DE10316519A1

DE10316519A1 - Dichtungsanordnung, insbesondere zum Abdichten der Motorhaube eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE10316519A1
Application number: DE10316519A
Authority: DE
Inventors: Silvia Enders
Original assignee: Metzeler Automotive Profiles GmbH; Metzeler Automotive Profile Systems GmbH
Current assignee: Metzeler Automotive Profiles GmbH; Metzeler Automotive Profile Systems GmbH
Priority date: 2003-04-10
Filing date: 2003-04-10
Publication date: 2004-11-04

Abstract

Eine Dichtungsanordnung, insbesondere zum Abdichten der Motorhaube (11) eines Kraftfahrzeugs, ist mit einer Dichtung (20) versehen, die einen Dichtungsabschnitt (25) und einen Befestigungsabschnitt (21) aufweist. Die Dichtungsanordnung verfügt zudem über ein Schließelement (11), das zwischen einer geöffneten Stellung und einer geschlossenen Stellung bewegbar ist. Der Dichtungsabschnitt (25) ist mit einer aus einem elastisch verformbaren Werkstoff bestehenden Dichtlippe (26) versehen, die eine in der geschlossenen Stellung an einem Abschnitt des Schließelements (11) anliegende vordere Fläche (28) und eine dem Abschnitt des Schließelements (11) abgewandte rückwärtige Fläche (29) aufweist. Um auch bei großen Toleranzen eine zuverlässige Abdichtung des Schließelements (11) zu erreichen, ist ein die Federsteifigkeit der Dichtlippe (26) bestimmendes Stegband (31) vorgesehen, das an einem Stützpunkt (32) mit der rückwärtigen Fläche (29) verbunden ist und sich an dem Befestigungsabschnitt (21) abstützt. Die Dichtlippe (26), das Stegband (31) und der Befestigungsabschnitt (21) schließen dabei einen Hohlraum (33) ein.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung, die insbesondere zum Abdichten der Motorhaube eines Kraftfahrzeugs dient. Die Dichtungsanordnung ist mit einer Dichtung versehen, die einen Dichtungsabschnitt und einen Befestigungsabschnitt aufweist. Zudem weist die Dichtungsanordnung ein Schliesselement auf, das zwischen einer geöffneten Stellung und einer geschlossenen Stellung bewegbar ist. Der Dichtungsabschnitt ist mit einer aus einem elastisch verformbaren Werkstoff bestehenden Dichtlippe versehen, die eine in der geschlossenen Stellung an einem Abschnitt des Schliesselements anliegende vordere Fläche und eine dem Abschnitt des Schliesselements abgewandte rückwärtige Fläche aufweist.

Eine Dichtungsanordnung, die zum Abdichten einer bewegbaren Fensterscheibe eines Kraftfahrzeugs dient, wird in der DE 34 11 559 C2 beschrieben. Die bekannte Dichtungsanordnung weist eine Dichtung auf, die einen Aufnahmekanal für die Fensterscheibe bildet. In dem Aufnahmekanal ist ein Steg angeordnet, der von der oberen Stirnfläche der Fensterscheibe beaufschlagt wird. Der Steg ist mit einer Dichtlippe verbunden, die sich bei einer Beaufschlagung des Stegs durch die Fensterscheibe an eine Seitenfläche der Fensterscheibe anlegt.

