Sealing bead, especially for motor vehicle bodywork, is extruded and then plastically deformed to vary the cross-sectional profile along its length

[0001] Die Erfindung betrifft einen Strang für die Bildung von Dichtungen, insbesondere in Fahrzeugkarosserien,mit einem in Stranglängsrichtung variierenden Querschnittsprofil.
[0002] Bekanntermaßen werden z.B. Türen und Kofferraumklappen von Fahrzeugkarosserien mit Hilfean karosserieseitigen Tür- bzw. Klappenausschnitten oder auch direkt tür- bzw. klappenseitigapplizierter umlaufender Stränge aus elastischem Material, wie z.B. EPDM/TPE, abgedichtet. Dieextrudierten, ggf. zu einem geschlossenen Ring zusammengefügten Dichtungsstränge weisen in derRegel ein über ihre gesamte Länge gleichbleibendes Querschnittsprofil auf.

Stand der Technik


[0003] Aus der Wo/2004/039619 sind Dichtungsstränge der eingangs erwähnten Art bekannt, derenQuerschnittsprofil in Abschnitten, welche unter starker Krümmung, z.B. an Türecken, verlegtwerden, vom Querschnittsprofil in den übrigen Strangbereichen abweicht. So lassen sich Verformungenvermeiden, welche die Funktion des Dichtungsstrangs in den gekrümmten Abschnitten beeinträchtigen. ZurÄnderung des Querschnittsprofils in den gekrümmten Bereichen erfolgt eine entsprechende Variationdes Extrusionsspalts.

Aufgabenstellung


[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, weitere Möglichkeiten für die Konstruktion undHerstellung von Dichtungen mit variabler Querschnittsgeometrie zu erschließen.
[0005] Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch einen Dichtungsstrang gelöst, welcher extrudiertund zur Variation des Profilquerschnitts nachträglich plastisch verformt worden ist.
[0006] Gemäß der Erfindung wird ein mit ggf. konstantem Profilquerschnitt extrudierter Strang nachder Extrusion plastisch verformt, so dass sich der Profilquerschnitt in Stranglängsrichtungändert.
[0007] Vorteilhaft kann das Querschnittsprofil entsprechend einer sich in Stranglängsrichtungändernden Einbaugeometrie variieren, so dass z.B. der Einbau erleichtert oder/und über die gesamteStranglänge eine optimale Dicht- und Haltefunktion erreicht wird.
[0008] Das Querschnittsprofil kann in einer Ausführungsform der Erfindung entsprechend einersich in Stranglängsrichtung ändernden Geometrie des Dichtungssitzes variieren und insbesonderean die sich ändernde Geometrie eines den Dichtungssitz bildenden Flansches oder U-Kanals angepasstsein. Insbesondere an Fahrzeugkarosserien ist häufig ein solcher Flanschsitz für die Aufnahmevon Dichtungssträngen vorgesehen.
[0009] Während es denkbar wäre, dass unmittelbar aus dem Extrusionsspalt austretende, vor einer Vulkanisationnoch plastisch verformbare Material des Dichtungsstrangs zu verformen, wird in einer bevorzugtenAusführungsform der Erfindung, vorzugsweise nach einer Vulkanisation, nur ein dazu geeigneterTeil des Stranges plastisch verformt. Insbesondere handelt es sich hierbei um eine versteifendeEinlage aus Metall oder Kunststoff. Zur plastischen Verformung in Betracht kommen auch Strangteileaus einer härteren Dichtungsmaterialmischung.
[0010] In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Einlage im QuerschnittU-förmig und zur Versteifung eines U-förmigen, auf einen Flansch aufsteckbaren Verbindungsteilsdes Dichtungsstranges vorgesehen.
[0011] Der Abstand zwischen den U-Schenkeln der U-förmigen Einlage kann in Stranglängsrichtung entsprechendeiner sich ändernden Dicke des Flansches variieren, wobei z.B. bei konstanter Länge des Basisschenkels derU-förmigen Einlage der Winkel zwischen dem Basisschenkel und wenigstens einem der U-Schenkelveränderlich sein kann. Solche Dichtungsstränge werden herkömmlich mit Hilfe eines Rollformwerkzeugsim Rahmen der Montage vor Ort an den Flansch unter Verformung der U-förmigen Einlage angeformt,wobei die U-förmige Einlage je nach Dicke des Flansches mehr oder weniger stark unter Verringerungder Öffnungsweite der U-förmigen Einlage zusammengedrückt wird. Gemäß der Erfindung wird derDichtungsstrang mit sich ändernder Öffnungsweite der U-förmigen Einlage vorgefertigt. Die Dichtunglässt sich mit geringem Arbeits- und Kraftaufwand bequem auf den Flansch aufstecken. Dennochsitzt der Dichtungsstrang darauf ausreichend fest. Zum Entfernen des Dichtungsstrangs sind großeAbzugskräfte erforderlich.
[0012] Vorzugsweise wird die Verformung mit Hilfe einer Rollen umfassenden Bearbeitungseinrichtungdurchgeführt, wobei der extrudierte Dichtungsstrang vorzugsweise direkt mit der Geschwindigkeit, mitwelcher er aus dem Extrusionsspalt austritt, der Bearbeitungseinrichtung zugeführt wird.
[0013] Die Bearbeitungseinrichtung lässt sich mit Hilfe einer, vorzugsweise programmierbaren,Steuereinrichtung automatisch steuern.
[0014] Die Programmierung der Steuereinrichtung kann auf der Grundlage von Maßen der Profilaufnahmegeometriean der Karosserie selbst erfolgen, oder vorzugsweise von Messwerten, welche von einem vor Ort in herkömmlicher Weise mit Hilfe eines Rollformwerkzeugsan den Dichtungssitz angeformten und wieder entfernten Mustersstrangs abgenommen worden sind.

