Dichtelement-Formzone (154) ausgebildet ist. Dichtelement (100) zur Anordnung zwischen zwei gegeneinander abzudichtenden Fluidräumen (104) einer Vorrichtung, wobei das Dichtelement (100) Folgendes umfasst: eine Dichtfläche (102), eine gegenüber der Dichtfläche (102) angeordnete Anbindungsseite (272), und ein Dichtelementmaterial, das ein Polymermaterial ist oder eine Polymermatrix (210) aufweist. Dichtelement (100) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelementmaterial ein Verbundmaterial ist, wobei die Polymermatrix (210) die Matrix des Verbundmaterials ist; oder das Polymermaterial ein Duromermaterial ist. Dichtelement (100) nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymermatrix (210) eine thermoplastische Matrix oder eine duromere Matrix ist. Dichtelement (100) nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass in einem zentral gelegenen Dichtelementabschnitt und in einem außen gelegenen Dichtelementabschnitt des Dichtelements sich ein Grad einer Vorzugsorientierung wenigstens eines Bestandteils des Dichtelementmaterials nicht unterscheidet oder um höchstens 70 %, z.B. höchstens 50 %, unterscheidet. Dichtelement (100) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorzugsorientierung (216) ausgewählt ist unter: einer Vorzugsorientierung (216) eines in der Polymermatrix (210) enthaltenen Füllstoffs, einer Vorzugsorientierung (216) von Molekülsträngen eines im Dichtelementmaterial enthaltenen Polymers. Dichtelement (100) nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Krümmung (110) des Dichtelements (100) in einem ersten Dichtelementabschnitt (112) sich von einer zweiten Krümmung (114) des Dichtelements (100) in einem zweiten Dichtelementabschnitt (116) unterscheidet. Dichtelement (100) nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymermaterial oder die Polymermatrix (210) bei einer Temperatur von bis zu 180 °C, bevorzugt von bis zu 210 °C, z. B. von bis zu 230 °C, nicht schmelzbar ist. Dichtelement (100) nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymermaterial oder die Polymermatrix (210) wenigstens ein Ketogruppen enthaltendes Polymer, z.B. ein Polyetheretherketon, ein Polyetherketon und/oder ein Polyketon; und/oder ein Imidogruppen enthaltendes Polymer, z.B. ein Polyamidimid, ein Polyetherimid und/oder eine Polyimid; und/oder ein Amidgruppen enthaltendes Polymer, z.B. ein Polyphthalamid und oder ein Polyamid; und/oder ein Sulfidbrücken enthaltendes Polymer, z.B. ein Polyphenylensulfid, und/oder; ein Sulfongruppen enthaltendes Polymer, z.B. ein Polysulfon; und/oder ein Fluorpolymer, bevorzugt ein schmelzverarbeitbares Fluorpolymer, besonders bevorzugt ein Perfluoralkoxy-Polymer und/oder ein Polytetrafluorethylen, z.B. ein schmelzverarbeitbares Perfluoralkoxy-Polymer und/oder ein schmelzverarbeitbares Polytetrafluorethylen; und/oder einen flüssigkristallinen Polyester enthält. Dichtelement (100) nach einem der Ansprüche 14 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die Polymermatrix (210) 0,05 Vol.-% bis 75 Vol.-%, z.B. 0,5 Vol.-% bis 25 Vol.-%, eines Füllstoffs enthält. Dichtelement (100) nach einem der Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstoff ein reibungsvermindernder Füllstoff ist, der bevorzugt partikelförmiges PTFE, Graphit und/oder Bornitrid enthält; und/oder dass der Füllstoff verschleißminderndes polymeres Material enthält, wobei das verschleißmindernde polymere Material bevorzugt ausgewählt ist unter einem Aramid, einem Polyimid, einem Polyphenylensulfon und einem vollaromatischen Polyester. Dichtelement (100) nach Anspruch 14 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstoff Fasern enthält, wobei die Fasern bevorzugt mineralische Fasern, Carbonfasern und/oder Polymerfasern sein können, wobei die mineralischen Fasern bevorzugt Glasfasern und die Polymerfasern bevorzugt Amidfasern oder teilweise oxidierte Polyacrylnitrilfasern sein können, wobei die Amidfasern bevorzugt Aramidfasern sein können. Dichtelement (100) nach einem der Ansprüche 14 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstoff einen kohlenstoffbasierten Füllstoff, bevorzugt einen nichtgraphitischen kohlenstoffbasierten Füllstoff, einen amorphen kohlenstoffbasierten Füllstoff, einen graphitischen kohlenstoffbasierten Füllstoff, Graphitpartikel, Kokspartikel, Carbon Black-Partikel, Graphitexpandatpartikel, Graphen, Carbonfasern, gemahlene Carbonfasern, und/oder Carbon-Nanotubes enthält. Dichtelement (100) nach einem der Ansprüche 14 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymermatrix (210) (b) an intermediate mold zone (184) is formed, and (c) a further sealing element molding section (150) of the sealing element molding zone (154) is formed. Sealing element (100) for arrangement between two fluid spaces (104) of a device to