Im Unterschied zu Fensterscheiben, die in der Regel aus Glas bestehen, unterliegen aus Kunststoff bestehende Schliesselemente, wie beispielsweise die Motorhaube von leichtgewichtig ausgestalteten Kraftfahrzeugen, einer vergleichsweise hohen Wärmeausdehnung. So können Schliesselemente aus einem thermoplastischen Werkstoff einen linearen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von bis zu 250 × 10^–6/K haben, wohingegen der lineare thermische Ausdehnungskoeffizient von Glas bekanntermassen in einem Bereich von 8 × 10^–6/K bis 10 × 10^–6/K liegt. Aufgrund der verhältnismässig hohen Wärmeausdehnung ergeben sich in der geschlossenen Stellung des Schliesselements grosse Toleranzen für den Abstand zwischen dem Schliesselement und zum Beispiel der Karosserie eines Kraftfahrzeugs. Diese in allen Raumrichtungen auftretenden Toleranzen müssen von der Dichtung ausgeglichen werden, um eine zuverlässige Abdichtung des Schliesselements zu erreichen. Die Dichtung unterliegt infolgedessen besonderen Anforderungen in Hinsicht auf die Verformungsfähigkeit und die auf das Schliesselement ausgeübte Gegenkraft. Eine zu geringe Gegenkraft beeinträchtigt die Dichtwirkung, wohingegen eine zu hohe Gegenkraft Verformungen des Schliesselements hervorrufen kann, wie die Praxis zeigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dichtungsanordnung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass sich auch bei grossen Toleranzen eine zuverlässige Abdichtung des Schliesselements erzielen lässt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Dichtungsanordnung mit den oben genannten Merkmalen in Übereinstimmung mit Anspruch 1 erfindungsgemäss ein die Federsteifigkeit der Dichtlippe bestimmendes Stegband vorgesehen, das an einem Stützpunkt mit der rückwärtigen Fläche verbunden ist und sich an dem Befestigungsabschnitt abstützt. Die Dichtlippe, das Stegband und der Befestigungsabschnitt schliessen einen Hohlraum ein.

Die erfindungsgemässe Dichtungsanordnung zeichnet sich durch eine zuverlässige Abdichtung des Schliesselements bei verhältnismässig grossen Toleranzen aus. Grund hierfür ist, dass das die Federsteifigkeit der Dichtlippe bestimmende Stegband, das an dem Stützpunkt mit der rückwärtigen Fläche der Dichtlippe verbunden ist, die zum Anlegen der Dichtlippe an beispielsweise die Motorhaube eines Kraftfahrzeugs erforderliche Gegenkraft beeinflusst. Das Stegband ermöglicht, die von der Dichtlippe ausgeübte Gegenkraft gezielt einzustellen, um eine zuverlässige Abdichtung des Schliesselements zu gewährleisten. Eine zu geringe Gegenkraft, welche die Dichtwirkung der Dichtung beeinträchtigte, und eine übermässig grosse Gegenkraft, welche die Gefahr einer Verformung des Schliesselements hervorriefe, lassen sich somit vermeiden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemässen Dichtungsanordnung stellen die Gegenstände der Ansprüche 2 bis 11 dar.

Als vorteilhaft in Hinsicht auf eine praxisgerechte Gegenkraft hat sich herausgestellt, wenn sich der Stützpunkt gemessen von einem freien Ende der Dichtlippe annähernd in der Mitte der rückwärtigen Fläche befindet. Alternativ kann sich der Stützpunkt gemessen von dem freien Ende der Dichtlippe im oberen Drittel der rückwärtigen Fläche befinden.

Bevorzugt ist das Stegband annähernd bogenförmig ausgestaltet, so dass sich eine der rückwärtigen Fläche abgewandte Ausbuchtung des Hohlraums ergibt. Die annähernd bogenförmige Ausgestaltung des Stegbands hat sich als günstig erwiesen, um die Dichtlippe derart abzustützen, dass sich die geforderte Gegenkraft ergibt.

Von Vorteil ist ferner, wenn die erfindungsgemässe Dichtungsanordnung eine kanalförmige Vertiefung aufweist, in welcher der Befestigungsabschnitt kraftschlüssig und/oder formschlüssig angeordnet ist. Die kanalförmige Vertiefung stellt eine einfache Montage oder Demontage der Dichtung sicher. Um eine zuverlässige Befestigung der Dichtung in der kanalförmigen Vertiefung zu erreichen, ist der Befestigungsabschnitt zweckmässigerweise mit einer Haltelippe und/oder einem Rastvorsprung versehen, die einen verlässlichen Form- oder Kraftschluss bewirken.

