DE102016201584A1 - Method for arranging a seal formation on a component and extrusion device therefor - Google Patents
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Abstract
Ein Verfahren zur Anordnung einer Dichtungsformation (40) an einem Bauteil (16), umfasst wenigstens die folgenden Schritte: – Bereitstellen eines mit der Dichtungsformation (40) zu versehenden Bauteils (16), – Bereitstellen eines Formwerkzeugs (28) mit einer darin ausgebildeten Formkavität (24), die eine Negativgestalt wenigstens eines Abschnitts der Dichtungsformation (40) aufweist, – Auftragen einer aushärtbaren Dichtungsmasse (14) in extrusionsfähigem Zustand entlang eines vorbestimmten Dichtungsformationsverlaufs auf das Bauteil (16) oder/und in die Formkavität (24), – Nach Auftragen der Dichtungsmasse (14): Annähern des Formwerkzeugs (28) an das Bauteil (16) derart, dass sich die aushärtbare Dichtungsmasse (14) in einer abgeschlossenen Kavität (30) befindet, – Ausüben von Druck auf die in der Kavität (30) angeordnete aushärtbare Dichtungsmasse (14), um diese in der Kavität (30) zu verformen, und – Aushärtenlassen der Dichtungsmasse (14).A method of arranging a seal formation (40) on a component (16) comprises at least the following steps: - providing a component (16) to be provided with the seal formation (40), - providing a molding tool (28) with a mold cavity formed therein (24) having a negative shape of at least a portion of the seal formation (40), applying a curable sealant (14) in an extrudable state along a predetermined seal formation course to the member (16) and / or into the mold cavity (24) Applying the sealant (14): approximating the mold (28) to the component (16) such that the curable sealant (14) is in a closed cavity (30), - applying pressure to the cavity (30) arranged curable sealant (14) to deform in the cavity (30), and - allowing the sealant (14) to cure.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anordnung einer Dichtungsformation an einem Bauteil, insbesondere Kfz-Bauteil, wobei hier bevorzugt an Dichtungsformationen gedacht ist, die im fertig montagebereiten Zustand des Bauteils über die sie aufweisende Bauteiloberfläche vorstehen. The present invention relates to a method for arranging a seal formation on a component, in particular motor vehicle component, wherein here preferably is intended to seal formations that protrude in the finished assembly ready state of the component on the component surface having them.
Es ist im Stand der Technik grundsätzlich bekannt, Dichtungsformationen mit komplexer Querschnittsgestalt als Strangprofil zu extrudieren. Dabei wird eine aushärtbare Dichtungsmasse, gegebenenfalls auch eine mehrkomponentige aushärtbare Dichtungsmasse, mittels eines Extruders durch eine Matrize gepresst, deren Öffnungsgestalt der Negativ-Querschnittsgestalt der zu erzeugenden Dichtungsformation entspricht. It is generally known in the prior art to extrude seal formations of complex cross-sectional shape as an extruded profile. In this case, a curable sealant, optionally also a multi-component curable sealant, pressed by means of an extruder through a die whose opening shape of the negative cross-sectional shape of the seal formation to be generated corresponds.
Auch spritzgegossene Dichtungsformationen sind bekannt, die nach dem Aushärten durch Verbindungsmittel oder durch Klebstoff mit dem sie jeweils später tragenden Bauteil verbunden werden. Ebenso können die Dichtungsformationen vorgefertigt in eine Spritzgussform eingelegt werden, woraufhin ein Befestigungsabschnitt der Dichtungsformation beim Spritzgießen des Bauteils vom Material des Bauteils umspritzt werden kann. Also, injection-molded seal formations are known, which are connected after curing by means of bonding agent or by adhesive with the component later carrying them each. Likewise, the seal formations can be prefabricated inserted into an injection mold, whereupon a mounting portion of the seal formation during injection molding of the component can be encapsulated by the material of the component.
Strangextrudierte Dichtungsformationen sind dann schwierig einzusetzen, wenn die Dichtungsformation am sie tragenden Bauteil längs einer gekrümmten Bahn verläuft. Strangely extruded seal formations are difficult to use when the seal formation on the component carrying them runs along a curved path.
Spritzgusstechnisch erzeugte Dichtungsformationen sind häufig massiv ausgebildet und daher nur bedingt verformbar. Injection molding technically produced seal formations are often solid and therefore only partially deformable.
Zwar können Dichtungsformationen spritzgusstechnisch mit Projektilinjektionstechnik so hergestellt werden, dass sie auch hohle Abschnitte aufweisen, jedoch steigen die bei Projektilinjektionstechnik anfallenden Werkzeugkosten stark an und für Wandstärken der hohlen Abschnitte von weniger als 2 mm liefert auch die Projektilinjektionstechnik nicht immer voll zufriedenstellende Ergebnisse. While seal formations can be injection molded using projectile injection technology to include hollow sections, the tooling costs associated with projectile injection technology are greatly increased, and for wall thicknesses of the hollow sections less than 2mm, the projectile injection technique does not always provide fully satisfactory results.
