DE102023117301A1

DE102023117301A1 - Dichtungselement, Dichtungsträger, Dichtungssystem, Montierwerkzeug zum Montieren des Dichtungssystems sowie Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102023117301A1
Application number: DE102023117301.4A
Authority: DE
Inventors: Paul Hagl; Andreas Stoltz
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2023-06-30
Filing date: 2023-06-30
Publication date: 2025-01-02

Abstract

Die Erfindung betrifft ein ein Dichtungselement (1) und einen Dichtungsträger (2) aufweisendes Dichtungssystem (3), wobei das Dichtungselement (1) als ein naht- und endloses monolithisches Kunststoffteil ausgeführt ist und eine Hohlkammerdichtungsstruktur (6) aufweist, die mittels eines Öffnungsspalts (8) mit der Umgebung des Dichtungselements (1) kommuniziert. Das Dichtungselement (1) weist einen nach außen hervorspringenden Formschlusshaken (12) auf. Der Dichtungsträger (2) ist ringartig endlos ausgebildet und weist eine mit dem Formschlusshaken (12) korrespondiere Formschlusshakenaufnahme (23) zum Bilden eines Formschlusses zwischen dem Dichtungselement (1) und dem Dichtungsträger (2) auf. Weiter betrifft die Erfindung ein Montierwerkzeug (4), mittels dessen das Dichtungselement (1) und der Dichtungsträger (2) besonders einfach aneinander befestigbar sind. Zudem betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, das das Dichtungselement (1) und/oder den Dichtungsträger (2) aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Dichtungselement für ein Dichtungssystem für ein Kraftfahrzeug. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Dichtungsträger für das Dichtungssystem. Zudem schlägt die Erfindung ein Montierwerkzeug vor, mittels dessen das Dichtungssystem montierbar ist. Überdies betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, das das Dichtungselement, den Dichtungsträger oder das Dichtungssystem aufweist.
Nicht nur im Kraftfahrzeugbau besteht der Bedarf, Verbindungsmündungen von Stutzen, Rohren, Kanälen, Schächten etc., Türöffnungen und weitere Außenhautöffnungen (Laderaum-, Motorraum-, Tank-, Ladebuchsen-, Dachöffnungen etc.), die mittels eines Klappelements verschließbar sind, abzudichten, um zu verhindern, dass von außen Fluide, also Gase und/oder Flüssigkeiten, beispielsweise Luft, Wasser etc., in unerwünschter Weise eindringen. Ferner besteht der Bedarf, eine bestmögliche Schallabschirmung zu gewährleisten. Als Beispiel ist hier eine Frischluftansaugung für ein Innenraumklimatisierungsgerät eines Kraftfahrzeugs zu nennen. Hierzu ist es beispielsweise bekannt, eine endlose Dichtung aus einer Schaumplatte auszuschneiden. Jedoch ist dies zum einen nachteilig hinsichtlich des anfallenden und nicht nutzbaren Schnittabfalls, und zum anderen neigen die herkömmlichen Schaumdichtungen zum Ausweichen bei starker Komprimierung, wodurch die Dichtungswirkung verringert wird. Denn eine herkömmliche Schaumdichtung erzeugt bei ihrer Komprimierung sehr hohe Gegendruckkräfte. Sind die Schaumdichtungen, wie heutzutage üblich, an den Rand der abzudichtenden Öffnung angeklebt, können Scherkräfte dazu führen, dass die Klebung sich löst, was ebenfalls nachteilig für die Dichtungswirkung ist. Nachteilig auf einen Aufwand zum Ankleben der Dichtung und auf die dauerhafte Dichtungswirkung wirkt sich zusätzlich aus, wenn das Teil, an das die Dichtung angeklebt wird, uneben ist und/oder eine dreidimensionale Gestalt aufweist. Ist die Schaumdichtung in Einbaulage dauerhafter Kompression unterworfen - etwa aufgrund von Fertigungstoleranzen - kommt dazu noch ein Dauersetzeffekt des Schaums, worunter die Dichtungsfunktion ebenso leidet. Durch mehrlagige Schaumdichtungen, deren einzelne Schaum lagen sich hinsichtlich Porigkeit, Härte etc. voneinander unterscheiden, konnten die Nachteile nicht in zufriedenstellendem ausgeräumt werden.
Daher kommen immer häufiger Hohlkammerdichtungen aus einem reversibel elastischen Material zum Einsatz, die mittels Extrudierens hergestellt werden. Das Extrudieren hat zur Folge, dass die herkömmlichen Hohlkammerdichtungen über ihrer gesamten Länge gleichförmig ausgeführt sind und dass sie gebogen werden müssen, um sie an konstruktiv vorgegebenen Öffnungs-, Stutzen- oder Klappenrändern anbringen zu können. Dabei ist ein kleinster Biegeradius durch die extrudierte Geometrie der herkömmlichen Dichtung beschränkt; insbesondere besonders kleine Radien können oftmals nicht durch Biegen der extrudierten Meterware realisiert werden. Dazu kommt, dass aufgrund des Biegens im Material der herkömmlichen Dichtung Spannungen vorliegen. Soll die herkömmliche Dichtung eine Öffnung vollständig umschließen, muss die herkömmliche, extrudierte Hohlkammerdichtung nicht nur mit hoher Wiederholgenauigkeit abgelängt und gebogen werden, sondern auch zu einer ringartigen, endlosen Dichtung an Stirnschnittflächen verbunden werden, etwa mittels Klebens, Schweißens etc. Dies stellt einen zusätzlichen Aufwand beim Herstellen der herkömmlichen Dichtung dar. Aus der DE 20 2016 107 342 U1 ist eine herkömmliche Hohlkammerdichtung bekannt. Eine herkömmliche Hohlprofildichtung, die an ein Karosseriebauteil anklebbar ist, ist aus der DE 20 2017 106 935 U1 bekannt. Die DE 20 2007 011 529 U1 und die DE 10 2020 118 481 A1 stellen noch weitere herkömmliche Dichtungen mit einem Hohlkammerprofil vor. Insgesamt ist festzuhalten, dass herkömmliche Dichtungen für einen Einsatz in einem Kraftfahrzeug einerseits einen besonders hohen Herstellungsaufwand erfordern und andererseits - insbesondere angesichts der in einem Kraftfahrzeug im Fahrbetrieb auftretenden Belastungen, Schwingungen etc. - nur eine besonders kurze Lebensdauer haben.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Lösung zu schaffen, um zwei Bauteile, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, besonders effizient und mit dauerhafter Dichtungswirkung abdichten zu können.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere mögliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren offenbart. Merkmale, Vorteile und mögliche Ausgestaltungen, die im Rahmen der Beschreibung für einen der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche dargelegt sind, sind kategorie- und ausführungsformübergreifend zumindest analog als Merkmale, Vorteile und mögliche Ausgestaltungen des jeweiligen Gegenstands der anderen unabhängigen Ansprüche sowie jeder möglichen Kombination der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche, gegebenenfalls in Verbindung mit einem oder mehr der Unteransprüche, anzusehen.
