DE3739425C2 - Vorrichtung zum Formen einer Dichtungseinheit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Formen einer Dich­ tungseinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Im Laufe der Zeit und mit dem Aufkommen zunehmend komplizierte­ rer Antriebseinheiten, insbesondere bei Kraftfahrzeugmotoren und Getrieben, hat der Bedarf nach verbesserten Dichtungen zugenommen. Viele, wenn nicht sämtliche moderne Motoren für Kraftfahrzeuge und ähnliche Maschinen werden für den Betrieb in einer Umgebung ausgelegt, die wesentlich aggressiver für Dich­ tungen und andere Gummizusatzausrüstungen als bislang ist.

Die Notwendigkeit für z. B. eine verringerte Luftverschmutzung erfordert einen Betrieb der Kraftfahrzeugmotoren bei wesentlich höheren Temperaturen als dies bislang der Fall war. Ferner wird häufig verlangt, daß Kraftfahrzeugöldichtungen gegenüber Schmiermitteln mit Additiven und anderen Zusätzen beständig sind, die die Lebensdauer und/oder das Betriebsverhalten vieler Elastomere negativ beeinflussen können.

Die verbesserte Konstruktion von Motoren hat in der Folge einen entsprechenden Bedarf nach besseren Öl- und anderen Fluiddich­ tungen hervorgebracht. Aufgrund dieses Bedarfs wurden zahl­ reiche Öldichtungen vorgeschlagen und geprüft, bei denen ver­ besserte Materialien, insbesondere sogenannte Fluorelastomere eingesetzt sind. Das Vorsehen dieser Materialien stellt den Versuch dar, die gewünschten physikalisch-technischen Eigen­ schaften bekannter Elastomere, z. B. Elastizität, Widerstand gegen bleibende Verformung unter Druck, Dehnbarkeit und aus­ reichende Härte, mit typischen Eigenschaften von nicht elasto­ meren Materialien zu kombinieren, wie z. B. die Beständigkeit gegenüber Chemikalien, hohen Temperaturen, Oxidation und ande­ ren Beeinträchtigungen.

Bis vor kurzem waren viele derartige Materialien nicht erhält­ lich, und es ist nach wie vor schwer, ein Elastomer bereitzustel­ len, das einerseits beständig gegen Chemikalien und hohe Tempe­ raturen ist, und andererseits auch bei niedrigen Temperaturen biegsam ist. Kürzlich wurden Hochleistungsfluorelastomere entwickelt, die in verschiedener Hinsicht sehr befriedigende Eigenschaften aufweisen. Diese Elastomere sind jedoch extrem teuer. Obwohl bislang die Kosten der Elastomerkomponente nicht sehr wesentlich zu den Gesamtkosten der Öldichtungen beitrugen, haben Elastomerpreise von 5 bis 10 und in manchen Fällen sogar bis 100 $ pro Pound (0,453 kg) einen Bedarf nach gezielter Kostenreduzierung hervorgerufen, damit wesentliche wirtschaft­ liche Einsparungen beim Einsatz derartiger Materialien erzielt werden.

In der Vergangenheit wurden sowohl Dichtungen mit Metallaußen­ umfang, wie sie z. B. aus DE-AS 17 79 797 bekannt sind, als auch Dichtungen mit Gummi an der Außenseite verwendet, d. h. Dichtungen, bei denen die Sekundärabdichtung zwischen der die Dichtung aufnehmenden Senkbohrung und der Dichtung selbst durch Berührung zwischen dem Gummi an der Außenseite des Dichtungs­ gehäuses und dem Metall der Senkbohrung in der Maschine erzielt wird. Die Anforderungen beim Einsatz der Dichtungen haben zur Folge, daß die Verwender hinsichtlich der Ausführung der Außen­ seite aus Gummi bzw. aus Metall hin- und herschwanken.

Der Vorteil von Dichtungen mit Gummi an der Außenseite ist häufig die bessere Installationsfähigkeit und manchmal eine bessere Sekundärabdichtung. Auf der anderen Seite bieten jedoch auch metallische Außenseiten mögliche Vorteile. Dazu gehört die Eigenschaft, daß der Innenrand einer Dichtung sich genauer anordnen läßt, weil dieser häufig in Bezug auf den Außenrand eines Dichtungsgehäuses geformt wird. Die Bildung eines Außen­ randes aus Gummi kann Schwierigkeiten bereiten, wenn gewähr­ leistet werden muß, daß der Außenrand, das Gehäuse sowie die Lippe am Dichtungsgrundkörper zueinander zentriert sein sollen.

