DE2451737A1 - Flexibler dichtungsstreifen sowie verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE DIPL.-ING. ALEX STENGER

D-4000 DÜSSELDORF 1 DIPL.-ING. WOLFRAM WATZKE

Malkastenstraße 2 DIPL.-ING. HEINZ J. RING

Unser Zeichen: I5 496 Datum: JO . Oktober 1974

DRAFTEX DEVELOPMENT A.G., CH - 6j00 Zug, Schönbül J

Flexibler Dichtungsstreifen sowie Verfahren zu dessen Herstellung

Diese Erfindung betrifft flexible Dichtungsstreifen mit einem U-Profil. Solche flexiblen Dichtungsstreifen finden Verwendung als Zugabdichtungen, als Dichtungswülste, als Fenstereinfassungen, als Flanschabschlüsse (zum Verdecken von angeschweißten Flanschen) und dergleichen mehr, wobei sich diese Anwendung insbesondere, wenn auch nicht ausschließlich, auf den Fahrzeugbau bezieht.

Dichtungsstreifen bestehend aus einem als U-Profil ausgeführten und mit einem Mantel aus flexiblem Werkstoff, beispielsweise aus Kunststoff, überzogenen Metallkern sind bereits bekannt. Der Metallkern, der den Dichtungsstreifen versteift, unterstützt und fördert auch das Haften des Dichtungsstreifens auf einem Flansch oder an einem Bauelement, an dem der Dichtungsstreifen befestigt ist. Von der Konstruktion her kann der Metallkern derart ausgeführt sein, daß er aus einzelnen Metallkernelementen mit einem U-Profil besteht, wobei im fertigen Dichtungsstreifen die Metallkernelemente entweder voneinander getrennt sind oder aber über dünne Verbindungsstege miteinander in Verbindung stehen und in jedem Falle den Metallkern - und damit auch den gesamten Dichtungsstreifen - in Längsrichtung flexifoeL machen.

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Ebenfalls bekannt ist ein Verfahren zum Herstellen solcher Dichtungsstreifen, bei dem ein flaches Metallwerkstück durch das Einarbeiten von Schlitzen derart bearbeitet wird, daß mehrere sich in Querrichtung erstreckende und zueinander parallele Metallkernelemente entstehen, die miteinander verbunden sind, daß weiterhin auch noch das flache Werkstück im Extrudierverfahren derart mit Kunststoff beschichtet wird, daß das flache Werkstück vollkommen in einem Kunststoffmantel eingeschlossen ist. Nach der Beschichtung mit dem Kunststoffmantel wird das flache Werkstück dann derart geformt, daß das gewünschte U-Profil entsteht.

Dieses Verfahren weist jedoch eine Reihe von Nachteilen auf.

Das Metallwerkstück wird noch vor dem Biegen zum gewünschten U-Profil vollkommen mit Kunststoff beschichtet. Das hat zur Folge, daß sich die endgültige Formgebung am Werkstück nicht kontrollieren läßt. Es ist in der Tat festgestellt worden, daß sich beträchtliche Vorteile dadurch erzielen lassen, wenn die genaue Formgebung im Hinblick auf den fertigen Dichtungsstreifen unter Kontrolle erfolgt. Darüber hinaus kann der Metallkern nicht durch eine Wärmebehandlung gehärtet oder vergütet werden, weil dieser Metallkern noch vor dem Biegen in das U-Profil mit einem Kunststoffmantel beschichtet worden ist. Schließlich werden bei diesem Herstellungsverfahren der Kunststoffmantel und das Metall gebogen, was zur Folge haben kann, daß am Kunststoffmantel "Fältelungsaufhellungen" entstehen können.

Aufgabe dieser Erfindung ist somit die Entwicklung eines verbesserten Verfahrens für die Herstellungeines Dichtungsstreifens und damit weiterhin auch die Schaffung eines verbesserten Dichtungsstreifens.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß der Dichtungsstreifen sich zusammensetzt aus einem Metallkern, der mit einem Mantel aus einem flexiblen Werkstoff beschichtet wird. Zu diesem Verfahren gehören die nachstehend angeführten Einzelschritte: a) das Biegen des Metall-

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kernes zu einem U-Profil sowie b) das Beschichten des Metallkernes mit einem Mantel aus einem flexiblen Werkstoff.

Gegenstand dieser Erfindung ist weiterhin auch noch ein Dichtungsstreifen mit U-Profil bestehend aus einem gehärteten U-Profil-Metallkern und aus einer Ummantelung aus flexible/n Material, das im Extrudierverfahren auf und ringsum den Metallkern aufgetragen wird.