Die Erfindung schlägt ein Dichtungselement und einen damit korrespondierenden Dichtungsträger vor. Das Dichtungselement und der Dichtungsträger sind so ausgebildet, dass sie aneinandermontierbar sind. In bestimmungsgemäßer Einbaulage - das heißt, wenn Dichtungselement und Dichtungsträger bestimmungsgemäß aneinandermontiert sind - bilden sie miteinander ein Dichtungssystem. Erfindungsgemäß wird weiter ein Montierwerkzeug zum Montieren des Dichtungssystems vorgeschlagen. Dieses ist für ein Kraftfahrzeug vorgesehen, wobei aber nicht ausgeschlossen ist, dass es auch auf anderen Gebieten der Technik eingesetzt werden kann. Zur Erfindung gehört des Weiteren ein Kraftfahrzeug oder eine Baugruppe zum Herstellen eines Kraftfahrzeugs, wobei das Kraftfahrzeug oder besagte Baugruppe das Dichtungselement, den Dichtungsträger oder das Dichtungssystem aufweist.
In Weiterbildung des Kraftfahrzeugs ist vorgesehen, dass der Dichtungsträger durch ein Karosserieelement und/oder ein Tragstrukturelement und/oder ein Klappenelement des Kraftfahrzeugs gebildet ist. Das bedeutet, zumindest eines oder mehr der nachfolgend beschriebenen Elemente/Merkmale des Dichtungsträgers kann/können integraler Bestandteil des entsprechenden Karosserie-, Tragstruktur- oder Klappenelements des Kraftfahrzeugs sein. Zum Bilden des Dichtungssystems wird dann das Dichtungselement direkt an das entsprechende Karosserie-, Tragstruktur- oder Klappenelement des Kraftfahrzeugs angebracht. Hierdurch kann das Dichtungselement bzw. das Dichtungssystem besonders effizient beispielsweise als Türdichtung, Dichtung für eine Tankklappe, Dichtung für ein faltbares und/oder klappbares Kraftfahrzeugdach (Cabriolet), Dichtung für ein Schiebehubdach, Dichtung für eine Motorraumklappe, Dichtung für eine Laderaumklappe etc. eingesetzt werden. Das Dichtungssystem weist dadurch in günstiger Weise besonders wenige Einzelteile auf, was den Gedanken an eine besonders einfache Herstellung noch unterstützt. Natürlich ist insbesondere denkbar, dass der Dichtungsträger integraler Bestandteil eines anderen Gegenstands ist, an/in welchem das Dichtungselement bestimmungsgemäß einsetzbar ist.
Das erfindungsgemäße Dichtungselement ist als ein monolithisches und elastisch reversibel verformbares Kunststoffteil ausgeführt, das entlang einer Umlaufrichtung des Dichtungselements ring- oder rahmenartig naht- und endlos ausgebildet ist. Es handelt sich beim Dichtungselement also nicht um einen Abschnitt von Meterware, dessen Schnittenden zum endlosen Kunststoffteil zusammengefügt wurden. Stattdessen ist das Dichtungselement nahtlos und einstückig urgeformt. Dadurch hat das Dichtungselement keine Biegung, da es nicht zunächst gerade war und dann gebogen wurde; Radien, die das Dichtungselement aufweist, sind vielmehr beim Urformen gebildet worden. Es ist hierbei möglich, besonders kleine Radien auszubilden, und das fertig hergestellte Dichtungselement ist vorteilhafterweise dennoch keinen Biegespannungen unterworfen. Das Dichtungselement ist universell einsetzbar, und nicht auf den Einsatz im Automobilbau beschränkt. Zum Beispiel kann die Dichtung an/in Haushaltsgeräten wie Waschmaschinen oder dergleichen eingesetzt werden.
Entlang der Umlaufrichtung weist das Dichtungselement weiter eine Hohlkammerdichtungsstruktur auf. Somit ist es mittels des Dichtungselements ermöglicht, große Toleranzen von gegeneinander abzudichtenden Bauteilen auszugleichen. Zudem erlaubt das Dichtungselement aufgrund der Hohlkammerdichtungstruktur einen Ausgleich von Relativbewegungen besagter Bauteile zueinander, ohne dass dabei die Dichtungswirkung verloren geht. Weiter vorteilhaft sind geringe Rückstellkräfte und kein Dauersetzeffekt des Dichtungselements.
An einer der Hohlkammerdichtungsstruktur gegenüberliegenden Dichtungselementbefestigungsseite weist das Dichtungselement einen Öffnungsspalt auf, der entlang der Umlaufrichtung endlos ist. Aufgrund des Öffnungsspalts ist das Dichtungselement an der Dichtungselementbefestigungsseite offen, da der Öffnungsspalt entlang der Umlaufrichtung über seine gesamte Länge einerseits in die Hohlkammerdichtungsstruktur, das heißt in einen durch eine Innenseite der Hohlkammerdichtungsstruktur begrenzten Innenraum des Dichtungselements, und andererseits in eine Umgebung des Dichtungselements mündet.
Das Dichtungselement hat einen Formschlussabschnitt oder mehr Formschlussabschnitte. Im (jeweiligen) Formschlussabschnitt weist das Dichtungselement an der Dichtungselementbefestigungsseite einen nach außen hervorspringenden Formschlusshaken auf. Dieser ist zum Bilden eines Formschlusses zwischen dem Dichtungselement und dem korrespondierenden Dichtungsträger des Dichtungssystems ausgebildet. Dank des Formschlusshakens sind das Dichtungselement und der Dichtungsträger besonders einfach und aufwandsarm zum Dichtungssystem verbindbar.
So ist ein umlaufend geschlossenes Dichtungselement geschaffen, das bei dessen monolithischer Herstellung mit besonders kleinen Radien versehen werden kann. Diese Radien können im Vergleich mit herkömmlichen, extrudierten und dann gebogenen Hohlkammerdichtungen kleiner ausgeführt werden. Zudem entfällt in vorteilhafter Weise das Fügen von Schnittenden zu einer herkömmlichen umlaufenden Dichtung.
Gemäß einer möglichen Weiterbildung ist das Dichtungselement mittels Spritzgießens hergestellt bzw. einstückig urgeformt. Dadurch ist das Herstellen des Dichtungselements besonders einfach und aufwandsarm, und zudem sind durch das Spritzgießen große Freiheiten bei der Auslegung der Geometrie des Dichtungselements eröffnet. Insbesondere besteht im Gegensatz zum Extrudieren nicht der Zwang, dass das Dichtungselement über dessen Gesamtlänge gleich ausgebildet sein muss. Ein generatives/schichtweises Herstellen („3D-Drucken“) des Dichtungselementes ist aber genauso gut denkbar. Bei dem Kunststoff des Dichtungselements handelt es sich in weiterer möglicher Ausgestaltung um einen Synthesekautschuk, insbesondere EPDM (Ethylen-Propylen-Dien; M-Gruppe). EPDM weist eine besonders hohe Beständigkeit gegen Sauerstoff, Ozon und UV-Strahlung sowie gegen alkalische Flüssigkeiten, Lösungs- und Reinigungsmittel auf. Zudem ist EPDM hochelastisch, was den Ausgleich von Relativbewegungen zwischen den abzudichtenden Bauteilen unter Aufrechterhaltung der Dichtungswirkung begünstigt.
Einer weiteren möglichen Ausführungsform zufolge weist das Dichtungselement einen umlaufenden Befestigungsfortsatz auf, der ununterbrochen oder abschnittsweise entlang der Umlaufrichtung seitlich und abgewinkelt von einer Außenmantelfläche des Dichtungselements hervorspringt. Dadurch ist eine in Richtung Dichtungselementbefestigungsseite offene Nut gebildet, in welche ein Befestigungssteg des Dichtungsträgers passend einsetzbar ist. Insbesondere ist vorgesehen, dass das Dichtungselement zwei solche umlaufenden Befestigungsfortsätze aufweist, wobei einer davon an einer Ring- oder Rahmenaußenseite und der andere an einer Ring- oder Rahmeninnenseite des Dichtungselements verläuft bzw. angeordnet ist. Durch den Befestigungsfortsatz bzw. durch die Befestigungsfortsätze kann das Dichtungselement noch sicherer am Dichtungsträger gehalten werden.