Ein Nachteil einer Gummidichtung an der Außenseite ist, daß bei der Installation das zylindrische Gummielement, das den äußeren Rand bildet, unter Scherbeanspruchung gesetzt wird. Nachdem die Dichtung in die vorgesehene Tiefe der zugehörigen Senkbohrung gebracht worden ist, wirken nicht mehr die die Dichtung in diese Position drückenden Kräfte, so daß die Dichtung sich in eine Lage zurück entspannen kann, die axial außerhalb der vorgegebenen Position liegt. Dies kann häufig zu einer axialen Fehlausrichtung und zu einer ungenauen oder nicht definierten Positionierung der Dichtung führen.

Es gibt gewisse Anwendungsfälle, bei denen es besonders er­ wünscht ist, die jeweiligen Vorteile bei einer Dichtung zu kombinieren, d. h. die gute Positionierbarkeit und die grat­ freie Oberfläche einer metallischen Außenseite mit der verbes­ serten sekundären Abdichtung und leichteren Installation einer Außenseite aus Gummi zu verbinden.

Bei Dichtungen, bei denen versucht worden ist, Gummi und Metall an der Außenseite zu kombinieren, d. h. bei einer Schulterdich­ tung aus Gummi, die den gleichen Außendurchmesser wie der metallische Teil aufweist, bildeten sich bei Anwendung der bekannten Formungsverfahren Gummigrate und Fragmente am äußeren Rand. Dies kann die Eigenschaft des metallischen Außenrandes beeinträchtigen, mit dem Metall der Senkbohrung exakt in Ein­ griff zu treten. Es ist daher allgemein üblich, diese Dichtung durch Schaben oder mittels einer Drahtbürste vorzubehandeln, so daß der Grat oder die restlichen Fragmente von der metallischen Außenseite entfernt werden. Dies ist insofern ein Nachteil, als es einen zusätzlichen Arbeitsvorgang erfordert, und ferner auch, weil die metallische Außenseite durch die Beseitigung einer Oberflächenbeschichtung während dieses Arbeitsganges beschädigt werden kann.

In Anbetracht der bestehenden Schwierigkeiten ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, die es erlaubt, eine Dichtung, deren Außenumfang lediglich teilweise durch elastomeres Dichtungsmaterial gebildet wird, wirtschaftlich herzustellen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch Vorsehen einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Formen einer Dichtungsein­ heit, im folgenden auch Formvorrichtung genannt, weist relativ zueinander bewegliche Formteile auf, von denen eines eine Vielzahl von Gehäusestütz- oder Trageinheiten besitzt, die zur Positionierung des Dichtungsgehäuses im Formhohlraum dienen und ferner einen Beitrag zur Bildung von Passagen zwischen dem Bereich des Formhohlraumes leisten, der den Dichtlippengrund­ körper vorsieht, und dem Bereich, der die Schulterdichtung bildet. Die Passagen ermöglichen, daß diese beiden elastomeren Elemente der Dichtung aus einer einzelnen Elastomercharge in einem Arbeitsvorgang hergestellt werden können.

An einem der beweglichen Formteile ist eine Freifläche in Form eines Klemmrings oder einer ähnlichen ringförmigen Fläche vorgesehen, während ein feststehendes Formteil eine Barriere­ fläche aufweist. Das bewegliche Formteil kann in Eingriff mit einem Dichtungsgehäuse treten und dieses in der gewünschten Position in der Formvorrichtung halten, während das Dichtungs­ gehäuse gleichzeitig zur Gegenfläche am feststehenden Formteil positioniert wird, so daß an den gegenüberliegenden Flächen des gleichen Gehäuseelements Überfließbarrieren gebildet werden.

Die Ausbildung und Anordnung der Formteile schafft zusammen mit einem geeignet bemessenen Dichtungsgehäuse Überfließbarrieren oder Sperren, die fluiddichte Formhohlräume für die Bildung der Schulterdichtung bzw. des Bereiches der Dichtlippe vorsehen, so daß diese Elastomerelemente mit möglichst geringem Materialauf­ wand gebildet werden. Dabei ist vorgesehen, daß das Dichtungs­ gehäuse als Element des Formhohlraums verwendet wird und das elastomere Material während des Formungsvorgangs vom Bereich der Dichtungslippe zum Bereich der Schulterdichtung nur längs einer Fläche des Dichtungsgehäuses fließen kann.

Falls die axiale Wand des Dichtungsgehäuses gezogen oder ge­ streckt bzw. geglättet worden ist, um eine vorbestimmte Wand­ dicke zu erhalten, so wird die Bildung von Graten vermieden. Damit entfällt eine aufwendige Nachbehandlung der Dichtung und zudem wird das Schließen der Formvorrichtung und das Heraus­ nehmen der fertigen Dichtung aus der Formvorrichtung erleich­ tert.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich zur Herstellung von Dichtungen, die ein verbessertes sogenanntes sekundäres Dichtungsverhalten in Kombination mit einer zwangsweisen Zen­ trierung sowie einer vereinfachten Installation aufweisen, ohne daß hierdurch Kompromisse im Betriebsverhalten eingekauft werden müssen. Insbesondere eignet sich die Vorrichtung zur Herstellung von Öldichtungen.