Der vorliegenden Anmeldung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine technische Lehre anzugeben, die die Herstellung von komplexen Dichtungsformationen, also etwa von Dichtungsformationen mit gekrümmtem, sogar mehrfach gekrümmtem Verlauf, erleichtert und die Produktion von Bauteilen mit Dichtungsformationen auf hohem Qualitätsniveau ermöglicht. The present application is therefore based on the object of specifying a technical teaching that facilitates the production of complex seal formations, that is, for example, of seal formations with a curved, even multiply curved course, and enables the production of components with seal formations at a high quality level.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Anordnung einer Dichtungsformation an einem Bauteil, wenigstens umfassend die folgenden Schritte:
- – Bereitstellen eines mit der Dichtungsformation zu versehenden Bauteils,
- – Bereitstellen eines Formwerkzeugs mit einer darin ausgebildeten Formkavität, die eine Negativgestalt wenigstens eines Abschnitts der Dichtungsformation aufweist,
- – Auftragen einer aushärtbaren Dichtungsmasse in extrusionsfähigem Zustand entlang eines vorbestimmten Dichtungsformationsverlaufs auf das Bauteil oder/und in die Formkavität,
- – Nach Auftragen der Dichtungsmasse: Annähern des Formwerkzeugs an das Bauteil derart, dass sich die aushärtbare Dichtungsmasse in einer abgeschlossenen Kavität befindet,
- – Ausüben von Druck auf die in der Kavität angeordnete aushärtbare Dichtungsmasse, um diese in der Kavität zu verformen, und
- – Aushärtenlassen der Dichtungsmasse.
- Providing a component to be provided with the seal formation,
- Providing a mold having a mold cavity formed therein and having a negative shape of at least a portion of the seal formation,
- Applying a curable sealant in an extrudable state along a predetermined course of the seal formation to the component or / and into the mold cavity,
- After application of the sealant: approximation of the mold to the component such that the curable sealant is in a closed cavity,
- - applying pressure to the curable sealant disposed in the cavity to deform it in the cavity, and
- - Allowing the sealant to harden.
Durch die Verwendung des Formwerkzeugs und der aushärtbaren Dichtungsmasse kann eine Dichtungsformation mit sehr hohem gestalterischem Freiheitsgrad erzeugt werden. Dadurch, dass die aushärtbare Dichtungsmasse im extrusionsfähigen Zustand bereits entlang des vorbestimmten Dichtungsformationsverlaufs aufgetragen wird, kann der Umformgrad der Dichtungsmasse nach dem Auftrag in Grenzen gehalten werden, was die Erfolgswahrscheinlichkeit der Umformung der aushärtbaren Dichtungsmasse zur Dichtungsformation und mit der Erfolgswahrscheinlichkeit die Bauteilqualität erhöht. By using the mold and the curable sealant, a seal formation having a very high degree of design freedom can be produced. Due to the fact that the hardenable sealant in the extrusion-capable state is already applied along the predetermined course of the seal formation, the degree of deformation of the sealant after application can be limited, which increases the probability of success of the transformation of the curable sealant into seal formation and with the probability of success the component quality.
Der Begriff "Umformen" ist im Gegensatz zum "Urformen" deshalb gerechtfertigt, weil die Dichtungsmasse nach dem Auftragen nicht vollständig formlos, sondern als Dichtungsmassenraupe entlang einer vorbestimmten Bahn vorliegt. The term "forming" is in contrast to the "prototyping" justified because the sealant after application is not completely informal, but is present as a seal mass bead along a predetermined path.
Die Kavität ist bevorzugt geschlossen, also allseits begrenzt. Die Formkavität des Formwerkzeugs ist dagegen zur Formtrennfläche des Formwerkzeugs hin offen. The cavity is preferably closed, so limited on all sides. By contrast, the mold cavity of the molding tool is open towards the mold parting surface of the molding tool.
Die Formkavität im Formwerkzeug erstreckt sich bevorzugt über die gesamte Länge des vorbestimmten Dichtungsformationsverlaufs, wobei die in der Formkavität ausgebildete Negativgestalt der späteren Dichtungsformation wenigstens den Kontaktbereich der Dichtungsformation mit einem weiteren Bauteil umfasst, sodass wenigstens jener Kontaktbereich der Dichtungsformation, welcher sich in fertig montiertem Zustand in dichtender Anlage an einem weiteren Bauteil befindet, mit einer exakten vorbestimmten Gestalt ausgebildet ist, sodass die dichtende Anlage die ihr zugewiesene Dichtungsfunktion auch vollständig erfüllen kann. The mold cavity in the mold preferably extends over the entire length of the predetermined seal formation course, wherein the formed in the mold cavity negative shape of the later seal formation at least the contact region of the seal formation with another component, so that at least that contact region of the seal formation, which in the fully assembled state in sealing system is located on another component, is formed with an exact predetermined shape, so that the sealing system can fully fulfill their assigned sealing function.