Die Hohlkammerdichtungsstruktur des Dichtungselements weist in weiterer möglicher Ausgestaltung eine Sollknickstellenanordnung auf, die eine durch eine außenseitige Materialaussparung gebildete, außenseitige Sollknickstelle aufweist. Alternativ oder zusätzlich umfasst die Sollknickstellenanordnung eine durch eine innenseitige Materialaussparung gebildete, innenseitige Sollknickstelle. Es kann vorgesehen sein, dass die Sollknickstellenanordnung zwei oder mehr außenseitige und/oder innenseitige Sollknickstellen aufweist. So wird ein definiertes Verformen des Dichtungselements erreicht, wenn dieses zwischen den abzudichtenden Bauteilen verformt wird, etwa aufgrund eines Toleranzausgleichs beim Verbinden der Bauteile, aufgrund Relativbewegungen der Bauteile zueinander etc.
Eine weitere mögliche Ausführungsform sieht vor, dass in einem ersten Umlaufrichtungsabschnitt eine Querschnittsfigur des Dichtungselements, insbesondere der Hohlkammerdichtungsstruktur, anders ausgebildet ist als in einem zweiten Umlaufrichtungsabschnitt. Das bedeutet, das Dichtungselement kann von Umlaufrichtungsabschnitt zu Umlaufrichtungsabschnitt unterschiedliche Querschnittsfiguren aufweisen. Demnach kann das Dichtungselement je nach Umlaufrichtungsabschnitt andere Radien, Wandstärken etc. haben. Dadurch ist das Dichtungselement besonders vielseitig einsetzbar. Zum Beispiel kann das Dichtungselement im ersten Umlaufrichtungsabschnitt steifer/stabiler ausgeführt werden als im zweiten Umlaufrichtungsabschnitt, etwa um konstruktiv erforderliche unterschiedliche Spaltmaße zwischen einer Öffnung und einem entsprechenden Deckelelement auszugleichen.
In möglicher Weiterbildung ist die Sollknickstellenanordnung im ersten Umlaufrichtungsabschnitt anders ausgebildet ist als im zweiten Umlaufrichtungsabschnitt. Mit anderen Worten: die Sollknickstellenanordnung kann im ersten Umlaufrichtungsabschnitt beispielsweise insgesamt mehr oder weniger Sollknickstellen aufweisen als im zweiten Umlaufrichtungsabschnitt. Alternativ oder zusätzlich kann sich wenigstens eine der Sollknickstellen im ersten Umlaufrichtungsabschnitt hinsichtlich einer Sollknickstellen-Geometrie und/oder hinsichtlich einer positionellen Lage an der Hohlkammerdichtungsstruktur von einer der Sollknickstellen im zweiten Umlaufrichtungsabschnitt unterscheiden. Wieder alternativ oder zusätzlich kann die Sollknickstellenanordnung im ersten Umlaufrichtungsabschnitt mehr oder weniger innenseitige oder außenseitige Sollknickstellen aufweisen als im zweiten Umlaufrichtungsabschnitt. Dies verstärkt die besonders vielseitige Einsetzbarkeit des Dichtungselements.
Der erfindungsgemäße Dichtungsträger ist dazu eingerichtet, im Zusammenspiel mit dem Dichtungselement das Dichtungssystem zu bilden. Hierzu ist der Dichtungsträger entlang einer mit der Umlaufrichtung des Dichtungselements korrespondierenden Umlaufrichtung des Dichtungsträgers ring- oder rahmenartig endlos ausgebildet. Der Dichtungsträger hat einen Formschlussabschnitt oder mehr Formschlussabschnitte. Im (jeweiligen) Formschlussabschnitt weist der Dichtungsträger an einer Dichtungsträgerbefestigungsseite eine mit dem Formschlusshaken korrespondiere Formschlusshakenaufnahme oder mehr solcher Formschlusshakenaufnahmen auf. Die (jeweilige) Formschlusshakenaufnahme ist zum Bilden eines (jeweiligen) Formschlusses zwischen dem Dichtungselement und dem Dichtungsträger Dichtungssystems ausgebildet. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass der Dichtungsträger so viele Formschlusshakenaufnahmen aufweist, wie das Dichtungselement Formschlusshaken aufweist. Die jeweilige Formschlusshakenaufnahme ist dabei positionell so angeordnet, dass sie mit dem Formschlusshaken örtlich korrespondieren. Durch die wenigstens eine Formschlusshakenaufnahme ist ein Montieren des Dichtungssystems erleichtert.
Bevorzugt wird ein Dichtungsträger eingesetzt, der zur Nutzung mit dem erfindungsgemäßen Dichtungselement modifiziert ist/wurde. Beispielsweise wird ein herkömmlicher, zum Einsatz mit einer herkömmlichen Dichtung vorgesehener entsprechend verändert.
Der Dichtungsträger weist in möglicher Weiterbildung eine Befestigungsklammer auf, mittels derer der Dichtungsträger in eine Einbauöffnung einsetzbar ist, derart, dass die Befestigungsklammer einen Rand der Einbauöffnung hintergreift. Insbesondere weist der Dichtungsträger zwei oder mehr Befestigungsklammern auf. Des Weiteren ist der Dichtungsträger mitsamt der (jeweiligen) Befestigungsklammer mittels Spritzgießens hergestellt. Um den die Befestigungsklammer oder Befestigungsklammern aufweisenden Dichtungsträger aus der Spritzgießform entformen zu können, ist an der Stelle der (jeweiligen) Befestigungsklammer eine (jeweilige) Entformungsöffnung erforderlich, denn eine solche Befestigungsklammer stellt ein hinterschnittiges Element des Dichtungsträgers dar. Diese Entformungsöffnung erfüllt hier aber nicht nur den Zweck der Entformung, sondern wird zudem als die Formschlusshakenaufnahme genutzt. Anders ausgedrückt ist die jeweilige Formschlusshakenaufnahme durch die jeweilige Entformungsöffnung des Dichtungsträgers gebildet, die zum Entformen des Dichtungsträgers aus einer Spritzgießform erforderlich sind. Dementsprechend weist der Dichtungsträger so viele Befestigungsklammern auf, wie das Dichtungselement Formschlusshaken aufweist.
Entlang der Umlaufrichtung des Dichtungsträgers weist dieser - gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform - einen Spalteingriffssteg auf, der von der Dichtungsträgerbefestigungsseite hervorspringt und dazu eingerichtet ist, dicht in den Öffnungsspalt des Dichtungselements eingesetzt zu werden. Hierdurch ist der Öffnungsspalt des Dichtungselements mittels des Spalteingriffsstegs dicht verschlossen, sodass ein unerwünschtes Eindringen von Schmutz, Flüssigkeit etc. in die Hohlkammerdichtungsstruktur verhindert ist. Zudem wird so ein besonders stabiler und zuverlässiger Sitz des Dichtungselements am Dichtungsträger ermöglicht. Des Weiteren kann das Dichtungselement entlang dessen Umlaufrichtung gegen ein seitliches Ausweichen gesichert werden.