Bevorzugt ist die vordere Fläche der Dichtlippe mit einer reibungsvermindernden Beschichtung, vorzugsweise einer Beflockung oder einem Lack, versehen, die dazu beiträgt, das Auftreten von störenden Reibgeräuschen zu verhindern.

Die Dichtung ist vorteilhafterweise aus einem elastomeren Werkstoff, vorzugsweise einem thermoplastischen Elastomer (TPE) oder Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), extrudiert, um eine praxisgerechte und kostengünstige Fertigung zu gewährleisten. Der elastomere Werkstoff kann geschäumt sein, weist bevorzugt aber eine Härte nach Vickers zwischen ca. 40 HV und ca. 70 HV auf. Versuche haben ergeben, dass ein elastomerer Werkstoff, dessen Härte in dem beanspruchten Bereich liegt, den Anforderungen an die unterschiedlichen Funktionen, welche die Dichtung im Bereich des Befestigungsabschnitts, der Dichtlippe und des Stegbands zu erfüllen hat, in besonderem Masse genügt. Die Dichtung kann dabei aus einem homogenen Werkstoff bestehen, der eine einheitliche Härte aufweist, oder heterogen ausgestaltet sein, das heisst Bereiche unterschiedlicher Härte aufweisen. Hinsichtlich letzterem ist es von Vorteil, die Dichtung durch Koextrusion zu fertigen, wobei der Befestigungsabschnitt und/oder die Dichtlippe und/oder das Stegband aus Elastomeren unterschiedlicher Beschaffenheit bestehen.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemässen Dichtungsanordnung ist das Schliesselement aus Kunststoff gefertigt, so dass eine verhältnismässig hohe Wärmeausdehnung auftreten kann.