Grundsätzlich kann daran gedacht sein, den Druck auf die aushärtbare Dichtungsmasse durch bewegliche Formwerkzeugteile zu erzeugen. Bevorzugt ist jedoch daran gedacht, dass das Ausüben von Druck auf die Dichtungsmasse durch Einleiten eines Fluids in die Kavität erfolgt. Hierzu können beispielsweise Einblasnadeln oder allgemein Fluideinleitungsdüsen vorgesehen sein, mit welchen Fluid in die Kavität eingeleitet werden kann. Bevorzugt ist das eingeleitete Fluid ein Gas, wenngleich auch eine Flüssigkeit als das eingeleitete Fluid nicht ausgeschlossen sein soll. In principle, it may be thought to create the pressure on the curable sealant by moving mold parts. Prefers However, it is envisaged that the application of pressure to the sealant by introducing a fluid into the cavity. For this purpose, for example injection needles or generally fluid introduction nozzles can be provided, with which fluid can be introduced into the cavity. Preferably, the fluid introduced is a gas, although a fluid as the fluid introduced should not be excluded.
Bevorzugt ist das Volumen der aufgetragenen Dichtungsmasse kleiner als das Volumen der nach der Annäherung des Formwerkzeugs an das Bauteil gebildeten Kavität, sodass beim Annähern des Formwerkzeugs an das Bauteil die Kavität nicht vollständig gefüllt wird und keine überschüssige Dichtungsmasse seitlich aus dem Bereich der Kavität herausgepresst wird. Die Formkavität ist daher mit der Kavität nicht notwendigerweise identisch, trägt aber zur Bildung der Kavität bei. Preferably, the volume of the applied sealant is smaller than the volume of the cavity formed after the approach of the mold to the component, so that the cavity is not completely filled when approaching the mold to the component and no excess sealant is pressed laterally out of the region of the cavity. The mold cavity is therefore not necessarily identical to the cavity, but contributes to the formation of the cavity.
Ebenso kann daran gedacht sein, dass die Kavität nach dem Annähern des Formwerkzeugs und noch vor dem Verformen der Dichtungsmasse vollständig oder nahezu vollständig, also etwa zu 90 Vol.-% oder mehr, mit extrusionsfähiger Dichtungsmasse gefüllt ist und dass Dichtungsmasse durch das Einleiten von Fluid in die Kavität aus dieser hinaus in eine Nebenkavität gefördert wird. Ein Strömungskanal von der Kavität in die Nebenkavität kann durch Schalten eines Ventils zur Durchströmung freigegeben oder gegen eine Durchströmung gesperrt werden. Likewise, it may be thought that the cavity after the approach of the mold and before the deformation of the sealant is completely or almost completely, that is about 90 vol .-% or more, filled with extrusionsfähiger sealant and that sealant by the introduction of fluid into the cavity from this out into a Nebenkavität is promoted. A flow channel from the cavity into the secondary cavity can be released by switching a valve to the flow or blocked against a flow.
Um eine Dichtungsformation mit einem oder mehreren Hohlräumen erzeugen zu können, sodass die hohlen Abschnitte der Dichtungsformation bei dichtender Anlage an ein weiteres Bauteil mit besonders geringer Kraft und hohem Verformungsgrad sicher verformbar sind, kann vorgesehen sein, dass das Fluid in die Dichtungsmasse eingeleitet wird. Hierzu kann vorgesehen sein, dass eine Einblasnadel oder allgemein eine Fluideinleitungsdüse in die aufgetragene Dichtungsmasse eintaucht und in diese mündet. In order to be able to produce a seal formation with one or more cavities, so that the hollow sections of the seal formation can be securely deformed in sealing contact with another component with particularly low force and high degree of deformation, it can be provided that the fluid is introduced into the sealant. For this purpose, it may be provided that a Einblasnadel or generally a fluid introduction nozzle dips into the applied sealant and opens into it.
Bevorzugt ist als aushärtbare Dichtungsmasse eine thermisch aushärtbare Dichtungsmasse vorgesehen, insbesondere ein thermoplastisches Elastomer. Bei einer thermisch aushärtbaren Dichtungsmasse kühlt die Dichtungsmasse bei Berührung der Kavitätswand unter Erstarrung ab, sodass sich besonders einfach durch Einblasen von Fluid in die grundsätzlich extrusionsfähige Dichtungsmasse nach dem Auftragen besonders sicher wiederholbar Hohlräume bilden lassen, sogar Hohlräume, die sich entlang des gesamten Dichtungsformationsverlaufs erstrecken können. Preferably, a heat-curable sealant is provided as curable sealant, in particular a thermoplastic elastomer. In a thermosetting sealant, the sealant cools upon contact with the Kavitätswand under solidification, so it is particularly safe by injecting fluid into the generally extrudable sealant after application particularly safe repeatable cavities form, even cavities that can extend along the entire seal formation course ,
Bevorzugt wird die Dichtungsmasse in extrusionsfähigem Zustand auf das Bauteil selbst aufgetragen. Wie oben jedoch ausgesagt ist, kann die Dichtungsmasse auch in die Formkavität des Formwerkzeugs aufgetragen werden und durch Annäherung des Formwerkzeugs an das Bauteil ebenso an das Bauteil angenähert werden. Preferably, the sealant is applied in extrusionsfähigem state on the component itself. However, as stated above, the sealant can also be applied in the mold cavity of the mold and also approximated by approach of the mold to the component to the component.