Die Vorrichtung ermöglicht die zuverlässige Herstellung einer Dichtung, bei der die jeweiligen Vorteile von Gummi und Metall an der Außenseite der Dichtung kombiniert werden und gleichzei­ tig die wirtschaftlichste Ausnutzung der Materialien ein­ schließlich der teuren Gummimaterialien gewährleistet ist. So können minimale Mengen an Materialien zur Schaffung der elasto­ meren Elemente eingesetzt werden.

Es läßt sich eine Dichtung herstellen, die ein starres Dich­ tungsgehäuse aufweist, von dem ein Teil seines Außenumfangs geeignet ist, die Dichtung in bezug zu einer zugehörigen Senk­ bohrung zu positionieren und damit in Eingriff zu bringen, während ein anderer, durchmesserkleinerer Bereich als Anbin­ dungsfläche für ein zylindrisches, sekundäres Abdichtungsele­ ment mit Gummi an seiner Außenseite dient.

So kann beispielsweise eine Beschichtung aus Fluorelastomer an dem durchmesserkleineren Außenumfang einer Dichtung mit Berei­ chen von unterschiedlichen Außendurchmessern vorgesehen sein, während der durchmessergrößere Außenumfang im wesentlichen kein Elastomer aufweist.

Vorteilhaft weisen die Formteile Flächen auf, die beim Schlie­ ßen der Formvorrichtung unter Bildung einer Abreißtrimmtasche zusammenwirken. Dadurch wird beim Formen eine sehr dünne Ela­ stomermembran im Bereich des Dichtungsgrundkörpers gebildet. Dies trägt wiederum zur Wirtschaftlichkeit der Formvorrichtung bei, weil nach dem Abreißen dieser Membran nur sehr wenig überschüssiges Elastomermaterial am Dichtungsgrundkörper verbleibt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung sind die beiden Formteile geeignet, mit einem dritten, unabhängigen, relativ beweglichen Stempelelement zusammenzuwirken, das beim Schließen der Form das fließfähige, härtbare Elastomer von einem Bereich außerhalb des Formhohlraumes zu Bereichen im Inneren des Formhohlraums überführt, an denen die Dichtungs­ lippe und die Schulterdichtung gebildet werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung und einer bevorzugten Ausführungsform näher erläutert, wobei in der Zeichnung gleiche Teile gleiche Bezugszeichen tragen. Es zei­ gen:

Fig. 1 vertikal geschnittener Ansicht eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Formen einer Dichtungseinheit, kurz Formvorrichtung, in geschlossenen Position mit Darstellung eines Dichtungsgehäuses in der Formvorrichtung und des im leeren Zustand befindlichen Formhohlraumes,

Fig. 2 in fragmentarischer vergrößerter, vertikal geschnittener Ansicht einen Teil der Formvorrichtung nach Fig. 1 mit Darstellung des mit einem härtbaren Elastomer gefüllten Formhohlraumes,

Fig. 3 in fragmentarischer vertikal geschnittener Ansicht die Formvorrichtung nach Fig. 1 und 2 in weiter vergrößertem Maßstab und mit Darstellung der Formteile und des Dichtungsgehäuses in auseinander gezogener Beziehung, wobei die zur Errichtung der Überfließbarrieren am Formhohlraum erforderlichen Abmessungen des Dichtungsgehäuses und der verschiedenen Formteile eingetragen sind,

Fig. 4 eine Ansicht ähnlich Fig. 3 mit Darstellung des Dichtungsgehäuses nach Lage in einer noch offenen Formvorrichtung,

Fig. 5 eine Ansicht ähnlich Fig. 3 und 4 mit Darstellung verschiedener beweglicher Formteile beim Vorgang des Schließens,

Fig. 6 eine Ansicht ähnlich Fig. 3, 4 und 5 mit Darstellung der den Formhohlraum bildenden Teile in vollständig geschlossener Position, wobei die Überfließbarrieren das Elastomer auf den Abschnitt des Formhohlraumes beschränken und dieser nahezu, jedoch noch nicht vollständig gefüllt ist, und

Fig. 7 in fragmentarischer perspektivischer Ansicht eine fertige Dichtung, hergestellt in Formvorrichtungen nach Fig. 1 bis 6.