Ausführungsbeispiel


[0015] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und der beiliegenden, sichauf diese Ausführungsbeispiele beziehenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
[0016] Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Herstellung von Dichtungssträngennach der Erfindung,
[0017] Fig. 2 einen auf einen Karosserieflansch aufsteckbaren Dichtungsstrang im Querschnitt,
[0018] Fig. 3 einen Abschnitt eines Dichtungsstrangs mit einer Querschnittsvariation gemäßeinem ersten Ausführungsbeispiel für die vorliegende Erfindung,
[0019] Fig. 4 einen Abschnitt eines Dichtungsstrangs mit einer Querschnittsvariation gemäßeinem zweiten Ausführungsbeispiel für die vorliegende Erfindung,
[0020] Fig. 5 und Fig. 6 die plastische Verformung der Dichtungsstränge von Fig. 2, Fig. 3und Fig. 4 erläuternde Darstellungen, und
[0021] Fig. 7 einen herkömmlich bei der Montage plastisch durch ein Rollformwerkzeug verformtenDichtungsstrang.
[0022] Aus einer in Fig. 1 schematisch dargestellten Extrusionsvorrichtung 1 tritt ein in Fig. 2im Querschnitt gezeigter Dichtungsstrang 2 aus, welcher aus einem gummielastischen Materialbesteht, in das bei dem Extrusionsvorgang eine U-förmige Einlage 3 aus Metall oder Kunststoffeingebettet worden ist.
[0023] Die Einlage 3 verstärkt einen im wesentlichen U-förmigen Verbindungsteil 4 des Dichtungsstrangs2, über welchen sich der Dichtungsstrang 2 auf einen an einer Fahrzeugkarosserie gebildetenFlansch 5 aufstecken lässt. Neben dem Verbindungsteil 4 weist der Dichtungsstrang 2 einen Dichtungsteil25 auf.
[0024] Der in Fig. 1 gezeigten Extrusionsvorrichtung nachgeordnet sind eine (nicht gezeigte)Vulkanisierungseinrichtung und eine Bearbeitungseinrichtung 6, welche den inzwischen vulkanisiertenStrang 2 nachträglich plastisch verformt. Die Bearbeitungseinrichtung 6 steht in Verbindung miteiner programmierbaren Steuereinrichtung 7, die ihrerseits mit einer Schneideinrichtung 8 verbundenist, welche von dem Strang 2 Abschnitte trennt, die jeweils der Bildung einer Dichtung dienen,z.B. für eine Fahrzeugtür oder einen Kofferraumdeckel. Mit der Steuereinrichtung ferner verbunden istein Strangvorschub erfassender Wegaufnehmer 31.
[0025] Der in Fig. 2 gezeigte, an einer Fahrzeugkarosserie umlaufende Flansch 5 kann seine Dickeändern und abschnittsweise aus zwei, drei oder mehr Blechlagen bestehen. Fig. 3a zeigt beispielhaftein Teilstück des Karosserieflansches mit einem Abschnitt 9, der durch drei Blechlagen, einemAbschnitt 10, der durch zwei Blechlagen, und einem Abschnitt 11, der durch vier Blechlagen gebildet ist.
[0026] Dem Längsprofil des Flansches 5 entsprechend ist der Dichtungsstrang 2 gemäß Fig. 3bdurch die Bearbeitungseinrichtung 6 derart plastisch verformt, dass die Öffnungsweite m derU-förmigen Metall- oder Kunststoffeinlage 3 bzw. die Weite p des U-förmigen Verbindungsabschnitts4 in Stranglängsrichtung entsprechend der Dicke des Flansches 5 variiert.
