DE10251022B4

DE10251022B4 - Hohlkammerdichtung

Info

Publication number: DE10251022B4
Application number: DE10251022A
Authority: DE
Inventors: Konrad Dipl.-Ing. Schlamp
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2002-11-02
Filing date: 2002-11-02
Publication date: 2009-02-19
Anticipated expiration: 2022-11-03
Also published as: DE10251022A1

Abstract

Hohlkammerdichtung mit einem langgestreckten, aus einem Kunststoff oder einem gummiartigen Material gefertigten Dichtungskörper (102; 202) mit mindestens einer ersten Hohlkammer (104; 204), gekennzeichnet durch mindestens eine Verstärkung (132; 232), die in der Wandung (130; 230) einer der Hohlkammern (104; 204) angeordnet ist, wobei das Material der Verstärkung (132; 232) über die Gebrauchsdauer der Hohlkammerdichtung nicht oder nur unmerklich ermüdet und wobei die Verstärkung (132; 232) in das Material des Dichtungskörpers (102; 202) eingebettet und in Form eines Wendels mit Längsachse parallel zur Längserstreckung der Hohlkammer (104; 204) ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hohlkammerdichtung mit einem langgestreckten, aus einem Kunststoff oder einem gummiartigen Material gefertigten Dichtungskörper mit mindestens einer ersten Hohlkammer und einer zweiten Hohlkammer.
Hohlkammerdichtungen mit mindestens einer ersten Hohlkammer sind aus der Praxis und aus DE 33 22 510 A1 bekannt. Sie dienen dazu, an Fahrzeugen, insbesondere Personenkraftwagen eine dauerhafte Abdichtung zu erzielen, die über eine lange Laufzeit eine sichere Abdichtung gewährleistet und dennoch einen hohen Schließkomfort aufweist. Wegen der Ermüdung des Materials der Dichtungen läßt sich dieses Ziel mit nur einer Hohlkammer bisher nicht erreichen und es werden daher Dichtungen mit häufig sogar mehr als zwei Dichtlinien vorgesehen.
Dichtungen, die im Bereich zweier translatorisch oder rotatorisch zueinander bewegter Metallteile einsetzbar sind und einen Kreisring beschreiben, sind aus FR 1 138 633 A bekannt. Diese Dichtungen können als verstärkte O-Ringe bezeichnet werden. Eine erste Ausführungsform dieser Dichtungen weist einen als Vollkörper ausgebildeten, metallischen Kern auf, welcher von einem elastischen Material umschlossen ist. Eine zweite Ausführungsform dieser Dichtungen weist in ihrem Innern einen ringförmigen Kern auf, der in sich spiralartig ausgebildet ist und von einem elastischen Material umschlossen ist. Eine dritte Ausführungsform weist einen Ring aus elastischem Material auf, welcher mit einer metallischen Hülle versehen ist. Keine der genannten Dichtungen ist geeignet, auf Dauer querwirkende Belastungen aufzunehmen oder Spalte variabler Breite abzudichten.
Weitere verstärkte O-Ringe sind aus US 3 406 979 und US 3 183 010 bekannt.
Aus DE 198 05 610 C2 , von der der Oberbegriff des Anspruches 1 ausgeht, sowie aus US 6 098 992 A sind elektrisch beheizbare Hohlkammerdichtungen bekannt.
Aus DE 41 21 552 C2 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Gummi-Strangpreßerzeugnisses und einer Kraftfahrzeug-Dichtungsleiste aus EPDM bekannt.
Aus DE 43 31 790 C2 ist eine Einrichtung zur Vermeidung von Quietschgeräuschen durch eine Dichtung an einer Fensterscheibe bekannt.
Aus DE 40 18 744 C2 und aus FR 2 659 411 A1 sind Dichtungen bekannt, welche mittels separaten Befestigungselementen fixiert werden.