Weitere.Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Metallkern des Dichtungsstreifens in der Draufsicht;

Fig. 2 den in Figur 1 wiedergegebenen Metallkern in perspektivischer Darstellung;

Fig. 5 nach dem Auftragen des Kunststoffmantels den Dichtungsstreifen im Querschnitt*

Fig. 4 eine Endansicht des Dichtungsstreifens in einem Endstadium seines Herstellungsprozesses.

Zu dem in der Zeichnung dargestellten Dichtungsstreifen gehören ein Metallkern mit einer Vielzahl von U-förmigen Metallkernelementen, die über die Länge des fertigen Dichtungsstreifens angeordnet sind, und ein Kunststoffmantel der im Extrudierverfahren auf den Metallkern aufgetragen wird. Die Metallkernelemente, die den Dichtungsstreifen verstärken, unterstützen und fördern das Haften des Dichtungsstreifens an der Kante oder an dem Flansch, an die bzw. an dem der Dichtungsstreifen schließlich befestigt wird.

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Die Metallkernelemente gewährleisten aber auch die Flexibilität des Dichtungsstreifens.

Figur 1 zeigt den Ausgangszustand, der von dem Metallkern 5 zu Beginn der Bearbeitung eingenommen werden kann. Zu dem Metallkern 5 gehört eine Vielzahl von Metallkernelementen 6, die durch die mit ihnen in einem Stück gearbeiteten Verbindungsstege & miteinander verbunden sind. Die Formgebung des Metallkernes ist an keine bestimmte Fertigungsmethode gebunden. So kann der Metallkern 5 beispielsweise aus einem Metallrohling ausgestanzt werden, er kann durch Schlitzfräsen hergestellt werden·, woraufhin dann die Längsabschnitte nur des Rohlings zum Strecken und Glätten und zum Ausformen der Schlitze gewalzt werden. Der Metallkern 5 ist nicht nur auf die in Figur 1 dargestellte Form beschränkt. Statt dessen können die Metallkernelemente 6 beispielsweise miteinander verbunden sein durch jeweils einen mit ihnen in einem Stück gearbeiteten Verbindungssteg, die in der Mitte des Metallkernes angeordnet sind, oder aber durch mit den Metallkernelementen 6 in einem Stück gearbeitete Verbindungssfcege 8, die entlang den Rändern des Metallkernes geführt sind. Auf Wunsch können die Verbindungsstege jeweils abwechselnd auf den einander gegenüberliegenden Rändern des Metallrahmens angeordnet sein.

Verwendung finden können auch andere Ausführungsforme]/des Metallrahmens, beispielsweise Metallkerne aus Drahtgewebe bzw. Metallkerne, dessen quergerichtete Metallkernelemente durch Drähte miteinander in Verbindung stehen.

Nun wird, wie dies mit Figur 2 dargestellt ist, der Metallkern 5 zu einem U-Profil gebogen oder geformt, und zwar unter Verwendung irgendeines beliebigen und dazu geeigneten Verfahrens, beispielsweise durch Formwalzen. Wie aus Figur 2 zu erkennen ist, weist das U-Profil eines jeden Metallkernelementes 6 einen im wesentlichen flachen und umgekehrten Steg auf, was aus den nachstehend noch zu erläuternden Gründen vorteilhaft sein wird. Nützlich und vor-

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teilhaft mag es auch sein, die flache und umgekehrte Basis etwas zu krumpeln und ihr dadurch eine konkave Form zu geben. Statt dessen kann sie aber auch eine mehr gerundete und konvexe Form haben.

Der entsprechend Figur 2 geformte Metallkern 5 wird dann in einem Vergütungsverfahren gehärtet und bekommt dadurch die geeignete Federhärte.

Der vergütete und entsprechend Figur 2 geformte Mtallkern 5 wird dann unter Anwendung des Extrudierverfahrens mit einem Kunststoffmantel 9 beschichtet, was dazu führt, daß der in Figur J5 dargestellte Dichtungsstreifen entsteht. Während des Extrudi er Vorganges." wird der Metallkern 5 völlig vom Kunststoffmantel 9 umschlossen, werden darüber hinaus auch noch die beiden nach innen gerichteten Ansätze 10 an den Innenseiten der Schenkel des U-Profiles, die sich über die ganze Länge des Dichtungsstreifens erstrecken, geformt. Im Rahmen des Extrudierverfahrens erhalten einer der Schenkel des U-Profiles sowie auch die umgekehrte Basis des U-Profiles einen Kunststoffmantel mit eingearbeiteten Zwischenräumen 12, die sich über die ganze Länge des Dichtungsstreifens erstrecken.

