BAUTEIL MIT DICHTUNGSFUNKTION, INSBESONDERE MIT HOHLPROHLDICHTUNG, UND VERFAHREN ZU SEINER HERSTELLUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils mit Dichtungsfunktion, insbesondere mit Hohlprofildichtung und ein gemäß diesem Verfahren hergestelltes Bauteil nach den Oberbegriffen des Anspruchs 1 und des Anspruchs 6.
Die in der Aut omobi 1 indust rie üblichen Abdichtungssysteme mit Dicht funkt ion zwischen zwei abzuschließenden Teilen, bestehen fast ausschließlich aus Teilen mit aufgeschobenen oder verklebten, extrudierten Profildichtungen. Die Dichtung muss in einem zusätzlichen Arbeitsschritt hergestellt und auf eine aufwändige Weise angebracht werden. Ein Vorteil bei diesen Anwendungen liegt in den zahllosen Profilformen und Materialänderungen, mit denen die Dichtpro- file hergestellt werden können.
Eine weitere Möglichkeit derartige Bestandteile mit Di cht funkt ion zu erhalten, ist das Strangpressen über die Robott e chni k , bei der in einem weiteren zusätzlichen Arbeitsschritt das hohle Dichtungsprofil mittels eines Robotarmes unmittelbar auf das Bestandteil zu Extrudierengebracht wird .
Es werden auch Dichtungen mit nur einer Lippe anstatt eines Hohlprofils hergestellt, wobei diese Technik jedoch das Problem aufweist, dass die Lippe einer wellenförmigen Verformung ausgesetzt ist. Dieser Verformung kann über ein Verstärkungshohlprofil entgegengetreten werden. Diese Variante weist jedoch keine besonders gute akustische bzw. Rückstelleigenschaften auf.
Bauteile mit Di chtungs funkt ion werden heutzutage hauptsächlich als Abdeckungen der Gelenke und Motoren von Scheibenwischern, Lufteinlassteilen und/oder Wasserabweisern und als Abde- ckung von Mo t o r komponent en am Übergang von Frontscheibe zum Motorraum verwendet. Immer häufiger werden im Vorderbereich des Fahrzeuges Abdeck- oder Übergangsteile zur Motorhaube oder zu anderen Ha 11 erungs t ei 1 en mit Di chtungs funk- tionen verwendet. Beim Schließen der Motorhaube wird der Motorraum vom Außenbereich über eine Dichtung luftdicht abgeschlossen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt daher darin, die Mängel des bekannten Standes der Technik zu beseitigen und ein derartiges Verfahren vorzuschlagen, dass die Herstellungsund Montageabläufe auf ein Mindestmaß reduziert werden, wobei dennoch ein Bauteil mit Dich- tungsfunktion erhalten wird, das auch akustische Eigenschaften besitzt und mit einem Höchstmaß die vorgeschriebenen Toleranzen einhält .
Diese Aufgabe wird bei einem Bestandteil mit Dicht ungs funkt ion , insbesondere mit einem Hohldicht ungspro f i 1 durch die kennzeichnenden Merk- male des Anspruchs 1 bezüglich eines Verfahrens und durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 6 bezüglich des Bestandteiles selbst gelöst .
Wird gemäß Anspruch 1 ein weiches Hohlbestandteil erhalten, so hat dieses gute akustische Eigenschaften und ist überdies in der Lage, Fahr z eugt ol er an z en bis zu 10 mm in Anpressrichtung aufzunehmen.
So wird die Schwierigkeit bezüglich der Hohlprofile beseitigt, bei denen über eine Länge von ca. 1,5 m gleichmäßig bei konstanter Wandstärke mit möglichst wenig Verzug bei optimaler innerer und äußerer Ober f lächenbe s chaf fenhe i t mit der geforderten Pro z e s s s i cherhe i t über den gesamten Pr odu kt i ons z e i träum eingehalten werden mü s s en .
Kurze Hohlprofile waren bis heute innerhalb den geforderten Toleranzen herstellbar. Mit dem neuen Verfahren können Dichtungen nun über die gesamte Fahrzeugbreite und auch darüber mit einbaubedingten Ri chtungs änderungen ausgeführt werden. Da erfindungsgemäß diese Forderungen erfüllt werden, werden aufwändige Montagezeiten, Risiken im Serieneinsatz gegen Missbrauch und zusätzliche Nachteile für das Recycling
vermieden. Die er findungs gemäß en Bauteile sind die Voraussetzung für eine möglichst störungsfreie Fertigung ohne zusätzliche Fehlerquellen durch falsche Montage und dergleichen.