Eine Hohlkammerdichtung ist ferner aus DE 100 40 917 C1 bekannt. Diese Dichtung weist ein langgestrecktes, eine Hohlkammer aufweisendes Dichtungselement auf, in dessen Innern ein langgestrecktes Federelement lose eingebaut ist, durch dessen Betätigung durch relatives Verdrehen ihrer Enden die Anpreßkraft, mit der die Hohlkammerdichtung an zwei gegenüberliegenden Bauteilen anliegt, veränderbar ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine langgestreckte Hohlkammerdichtung mit mindestens einer ersten Hohlkammer sowie deren Herstellung zu verbessern.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen der Ansprüche 1 bzw. 17.
Gemäß der Erfindung ist bei einer Hohlkammerdichtung mit einem langgestreckten, aus einem Kunststoff oder einem gummiartigen Material gefertigten Dichtungskörper mit mindestens einer ersten Hohlkammer mindestens eine Verstärkung vorgesehen, die in der Wandung einer der Hohlkammern angeordnet ist, wobei die Verstärkung in das Material des Dichtungskörpers eingebettet und in Form eines Wendels mit Längsachse parallel zur Längserstreckung der Hohlkammer ausgebildet ist. Diese Verstärkung, die aus einem Material gefertigt ist, welches über die Gebrauchsdauer der Hohlkammerdichtung nicht oder nur unmerklich ermüdet, gewährleistet, daß mit der erfindungsgemäßen Hohlkammerdichtung über eine lange Laufzeit eine sichere Abdichtung erreicht wird. Bei einem Einsatz als Tür- oder Klappendichtung wird ein hoher Schließkomfort bei niedrigen Türschließgeschwindigkeiten und -kräften sicher erreicht. Die Verstärkung ist dabei so ausgebildet, daß sie eine Hüllkurve eines Raumes beschreibt, dessen lichte Weite bei einem Einsatz der Hohlkammerdichtung durch eine querwirkende Druckbelastung wiederholt reduziert wird.
Die Verstärkung hat ferner den Vorteil eines verbesserten Radienverhaltens der Hohlkammerdichtung, insbesondere dadurch, daß diese in Eckbereichen bei kleinen Radien nicht einfällt.
Die Verstärkung ist wendelförmig ausgebildet. Dies hat fertigungstechnisch den Vorteil, daß die Handhabung, insbesondere bei einer maschinellen Fertigung erleichtert wird. Eine Wendelform kann dabei in einem Schnitt senkrecht zur Längserstreckung beliebige Konturen beschreiben, insbesondere kreisförmig und oval, aber auch eckig, insbesondere rechteckförmig. Die Achse der im Innern der Hohlkammerdichtung angeordneten oder eingebetteten Verstärkung verläuft dabei im wesentlichen parallel zur Längserstreckung der Hohlkammer. Die Belastung der Verstärkung erfolgt in erster Linie nicht in Richtung der Achse der Spirale sondern quer dazu. Die Lage der Verstärkung insbesondere einer Spiralfeder kann radial (örtlich) frei gewählt werden. Die Verstärkung, kann als Wendelfeder ausgebildet und radial (örtlich) unterschiedlich angeordnet sein, wobei die Verstärkung insbesondere als Wendelfeder aus einem Hohldraht oder Volldraht jeweils aus Federstahl besteht.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass nur abschnittsweise eine Verstärkung vorgesehen ist, so daß die Hohlkammer abschnittsweise verstärkungsfrei ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Verstärkung aus einem metallischen Werkstoff gefertigt. Metall, insbesondere Federstahl hat den Vorteil, schon bei kleinen Querschnitten hohe Lasten aufnehmen zu können. Zudem läßt sich eine Verstärkung aus Metall nach einer Überlastung leichter wieder in seinen Gebrauchszustand zurückversetzen als eine aus Kunststoff.
Wenn die Verstärkung in das Material des Dichtungskörpers eingebettet ist, wird damit erreicht, daß die Verstärkung vor Umwelteinflüssen besser geschützt ist, was sich positiv im Hinblick auf Alterungserscheinungen auswirkt.
Vorzugsweise ist die Verstärkung als Heizelement ausgebildet. Damit kann erreicht werden, daß die Hohlkammerdichtung auch bei niedrigen Temperaturen eine gute Abdichtung gewährleistet. Zudem kann ein Einfrieren der Dichtung verhindert werden.