Obgleich die Formvorrichtungen sich im Detail unterscheiden können und zur Schaffung von Dichtungen verwendbar sind, die untereinander Unterschiede aufweisen, wird nachfolgend eine detaillierte Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung gegeben, wobei das Erzeugnis eine Öldichtung mit einem am äußeren Rand vorgesehenen Schulterdichtungsbereich aus Gummi sowie einem lippenförmigen Dichtungsbereich aus elastomerem Material ist. Der Formhohlraum beginnt sich zu füllen, wenn Überfließbarrieren errichtet sind, und die Formfüllung wird danach abgeschlossen, wobei das Gehäuse in einer Lage gehalten wird, so daß der Formhohlraum in einen die Schulterdichtung bildenden Teil und einen die Dichtlippe bildenden Teil unterteilt wird.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Formvorrichtung 10 zur Herstellung einer Fluiddichtung 12 gemäß Fig. 7. Wie weiter in Fig. 1 dargestellt ist, umfaßt die Formvorrichtung 10 eine Vielzahl einzelner Formteile, einschließlich eines unteren Formkernes 13, der, wie dargestellt, in bezug auf ein weiteres Formteil, den inneren Kern 14, angeordnet und mittels einer Befestigungseinrichtung in Gestalt einer Kopfschraube 16 gehalten ist, die in herkömmlicher Weise an einer unteren nicht gezeigten Formplatte befestigt ist.

Radial kurz außerhalb des unteren Formkernes 13 und in einer fluiddichter konzentrischer Beziehung dazu ist ein Formteil in Gestalt eines unteren Einsatzes 18 angeordnet, der ein allgemein mit 20 bezeichnetes Dichtungsgehäuse in einer nachfolgend im Detail beschriebenen Weise aufnehmen und positionieren kann.

Die Formvorrichtung 10 umfaßt ferner eine Vielzahl relativ zueinander beweglicher Teile, einschließlich einen Niederhaltering 22, der durch eine geschlossene Schraubenfeder 23 in seiner Lage gehalten wird, einen oberen Einsatz 24 und ein durch einen Stapel Tellerfedern 28 betätigtes Stempelelement 26. Ein Dichtungsring 30 aus Fluorkohlenstoff oder dgl. verhindert ein Fließen des elastomeren Materials in den Arbeitsspalt zwischen dem Stempel 26 und dem oberen Einsatz 24. Bezüglich weiterer Details dieser Aufbauteile der Formvorrichtung wird auf die US-Patentschrift Nr. 39 50 119 verwiesen.

Fig. 1 zeigt ferner, daß ein Formhohlraum 32 zur Bildung eines primären Dichtlippengrundkörpers und ein Formhohlraum 34 zur Bildung der Schulterdichtung entstehen, wenn die Formteile mit eingelegtem Gehäuse 20 die geschlossene Position einnehmen. Ferner sind ein Nebenformraum 36 und eine Abreißtrimmtasche 38, wie dargestellt, bei dieser Ausführungsform ausgebildet, wenn die Formteile sich in der geschlossenen Position befinden. Mehrere Unterdruckpassagen 38 bestehen zwischen den verschiedenen Formteilen längs der gesamten Vorrichtung 10, doch handelt es sich bei diesen Passagen 38 um grundsätzlich bekannte Ausbildungen, die nicht zur Erfindung gehören, so daß sich eine nähere Beschreibung erübrigt.

Fig. 3 bis 5 zeigen weitere Details der vorerwähnten Elemente einschließlich der Beziehung des Gehäuses 20 zu den restlichen Formteilen 13, 14, 18, 24. Fig. 3 zeigt, daß der innere Kern 14 ein radial sich erstreckendes kreisförmiges Bett 40 als Chargenaufnahmeeinrichtung umfaßt, das ein ringförmiges vorgefertigtes Teil aus Gummi mit der allgemeinen Form eines nicht gekrümmten Torus oder einen Vorformling 42 aufnimmt. Der Stempel 26 hat eine nach unten gerichtete radial sich erstreckende ringförmige Endstirnfläche 44, die mit dem auf dem Bett 40 gehaltenen Vorformling 42 in Eingriff steht, und wenn die Formvorrichtung geschlossen wird, drückt das sich verkleinernde Volumen zwischen diesen Teilen das härtbare Elastomer zunächst durch die Abreißtrimmtasche 38 und dann in die Formhohlräume 32, 34, und in den Nebenformraum 36.

Der innere Kern 14 umfaßt ferner eine Schulter 46 und eine zylindrische Fläche 48 mit vergrößertem Durchmesser, die entsprechend gewisse Teile der Abreißtrimmtasche 38 und der Passage bilden, die sich von der Tasche zum Formhohlraum 32 für die Bildung des Dichtungsgrundkörpers erstreckt. Der innere Kern 14 umfaßt ferner profilierte ringförige Flächen 50, die Teile der primären und Nebendichtlippen am fertigen Produkt bilden. Der untere Formkern 13 umfaßt profilierte Flächen 52, die Teile der Nebendichtlippe schaffen, während das äußere Formteil 18 eine radiale Endstirnfläche 54 hat, an der eine Vielzahl umfänglich im Abstand voneinander angeordneter Gehäusestützelemente 56 aufgenommen sind. Das äußere Formteil 18 hat ferner profilierte Flächen 58, die den Nasenbereich der Schulterdichtung bilden, eine umgekehrt konische Fläche 60, die Teile der Fläche am äußeren Rand der Schulterdichtung bildet, und eine genau dimensionierte, zylindrische, die äußere Überfließbarriere bildende Fläche 62.