Der Extrudiervorgang ist derart ausgelegt, daß von ihm der Kunststoffmantel 9 auf der Außenseite des einen Schenkels und der Basis ein Muster aufgedruckt erhält. Statt dessen könnte aber auch eine separate Umhüllung, auf die ein geeignetes Muster aufgedruckt ist, später über den Kunststoffmantel 9 gezogen und befestigt werden. Diese separate Umhüllung kann aus Kunststoff, aber auch aus einem anderen Material, bestehen.

An den in Figur 3 dargestellten Dichtungsstreifen kann in der in Figur 4 erläuterten Weise ein Hohlwulst 20 aus Weichgummi durch Kleben befestigt werden. Der Hohlwulst 20 kann rärenförmig ausgeführt sein, desgleichen aber auch in einer anderen für Dichtungszwecke geeigneten Form.

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Nach erfolgter Beschichtung mit dem Kunststoffmantel 9 kann der Dichtungsstreifen in einem späteren Stadium des Fertigungsprozesses einer Wechselbiegebeanspruchung unterworfen werden, um ein Zerbrechen der Verbindungsstege 8 zwischen den einzelnen Metallkernelementen 6 des Metallkernes 5 herbeizuführen. Damit aber erhält der fertiggestellte Dichtungsstreifen separate Metallkernelemente, die nicht miteinander in Verbindung stehen und aus diesem Grunde die Flexibilität des Dichtungsstreifens verbessern. Eine Trennung der miteinander verbundenen Metallkernelemente 6 ist jedoch nicht unbedingt erforderlich. Wenn die Verbindungsstege 8 jeweils abwechselnd an den einander gegenüberliegenden Rändern des Metallkernes 5 angeordnet werden, dann tet dieser auch eine genügend große Flexibilität, wenn die- Metallkernelemente miteinander verbunden sind«

Was die praktische Anwendung betrifft, so wird der Dichtungsstreifen auf einen Flansch, beispielsweise auf einen angeschweißten Flansch, der die Türöffnung eines Fahrzeuges umgibt, aufgesetzt» Durch die relative Steifigkeit und Elastizität der Metallkernelemente 6 wird im Zusammenwirken mit den Ansätzen 10 der Dichtungsstreifen auf dem Flansch festgehalten, wobei durch den Gummiwulst 20 dann eine zugfreie und wasserdichte Abdichtung gewährleistet wird, wenn die Tür am Dichtungsstreifen anliegt und geschlossen ist.

Der beschriebene Dichtungsstreifen, desgleichen aber auch das beschriebene Verfahren zur Herstellung eines derartigen Dichtungsstreifens, bieten eine Reihe von Vorteilen. Der Vorteil der Zwischenräume 12 liegt darin, daß der fertige Dichtungsstreifen ein größeres Volumen hat und weicher ist, was zur Folge hat, daß bei Verwendung dieses Di chtungs streif ens Verletzungen durch Klemmen verringert werden. Mit dieser Konstruktion ebenfalls gewährleistet ist, daß die jeweiligen Formen der Metallträgerelemente 6 von außen her durch die Oberfläche des fertigen Dichtungssfceifens nicht zu erkennensind, was sonst der Fall wäre, wenn der Metallkern

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nur mit einer einfachen Kunststoffbeschichtung durch Extrudieren versehen würde.

Ist die umgekehrte Basis des U-Profiles konkav ausgeführt, dann liegt der Vorteil darin, daß bei einem Aufdrücken des Dichtungsstreifens auf einen Flansch sich ein Schließen der Schenkel des U-Profiles ergibt, die dann den Flansch besser greifen können.

Im Gegensatz zu den Verfahren, bei denen der Metallkern 5 im flachen Zustand extrudierend mit einem Kunststoffmantel 9 beschichtet wird, bietet das Biegen des Metallkernes 5 zu einem U-Profil vor dem Auftragen des Kunststoffmantels den großen Vorteil, daß die gewünschte quadratische Form des U-Profiles besser kontrolliert werden kann. Darüber hinaus kann der Metallkern noch vor dem Auftragen des Kunststoffmantels einem Vergütungsverfahren unterworfen werden. Wird der Metallkern noch vor dem Biegen zum U-Profil mit dem Kunststoffmantel beschichtet, dann ist eine Vergütungsbehandlung unmöglich. Das beschriebene Verfahren bietet darüber hinaus auch noch den Vorteil, daß der Anteil des Kunststoffes der nach der Beschichtung gebogen werden muß, beträchtlich verringert wird, weil nach dem dargestellten und beschriebenen Verfahren der Kunststoffmantel extrudierend auf den zu einem U-Profil geformten Metallkern aufgetragen wird. Verringert wird auch das Asmaß einer solchen Formgebung, damit aber auch der Effekt der "Fältelungsaufhellung" der dann bei Kunststoffen gewisser Farbgebung aufkommen kann, wenn diese scharf gebogen werden. Dieser "Fältelungsaufhellungseffekt" besteht in einer Aufhellung der Farbe bei scharfem Biegen.