Im Zusammenhang mit der Ausführungsform des Dichtungselements, bei dem dieses die in Richtung Dichtungselementbefestigungsseite offene Nut aufweist, wird gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform des Dichtungsträgers vorgeschlagen, dass dieser einen entlang der Umlaufrichtung des Dichtungsträgers ausgebildeten Befestigungssteg aufweist, der von der Dichtungsträgerbefestigungsseite hervorspringt. Dieser ist dazu eingerichtet, dicht in besagte Nut des Dichtungselements eingesetzt zu werden. So wird der besonders feste und besonders sichere Sitz des Dichtungselements am Dichtungsträger nochmals unterstützt.
Für das erfindungsgemäße Dichtungssystem gilt, dass es zum einen das Dichtungselement und zum anderen den Dichtungselementträger aufweist, die bestimmungsgemäß miteinander verbunden bzw. aneinandermontiert sind. Dabei greift der jeweilige Formschlusshaken durch die zugehörige der Formschlusshakenaufnahmen hindurch, sodass der Dichtungsträger vom jeweiligen Formschlusshaken hintergriffen wird. Dadurch ist zwischen dem Dichtungselement und dem Dichtungsträger auf besonders einfache und aufwandsarme Art eine besonders sichere und zuverlässige Montageverbindung realisiert, und zwar ein Formschluss, der insbesondere ohne weitere Bauteile/Bauelemente auskommt.
Um das Dichtungssystem besonders einfach herstellen zu können, wird das erfindungsgemäße Montierwerkzeug eingesetzt. Dieses weist einen geraden Stempel oder mehr gerade Stempel auf, wobei durch den (jeweiligen) Stempel eine Montierrichtung des Montierwerkzeugs vorgegeben ist. Eine Anzahl der Stempel ist durch die Anzahl der Formschlussabschnitte des Dichtungselements bzw. Dichtungsträgers vorgegeben. Insofern weist das Montierwerkzeug so viele Stempel auf, wie das Dichtungselement Formschlusshaken aufweist. Das Montierwerkzeug weist weiter ein Ober- und ein Unterwerkzeug auf. Das Unterwerkzeug hat eine Dichtungselementaufnahme, in die die Hohlkammerdichtungsstruktur des Dichtungselements zumindest im Bereich des Formschlussabschnitts passend einlegbar ist. Zudem weist das Unterwerkzeug je Stempel eine Stempelführung auf, die einerseits im Bereich des Formschlussabschnitts des Dichtungselements in die Dichtungselementaufnahme und andererseits an einer Unterwerkzeugunterseite mündet. Der oder die Stempel ist/sind dabei in einer jeweiligen der Stempelführungen angeordnet, wodurch das Unterwerkzeug und der bzw. die Stempel translatorisch bewegbar aneinander gelagert sind. Ferner weist das Unterwerkzeug eine Auflagerkontur auf, auf welche der Dichtungsträger mit dessen Dichtungsträgerbefestigungsseite passend auflegbar ist. Durch das Auflegen des Dichtungsträgers auf die Auflagerkontur des Unterwerkzeugs, wobei der Dichtungsträger auch auf das Dichtungselement aufgelegt wird, sind/werden der jeweilige Formschlusshaken und die jeweilige Formschlusshakenaufnahme parallel zur Montierrichtung zueinander ausgerichtet. Das Oberwerkzeug ist auf eine der Dichtungsträgerbefestigungsseite gegenüberliegende Unterseite des auf dem Dichtungselement ruhenden Dichtungsträgers aufsetzbar und weist im Bereich der Formschlussabschnitte eine Aussparung auf. Insbesondere hat das Oberwerkzeug eine umlaufende bzw. endlose Kontur, sodass es entlang des Dichtungselements passgenau auf die Unterseite des Dichtungsträgers aufgesetzt werden kann.
In einer Ausgangsstellung des Montierwerkzeugs sind das Unterwerkzeug und die Stempel so zueinander angeordnet, dass ein an der Dichtungselementaufnahme angeordnetes Stempelende des jeweiligen Stempels nicht in die Dichtungselementaufnahme hineinragt. Beispielsweise sind die Stempel an einer Grundplatte des Montierwerkzeugs befestigt, wobei zwischen der Grundplatte und dem Unterwerkzeug ein Federelement oder mehr Federelemente angeordnet ist/sind. Im entspannten Zustand des (jeweiligen) Federelements wird dann das Unterwerkzeug in der Ausgangsstellung gehalten. In alternativer Ausführung kann vorgesehen sein, dass in der Ausgangsstellung die Werkzeuge unbeweglich im Raum angeordnet sind, wobei der oder die Stempel relativ zu den Werkzeugen bewegbar sind.
Jedenfalls gestaltet sich ausgehend von der Ausgangstellung, wobei das Dichtungselement und der Dichtungsträger wie oben beschrieben in das Montierwerkzeug eingelegt sind, ein Verfahren zum Montieren des Dichtungssystems wie folgt: Mittels eines Arbeitshubs des Montierwerkzeugs wird das an der Dichtungselementaufnahme angeordnete Stempelende in die Dichtungselementaufnahme hineinbewegt. Infolgedessen wird die Hohlkammerdichtungsstruktur zwischen dem Oberwerkzeug und dem Unterwerkzeug reversibel elastisch zusammengedrückt, bis eine Innenseite der Hohlkammerdichtungsstruktur im Bereich des Formschlussabschnitts des Dichtungselements an einem Fuß des Formschlusshakens zur Auflage kommt. Dabei werden ein Herausheben des Dichtungselements aus der Dichtungselementaufnahme sowie ein Abheben des Dichtungsträgers von der Auflagerkontur mittels des Oberwerkzeugs verhindert. Hierzu ist insbesondere vorgesehen, dass das das Dichtungselement und der Dichtungsträger zwischen dem Ober- und dem Unterwerkzeug eingespannt sind oder werden. Schließlich wird der Formschlusshaken unter einem reversibel elastischen Spannen desselben durch die Formschlusshakenaufnahme hindurchgetrieben. Sobald der Formschlusshaken vollständig durch die Formschlusshakenaufnahme hindurchgetrieben wurde, entspannt er sich wieder, wodurch das Dichtungselement und der Dichtungsträger formschlüssig miteinander verbunden werden.
Beispielsweise kann der Arbeitshub ausgeführt werden, indem das Oberwerkzeug in Montierrichtung bewegt wird, wodurch zum einen das Dichtungselement und der Dichtungsträger zwischen den Werkzeugen eingespannt werden und zum anderen die Werkzeuge mitsamt Dichtungselement und -träger auf die Grundplatte zu bewegt werden. Da der jeweilige Stempel fest an der Grundplatte angebracht ist, taucht folglich das an der Dichtungselementaufnahme angeordnete Stempelende in die Dichtungselementaufnahme ein, wodurch - wie oben dargelegt - der Formschluss zwischen Dichtungselement und -träger hergestellt wird.
Die Bezeichnungen „Ober- und Unterwerkzeug“ dienen lediglich zu einfacheren Ansprache der beiden Werkzeuge des Montierwerkzeugs; eine tatsächliche positionelle Anordnung der Werkzeuge im Raum kann aus den Bezeichnungen der Teilwerkzeuge nicht abgeleitet werden. Demnach können die hier als Ober- bzw. Unterwerkzeug bezeichneten Werkzeuge des Montierwerkzeugs auch in anderer Lage im Raum eingesetzt werden.