Das Formwerkzeug kann ein- oder mehrteilig sein. Nach erfolgter Annäherung liegt es mit seiner Formtrennfläche entweder am Bauteil oder an wenigstens einem weiteren Formwerkzeug an. The mold can be one or more parts. After the approach, it is with his mold parting either on the component or on at least one other mold.
Bevorzugt befindet sich das Dichtungsmaterial beim Auftrag in einem derart extrusionsfähigen Zustand, dass es zwar ohne größere Probleme aus einer Auftragsdüse als Raupe auf einen Untergrund aufgetragen werden kann, dass es jedoch nach dem Auftrag unter Einwirkung seines Eigengewichts nicht oder nur in vernachlässigbarem Umfang fließt. Die aushärtbare Dichtungsmasse bleibt also nach dem Auftrag als Dichtungsmassenraupe erhalten. Die Dichtungsmassenraupe wird bevorzugt entlang des vorbestimmten Dichtungsformationsverlaufs – abgesehen von ihren Längsenden – mit konstantem Querschnitt aufgetragen, wenngleich dies nicht so sein muss. During application, the sealing material is preferably in such an extrusion-capable state that, although it can be applied from a coating nozzle as a bead to a substrate without major problems, it does not flow or only to a negligible extent after application under the action of its own weight. The curable sealant thus remains after the order obtained as a sealant bead. The sealant bead is preferably applied along the predetermined seal formation course, except for its longitudinal ends, with a constant cross section, although this may not be the case.
Je nach gewünschtem Querschnitt oder Teilquerschnitt der Dichtungsformation kann es vorteilhaft sein, wenn das Verfahren den weiteren Schritt eines Anordnens von einem, gegebenenfalls mehrteiligen, Zusatz-Formwerkzeug zwischen dem Bauteil und dem Formwerkzeug aufweist, wobei das Zusatz-Formwerkzeug eine formgebende Wirkfläche aufweist, die zur Bildung der Kavität beiträgt. Depending on the desired cross section or partial cross section of the seal formation, it may be advantageous if the method comprises the further step of arranging a, optionally multi-part, additional mold between the component and the mold, wherein the additional mold has a forming effective surface, the Forming the cavity contributes.
Das Zusatz-Formwerkzeug kann so – in der Funktion ähnlich einem Schieber – dazu dienen, der Dichtungsformation in einem jenseits der die Dichtungsformation tragenden Bauteiloberfläche gelegenen Dichtungsformationsabschnitt eine Querschnittsgestalt zu verleihen, die ansonsten nur mit einem diesen Abschnitt der Dichtungsformation hintergreifenden Formkavitätsabschnitt ausbildbar wäre, was zu Schwierigkeiten bei der Entformbarkeit der Dichtungsformation aus der hintergreifenden Formkavität des Formwerkzeugs führen könnte. Das Zusatz-Formwerkzeug kann beispielsweise zweiteilig ausgeführt sein, wobei die Wirkflächen der jeweiligen Zusatz-Formwerkzeugteile bei produktionsfertig hergestellter Kavität aufeinander zuweisen. Die extrusionsfähige Dichtungsmasse wird dann in der Regel zwischen die Wirkflächen der unterschiedlichen Zusatz-Formwerkzeugteile aufgetragen. The additional molding tool can serve - in the function similar to a slide - to give the seal formation in a beyond the seal formation bearing component surface located seal formation portion of a cross-sectional shape, which would otherwise be formed only with this this section of the seal formation engages behind the mold cavity portion, which Difficulty in releasability of the seal formation could result from the trailing mold cavity of the mold. The additional molding tool can be designed, for example, in two parts, wherein the active surfaces of the respective additional molding tool parts are assigned to each other when the cavity is ready for production. The extrusive sealant is then applied usually between the active surfaces of the different additional mold parts.
Das Zusatz-Formwerkzeug kann in einfacher Weise auf dem Bauteil aufliegen, an welchem die Dichtungsformation angeordnet werden soll. Zur Entformung kann das Zusatz-Formwerkzeug, insbesondere dann, wenn es mehrteilig ausgebildet ist, längs der Bauteiloberfläche von der hergestellten Dichtungsformation weggezogen werden, also etwa orthogonal zur Annäherungsrichtung des Formwerkzeugs. The additional molding tool can rest in a simple manner on the component on which the seal formation is to be arranged. For demolding, the additional mold, in particular, if it is designed in several parts, are pulled along the component surface of the seal formation produced, that is approximately orthogonal to the approach direction of the mold.