Soll der beschriebene Dichtungsstreifen als Fenstereinfassung verwendet werden, dann wäre eine Änderung möglich, die darauf abzielt, die Ansätze 10 auf der Außenfläche zu haben, damit diese Ansätze den Dichtungsstreifen in einem Halterahmen gut festhalten können. Damit eine geeignete Aböichtungsfläche zum Glas hin gewährleistet ist, könnte eine Innenflockung vorgesehen werden.

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Der Vergütungsprozeß kann unter Anwendung irgendeines geeigneten Verfahrens durchgeführt werden, beispielsweise durch Erwärmung des zum Profil geformten Metallkernes in einem geheizten Salzbad mit nachfolgender Abschreckung.

So kann beispielsweise der zu einem U-Profil geformte Metallkern, der aus Flußstahl hergestellt ist, für die Dauer von 5 bis 6 Miniten in ein Salzbad mit einer Temperatur von 850⁰ C eingetaucht werden, sodann für die Dauer von J> Minuten in ein Salzbad mit einer Temperatur von 450° C, um von dort aus bei Raumtemperatur in ein Wasserbad getaucht und schließlich zur Entfernung aller restlichen Salzanteile in ein Emulsionsbad getaucht zu werden.

Statt dessen kann die Vergütung des Metallkernes auch unter Anwendung des Hochfrequenz-Induktionsheizverfahrens durchgeführt werden.

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Claims (12)

1. Ansprüche :

   Verfahren zur Herstellung eines Dichtungsstreifens mit U-Profil, dadurch gekennzeichnet, daß ein Metallkern (5) zu einem U-Profil gebogen und dann völlig in einem flexiblen Kunststoffmantel (9) eingebettet wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallkern (5),nachdem er zu einem U-Profil geformt worden ist, aber noch vor der Beschichtung mit dem flexiblen Kunststoffmantel (9), einer Wärmebehandlung oder einem Vergütungsprozeß unterworfen wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für den flexiblen Kunststoffmantel (9) geeignetes Material, beispielsweise Kunststoff, das über den geformten Metallkern extrudiert wird, Verwendung findet.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß beim Extrudieren des Kunststoffes im Inneren des Kunststoffmantels Zwischenräume geschaffen werden.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 3> oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zuvor erwähnte flexible Material mit einem Muster versehen ist, oder aber mit einem weiteren Werkstoff, der an seiner Oberfläche mit einem Muster versehen ist, beschichtet wird, wobei dann diese Oberfläche mit dem Muster die Außenfläche des fertigen Dichtungsstreifens bildet.
6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß zu ihm ein^.Formgebungs Vorgang gehört, durch den das U-Profil" des Metallkernes (5) derart geformt wird, daß dessen Basis im wesentlichen flach und eben wird.

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7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zu ihm ein Pormgebungsνorgang gehört, durch den das U-Profil des Metallkernes (5) derart geformt wird, daß es eine im wesentlichen konkave Basis erhält,
8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7# dadurch gekennzeichnet, daß der Metallkern (5) dadurch hergestellt wird, daß in einem Metallrohling eine Vielzahl von quergerichteten und miteinander verbundenen Metallkernelementen (6) eingearbeitet wird.
9. 9· Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zum Auseinanderbrechen des Metallkernes (5) in die einzelnen Metallkernelemente (6) der Metallkern (5) einem Biegevorgang oder einem sonstigen BearbeitungsVorgang unterworfen wird, nachdem er mit dem flexiblen Kunststoffmantel (9) beschichtet worden ist.
10. 10. Dichtungsstreifen mit U-Profil bestehend aus einem Wfcallkern, der mit einem flexiblen Kunststoffmantel beschichtet ist und hergestellt nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffmantel (9) dann auf den Metallkern (5) extrudiert wird, wenn dieser zu einem U-Profil geformt und gehärtet worden ist.
11. 11. Dichtungsslreifen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffmantel (9) zumindest über einen Teil der Außenfläche des DichtungsStreifens im Inneren Zwischenräume (12) aufweist.
12. 12. Verfahren zur Herstellung eines Dichtungsstreifens oder Dichtungsstreifen nach allen bisher gegebenen Ansprüchen, da-durch gekennzeichnet, daß der Metallkern aus Flußstahl besteht und in der Wärme vergütet wird, indem er für die Dauer von rund 5 Minuten in ein Salzbad mit einer Temperatur von C eingetaucht wird, dann für die Dauer van ungefähr 5 Minuten

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    in ein Salzbad mit einer Temperatur von 450° C und schließlich bei Raumtemperatur in ein Wasserbad.

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