Die Werkzeuge und/oder der jeweilige Stempel können ein jeweiliges Fixierungsmittel aufweisen, mittels dessen das entsprechende Werkzeug bzw. der Stempel an einem Stößel bzw. an einem Tisch einer Pressmaschine fixierbar sind. Mittels eines Presshubs der Presse wird dann das Dichtungssystem montiert. Es ist zum Beispiel denkbar, dass das hier als Oberwerkzeug bezeichnete Werkzeug am Tisch der Presse befestigt wird, dann mit dem Dichtungsträger beladen wird und dann das Dichtungselement auf den Dichtungsträger aufgelegt wird. Hiernach wird das hier als Unterwerkzeug bezeichnete der Werkzeuge auf das Oberwerkzeug aufgespannt. Dabei ist der jeweilige Stempel am Stößel der Presse befestigt. Alternativ ist es denkbar, dass der jeweilige Stempel am Tisch der Presse befestigt ist, zwischen Tisch und Unterwerkzeug das Federelement angeordnet ist und das Oberwerkzeug am Stößel der Presse fixiert ist.
Weitere Merkmale der Erfindung können sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung ergeben. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung und/oder in den Figuren allein gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnung zeigt in:

1 eine Querschnittsfigur eines Dichtungssystems für ein Kraftfahrzeug, wobei ein Dichtungselement und ein Dichtungsträger aneinander formschlüssig befestigt sind,
2 eine perspektivische Ansicht einer Formschlusshakenaufnahme des Dichtungsträgers,
3 eine perspektivische Ansicht des Dichtungssystems mit Sicht auf die in 2 gezeigte Formschlusshakenaufnahme, wobei ein Formschlusshaken des Dichtungselements die Formschlusshakenaufnahme hintergreift,
4 eine geschnittene Ansicht eines Montierwerkzeugs zum Montieren des Dichtungssystems, wobei in das Montierwerkzeug das Dichtungselement und der Dichtungsträger eingelegt sind, und
5 eine geschnittene Ansicht des mit dem Dichtungselement und dem Dichtungsträger beladenen Montierwerkzeugs, wobei mittels des Montierwerkzeugs ein Arbeitshub ausgeführt wird.

Im Folgenden wird zu einem Dichtungselement 1, einem Dichtungsträger 2 und einem Dichtungssystem 3 sowie zu einem Montierwerkzeug 4 und einem Kraftfahrzeug (nicht dargestellt) in gemeinsamer Beschreibung vorgetragen. In den Figuren sind gleiche und funktionsgleiche Elemente mit gleichem Bezugszeichen versehen.
Sowohl das Dichtungselement 1 als auch der Dichtungsträger 2 sind dazu eingerichtet, miteinander das Dichtungssystem 3 zu bilden. Demnach bilden das Dichtungselement 1 und der Dichtungsträger 2 Bestandteile des Dichtungssystems 3. In bestimmungsgemäßer Einbaulage des Dichtungssystem 3 ist durch dieses ein Bestandteil des Kraftfahrzeugs gebildet. Insofern weist das Kraftfahrzeug das Dichtungselement 1, den Dichtungsträger 2 oder das Dichtungssystem 3 auf. Es kann vorgesehen sein, dass der Dichtungsträger 2 durch ein Karosserieelement und/oder ein Tragstrukturelement und/oder ein Klappenelement des Kraftfahrzeugs gebildet ist.
1 zeigt eine Querschnittsfigur des Dichtungssystems 3, wobei das Dichtungselement 1 und der Dichtungsträger 2 aneinander formschlüssig befestigt sind. Die Schnittebene steht senkrecht zu einer Umlaufrichtung (senkrecht zur Bildebene der 1, Bezugszeichen 5) des Dichtungselements 1 bzw. des Dichtungsträgers 2. Das Dichtungselement 1 ist als ein monolithisches und elastisch reversibel verformbares Kunststoffteil ausgeführt, das entlang der Umlaufrichtung 5 des Dichtungselements 1 ring- bzw. rahmenartig naht- und endlos ausgebildet ist. Vorliegend ist das Dichtungselement nahtlos und einstückig urgeformt, und zwar mittels Spritzgießens aus einem Synthesekautschuk, hier im Beispiel aus EPDM. Das Dichtungselement 1 hat demnach keine Biegung, denn es war nicht zunächst gerade, um dann in die gewünschte Form gebogen zu werden. Stattdessen wurde dem Dichtungselement 1 seine Endgestalt bzw. -geometrie direkt beim Urformen verliehen. Entlang der Umlaufrichtung 5 weist das Dichtungselement 1 eine Hohlkammerdichtungsstruktur 6 auf. An einer der Hohlkammerdichtungsstruktur 6 gegenüberliegend angeordneten Dichtungselementbefestigungsseite 7 weist das Dichtungselement 1 einen Öffnungsspalt 8 auf, der entlang der Umlaufrichtung 5 endlos ist. Aufgrund des Öffnungsspalts 8 ist das Dichtungselement 1 an der Dichtungselementbefestigungsseite 7 offen, da der Öffnungsspalt 8 entlang der Umlaufrichtung 5 über seine gesamte Länge einerseits in die Hohlkammerdichtungsstruktur 6, das heißt in einen durch eine Innenseite 9 der Hohlkammerdichtungsstruktur 6 begrenzten Innenraum 10 des Dichtungselements 1, und andererseits in eine Umgebung des Dichtungselements 1 mündet. An der Dichtungselementbefestigungsseite 7 weist das Dichtungselement 1 einen Formschlussabschnitt 11 auf, in welchem ein Formschlusshaken 12 angeordnet ist. Je nach designierter Anwendung des Dichtungselements 1 bzw. Dichtungssystems 3 können entlang der Umlaufrichtung 5 zwei oder mehr Formschlussabschnitte 11, also zwei oder mehr Formschlusshaken 12, vorgesehen sein. Der Formschlusshaken 12 springt ausgehend von seinem Fuß 13 von der Dichtungselementbefestigungsseite 7 nach außen hervor.
Gemäß dem vorliegenden Beispiel weist das Dichtungselement 1 einen umlaufenden Befestigungsfortsatz 14 - hier zwei Befestigungsfortsätze 14 - auf. Die Befestigungsfortsätze 14 springen ununterbrochen oder abschnittsweise entlang der Umlaufrichtung 5 seitlich und abgewinkelt von einer Außenmantelfläche 15 des Dichtungselements 1 hervor. Wie aus 1 zu erkennen ist, ist einer der Befestigungsfortsätze 14 an einer Ring- oder Rahmenaußenseite des Dichtungselements 1 angeordnet, wohingegen der andere der Befestigungsfortsätze 14 an einer Ring- oder Rahmeninnenseite des Dichtungselements 1 angeordnet ist. Dadurch ist an der Rahmeninnenseite und an der Rahmenaußenseite des Dichtungselements 1 jeweils eine in Richtung Dichtungselementbefestigungsseite 7 offene Nut 16 gebildet.
Weiter weist das Dichtungselement 1, das heißt dessen Hohlkammerdichtungsstruktur 6, im vorliegenden Beispiel eine Sollknickstellenanordnung 17 auf, die eine durch eine außenseitige Materialaussparung gebildete, außenseitige Sollknickstelle 18 aufweist. Zusätzlich umfasst die Sollknickstellenanordnung 17 hier im Beispiel eine durch eine innenseitige Materialaussparung gebildete, innenseitige Sollknickstelle 19. Wie in 1 zu erkennen ist, weist die Sollknickstellenanordnung 17 zwei oder mehr außenseitige und/oder innenseitige Sollknickstellen 18, 19 auf.