Um auch große Umformkräfte prozesstechnisch sicher handhaben zu können, ist es weiterhin bevorzugt, wenn das Verfahren den Schritt des Abstützens des Bauteils auf einem Abstütz-Formwerkzeug aufweist, so dass sich das Bauteil nach Annäherung des Formwerkzeugs zwischen Abstütz-Formwerkzeug und Formwerkzeug befindet. Optional kann sich das Bauteil dabei zwischen Abstütz-Formwerkzeug und Zusatz-Formwerkzeug befinden, wenn ein Zusatz-Formwerkzeug Verwendung findet. In order to be able to handle large deformation forces reliably in terms of process technology, it is further preferred if the method has the step of supporting the component on a support mold, so that the component is located after approach of the mold between support mold and mold. Optionally, the component can be located between the support mold and additional mold when an additional mold is used.
Dabei kann das Abstütz-Formwerkzeug in äußerst vorteilhafter Weise der Herstellung einer formschlüssigen Verbindung zwischen der Dichtungsformation und dem sie tragenden Bauteil dienen, nämlich beispielsweise dadurch, dass das Bauteil im Bereich des vorbestimmten Dichtungsverlaufs das Bauteil durchsetzende Öffnungen aufweist, die zur Bildung der Kavität beitragen, wobei auch das Abstütz-Formwerkzeug wenigstens im Bereich der durchsetzenden Öffnungen zur Bildung der Kavität beiträgt. So kann die extrusionsfähige Dichtungsmasse während des Schritts eines Ausübens von Drucks auf die Dichtungsmasse durch die das Bauteil durchsetzenden Öffnungen gedrückt werden, bis sie das Abstütz-Formwerkzeug erreicht, das wenigstens im Bereich der durchsetzenden Öffnungen zur Bildung bzw. Begrenzung der Kavität beiträgt und den Strömungsbereich der Dichtungsmasse begrenzt. In this case, the support-forming tool can serve in an extremely advantageous manner to produce a positive connection between the seal formation and the component carrying it, namely, for example, in that the component has openings passing through the component in the region of the predetermined sealing profile, which contribute to the formation of the cavity. wherein also the support-forming tool contributes at least in the region of the penetrating openings for the formation of the cavity. Thus, during the step of applying pressure to the sealant, the extrudable sealant may be forced through the apertures passing through the member until it reaches the support mold that contributes to cavity formation at least in the region of the penetrating openings and the flow area the sealant limited.
Eine besonders effektive formschlüssige Verbindung kann dann erreicht werden, wenn sich die durchsetzenden Öffnungen im Bauteil in Richtung zum Abstütz-Formwerkzeug hin wenigstens abschnittsweise aufweiten, sodass das Material der Dichtungsformation die Öffnung im Bauteil hingreift. A particularly effective form-fitting connection can be achieved if the penetrating openings in the component widen at least in sections in the direction of the support mold, so that the material of the seal formation engages the opening in the component.
Zusätzlich oder alternativ kann für eine andere Art der Verbindung zwischen Dichtungsmasse und Bauteil gesorgt werden, dann nämlich, wenn die aushärtbare Dichtungsmasse einerseits und das Bauteil wenigstens im Bereich des Dichtungsmassenauftrags andererseits kompatibel thermoplastische Kunststoffe aufweisen, die eine wenigstens teilweise stoffliche Verbindung miteinander ermöglichen. In diesem Falle kann das Verfahren den Schritt eines wenigstens abschnittsweisen, vorzugsweise längs des gesamten Dichtungsformationsverlaufs erfolgenden Aufschmelzens oder wenigstens Erweichens des Bauteils im Bereich des Dichtungsmassenauftrags umfassen. Bevorzugt erfolgt dieses Aufschmelzen bzw. Erweichen vor dem Auftrag der extrusionsfähigen Dichtungsmasse darauf, sodass unmittelbar mit dem Auftrag der Dichtungsmasse auf das Bauteil Diffusionsprozesse zwischen dem Bauteilmaterial und der Dichtungsmasse stattfinden können. Additionally or alternatively, a different type of connection between sealant and component can be provided, namely, if the curable sealant on the one hand and the component at least in the field of sealant application on the other hand compatible thermoplastics that allow an at least partially material connection with each other. In this case, the method may include the step of at least partially melting, or at least softening, of the component in the region of the sealant application, preferably along the entire course of the seal formation. This melting or softening preferably takes place prior to the application of the extrudable sealing compound, so that diffusion processes between the component material and the sealing compound can take place directly with the application of the sealing compound to the component.
Das Formwerkzeug wird bevorzugt nur auf das Bauteil oder das Zusatz-Formwerkzeug aufgesetzt, so dass sich das Bauteil nicht vollständig in der Kavität befindet, sondern lediglich einen die Kavität begrenzenden Abschnitt bildet. The mold is preferably placed only on the component or the additional molding tool, so that the component is not completely in the cavity, but only forms a cavity limiting section.
Bevorzugt befindet sich ein durch das Einleiten von Fluid in die Dichtungsmasse hergestellter Hohlraum in der Dichtungsformation in einem außerhalb des die Dichtungsformation tragenden Bauteils gelegenen Abschnitt, sodass der hohle Dichtungsformationsabschnitt während der Montage des Bauteils zur Erzielung einer möglichst guten Dichtwirkung gut und einfach verformbar ist. Preferably, a cavity produced by the introduction of fluid into the sealant is located in the seal formation in a portion outside the seal formation bearing member, so that the hollow seal formation portion is well and easily deformable during assembly of the component to achieve the best possible sealing effect.