Aus dem Vergleich der Fig. 2 und 3 geht z. B. hervor, daß die Gehäusestützelemente 56 längs des Umfanges der Fläche 54 in gleichem Abstand voneinander stehen, mit dem Ergebnis, daß sich eine Vielzahl von Passagen 55 zwischen den Formhohlräumen 32 und 34 erstreckt, was eine Vielzahl von Strömungswegen für das Gummimaterial vorsieht, wenn dieses vom Formhohlraum 32 in den Formhohlraum 34 bei geschlossener Formvorrichtung fließt (Fig. 6). Am fertigen Produkt erscheint (Fig. 7) das Gummimaterial an den Kernstützen der Passage als eine Reihe von radial sich erstreckenden Rippen oder Erhöhungen 55, die sich zwischen dem Dichtungsgrundkörper 57 und der Schulterdichtung 59 erstrecken. Die fertige Dichtung umfaßt ferner eine geschlossene Schraubenfeder 63 und zeigt, daß eine Umbördelung der eine geringere Dicke aufweisenden Verlängerung 86 des Gehäuses 20 gebildet worden ist.

Der obere Einsatz 24 umfaßt eine Barrierefläche 64 in Form einer zylindrischen Gegenfläche, die das innere flächenmäßige Gegenstück zur Fläche 60 ist und eine Überfließbarriere zusammen mit der inneren Fläche der Seitenwand des Gehäuses in einer nachfolgend noch beschriebenen Weise bilden kann. Der untere Teil des oberen Einsatzes 24 umfaßt ebenfalls eine Schulter 66, eine den Nebenformhohlraum bildende Fläche 68, eine Freifläche 70 in Form eines Preßrings oder einer Stegendfläche mehrere profilierte ringförmige im wesentlichen radial nach innen gerichtete Flächen 72, die Teile des den Dichtungsgrundkörper bildenden Formhohlraumes 32 vorsehen und eine umfängliche Nut 74, die einen Teil der Abreißtrimmtasche 38 vorsieht. Eine Fläche 76 bildet einen Teil der Passage, die sich zwischen der Tasche 38 und dem Formhohlraum 32 erstreckt, wenn sich die Formteile in der geschlossenen Position befinden. Diese Passage hat einen dünnen Querschnitt und bildet die abreißbare Membran, von der nur ein kleiner Rest (61 in Fig. 7) am fertigen Produkt verbleibt. Die Nut 74 hält die übrigen Teile des ausgehärteten Gummimaterials fest, was den Abreißvorgang erleichtert.

In Fig. 3 bis 5 ist gezeigt, daß das Gehäuse 20 einen radialen Bondungsflansch 78 und einen axialen Flansch umfaßt, der Gehäuseseitenwände 80, 82 mit größerem und kleinerem Durchmesser, eine zwischen diesen Seitenwänden 80 und 82 vorgesehene versetzende Schulter in Form eines Halses 84 und eine die Gehäuseverlängerung 86 bildende Umbördelung umfaßt. In der Zeichnung sind die verschiedenen Abmessungen schematisch gezeigt und einige dieser Abmessungen sind für die Erfindung bedeutend. Diese Abmessungen umfassen D₁, den Durchmesser der Fläche 62 der Überfließbarriere am äußeren Formteil, und D₂, den Durchmesser der äußeren Fläche 88 der durchmessergrößeren Gehäuseseitenwand 82. D₃ ist der Innendurchmesser der durchmessergrößeren Gehäuseseitenwand und D₄ ist der Durchmesser der Fläche 64 des oberen Einsatzes zur Bildung der Überfließbarriere. Die Dicke der die Umbörderlung bildenden verdünnten Verlängerung 86 ist in Fig. 3 als Tc bezeichnet, während Fig. 3 ferner die tatsächliche Wandstärke T_w zeigt, d. h. die Differenz der Durchmesser der inneren und äußeren Flächen des durchmessergrößeren Bereiches der Gehäuseseitenwand 82.