Einzelheiten und weitere Vorteile der erfindungsgemässen Dichtungsanordnung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zweier bevorzugter Ausführungsbeispiele. In den die Ausführungsbeispiele lediglich schematisch darstellenden Zeichnungen veranschaulichen im einzelnen:
1 einen Querschnitt durch die erfindungsgemässe Dichtungsanordnung bei einem vergleichsweise grossen Abstand zwischen der Motorhaube und der Karosserie eines Kraftfahrzeugs;
2 einen Querschnitt gemäss 1 bei einem vergleichsweise geringen Abstand zwischen der Motorhaube und der Karosserie eines Kraftfahrzeugs und
3 einen Querschnitt gemäss 2, der eine alternative Ausgestaltung einer Dichtung zeigt.
Die in 1 dargestellte Dichtungsanordnung dient zum Abdichten der Motorhaube 11 eines Kraftfahrzeugs. Die aus Kunststoff, beispielsweise einem Thermoplast, bestehende Motorhaube 11 ist zwischen einer nicht dargestellten geöffneten Stellung und einer in den 1 bis 3 gezeigten geschlossenen Stellung bewegbar. Zum Abdichten der Motorhaube 11 ist eine Dichtung 20 vorgesehen, die aus einem elastomeren Werkstoff, beispielsweise EPDM, extrudiert ist. Die Dichtung 20 setzt sich aus einem Befestigungsabschnitt 21 und einem Dichtungsabschnitt 25 zusammen. Der Befestigungsabschnitt 21 ist in einer kanalförmigen Vertiefung 12 der Karosserie 10 des Kraftfahrzeugs befestigt. Zu diesem Zweck ist der Befestigungsabschnitt 21 mit einer Haltelippe 22 und einem Rastvorsprung 23 versehen, die den Befestigungsabschnitt 21 kraftschlüssig in der Vertiefung 12 festhalten.
Der Dichtungsabschnitt 25 ist mit einer elastisch verformbaren Dichtlippe 26 versehen, die eine vordere Fläche 28 und eine rückwärtige Fläche 29 aufweist. Die vordere Fläche 28 liegt in der geschlossenen Stellung der Motorhaube 11 an einem Abschnitt der Motorhaube 11 an und ist mit einer reibungsvermindernden Beflockung 30 versehen, wie aus 1 ersichtlich ist. 1 lässt ferner erkennen, dass die Dichtlippe 26 an einer oberen Fläche 24 des Befestigungsabschnitts 21 angeordnet ist und ein freies Ende 27 aufweist. Im Übergangsbereich zwischen dem Befestigungsabschnitt 21 und der Dichtlippe 26 ist die Dichtlippe 26 mit einem Rastvorsprung 23 versehen, der sich an der Karosserie 10 des Kraftfahrzeugs abstützt und zu einer gezielten Verformung der Dichtlippe 26 beiträgt.
Der Dichtungsabschnitt 25 ist weiterhin mit einem die Federsteifigkeit der Dichtlippe 26 bestimmenden Stegband 31 versehen. Das Stegband 31 ist an einem Stützpunkt 32 mit der rückwärtigen Fläche 29 der Dichtlippe 26 verbunden und stützt sich an der oberen Fläche 24 des Befestigungsabschnitts 21 ab. Die Dichtlippe 26, das Stegband 31 und der Befestigungsabschnitt 21 schliessen auf diese Weise einen Hohlraum 33 ein. Der Stützpunkt 32 befindet sich gemessen von dem freien Ende 27 der Dichtlippe 26 annähernd in der Mitte der rückwärtigen Fläche 29, wie in 1 zu erkennen ist. Alternativ kann sich der Stützpunkt 32 gemessen von dem freien Ende 27 der Dichtlippe 26 im oberen Drittel der rückwärtigen Fläche 29 befinden. Das Stegband 31 ist annähernd bogenförmig ausgestaltet, so dass sich eine der rückwärtigen Fläche 29 der Dichtlippe 26 abgewandte Ausbuchtung 34 des Hohlraums 33 ergibt, wie aus 1 ersichtlich ist.
Die Dichtung 20 in der in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsform besteht aus einem homogenen Elastomer, das eine einheitliche Härte aufweist. Die Härte kann nach Vickers zwischen ca. 40 HV und ca. 70 HV betragen. Auf Grund der einheitlichen Härte lässt sich die Dichtung 20 verhältnismässig kostengünstig extrudieren. Demgegenüber weist die Dichtung 20 in der in 3 dargestellten Ausführungsform Bereiche unterschiedlicher Härte für den Befestigungsabschnitt 21, die Dichtlippe 26 und das Stegband 31 auf. Die beispielsweise durch Koextrusion gefertigte Dichtung 20 trägt auf Grund der Bereiche unterschiedlicher Härte den verschiedenen funktionellen Anforderungen, die an den Befestigungsabschnitt 21, die Dichtlippe 26 und das Stegband 31 gestellt werden, Rechnung.
Gemeinsam ist den in den 1 bis 3 gezeigten Ausführungsformen, dass sich eine zuverlässige Abdichtung der Motorhaube 11 ergibt. Dies ist vor allem auf das Stegband 31 zurückzuführen, das die Federsteifigkeit der Dicht lippe 26 bestimmt. Das Stegband 31 gewährleistet, dass die vordere Fläche 28 der Dichtlippe 26 sicher an der Motorhaube 11 anliegt, und zwar ohne dass eine übermässige Gegenkraft auf die Motorhaube 11 ausgeübt wird. Wie ein Vergleich der 1 und 2 zu erkennen gibt, stellt das Stegband 31 ein definiertes Einfedern der Dichtlippe 26 bei unterschiedlichen Toleranzen sowohl in horizontaler Richtung x als auch in vertikaler Richtung y sicher. Die mit den unterschiedlichen Toleranzen einhergehenden Abstände a₁, a₂, b₁, b₂ zwischen der Motorhaube 11 und der Karosserie 10 des Kraftfahrzeugs rühren von der Wärmeausdehnung der aus Kunststoff bestehenden Motorhaube 11 her. So hat es sich erwiesen, dass auf Grund der Wärmeausdehnung der Motorhaube 11 der Abstand a₁, a₂ in vertikaler Richtung y gewöhnlich um mehr als 2 mm schwanken kann und der Abstand b₁, b₂, in horizontaler Richtung x nicht selten Schwankungen von mehr als 4 mm unterliegt. Die zuvor beschriebene Dichtungsanordnung ermöglicht nicht zuletzt, auch durch Fertigungsungenauigkeiten verursachte Toleranzen zu kompensieren, und trägt somit zu einer in wirtschaftlicher Hinsicht kostengünstigen Fertigung bei.