Als Material für den Dichtungskörper hat sich EPDM als besonders geeignet erwiesen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Hohlkammerdichtung neben dem Dichtungskörper ein Halteprofil oder -element zur Aufnahme bzw. Befestigung an einem Karosserieteil auf, wobei insbesondere ein integrierter Haltefuß, Klipp, ein U-Profil und/oder ein Metalleinleger eingeknöpft oder eingeklebt sein können. Insbesondere bei einer solchen Ausgestaltung kann das Dichtungsprofil aus mehreren unterschiedlichen EPDM Mischungen und/oder Komponenten bestehen, insbesondere einem harten Fuß und einem weichen Schlauch.
Gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer Hohlkammerdichtung, bei dem in einer Extrusionsvorrichtung aus einem Kunststoff oder einem gummiartigen Material ein langgestreckter Dichtungskörper mit mindestens einer ersten Hohlkammer erzeugt wird, ist vorgesehen, daß gleichzeitig mit dem Fortschritt der Erzeugung des Dichtungskörpers eine Verstärkung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16 in die Wandung einer der Hohlkammern eingebracht wird.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Es zeigen:
1 eine erfindungsgemäße Hohlkammerdichtung gemäß einer ersten Ausführungsform in einem Schnitt,
2 einen Schnitt durch eine der Hohlkammern der Hohlkammerdichtung in 1 gemäß der Linie II-II in 1,
3 eine erfindungsgemäße Hohlkammerdichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform in einem Schnitt,
4 einen Schnitt durch eine der Hohlkammern der Hohlkammerdichtung in 3 gemäß der Linie IV-IV in 3,
5 eine Pkw-Tür mit einer erfindungsgemäßen, als Außendichtung ausgebildeten Hohlkammerdichtung gemäß einer dritten Ausführungsform in einer Seitenansicht,
6 einen Schnitt durch die Hohlkammerdichtung in 5 gemäß der Linie VI-VI, und
7 eine erfindungsgemäße, als Innendichtung ausgebildete Hohlkammerdichtung gemäß einer vierten Ausführungsform in einem Schnitt.
Die in 1 gezeigte Hohlkammerdichtung 100 gemäß einer ersten Ausführungsform weist einen Dichtungskörper 102 auf, in welchem eine erste Hohlkammer 104, eine zweite Hohlkammer 106 sowie eine dritte Hohlkammer 108 ausgebildet sind. Der Dichtungskörper 102 besteht im Wesentlichen aus EPDM und weist an einer Seite eine Haltestruktur 112 auf, mit welcher die Hohlkammerdichtung 100 an einem vorspringenden Abschnitt eines Karosseriebleches 114 eines Personenkraftwagens im Bereich einer Türe befestigt ist.
Die Haltestruktur 112 besteht aus einem im Querschnitt U-förmigen Abschnitt 116 der Hohlkammerdichtung, in dessen Wandung eine Klemmstruktur 118 eingebracht ist. Rückhalterippen 120 verhindern, daß die Hohlkammerdichtung 100 von dem Karosserieblech 114 abrutschen kann.
Die Hohlkammern 104, 106, 108 unterstützen mit ihren Wandungen eine Dichtfläche 122, auf welche eine Gleitschicht 124 aufgebracht ist. Wird die Dichtung durch die Aufbringung eines Druckes aufgrund eines anliegenden Bauteiles, insbesondere einer Fahrzeugtüre in Richtung des Pfeiles A auf Druck quer zu ihrer Längserstreckung belastet, deformieren sich die Hohlkammern 104, 106, 108, wobei durch die Wandungen 126, 128, 130 das Deformationsverhalten der Hohlkammerdichtung 100 und damit deren Dichtlinien wesentlich bestimmt wird.
Um über die gesamte Gebrauchsdauer eine sichere Abdichtung zu gewährleisten und dennoch einen hohen Schließkomfort bei niedrigen Türschließgeschwindigkeiten und -kräften zu gewährleisten, ist das EPDM-Material der Wandungen 126, 128, 130 extrem weich eingestellt, wobei in der Wandung 130 der ersten Hohlkammer 104 eine spiralförmige Verstärkung 132 eingebracht ist, welche aus einem Hohldraht aus Federstahl besteht.