Die Di cht f un kt ion wird nach dem er findungs gemä - ßen Verfahren durch ein thermoplastisches E- lastomer mit hartem Kuns t st of fanteil im Spritzgus s verfahr en als Verbund hergestellt. Dabei kann jede beliebige Zwei komponent ent echni k angewandt werden. Um jedoch das gewünschte Hohlprofil auszuformen, bedient man sich einer gängigen S chme 1 zve rdrängungs t echni k durch Injektion eines gasförmigen oder flüssigen Mittels. Dieses bekannte Verfahren benützt man bereits für andere Erzeugnisse mit Ver s t är kung s fun kt ion oder z.B. bei En t formungs s chwi er i gkei t en . Weiterhin gibt es auch Hohlkörper, die mittels der genannten Technik gefertigt wurden, in Form von Rohren für medien- und luftführende Leitungen. Diese kommt dann zum Einsatz, wenn herkömmliche Verfahren wie Z e i s chalent e chni k oder die dreidimensionale Bla s ext rus i on aus Wirtschaftlichkeitsgründen nicht mehr interessant sind.
Es gibt auch eine weitere Möglichkeit, derartige Dichtungen zu fertigen und zwar mittels eines ge s cho s s art i gen oder kugelförmigen Schmelzverdrängungsteiles, der mit Druck durch den Schmelzekern sozusagen geschossen wird. Dabei kann man sich der I j e kt ions t e chni k eines gasförmigen oder flüssigen Mediums bedienen. Der große Vorteil dieser noch unbekannten Technik
ist, dass sich alle beliebigen Hohlprofilquerschnitte mit einer genau definierten Restwanddicke realisieren lassen.
Nachteile kann ein in sich geschlossenes Ringprofil als Dichtung haben, da bisher mit dem genannten In j e kt ions erfahr en sich derartige in sich geschlossene Hohlräume noch nicht fertigen lassen .
Der Verbund zwischen dem weicheren Hohlprofil und dem härteren Bestandteil lässt sich aufgrund von verschiedenen Aus f ührungs var i ant en herstellen :
a) Eine Aus führung s var i ant e verwendet das Mehr komponent en- Trennschieber- Spritzgus s verfahr en für Kunststoffe, wobei das Material mit dem Gas, Wasser oder Projek- til aus der elastischen Seele entfernt wird. Dieses Verfahren eignet sich besonders für Bauteile mit großen Abmessungen.
b) In einer weiteren e r findungs gemäß en Aus- führung wird das Bauteil im Mehr komponen- ten- Rotations- Spr i t z gus s er f ahr en für Kunststoffe gefertigt, wobei der Hohlraum immer mittels Injektion von gasförmigen oder flüssigen Fluids ausgeformt wird. Da- durch hat der Designer mehr Gestaltungsfreiheiten für die Konstruktion des Dichtungsprofils, jedoch eignet sich dieses Verfahren besser für kleinere Teile, da
durch ein zusätzliches Formnest und die damit verbundene Rotations-
Vers tel lbewegung das Werkzeug teurer und der Ver f ahr ens ablauf komplexer wird als bei der unter a) genannten Technik.
c) Eine einfachere Fertigungsmöglichkeit liegt im Einlegen des Bauteiles ohne Dichtung in ein zweites Werkzeug und dasselbe wird in dem unter a) beschriebenen Verfahren umspritzt. Bei dieser Technik müssen, falls erforderlich, mechanische Haltepunkte angebracht werden, um zusätzliche Haftung zwischen den einzelnen Wer ks t of f kom- ponenten zu erzielen.
d) In einer weiteren e r findungs gemäß en Ausführung wird als harte Baut ei 1 wer s t o f f Polypropylen mit oder ohne Ver s t är kungs zu- sätze in unterschiedlichen Anteilen gegen UV- S t r ahlungen oder Wärme stabilisiert verwendet. Dies nur als Beispiel. Grundsätzlich eignen sich auch Polyamide, ABS und deren Blends für diesen Einsatz. Als We i ch omponent e eignen sich hervorragend TPEs und deren Untergruppen. Für die Di cht funkt ion werden Wer ks t off hart en von 30 bis 80 Shore A verwendet.
e) Weitere erfindungsgemäße Möglichkeiten sind je nach Anwendungs f all durch zahlreiche Dichtungsquerschnitte gegeben, wobei diese wiederum an die unter a) , b) , c) be-
schriebenen Her s t e 11 er f ahr en gebunden sind.