Zur Herstellung einer besonders passgenauen Dichtungsformation kann das Verfahren weiterhin den Schritt einer Schneidbearbeitung der Dichtungsmasse aufweisen, wobei die Dichtungsmasse im extrusionsfähigen aushärtbaren oder/und im ausgehärteten Zustand beschnitten werden kann. Hierzu kann beispielsweise im Formwerkzeug oder auch im Zusatz-Formwerkzeug ein Schneidwerkzeug integriert sein. Die Schneidbearbeitung der Dichtungsmasse ist besonders bei Verwendung der oben angesprochenen Nebenkavität vorteilhaft, etwa um in Strömungskanäle eingedrungene und ausgehärtete Dichtungsmasse zu entfernen, die nicht zur Dichtungsformation gehört. To produce a particularly accurate seal formation, the method may further comprise the step of cutting the sealant, wherein the sealant may be trimmed in the extrudable curable and / or in the cured state. For this purpose, for example, a cutting tool can be integrated in the mold or in the additional mold. The cutting of the sealant is particularly advantageous when using the above-mentioned secondary cavity, for example, to remove penetrated into flow channels and hardened sealant that does not belong to the seal formation.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiter ein Extrusionswerkzeug zur Ausführung des oben genannten Dichtungsmasseauftrags in dem Verfahren, wie es oben beschrieben und weitergebildet ist. Bevorzugt ist dieses Extrusionswerkzeug mit der Werkzeugaufnahme eines Roboters, insbesondere Mehrachsen-Roboters verbindbar. Das Extrusionswerkzeug weist daher bevorzugt eine Schnittstellenformation zur Verbindung mit einer Schnittstellengegenformation an einem Roboter, insbesondere Mehrachsen-Roboter, auf. The present invention further relates to an extrusion die for performing the above-mentioned sealant application in the method as described above and further developed. Preferably, this extrusion tool can be connected to the tool holder of a robot, in particular a multi-axis robot. The extrusion tool therefore preferably has an interface formation for connection to an interface counterformation on a robot, in particular a multi-axis robot.
Das Extrusionswerkzeug weist zunächst eine Extrusionsöffnung auf, durch die extrusionsfähige Dichtungsmasse ausgegeben werden kann. Die Extrusionsöffnung bildet somit einen Auslass für die extrusionsfähige Dichtungsmasse. The extrusion tool initially has an extrusion opening through which extrudable sealant can be dispensed. The extrusion opening thus forms an outlet for the extrudable sealant.
Um das Extrusionswerkzeug mobil robotergeführt einsetzen zu können, weist es weiter einen in einem Zylinder beweglich geführten Extrusionskolben auf, über welchen im Zylinder vorhandene extrusionsfähige Dichtungsmasse durch Relativbewegung von Extrusionskolben und Zylinder durch die Extrusionsöffnung ausgeschoben werden kann. Der Zylinder ist nachfolgend auch als "Extrusionszylinder" bezeichnet. In order to be able to use the extrusion tool in a robot-guided manner, it furthermore has an extrusion piston movably guided in a cylinder, via which extrusion-capable sealing compound present in the cylinder can be pushed out through the extrusion opening by relative movement of the extrusion piston and cylinder. The cylinder is also referred to below as "extrusion cylinder".
Zur Befüllung des Zylinders mit extrusionsfähiger Dichtungsmasse ist eine Förderleitung vorgesehen, mittels welcher durch eine Förderöffnung hindurch der Zylinder mit extrusionsfähiger Dichtungsmasse befüllbar ist. For filling the cylinder with extrusionsfähiger sealant a delivery line is provided, by means of which through a delivery opening through the cylinder with extrusive sealant is filled.
Durch die Verwendung eines Extrusionskolbens kann in sehr kurzer Zeit ein sehr hoher und doch definierter Druck auf die Dichtungsmasse im Zylinder ausgeübt werden, sodass eine Extrusion von Dichtungsmasse mit sehr kurzen Ansprechzeiten bei gleichzeitiger hoher Präzision erfolgen kann. Through the use of an extrusion piston, a very high and yet defined pressure can be exerted on the sealant in the cylinder in a very short time, so that an extrusion of sealant with very short response times can be done with high precision.
Darüber hinaus ist durch den Extrusionskolben im Gegensatz zu einer sonst verwendeten Extrusionsschnecke eine Extrusion mit zeitlich während des Extrusionsvorgangs veränderlichem Extrusionsdruck problemlos realisierbar. Moreover, in contrast to an extrusion screw which is otherwise used, extrusion can be carried out without problem by means of the extrusion piston with extrusion pressure that varies over time during the extrusion process.