be sealed against one another, the sealing element (100) comprising the following: a sealing surface (102), a connection side (272) arranged opposite the sealing surface (102), and a sealing element material, which is a polymer material or has a polymer matrix (210). Sealing element (100) according to claim 14, characterized in that the sealing element material is a composite material, wherein the polymer matrix (210) is the matrix of the composite material; or the polymer material is a thermoset material. Sealing element (100) according to claim 14 or 15, characterized in that the polymer matrix (210) is a thermoplastic matrix or a duromer matrix. Sealing element (100) according to one of claims 14 to 16, characterized in that in a centrally located sealing element section and in an externally located sealing element section of the sealing element, a degree of preferred orientation of at least one component of the sealing element material does not differ or by at most 70%, for example at most 50 %, differs. Sealing element (100) according to claim 17, characterized in that the preferred orientation (216) is selected from: a preferred orientation (216) of a filler contained in the polymer matrix (210), a preferred orientation (216) of molecular strands of a polymer contained in the sealing element material. Sealing element (100) according to one of claims 14 to 18, characterized in that a first curvature (110) of the sealing element (100) in a first sealing element section (112) differs from a second curvature (114) of the sealing element (100) in a second Sealing element section (116) differs. Sealing element (100) according to one of claims 14 to 19, characterized in that the polymer material or the polymer matrix (210) at a temperature of up to 180 °C, preferably up to 210 °C, e.g. B. of up to 230 ° C, is not meltable. Sealing element (100) according to one of claims 14 to 20, characterized in that the polymer material or the polymer matrix (210) contains at least one polymer containing keto groups, for example a polyetheretherketone, a polyetherketone and/or a polyketone; and/or a polymer containing imido groups, for example a polyamideimide, a polyetherimide and/or a polyimide; and/or a polymer containing amide groups, for example a polyphthalamide and/or a polyamide; and/or a polymer containing sulfide bridges, for example a polyphenylene sulfide, and/or; a polymer containing sulfone groups, for example a polysulfone; and/or a fluoropolymer, preferably a melt-processable fluoropolymer, particularly preferably a perfluoroalkoxy polymer and/or a polytetrafluoroethylene, for example a melt-processable perfluoroalkoxy polymer and/or a melt-processable polytetrafluoroethylene; and/or contains a liquid crystalline polyester. Sealing element (100) according to one of claims 14 to 21, characterized in that the polymer matrix (210) 0.05% by volume to 75% by volume, for example 0.5% by volume to 25% by volume, contains a filler. Sealing element (100) according to one of claims 14 to 22, characterized in that the filler is a friction-reducing filler which preferably contains particulate PTFE, graphite and/or boron nitride; and/or that the filler contains wear-reducing polymeric material, the wear-reducing polymeric material being preferably selected from an aramid, a polyimide, a polyphenylene sulfone and a fully aromatic polyester. Sealing element (100) according to claims 14 to 23, characterized in that the filler contains fibers, wherein the fibers can preferably be mineral fibers, carbon fibers and / or polymer fibers, the mineral fibers preferably being glass fibers and the polymer fibers preferably being amide fibers or partially oxidized polyacrylonitrile fibers can, whereby the amide fibers can preferably be aramid fibers. Sealing element (100) according to one of claims 14 to 24, characterized in that the filler is a carbon-based filler, preferably a non-graphitic carbon-based filler, an amorphous carbon-based filler, a graphitic carbon-based filler, graphite particles, coke particles, carbon black particles, graphite expanded particles, graphene , carbon fibers, ground carbon fibers, and/or carbon nanotubes. Sealing element (100) according to one of claims 14 to 25, characterized in that the polymer matrix (210)
4 Vol.-% bis 18 Vol.-% dispergierte Carbonfasern enthält, und/oder Contains 4% by volume to 18% by volume of dispersed carbon fibers, and/or
4 Vol.-% bis 18 Vol.-% verschleißminderndes polymeres Material, z. B. Aramide, Polyimide, Polyphenylensulfone und/oder vollaromatische Polyester, enthält. 4% by volume to 18% by volume of wear-reducing polymeric material, e.g. B. aramides, polyimides, polyphenylene sulfones and / or fully aromatic polyesters.
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