In einem ersten Umlaufrichtungsabschnitt kann die Querschnittsfigur des Dichtungselements 1, insbesondere der Hohlkammerdichtungsstruktur 6, anders ausgebildet sein als in einem zweiten Umlaufrichtungsabschnitt. Vorliegend weist das Dichtungselement 1 also von Umlaufrichtungsabschnitt zu Umlaufrichtungsabschnitt unterschiedliche Querschnittsfiguren auf. Dementsprechend kann das Dichtungselement 1 je nach Umlaufrichtungsabschnitt andere Radien, Wandstärken etc. haben. Insbesondere ist die Sollknickstellenanordnung 17 im ersten Umlaufrichtungsabschnitt anders ausgebildet ist als im zweiten Umlaufrichtungsabschnitt. Gemäß dem vorliegenden Beispiel weist die Sollknickstellenanordnung 17 also im ersten Umlaufrichtungsabschnitt beispielsweise insgesamt mehr oder weniger Sollknickstellen 18, 19 auf als im zweiten Umlaufrichtungsabschnitt. Alternativ oder zusätzlich unterscheiden sich wenigstens eine der Sollknickstellen 18, 19 im ersten Umlaufrichtungsabschnitt hinsichtlich einer Sollknickstellen-Geometrie und/oder hinsichtlich einer positionellen Lage an der Hohlkammerdichtungsstruktur 6 von einer der Sollknickstellen 18, 19 im zweiten Umlaufrichtungsabschnitt. Wieder alternativ oder zusätzlich weist die Sollknickstellenanordnung 17 im ersten Umlaufrichtungsabschnitt mehr oder weniger außenseitige Sollknickstellen 18 oder innenseitige Sollknickstellen 19 auf als im zweiten Umlaufrichtungsabschnitt.
Der Dichtungsträger 2 ist entlang einer mit der Umlaufrichtung 5 des Dichtungselements 1 korrespondierenden Umlaufrichtung 20 des Dichtungsträgers 2 ring- oder rahmenartig endlos ausgebildet. Der Dichtungsträger 2 ist beispielsweise aus Polypropylen gefertigt. Vorliegend handelt es sich bei dem Dichtungsträger 2 um ein Spritzgießteil, insbesondere wenn der Dichtungsträger 2 nicht integral mit einem Karosserieelement, Tragstrukturelement und/oder Klappenelement des Kraftfahrzeugs ausgebildet ist. Der Dichtungsträger 2 hat einen Formschlussabschnitt 21 oder mehr Formschlussabschnitte. Analog zum Dichtungselement 1 kann der Dichtungsträger 2 je nach designierter Anwendung des Dichtungssystems 3 entlang seiner Umlaufrichtung 20 zwei oder mehr Formschlussabschnitte 21 aufweisen. Im jeweiligen Formschlussabschnitt 21 weist der Dichtungsträger 2 an einer Dichtungsträgerbefestigungsseite 22 eine mit dem Formschlusshaken 12 korrespondiere Formschlusshakenaufnahme 23 auf. Hier im Beispiel weist der Dichtungsträger 2 so viele Formschlusshakenaufnahmen 23 auf, wie das Dichtungselement 1 Formschlusshaken 12 aufweist. Die Formschlusshaken 12 und die Formschlusshakenaufnahmen 23 sind positionell miteinander korrespondierend angeordnet.
Aus 1 ist zudem zu entnehmen, dass der Dichtungsträger 2 Befestigungsklammern 24 aufweist, wobei eine Anzahl der Befestigungsklammern 24 und eine jeweilige Anzahl von Formschlussabschnitten 11, 21 einander entsprechen. Denn da der Dichtungsträger 2 mitsamt der jeweiligen Befestigungsklammer 24 mittels Spritzgießens hergestellt ist, ist an der Stelle der jeweiligen Befestigungsklammer 24 eine jeweilige Entformungsöffnung 25 erforderlich, um den Dichtungsträger 2 aus einem Spritzgießwerkzeug entformen bzw. auswerfen zu können. Die jeweilige Formschlusshakenaufnahme 23 ist hier durch die jeweilige Entformungsöffnung 25 des Dichtungsträgers 2 gebildet. Die jeweilige Befestigungsklammer 24 dient dem Zweck, einen Rand einer Einbauöffnung zu hintergreifen, um den Dichtungsträger 2 an besagter Einbauöffnung zu fixieren. 2 zeigt hierzu eine perspektivische Ansicht einer der Formschlusshakenaufnahmen 23 des Dichtungsträgers 2, wobei auch die zugehörige Befestigungsklammer 24 zu erkennen ist. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht des Dichtungssystems 3 mit Sicht auf die in 2 gezeigte Formschlusshakenaufnahme 23 bzw. Entformungsöffnung 25, wobei ein Formschlusshaken 12 des Dichtungselements 1 die Formschlusshakenaufnahme 23 hintergreift.
Der Dichtungsträger 2 weist hier im Beispiel zudem einen Spalteingriffssteg 26 auf, der von der Dichtungsträgerbefestigungsseite 22 hervorspringt. Beim Dichtungssystem 3 ist der Spalteingriffssteg 26 dicht in den Öffnungsspalt 8 des Dichtungselements 1 eingesetzt, wodurch der Öffnungsspalt 8 des Dichtungselements 1 mittels des Spalteingriffsstegs 26 dicht verschlossen ist und das Dichtungselement 1 besonders stabil am Dichtungsträger 2 gehalten wird. Des Weiteren weist der Dichtungsträger 2 einen entlang dessen Umlaufrichtung 20 ausgebildeten Befestigungssteg 27 auf, der von der Dichtungsträgerbefestigungsseite 22 hervorspringt. Wie in 1 zudem dargestellt ist, weist der Dichtungsträger 2 hier je Nut 16 einen Befestigungssteg 27 auf, wobei beim Dichtungssystem 3 der jeweilige Befestigungssteg 27 in die entsprechend zugehörige der Nuten 16 eingesetzt ist. Insbesondere weist der Dichtungsträger 2 an den Stellen der Befestigungsstege 27 ein Übermaß gegenüber einer Nutbreite der Nuten 16 auf, sodass beim Dichtungssystem 3 zwischen den Nuten 16 und den Befestigungsstegen 27 ein Kraftschluss gebildet ist. In analoger Weise kann der Spalteingriffssteg 26 ein Übermaß gegenüber einer Spaltbreite des Öffnungsspalts 8 aufweisen, sodass zwischen dem Öffnungsspalt 8 und dem Spalteingriffssteg 26 ein weiterer Kraftschluss gebildet ist.