10: Karosserie
11: Motorhaube
12: kanalförmige Vertiefung
20: Dichtung
21: Befestigungsabschnitt
22: Haltelippe
23: Rastvorsprung
24: obere Fläche
25: Dichtungsabschnitt
26: Dichtlippe
27: freies Ende
28: vordere Fläche
29: rückwärtige Fläche
30: Beflockung
31: Stegband
32: Stützpunkt
33: Hohlraum
34: Ausbuchtung
a₁: Abstand
a₂: Abstand
b₁: Abstand
b₂: Abstand
x: horizontale Richtung
y: vertikale Richtung

Claims

Dichtungsanordnung, insbesondere zum Abdichten der Motorhaube (11) eines Kraftfahrzeugs, mit einer Dichtung (20), die einen Dichtungsabschnitt (25) und einen Befestigungsabschnitt (21) aufweist, und einem Schliesselement (11), das zwischen einer geöffneten Stellung und einer geschlossenen Stellung bewegbar ist, wobei der Dichtungsabschnitt (25) mit einer aus einem elastisch verformbaren Werkstoff bestehenden Dichtlippe (26) versehen ist, die eine in der geschlossenen Stellung an einem Abschnitt des Schliesselements (11) anliegende vordere Fläche (28) und eine dem Abschnitt des Schliesselements (11) abgewandte rückwärtige Fläche (29) aufweist, gekennzeichnet durch ein die Federsteifigkeit der Dichtlippe (26) bestimmendes Stegband (31), das an einem Stützpunkt (32) mit der rückwärtigen Fläche (29) verbunden ist und sich an dem Befestigungsabschnitt (21) abstützt, wobei die Dichtlippe (26), das Stegband (31) und der Befestigungsabschnitt (21) einen Hohlraum (33) einschliessen.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Stützpunkt (32) gemessen von einem freien Ende (27) der Dichtlippe (26) annähernd in der Mitte der rückwärtigen Fläche (29) befindet.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Stützpunkt (32) gemessen von einem freien Ende (27) der Dichtlippe (26) im oberen Drittel der rückwärtigen Fläche (29) befindet.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Stegband (31) annähernd bogenförmig ausgestaltet ist.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine kanalförmige Vertiefung (12), in welcher der Befestigungsabschnitt (21) kraftschlüssig und/oder formschlüssig angeordnet ist.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsabschnitt (21) mit einer Haltelippe (22) und/oder einem Rastvorsprung (23) versehen ist.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die vordere Fläche (28) der Dichtlippe (26) mit einer reibungsvermindernden Beschichtung, vorzugsweise einer Beflockung (30) oder einem Lack, versehen ist.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (20) aus einem elastomeren Werkstoff, vorzugsweise einem thermoplastischen Elastomer oder Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk, extrudiert ist.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der elastomere Werkstoff eine Härte zwischen ca. 40 HV und ca. 70 HV aufweist.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (20) durch Koextrusion gefertigt ist, wobei der Befestigungsabschnitt (21) und/oder die Dichtlippe (26) und/oder das Stegband (31) aus Elastomeren unterschiedlicher Beschaffenheit bestehen.
Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Schliesselement (11) aus Kunststoff gefertigt ist.