Um ein Beheizen der Hohlkammerdichtung zu ermöglichen, ist die Verstärkung 132 als Heizelement ausgebildet, indem sie als Widerstandselement eines elektrischen Schaltkreises fungiert.
Die Hohlkammerdichtung 200 gemäß der zweiten Ausführungsform in den 3 und 4 unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform lediglich dadurch, daß ein weiterer Dichtabschnitt 240 vorgesehen ist. Mit diesem Dichtabschnitt 240 weist die Hohlkammerdichtung 200 neben einer ersten Hohlkammer 204, einer zweiten Hohlkammer 206 und einer dritten Hohlkammer 208 eine vierte Hohlkammer 210 auf. Wie bei der ersten Ausführungsform ist eine Haltestruktur 212 zur Befestigung an einem Karosserieblech 214 vorgesehen, wobei auch in diesem Falle das EPDM-Material des U-Abschnittes 216 härter ausgeführt ist, als das der Wandungen 226, 228, 230, 242 der Hohlkammern 204, 206, 208, 210. Hinsichtlich der Eigenschaften des Dichtungskörpers 202 der Hohlkammerdichtung 200 wird auf die Beschreibung der ersten Ausführungsform verwiesen, wobei gleiche Teile und Abschnitte bei der zweiten Ausführungsform mit Bezugszeichen versehen sind, die um 100 gegenüber der ersten Ausführungsform erhöht sind. Im Gegensatz zu der ersten Ausführungsform ist allerdings bei der Hohlkammerdichtung 200 gemäß der zweiten Ausführungsform die Verstärkung 232 nicht als Hohldraht, sondern als Volldraht aus Federstahl hergestellt.
Die in den 5 und 6 im Zusammenhang mit einer Pkw-Tür 350 gezeigte Hohlkammerdichtung 300 weist eine Hohlkammer 304 auf, in welcher eine komplex, nahezu herzförmig geformte Verstärkung 332 angeordnet ist. Da wesentliche Teile der Hohlkammerdichtung Teilen der zuvor beschriebenen Dichtungen entsprechen, sind Bezugszeichen verwendet worden, die um 100 bzw. 200 gegenüber den zuvor beschriebenen Dichtungen erhöht worden sind. Auf die entsprechende Beschreibung wird hiermit Bezug genommen.
Wie bei der Hohlkammerdichtung gemäß der ersten Ausführungsform ist eine Haltestruktur 312 vorgesehen, welche über einen Abschnitt eines Türaußenbleches 352 geklemmt ist. Eine die Haltestruktur 312 überdeckende und sich an die Wandung der Hohlkammer 304 anschließende Abdeckung 354 sorgt für einen ästhetisch ansprechenden Anschluß, wobei eine an der Abdeckung 354 vorgesehene Nase 356 das Eindringen von Kriechwasser verhindert.
Durch die Ausgestaltung der Hohlkammer und die komplexe Form der Verstärkung 332 wird erreicht, daß die Hohlkammerdichtung 300 entlang einer Knicklinie 358 einknicken kann, so daß eine sichere Abdeckung an einer Türscheibe 360 jederzeit gewährleistet ist. Insbesondere wird ein konstanter Anpressdrruck auf der ganzen Länge der Türscheibe erreicht, wobei in jeder Position der Türscheibe z. B. geschlossen, teil abgesenkt oder vollständig abgesenkt eine prozessichere Schachtabdeckung mit gleicher Vorspannung erreicht wird. Damit werden auch aero-akustische Undichtigkeiten zwischen Türhohlkörper (Außenraum) und Innenraum sowie ein Türscheibenklappern im abgesenkten Zustand der Türscheibe 360 vermieden.
Die in 7 gezeigte Hohlkammerdichtung 400 ist als Schachtinnenabdichtung ausgeführt und mittels einer Haltestruktur, die gleichzeitig der Halterung einer Türinnenverkleidung 470 dient, an einer inneren Struktur 472 befestigt. Da wesentliche Teile der Hohlkammerdichtung Teilen der zuvor beschriebenen Dichtungen entsprechen, sind Bezugszeichen verwendet worden, die um 100 gegenüber den zuvor beschriebenen Dichtungen erhöht worden sind. Auf die entsprechende Beschreibung wird hiermit Bezug genommen. Eine Hohlkammer 404, deren Wandung aus einem EPDM- oder gummiartigem Material besteht, ist nahezu kreisförmig ausgebildet. Die bei dieser Hohlkammerdichtung 400 vorgesehene Verstärkung 432 liegt in der Wandung der Hohlkammer. Auf diese Weise wird die Türscheibe 460 unter gleichmäßiger Vorspannung gleichmäßig abgedichtet.