4 zeigt eine geschnittene Ansicht des Montierwerkzeugs 4 zum Montieren des Dichtungssystems 3, wobei in das Montierwerkzeug 4 das Dichtungselement 1 und der Dichtungsträger 2 eingelegt sind. Beim hier lediglich beispielhaft beschriebenen Ausführungsbeispiel des Montierwerkzeugs 4 weist es gerade Stempel 28 auf, wobei durch den jeweiligen Stempel eine Montierrichtung 29 des Montierwerkzeugs 4 vorgegeben ist. Das Montierwerkzeug 4 weist je Formschlussabschnitt 11 bzw. 21 einen Stempel 28 auf. Des Weiteren weist das Montierwerkzeug 4 ein Unterwerkzeug 30 und ein Oberwerkzeug 31 auf. Das Unterwerkzeug 30 hat eine Dichtungselementaufnahme 32, in die die Hohlkammerdichtungsstruktur 6 des Dichtungselements 1 zumindest im Bereich des jeweiligen Formschlussabschnitts 11 passend eingelegt ist. Zudem weist das Unterwerkzeug 30 je Stempel 28 eine Stempelführung 33 auf, die einerseits im Bereich des Formschlussabschnitts 11 des Dichtungselements 1 in die Dichtungselementaufnahme 32 und andererseits an einer Unterwerkzeugunterseite 34 mündet. Der jeweilige Stempel 28 ist dabei in entsprechend zugeordneten der Stempelführungen 33 angeordnet, wodurch das Unterwerkzeug 30 und die Stempel 28 translatorisch bewegbar aneinander gelagert sind. Ferner weist das Unterwerkzeug 30 eine Auflagerkontur 35 auf, auf welche der Dichtungsträger 2 mit dessen Dichtungsträgerbefestigungsseite 22 passend aufgelegt ist, wodurch der Dichtungsträger 2 mittels der Dichtungsträgerbefestigungsseite 22 auch auf das Dichtungselement 1 aufgelegt ist. Dabei sind die Formschlusshaken 12 und die Formschlusshakenaufnahme 23 parallel zur Montierrichtung 29 zueinander ausgerichtet. Das Oberwerkzeug 31 ist auf eine der Dichtungsträgerbefestigungsseite 22 gegenüberliegende Unterseite 36 des auf dem Dichtungselement 1 ruhenden Dichtungsträgers 2 aufgesetzt und weist im Bereich der Formschlussabschnitte 11 eine jeweilige Aussparung 37 auf. Das Oberwerkzeug hat eine umlaufende bzw. endlose Kontur, sodass es entlang des Dichtungselements 1 passgenau auf die Unterseite 36 des Dichtungsträgers 2 aufgesetzt ist.
In 4 ist das Montierwerkzeug 4 in einer Ausgangsstellung dargestellt, in welcher das Unterwerkzeug 30 und die Stempel 28 so zueinander angeordnet, dass ein an der Dichtungselementaufnahme 32 angeordnetes Stempelende 38 des jeweiligen Stempels 28 nicht in die Dichtungselementaufnahme 32 hineinragt. Hier im Beispiel ist gezeigt, dass die Stempel 28 an einer Grundplatte 39 des Montierwerkzeugs 4 befestigt sind, wobei zwischen der Grundplatte 39 und dem Unterwerkzeug 30 ein Federelement (nicht dargestellt) angeordnet ist. Um ein Verkanten des Montierwerkzeugs 4 zu vermeiden, kann vorgesehen sein, das zwischen der Grundplatte 39 und dem Unterwerkzeug 30 je Stempel 28 ein separates Federelement angeordnet ist. Im entspannten Zustand des jeweiligen Federelements wird dann das Unterwerkzeug 30 in der Ausgangsstellung - wie in 4 gezeigt - gehalten.
Ausgehend von der Ausgangstellung (4) läuft ein Verfahren zum Montieren des Dichtungssystems 3 folgendermaßen ab: Mittels eines Arbeitshubs des Montierwerkzeugs 4 wird das an der Dichtungselementaufnahme 32 angeordnete Stempelende 38 in die Dichtungselementaufnahme 32 hineinbewegt. Dies ist in 5 dargestellt, die eine geschnittene Ansicht des mit dem Dichtungselement 1 und dem Dichtungsträger 2 beladenen Montierwerkzeugs 4 zeigt, wobei mittels des Montierwerkzeugs 4 der Arbeitshub zum Montieren des Dichtungssystems 3 bzw. zum Verbinden des Dichtungselements 1 mit dem Dichtungsträger 2 ausgeführt wird. Unter dem Ausführen des Arbeitshubs wird die Hohlkammerdichtungsstruktur 6 zwischen dem Oberwerkzeug 31 und dem Unterwerkzeug 30 reversibel elastisch zusammengedrückt, indem die Stempelenden 38 in die Dichtungselementaufnahme eintauchen (siehe Pfeil 40 in 5). Dabei wird die Hohlkammerdichtungsstruktur 6 derart reversibel elastisch verformt, dass die Innenseite 9 der Hohlkammerdichtungsstruktur 6 im Bereich des Formschlussabschnitts 11 des Dichtungselements 1 am Fuß 13 des Formschlusshakens 12 zur Auflage kommt. Dabei werden ein Herausheben des Dichtungselements 1 aus der Dichtungselementaufnahme 32 sowie ein Abheben des Dichtungsträgers 2 von der Auflagerkontur 35 mittels des Oberwerkzeugs 31 verhindert. Schließlich wird der Formschlusshaken 12 unter einem reversibel elastischen Spannen desselben durch die Formschlusshakenaufnahme 23 hindurchgetrieben. Sobald der Formschlusshaken 12 vollständig durch die Formschlusshakenaufnahme 23 hindurchgetrieben wurde, entspannt er sich wieder, wodurch das Dichtungselement 1 und der Dichtungsträger 2 formschlüssig miteinander verbunden werden.
Durch das Dichtungselement 1, den Dichtungsträger 2, das Dichtungssystem 3 und das Kraftfahrzeug ist eine jeweilige Lösungsmöglichkeit aufgezeigt, um zwei Bauteile besonders effizient, das heißt einfach, aufwandsarm, sicher und dauerfest, abzudichten. Dies wird durch das Montierwerkzeug 4 ergänzt, das die Montage des Dichtungssystems 3 vereinfacht, insbesondere verglichen mit einer manuellen bzw. händischen Montage. Wesentlich beim Dichtungselement 1 ist es hierbei, dass es zum einen nicht auf einem Schaumkonstrukt basiert. Zum anderen hat das Dichtungselement 1 verglichen mit dem Stand der Technik bessere Eigenschaften hinsichtlich Gegendruckkräfte, Dauerfestigkeit, Ausgleichsmöglichkeiten für Toleranzen/Bewegungen der abzudichtenden Bauteile etc.
Bezugszeichenliste

1: Dichtungselement
2: Dichtungsträger
3: Dichtungssystem
4: Montierwerkzeug
5: Umlaufrichtung des Dichtungselements
6: Hohlkammerdichtungsstruktur
7: Dichtungselementbefestigungsseite
8: Öffnungsspalt
9: Innenseite
10: Innenraum
11: Formschlussabschnitt des Dichtungselements
12: Formschlusshaken
13: Fuß
14: Befestigungsfortsatz
15: Außenmantelfläche
16: Nut
17: Sollknickstellenanordnung
18: außenseitige Sollknickstelle
19: innenseitige Sollknickstelle
20: Umlaufrichtung des Dichtungsträgers
21: Formschlussabschnitt des Dichtungsträgers
22: Dichtungsträgerbefestigungsseite
23: Formschlusshakenaufnahme
24: Befestigungsklammer
25: Entformungsöffnung
26: Spalteingriffssteg
27: Befestigungssteg
28: Stempel
29: Montierrichtung
30: Unterwerkzeug
31: Oberwerkzeug
32: Dichtungselementaufnahme
33: Stempelführung
34: Unterwerkzeugunterseite
35: Auflagerkontur
36: Unterseite des Dichtungsträgers
37: Aussparung
38: Stempelende
39: Grundplatte
40: Pfeil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 20 2016 107 342 U1 [0003]
DE 20 2017 106 935 U1 [0003]
DE 20 2007 011 529 U1 [0003]
DE 10 2020 118 481 A1 [0003]

Claims

Dichtungselement (1) für ein Dichtungssystem (3), wobei das Dichtungselement (1) - als ein monolithisches und elastisch reversibel verformbares Kunststoffteil ausgeführt ist, das entlang einer Umlaufrichtung (5) des Dichtungselements (1) ringartig naht- und endlos ausgebildet ist, - entlang der Umlaufrichtung (5) eine Hohlkammerdichtungsstruktur (6) aufweist, - an einer der Hohlkammerdichtungsstruktur (6) gegenüberliegenden Dichtungselementbefestigungsseite (7) - einen entlang der Umlaufrichtung (5) endlos umlaufenden Öffnungsspalt (8) aufweist, der zum einen in die Hohlkammerdichtungsstruktur (6) und zum anderen in eine Umgebung des Dichtungselements (1) mündet, - in einem Formschlussabschnitt (11) des Dichtungselements (1) einen nach außen hervorspringenden Formschlusshaken (12) zum Bilden eines Formschlusses zwischen dem Dichtungselement (1) und einem korrespondierenden Dichtungsträger (2) des Dichtungssystems (3) aufweist.