Bei der praktischen Verwendung der Formvorrichtung müssen die Dimensionsverhältnisse des Gehäuses sorgfältig in bezug auf diese Art Formvorrichtung abgestimmt sein, damit das Formverfahren erfolgreich durchgeführt werden kann. Demzufolge wird z. B. ein Gehäuse 20 gewählt, das eine Wanddicke von 1,14 mm am radialen Flanschabschnitt, d. h. am Bondungsflansch 78, hat. Dieses Gehäuse, das auch eine axial sich erstreckende oder flanschartige Gehäuseseitenwand 80 besitzt, wird dann in einer Presse gezogen oder gestreckt oder beiden Bearbeitungsvorgängen unterworfen, so daß ihm eine genaue Abmessung verliehen wird. Bei dem Streckungsprozeß besteht eine Relativbewegung zwischen den inneren und den äußeren Formwerkzeugen in einer bekannten Weise. Dieser Prozeß, wenn er für die erfindungsgemäße Vorrichtung angewandt wird, reduziert die Wanddicke T_w des axialen Flansches an den Bereichen 80, 82 und 84 auf eine sorgfältig kontrollierte Wanddicke von 0,91 mm ± 0,01 mm. Danach wird das Gehäuse 20 zum Einlegen in die Formvorrichtung 10 positioniert, wobei die Abmessungen D₁ und D₂ eine Linienberührung zwischen der Außenfläche 88 der durchmessergrößeren Gehäusewand 82 und der Fläche 62 für die Überfließbarriere am unteren Einsatz 18 sicherstellen. Gleichfalls steht der Durchmesser der die Überfließbarriere bildenden Fläche 64 des oberen Einsatzes in Beziehung zum Durchmesser D₃ der Innenfläche 90 der Gehäusewand 82, und zwar dergestalt, daß eine Passung von 0 bis 0,025 mm vorliegt.

Sind diese Dimensionsverhältnisse vorgesehen, wird die Formvorrichtung geschlossen, nachdem auf das Bett 40 der Vorformling 42 aus Gummi aufgelegt worden ist. Das Gehäuse 20 kann frei einfallen oder durch die die Stirnfläche des oberen Einsatzes 24 bildende Freifläche 70 an dem in Fig. 3 und 4 mit 92 bezeichneten Bereich gehalten sind, d. h. an dem Bereich zwischen den beiden relativ zueinander beweglichen Formteilen.

Wenn sich die Formvorrichtung schließt, kommt die untere Endfläche 44 des Stempels 26 in Eingriff mit dem Vorformling 42, nähert sich die Barrierefläche 64 des oberen Einsatzes 24 der Innenfläche 90 der Gehäusewand 82 und wird das Gehäuse 20 dann in die voll aufsitzende Position gebracht, wobei die untere Fläche 94 des Bondungsflansches 78 am Gehäuse mit der oberen Fläche 96 des Gehäusestützelements 56 in Eingriff steht. In diesem Zustand besteht gemäß beispielsweise Fig. 6 eine Eingriffnahme zwischen den beiden gegenüberliegenden Barriereflächen 62, 64 an den gegenüberliegenden Formteilen 18, 24, wobei die Flächen 88, 90 am äußeren bzw. inneren Rand der Gehäusewand 82 zwischen den Formteilen in fluiddichter Beziehung eingeklemmt sind. Ebenfalls hat die ringförmige Frei- oder Klemmfläche 70 am oberen Einsatz 24 die obere Fläche 98 des Bondungsflansches 78 am Gehäuse in fluiddichter Beziehung kontaktiert.

Nach Fig. 6 besteht zwischen der Freifläche 70, dem Bondungsflansch 78 und der Gehäusestützfläche 56 des Formteiles 18 eine Berührung von Metall zu Metall und hat die Errichtung der Überfließbarrieren an den Flächen 62, 64 eine Überführung des gesamten Vorformlings mittels der unteren Endfläche 44 des Stempels durch die Abreißtrimmtasche 38 und n die Formhohlräume 32, 34 geführt.

Kurz nach diesem Zeitpunkt kommt der Stempel in seine Endlage und sind beide Formhohlräume 32, 34 vollständig gefüllt. In manchen Fällen kann auch der Nebenformhohlraum 36 wenigstens teilweise gefüllt sein. Ob dieser Formhohlraum 36 gefüllt wird, hängt von der zeitlichen Abstimmung beim Formen ab, d. h. von der relativen Lage des Gummimaterials beim Füllen des Formhohlraumes im Vergleich zur Eingriffnahme zwischen der Klemmfreifläche 70 und der Gehäusefläche 98. M.a.W. wenn der obere Einsatz 24 seine Endposition weit vor einer wesentlichen Bewegung des Stempels 26 erreicht, wird der Formhohlraum 36 leer sein. Wenn der Stempel 26 den größten Teil des Vorformlings in die Formbereiche eingedrückt hat, bevor die Freifläche 70 in ihre Endlage gelangt ist, wird der Nebenformhohlraum 36 teilweise oder vollständig gefüllt. Wenn der Stempel 26 nicht verwendet wird und eine zweiteilige Verdichtungsformvorrichtung vorliegt, ist davon auszugehen, daß der Nebenformhohlraum 36 in allen Fällen gefüllt wird. Fig. 2 zeigt die Formvorrichtung in vollständig geschlossener und gefüllter Position mit in Endlage befindlichem Gehäuse. Nach Erreichen dieses Zustandes wird das Elastomer aushärten gelassen und die Formvorrichtung geöffnet.