Die Befüllung des Zylinders über die Förderleitung durch die Förderöffnung hindurch kann durch eine Extrusionsschnecke oder dgl. erfolgen, wobei die Befüllung des Zylinders nicht mit hoher Präzision erfolgen muss, da es lediglich darauf ankommt, dass am Ende des Befüllungsvorgangs das Zylindervolumen mit Dichtungsmasse gefüllt vorliegt. The filling of the cylinder via the delivery line through the delivery opening can be carried out by an extrusion screw or the like, wherein the filling of the cylinder must not be done with high precision, since it is only important that the cylinder volume is filled with sealant at the end of the filling process.
Bevorzugt ist die Extrusionsöffnung in einer Extrusionsdüse vorgesehen, welche als starres Bauteil an dem Extrusionswerkzeug vorgesehen ist, im Gegensatz etwa zu einem flexiblen Extrusionsschlauch. Zwar ließe sich ein flexibler Extrusionsschlauch mit ansonsten ortsfestem Extrusionswerkzeug wegen seiner geringeren Masse leichter oder/und präziser führen als das gesamte Extrusionswerkzeug. Jedoch weist der Extrusionsschlauch aufgrund seiner Flexibilität schlauchimmanente Elastizitäten auf, die den vom Extrusionswerkzeug bereitgestellten Extrusionsdruck und dessen zeitlichen Verlauf beeinträchtigen und damit zu einem ungenaueren Fördermengenstrom als bei starrer Extrusionsdüse führen. Daher ist bevorzugt das Extrusionswerkzeug wenigstens vom Extrusionszylinder bis zur Extrusionsöffnung schlauchfrei, sodass dieser Abschnitt des Extrusionswerkzeugs modellhaft als unendlich starrer Körper aufgefasst werden kann. Preferably, the extrusion opening is provided in an extrusion die, which is provided as a rigid component on the extrusion die, as opposed to a flexible extrusion hose. Although a flexible extrusion hose with otherwise stationary extrusion tool could be easier or / and more precise than the entire extrusion tool because of its lower mass. However, due to its flexibility, the extrusion hose has hose-inherent elasticities which impair the extrusion pressure provided by the extrusion tool and its time course and thus lead to a less accurate delivery flow than with a rigid extrusion die. Therefore, the extrusion die is preferably free of tubing at least from the extrusion cylinder to the extrusion opening, so that this section of the extrusion die can be modeled as an infinitely rigid body.
Grundsätzlich kann daran gedacht sein, den Zylinder durch die Extrusionsöffnung zu befüllen, jedoch ist es bevorzugt, den Extrusionszylinder möglichst unmittelbar mit Dichtungsmasse befüllen zu können, also mit möglichst kurzen Totstrecken zwischen Förderöffnung und Zylinder. Aus diesem Grunde ist bevorzugt die Förderöffnung gesondert von der Extrusionsöffnung und mit Abstand von dieser ausgebildet. In principle, it may be thought to fill the cylinder through the extrusion opening, but it is preferable to be able to fill the extrusion cylinder as directly as possible with sealing compound, ie with the shortest possible deadlines between the delivery opening and cylinder. For this reason, the delivery opening is preferably formed separately from the extrusion opening and at a distance from it.
Weiterhin kann daran gedacht sein, dem durch Relativbewegung zwischen Extrusionskolben und Extrusionszylinder gebildeten Extrusionsdruck in der Förderleitung durch einen entsprechend erhöhten Förderdruck entgegenzuwirken, um ein unerwünschtes Rückfördern von Dichtungsmasse in die Förderleitung während eines Extrusionsvorgangs zu verhindern. Einfacher und sicherer ist es jedoch, wenn die Förderleitung, bevorzugt im Bereich der Förderöffnung, ein Förderventil aufweist, das eine Strömung von Dichtungsmasse nur in den Zylinder hinein zulässt, eine Strömung aus dem Zylinder hinaus jedoch sperrt. Bevorzugt ist das Förderventil im Bereich der Förderöffnung vorgesehen, um es möglichst nahe an der Zylinderwand bereitzustellen, sodass an dem Förderventil ein möglichst geringer Totraum gebildet ist. Das Förderventil kann beispielsweise ein Kugelventil oder ein anderes Rückschlagventil sein, das sich bei der Förderung von pastösen Medien bewährt hat, wie es extrusionsfähige Dichtungsmasse darstellt. Furthermore, it can be thought to counteract the extrusion pressure formed in the delivery line by relative movement between the extrusion piston and the extrusion cylinder by a correspondingly increased delivery pressure in order to prevent an undesired return of sealant into the delivery line during an extrusion process. However, it is simpler and safer if the delivery line, preferably in the region of the delivery opening, has a delivery valve which allows a flow of sealing compound only into the cylinder but blocks flow out of the cylinder. Preferably, the delivery valve is provided in the region of the delivery opening in order to provide it as close as possible to the cylinder wall, so that as small a dead space as possible is formed on the delivery valve. The delivery valve may be, for example, a ball valve or other check valve, which has proven itself in the promotion of pasty media, as it represents extrusive sealant.