Bei der Injektion von Fluids werden erfindungs- gemäß flüssige Mittel in Form von Wasser den gasförmigen vorgezogen, da Wasser nicht komprimierbar ist, bessere Kühl eigens cha ft en und gute S chme 1 z eaus fo rme igens chatten aufweist bzw. dessen Pr o z e s s s t euerung einfacher anzuwenden ist.
Weitere Merkmale und Einzelheiten gehen aus den weiteren Ansprüchen und aus der folgenden Beschreibung von bevorzugten Aus führung s formen hervor, die in der beigefügten Zeichnung darge- stellt sind. Es zeigen,
Figur 1 einen senkrecht zur Di ch t a us dehnung gelegten Querschnitt eines Bauteils mit Di cht funkt i onen ,
Figur 2 den Schnitt X-X aus Figur 1,
Figur 3 bis 6 jeweils einen senkrecht zur Dicht rieht ung liegenden Querschnitt eines Bauteils mit Hohldichtprofil.
Wie in Figur 1 und 2 dargestellt, weist ein im allgemeinen mit der Bezugsziffer 1 angegebenes Bauteil einen Tragabschnitt 2, eine ebene Auf- läge 4 an mindestens einem seiner Enden und ein Hohlprofil 6 auf, das über eine Verbindungs fläche 5 mit der Auflage 4 stabil vereint ist und an seiner freien Stirnseite mit einer Dichtlip-
pe 7 versehen werden kann. Das Profil 6 mit dem Hohlraum 9 besteht aus einem im wesentlichen weichen, elastisch nachgiebigen Material, um gegen die Innenfläche einer in 8 symbolisch an- gedeuteten Motorhaube gepresst zu werden, die gemäß den Pfeilen 10 in Offen- und Schließstellung geschwenkt werden kann.
Das Profil 6 wird unverzüglich nach dem Spritz- gießen des Abschnittes 2 mittels der Technik des Zwei komponent ensprit zgießens unter Verwendung von Schiebern warm auf die Auflage 4 spr i t z gego s s en , um sich damit zu verbinden. Es wäre jedoch auch das Mehr komponent en- Rot at i ons - Spr it zgus s ver fahr en bekannter Art möglich. Es wäre auch möglich eine zweite Spr i t z gu s s form derart vorzusehen, dass die Dichtung überspritzt werden kann. In diesem Fall wird es zweckmäßig sein, für die Verankerung der Dich- tung beim Überspritzen Bohrungen vorzusehen.
Der Hohlraum 9 des Profils kann, je nach Erfordernis, in verschiedenen Weisen ausgeführt werden: Es ist vorstellbar, ein Druckmittel ins Material der Dichtung derart einzuspritzen, dass das Material unter Ausbildung des Hohlraumes 9 verdrängt wird. In diesem Fall wird es zweckmäßig sein, an den Enden der Dichtung 6 Kappen 11 vorzusehen, die nach der Injektion derart abzuschneiden sein werden, dass der Hohlraum 9 seine die Toleranzen aufnehmende Funktion auszuüben kann, oder die Kappe 11 könnte auch nicht abgeschnitten werden, falls
der Endbereich nicht elastisch sein soll. Überdies kann das Profil β kürzer oder länger als die Auflage 4 belassen werden.
In Figur 3 weist ein Bauteil 12 eine Endfläche 13 auf, die an einem Ansatz 15 anstößt, der von einem Hohlprofil 14 getragen wird, das seine eventuelle Zunge 16 gegen die gemäß den Pfeilen 17 schwenkbare Motorhaube oder gegen eine feste Tür gerichtet hat.
In Figur 4 weist hingegen ein Bauteil 18 einen konvexen Abschnitt 19 auf, der durch Überspritzen mit einem Profil 20 versehen wird, das die gemäß den Pfeilen 22 schwenkbare Motorhaube 21 oder eine feststehende Tür abdichtet.
In Figur 5 weist ein Bauteil 23 eine rechtwinklige Flanke 24 auf, die eine Auflage 25 trägt, die in ihrer Aufnahme teilweise ein Profil 26 aufnimmt, das von einer Nut 28 eines Deckels 27 umgriffen wird.
In Figur 6 weist ein Bauteil 29 schließlich an einen seiner Enden eine Verdickung 30 auf, um sich bei Überspritzen mit einem Profil 31 zu vereinen, das eine Motorhaube oder eine festliegende Tür, so wie in 32 angegeben und gemäß den Pfeilen 33 ver s chwen kbar , abdichtet.