Dabei wirkt die Abreißtrimmtasche 38 dergestalt, daß Teile des Gummimaterials zurückgehalten werden und eine Trennung der restlichen Teile des Vorformlings vom Dichtungsgrundkörper stattfindet, wodurch die Membran 61 abreißt.

Die Bildung der Gehäusewände mit verringerter Dicke ist nicht unbedingt für die Durchführung des Verfahrens erforderlich, doch wird die Durchführung durch die Verwendung dieser oder anderer geeigneter Methoden zur Sicherstellung einer Dimensionsgenauigkeit des Gehäuses erleichtert. Das erwähnte Verfahren zum Glätten oder Abstreckziehen (ionering) der Gehäusewand ist bekannt.

Bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann eine wesentliche Relativbewegung zwischen dem oberen Einsatz und der Innenfläche 90 der durchmessergrößeren Gehäusewand vorgesehen sein, so daß die Überfließbarriere errichtet und über eine wesentliche Wegstrecke des Schließweges der Formvorrichtung eingehalten wird. Dies schafft die Möglichkeit, einen gratfreien Zustand an sowohl den inneren als auch an den äußeren Flächen der in Rede stehenden Gehäusewand vorzusehen. Obgleich die erwähnten Dimensionsangaben auf die Fertigung von Dichtungen mit einem Durchmesser von 38,1 bis 76,2 mm anwendbar sind, wobei diese Angaben lediglich als Beispiel dienen, können auch kleinere oder größere Dichtungen unter Vorsehen der gleichen Fassungsverhältnisse oder ggf. etwas größeren oder kleineren Spieles, wie dies durch die verwendeten Materialien und andere Faktoren angezeigt sein kann, gefertigt werden. Wenn zuviel verbleibende Pressung vorgesehen ist, wird es schwierig sein, die Teile aus der Formvorrichtung zu entfernen oder die Teile werden leicht während der Fertigung deformiert, während bei zu wenig Eingriff Gratbildung insbesondere dann auftreten kann, wenn die Teile an der Grenze, oder etwas außerhalb der vorgegebenen Toleranz liegt.

Folglich kann, wenn die radialen Abmessungen des Gehäuses nicht exakt sind, jedoch die Wanddicke genau bemessen ist, ein gewisses Strecken oder Rückformen des Gehäuses während des Formschließvorganges erzielt werden. Es wurde festgestellt, daß der Gesamtdurchmesser des Gehäuses vorzugsweise eher etwas kleiner als die Überfließbarrierenfläche am unteren Einsatz als größer sein sollte, doch kann die Erfindung auch in Fällen verwendet werden, bei denen das Gehäuse während des Formvorganges um einen gewissen kleinen Betrag effektiv verkleinert wird. Die mit der Vorrichtung gefertigte Dichtung zeichnet sich durch Gratfreiheit an der Außenseite des durchmessergrößeren Gehäuseteiles und durch eine eng kontrollierte tatsächliche Abmessung aus. Diese Dichtungen können leicht und dennoch fest sitzend in Senkbohrungen eingesetzt werden, wenn die Installation nach Vorschrift erfolgt. Die Gummischulterdichtung schafft eine ausgezeichnete Abdichtung unter vorteilhafter Ausnutzung der Eigenschaften der verwendeten Elastomere, insbesondere deren hoher Temperatur- und/oder Chemikalienbeständigkeit und dgl.

Claims (6)