Grundsätzlich kann die Extrusion mit Beginn der Kolbenbewegung relativ zum Zylinder beginnen. Dann kann sich, je nach Viskosität der extrudierten Dichtungsmasse, zu Beginn und am Ende der extrudierten Dichtungsmasse eine Anfangs- und eine Endraupe bilden, welche in ihrer Querschnittsgestalt von der sonst aufgetragenen Dichtungsmassenraupe sich unterscheiden. Um möglichst während des gesamten Extrusionsvorgangs eine Extrusionsraupe mit örtlich konstantem Querschnitt bereitstellen zu können, ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass eine Strömung durch die Extrusionsöffnung hindurch durch ein wahlweise zwischen einer Durchlassstellung und einer Sperrstellung schaltbares Extrusionsventil gestattbar und verhinderbar ist. In principle, the extrusion can begin with the beginning of the piston movement relative to the cylinder. Then, depending on the viscosity of the extruded sealant, at the beginning and at the end of the extruded sealant, an initial and a final bead may form which differ in cross-sectional shape from the otherwise applied sealant bead. In order to be able to provide an extrusion bead with a locally constant cross-section as far as possible during the entire extrusion process, it is advantageously provided that a flow through the extrusion opening can be allowed and prevented by an optionally switchable between a passage position and a blocking position extrusion valve.
Das Extrusionsventil kann beispielsweise so lange zu Beginn eines Extrusionsvorgangs geschlossen bleiben, bis durch Betrieb des Extrusionskolbens ein vorbestimmter Schwellendruck im Inneren des Zylinders erreicht ist. Nach Erreichen des Schwellendrucks kann das Extrusionsventil geöffnet und somit eine Durchströmung der Extrusionsöffnung gestattet werden. For example, the extrusion valve may remain closed at the beginning of an extrusion process until a predetermined threshold pressure is reached in the interior of the cylinder by operation of the extrusion piston. After reaching the threshold pressure, the extrusion valve can be opened and thus a flow through the extrusion opening can be allowed.
Ebenso kann der Extrusionsvorgang anstelle eines Bewegungsendes des Extrusionskolbens relativ zum Extrusionszylinder durch Schließen des Extrusionsventils unterbrochen und somit eine Extrusion von Dichtungsmasse durch die Extrusionsöffnung hindurch verhindert werden. Mittels des Extrusionsventils ist somit eine bei sonst gleichen Betriebsparametern exaktere Extrusion hinsichtlich der pro Zeiteinheit abgegebenen Dichtungsmassenmenge möglich als ohne Extrusionsventil. Likewise, instead of a moving end of the extrusion piston relative to the extrusion cylinder, the extrusion process may be interrupted by closing the extrusion valve, thus preventing extrusion of sealant through the extrusion orifice. By means of the extrusion valve, a more exact extrusion with respect to the sealing mass quantity delivered per unit of time is possible with the same operating parameters than without an extrusion valve.
Um einen Extrusionsvorgang gegebenenfalls unterbrechen zu können oder zwischen zwei Extrusionsvorgängen erforderlichenfalls eine längere Pause einlegen zu können, ist es vorteilhaft, wenn das Extrusionswerkzeug eine Zylinderheizung aufweist, durch welche Wärme in den Zylinder übertragbar ist. Somit kann die Dichtungsmasse im Extrusionszylinder auf einer vorbestimmten Temperatur und damit bei einer vorbestimmten Viskosität gehalten werden. In order to interrupt an extrusion process if necessary or to be able to insert a longer break between two extrusion processes if necessary, it is advantageous if the extrusion tool has a cylinder heating, by which heat is transferable into the cylinder. Thus, the sealant in the extrusion cylinder can be maintained at a predetermined temperature and thus at a predetermined viscosity.
Grundsätzlich kann der Extrusionskolben beliebig zur Bewegung angetrieben sein, beispielsweise elektromagnetisch durch einen Spindeltrieb. Besonders hohe Kräfte bei gleichzeitig präziser Ansteuerung des Extrusionskolbens sind bei hydraulischem Antrieb des Extrusionskolbens erreichbar. In principle, the extrusion piston can be driven as desired for movement, for example, electromagnetically by a spindle drive. Particularly high forces with simultaneous precise control of the extrusion piston can be achieved with hydraulic drive of the extrusion piston.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es stellt dar: The present invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. It shows:
In
Das Bauteil
Zum Auftrag der Dichtungsmassenraupe
Zur Andeutung der Relativbewegung des Bauteils
In
Das Formwerkzeug
Durch das Einblasen von Gas in die extrusionsfähige Dichtungsmasse
Das Formwerkzeug
Da sich die Durchgangsöffnungen
Das Bauteil
In
Ein grobschematischer Längsschnitt durch das Extrusionswerkzeug
Der Zylinder
Der Zylinder
Das Extrusionswerkzeug
Beispielsweise kann zunächst mit der Hydraulik-Kolben-Zylinderanordnung
Bevorzugt ist die Extrusionsdüse
Dadurch ist eine sehr gezielte Dosierung von Dichtungsmasse beim Auftrag durch die Extrusionsdüse
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