Da die Türscheibe 360 bzw. 460 von der Hohlkammerdichtung 300 und der Hohlkammerdichtung 400 innen und außen mit definierter Vorspannung bei jedweder Außentemperatur sicher gehalten wird, ist lediglich nur ein Profil sowohl für Normal- als auch für Dämmglas erforderlich. Die erfindungsgemäßen Hohlkammerdichtungen 300, 400 ersetzen somit nicht nur an der Schachtinnenseite bisher vorgesehene Dichtungen mit Doppellippe, sondern sie stellen eine erhebliche Verbesserung dar.

Claims

Hohlkammerdichtung mit einem langgestreckten, aus einem Kunststoff oder einem gummiartigen Material gefertigten Dichtungskörper (102; 202) mit mindestens einer ersten Hohlkammer (104; 204), gekennzeichnet durch mindestens eine Verstärkung (132; 232), die in der Wandung (130; 230) einer der Hohlkammern (104; 204) angeordnet ist, wobei das Material der Verstärkung (132; 232) über die Gebrauchsdauer der Hohlkammerdichtung nicht oder nur unmerklich ermüdet und wobei die Verstärkung (132; 232) in das Material des Dichtungskörpers (102; 202) eingebettet und in Form eines Wendels mit Längsachse parallel zur Längserstreckung der Hohlkammer (104; 204) ausgebildet ist.
Hohlkammerdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine zweite Hohlkammer (106; 206) vorgesehen ist.
Hohlkammerdichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkung (132; 232) aus einem metallischen Werkstoff oder Kunststoff gefertigt ist.
Hohlkammerdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkung (132; 232) in Längsrichtung an den Enden kräftefrei ist.
Hohlkammerdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkung (132) als Heizelement ausgebildet ist.
Hohlkammerdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungskörper (102; 202) im Wesentlichen aus EPDM besteht.
Hohlkammerdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß diese als Front- oder Heckklappendichtung ausgebildet ist.
Hohlkammerdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß diese als Schiebedachdichtung ausgebildet ist.
Hohlkammerdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß diese als Fensterschachtabdichtung für innen und/oder außen ausgebildet ist.
Hohlkammerdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkung (132; 232) als Wendelfeder ausgebildet und radial (örtlich) unterschiedlich angeordnet ist.
Hohlkammerdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkung (132; 232) als Wendelfeder aus einem Hohldraht (132) oder Volldraht (232) jeweils aus Federstahl besteht.
Hohlkammerdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkung (132; 232) als Wendelfeder in einem Schnitt quer zur Längserstreckung eine Kontur aufweist, die von einem Kreisprofil abweicht.
Hohlkammerdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß neben einem Dichtungskörper zusätzlich ein Halteprofil und/oder ein Halteelement zur Aufnahme oder Befestigung an einem Karosserieteil, insbesondere ein integrierter Haltefuß, Klipp, U-Profil oder ein Metallanleger vorgesehen sind.
Hohlkammerdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere unterschiedliche EPDM-Mischungen und/oder -komponenten vorgesehen sind.
Hohlkammerdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß nur abschnittsweise eine Verstärkung vorgesehen ist.
Hohlkammerdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung über die Verstärkung zusätzlich beheizt werden kann.
Verfahren zur Herstellung einer Hohlkammerdichtung bei dem in einer Extrusionsvorrichtung aus einem Kunststoff oder einem gummiartigen Material ein langgestreckter Dichtungskörper mit mindestens einer ersten Hohlkammer erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mit dem Fortschritt der Erzeugung des Dichtungskörpers eine Verstärkung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16 in die Wandung (130; 230) einer der Hohlkammern (104; 204) eingebracht wird.