1. Vorrichtung (10) zum Formen einer Dichtungseinheit (12) mit einem elastomeren Dichtungsgrundkörper (57) und einem Schulterdichtungsteil (59) aus einem fließfähigen, härtbaren, elastomeren Material, wel­ ches mit einem Dichtungsgehäuse (20) verbunden ist, das im wesentlichen axial sich erstreckende, zylin­ drische, miteinander durch eine versetzende Gehäuse­ schulter verbundene Gehäuseseitenwände (82, 80) mit einem größeren und einem kleineren Durchmesser sowie einen mit einem Endbereich der durchmesserkleineren Gehäuseseitenwand (80) verbundenen und sich davon radial nach innen erstreckenden Bondungsflansch (78) zur Anbindung des Dichtungsgrundkörpers (57) auf­ weist,
gekennzeichnet durch
wenigstens ein relativ feststehendes Formteil (18) mit einer im wesentlichen zylindrischen Fläche (60) mit einer eine Überfließbarriere bildenden Barriere­ fläche (62), die in einem radial nach innen gerich­ teten, axial sich erstreckenden Abschnitt der zylin­ drischen Fläche (60) liegt,
wobei das feststehende Formteil (18) ferner weitere Flächen umfaßt, die Bereiche des Inneren eines Form­ hohlraumes (32, 34) bilden,
und eine Stützeinrichtung (96) zur Eingriffnahme mit einer Fläche im Bereich des Bondungsflansches (78) des Dichtungsgehäuses (20) umfaßt, um das Gehäuse (20) so abzustützen, daß Bereiche von ihm im Inneren des Formhohlraumes (32, 34) liegen,
wobei die Vorrichtung (10) ferner wenigstens ein relativ bewegliches Formteil (24) mit daran befind­ lichen Flächen aufweist, die weitere Bereiche des Formhohlraumes (32, 36) definieren,
wobei die Stützeinrichtung (96) für den Bondungs­ flansch (78) mit Bereichen des Gehäuses (20) zusam­ menwirkt, um im Abstand voneinander eine Vielzahl Passagen (55) vorzusehen, die sich zwischen einem ersten (32) und einem zweiten Bereich (34) des Form­ hohlraumes (32, 34) erstrecken, wobei der erste Bereich (32) der Bildung des Dichtungsgrundkörpers (57) und der zweite Bereich (34) der Bildung des Schulterdichtungsteiles (59) dient,
wobei das bewegliche Formteil (24) ferner eine Frei­ fläche (70) zur Eingriffnahme mit einer Fläche (98) des Bondungsflansches (78) aufweist, die gegenüber dessen Fläche (54) liegt, die mit der Stützeinrich­ tung (96) am feststehenden Formteil (18) in Eingriff tritt,
wobei das bewegliche Formteil (24) ferner in axialem Abstand von der Freifläche (70) eine Schulter (66) und eine mit dem Gehäuse (20) in Eingriff tretende, eine Überfließbarriere bildende, weitere Barriere­ fläche (64) aufweist, die nahe dieser Schulter (66) liegt und in der geschlossenen Position der Vorrich­ tung (10) der Barrierefläche (62) des feststehenden Formteils (18) radial gegenüber liegt,
wobei die Barriereflächen (62, 64) in fluiddichter Beziehung mit gegenüberliegenden inneren und äußeren Flächenbereichen (88, 90) der durchmessergrößeren Gehäuseseitenwand (82) bringbar sind, wenn ein Dich­ tungsgehäuse (20) mit geeignet bemessenem Durchmes­ ser und geeignet bemessener Wandstärke in der Vor­ richtung (10) angeordnet ist und die Formteile (18, 24) in die geschlossene Position bewegt sind und
wobei die Passagen (55) ferner einen Übergang des zu formenden Materials ermöglichen, indem dieses beim Schließen der Vorrichtung (10) vom ersten Bereich (32) des Formhohlraumes (32, 34) in den zweiten Bereich (34) gedrückt wird, so daß der Schulterdich­ tungsteil (59) und der Dichtungsgrundkörper (57) aus einer einzigen Charge fließfähigen, härtbaren Ela­ stomers in einem einzelnen Formungsschritt gebildet werden können.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes feststehende und bewegliche Formteil (14, 18, 24) ferner Flächen auf­ weist, die miteinander in der geschlossenen Position unter Bildung einer ringförmigen Abreißtrimmtasche (38) zusammenwirken, die einen Hauptbereich mit einem vorgegebenen Querschnitt und einen Austritts­ bereich mit einem verringerten Querschnitt hat, wodurch eine Passage gebildet wird, die sich von der Außenseite zur Innenseite des Formhohlraumes (32) für den Dichtungsgrundkörper (57) erstreckt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß diese ferner ein Stem­ pelelement (26) umfaßt, das relativ zu den festste­ henden und beweglichen Formteilen (14, 18, 24) beweg­ bar ist,
wobei das feststehende Formteil (14) ferner eine Chargenaufnahmeeinrichtung (40) zur Aufnahme einer Charge formbaren Materials aufweist und
wobei die Chargenaufnahmeeinrichtung (40) und das Stempelelement (26) in axialer Ausrichtung angeord­ net sind und
das Stempelelement (26) durch eine steife, jedoch nachgebende Federeinrichtung (28) in eine Position vorspannbar ist, bei der es über der Chargenaufnah­ meeinrichtung (40) liegt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß diese ferner einen Nie­ derhaltering (22) mit einer nach unten gerichteten Fläche aufweist, die in Eingriff mit einer Endstirn­ fläche der durchmessergrößeren Gehäuseseitenwand (82) des Gehäuses (20) bringbar ist, wobei der Niederhaltering (22) und das bewegliche Formteil (24) um ein Arbeitsspiel im Abstand vonein­ ander angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen am bewegli­ chen Formteil (24) Bereiche des den Dich­ tungsgrundkörper (57) bildenden Formhohlraumes (32) definierende Flächen (72) umfassen, die eine Feder­ aufnahmenut vorsehen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich des bewegli­ chen Formteiles (24), der zwischen der Schulter (66) des beweglichen Formteils (24) und der mit dem Bon­ dungsflansch (78) in Eingriff bringbaren Freifläche (70) liegt, mit wenigstens einer nach innen gerich­ teten Fläche an der durchmesserkleineren Gehäuse­ seitenwand (80) und dem Bondungsflansch (78) unter Bildung eines Formnebenraumes (36) zusammenwirkt.