Dichtungselement (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es mittels Spritzgießens einstückig urgeformt ist.
Dichtungselement (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dessen Kunststoff Synthesekautschuk ist, insbesondere EPDM.
Dichtungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen umlaufenden seitlichen Befestigungsfortsatz (14), der entlang der Umlaufrichtung (5) seitlich und abgewinkelt von einer Außenmantelfläche (15) des Dichtungselements (1) hervorspringt und dadurch eine in Richtung Dichtungselementbefestigungsseite (7) offene Nut (16) bildet, in welche ein Befestigungssteg (27) des Dichtungsträgers (2) passend einsetzbar ist.
Dichtungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkammerdichtungsstruktur (6) eine Sollknickstellenanordnung (17) aufweist, die - eine durch eine außenseitige Materialaussparung gebildete, außenseitige Sollknickstelle (18) und/oder - eine durch eine innenseitige Materialaussparung gebildete, innenseitige Sollknickstelle (19) aufweist.
Dichtungselement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Umlaufrichtungsabschnitt eine Querschnittsfigur des Dichtungselements (1) anders ausgebildet ist als in einem zweiten Umlaufrichtungsabschnitt.
Dichtungselement (1) nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollknickstellenanordnung (17) im ersten Umlaufrichtungsabschnitt anders ausgebildet ist als im zweiten Umlaufrichtungsabschnitt.
Dichtungsträger (2), der dazu eingerichtet ist, im Zusammenspiel mit dem nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildeten Dichtungselement (1) ein Dichtungssystem (3) für ein Kraftfahrzeug zu bilden, wobei der Dichtungsträger (2) - entlang einer mit der Umlaufrichtung (5) des Dichtungselements (1) korrespondierenden Umlaufrichtung (20) des Dichtungsträgers (2) ringartig endlos ausgebildet ist, - an einer Dichtungsträgerbefestigungsseite (22) in einem Formschlussabschnitt des Dichtungsträgers (2) eine mit dem Formschlusshaken (12) korrespondiere Formschlusshakenaufnahme (23) zum Bilden des Formschlusses zwischen dem Dichtungselement (1) und dem Dichtungsträger (2) aufweist.
Dichtungsträger (2) nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Befestigungsklammer (24), mittels derer der Dichtungsträger (2) in eine Einbauöffnung einsetzbar ist, derart, dass die Befestigungsklammer (24) einen Rand der Einbauöffnung hintergreift, wobei der Dichtungsträger (2) mitsamt der Befestigungsklammer (24) mittels Spritzgießens hergestellt ist, und die Formschlusshakenaufnahme (23) durch eine Entformungsöffnung (25) des Dichtungsträgers (2) gebildet ist, die zum Entformen des Dichtungsträgers (1) aus einer Spritzgießform erforderlich ist.
Dichtungsträger (2) nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet durch einen entlang der Umlaufrichtung des Dichtungsträgers (2) ausgebildeten Spalteingriffssteg (26), der von der Dichtungsträgerbefestigungsseite (22) hervorspringt und dazu eingerichtet ist, dicht in den Öffnungsspalt (8) des Dichtungselements (1) eingesetzt zu werden.
Dichtungsträger (2) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, gekennzeichnet durch einen entlang der Umlaufrichtung (20) des Dichtungsträgers (2) ausgebildeten Befestigungssteg (27), der von der Dichtungsträgerbefestigungsseite (22) hervorspringt und dazu eingerichtet ist, dicht in die Nut (16) des die Merkmale des Anspruchs 4 aufweisenden Dichtungselements (1) eingesetzt zu werden.
Dichtungssystem (3) für ein Kraftfahrzeug, aufweisend: - ein nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgeführtes Dichtungselement (1) und - einen nach einem der Ansprüche 8 bis 11 ausgeführten Dichtungsträger (2).
Montierwerkzeug (4) zum Montieren des nach Anspruch 12 ausgeführten Dichtungssystems (3), aufweisend: - einen geraden Stempel (28), durch welchen eine Montierrichtung (29) des Montierwerkzeugs (4) vorgegeben ist, - ein Unterwerkzeug (30) mit - einer Dichtungselementaufnahme (32), in die die Hohlkammerdichtungsstruktur (6) des Dichtungselements (1) passend einlegbar ist, - eine Stempelführung (33), die einerseits im Bereich des Formschlussabschnitts (11) des Dichtungselements (1) in die Dichtungselementaufnahme (32) und andererseits an einer Unterwerkzeugunterseite (34) mündet, wobei der Stempel (28) in der Stempelführung (33) angeordnet ist, wodurch das Unterwerkzeug (30) und der Stempel (28) translatorisch bewegbar aneinander gelagert sind, - einer Auflagerkontur (35), auf die die Dichtungsträgerbefestigungsseite (22) passend auflegbar ist, derart, dass der Formschlusshaken (12) und die Formschlusshakenaufnahme (23) parallel zur Montierrichtung (29) zueinander ausgerichtet sind, - ein Oberwerkzeug (31), das auf eine der Dichtungsträgerbefestigungsseite (22) gegenüberliegenden Unterseite (36) des Dichtungsträgers (2) aufsetzbar ist und das im Bereich der Formschlussabschnitte (11, 21) eine Aussparung (37) aufweist, sodass mittels eines Arbeitshubs des Montierwerkzeugs (4) der Formschlusshaken (12) durch die Formschlusshakenaufnahme (23) hindurchtreibbar ist, indem ein an der Dichtungselementaufnahme (32) angeordnetes Stempelende (38) in die Dichtungselementaufnahme (32) hineinbewegt wird, wobei die Hohlkammerdichtungsstruktur (6) zwischen dem Oberwerkzeug (31) und dem Unterwerkzeug (30) reversibel elastisch zusammengedrückt wird, bis eine Innenseite (9) der Hohlkammerdichtungsstruktur (6) im Bereich des Formschlussabschnitts (11) des Dichtungselements (1) an einem Fuß (13) des Formschlusshakens (12) zur Auflage kommt und schließlich der Formschlusshaken (12) durch die Formschlusshakenaufnahme (23) hindurchgetrieben wird.
Kraftfahrzeug mit - einem nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgeführten Dichtungselement (1) oder - einem nach einem der Ansprüche 8 bis 11 ausgeführten Dichtungsträger (2) oder - einem nach Anspruch 12 ausgeführten Dichtungssystem (3).
Kraftfahrzeug nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass durch ein Karosserieelement und/oder ein Tragstrukturelement und/oder ein Klappenelement des Kraftfahrzeugs der Dichtungsträger (2) gebildet ist.