[0027] Gemäß Fig. 5 wird in der Bearbeitungseinrichtung 6, in deren Teilfiguren a bis e derEinfachheit halber jeweils nur die verstärkende U-förmige Einlage 3 ohne das umliegende gummielastischeMaterial gezeigt ist, der Strang 2 durch Rollen 12 und 13 verformt. Die Rollen sind, gesteuert durchdie Einrichtung 7, gemäß Pfeil 14 und 15 translatorisch bewegbar und lassen sich ferner um einezu ihrer Drehachse senkrechte Achse 29 bzw. 30 verschwenken.
[0028] Fig. 5a zeigt den Ausgangsquerschnitt der U-förmigen Einlage 3 vor dem Eintritt desStrangs 2 in die Bearbeitungseinrichtung 6. Durch die Rollen 12 und 13 wird der Strang 2 z.B. indie in Fig. 5b gezeigte Querschnittsform gebracht, in welcher die U-Schenkel 27 und 28 der Stahlblecheinlage3 senkrecht zu deren Basisschenkel 26 stehen. Diese Querschnittsform weist die Einlage 3 indem in Fig. 3b gezeigten Abschnitt 18 des Strangs 2 auf.
[0029] In dem in Fig. 5c gezeigten Zustand ist durch die Bearbeitungsrollen 12 und 13 der U-Schenkel27 in eine zum Basisschenkel senkrechte Lage gebracht. Der andere U-Schenkel 28 steht im spitzenWinkel zum Basisschenkel. Diese Querschnittsform der Einlage 3 liegt in dem in Fig. 3b gezeigten Abschnitt16 des Strangs 2 vor. In dem noch weiter verengten Abschnitt 17 ist der betreffende U-Schenkel27 unter weiterer Verringerung der Öffnungsweite m noch weiter zu dem Basisschenkel 26 hin abgebogen.
[0030] Fig. 4a zeigt ein weiteres Teilstück des Karosserieflansches 5, mit einem Abschnitt19, der durch drei Blechlagen gebildet ist, einem Abschnitt 20 aus zwei Blechlagen und einem Abschnitt 21, der wiederum aus drei Blechlagen besteht. DenAbschnitten 19 bis 21 entsprechen Abschnitte 22 bis 24 des in Fig. 4b gezeigten Dichtungsstrangs2 mit unterschiedlichen Querschnittsformen der Einlage 3.
[0031] Die in Fig. 5c gezeigte Verformung der Einlage liegt im Abschnitt 22 vor.
[0032] Die Querschnittsform der Einlage im Abschnitt 24 entspricht dem Verformungszustand gemäßFig. 5d, in welchem der U-Schenkel 27 im spitzen Winkel zum Basisschenkel steht.
[0033] Im Abschnitt 23 des Strangs 2 liegt die in Fig. 5e gezeigte Verformung vor. Beide U-Schenkel27, 28 stehen im spitzen Winkel zum Basisschenkel 26. Die Öffnungsweite m entspricht derjenigenvon Fig. 3b.
[0034] Durch die Bearbeitungseinrichtung 6 wird ein dem gesamten Längsprofil des Karosserieflansches5 entsprechendes Längsprofil des Dichtungsstrangs 2 bzw. der Einlage 3 geformt. Die Schneideinrichtung8 trennt jeweils einen dieses Längsprofil aufweisenden Abschnitt von dem Strang 2 ab. Die Steuerung7 sorgt für einen vollautomatischen Ablauf dieser Vorgänge.
[0035] Eine weitere Möglichkeit zur Verformung der Einlage 3 durch eine Bearbeitungseinrichtung zeigtFig. 6. Durch gesteuerte Bewegung einer Rolle 32 gemäß Pfeil 33 lässt sich die Einlage 3 ingewünschtem Maße aufweiten.
[0036] Der Dichtungsstrang 2 ist in solchem Maße vorgefertigt, dass es zu seiner Befestigungam Flansch 5 vor Ort keiner wesentlichen Verformung der Einlage 3 mehr bedarf. Er lässt sich mitgeringem Kraft- und Arbeitsaufwand auf den Flansch aufstecken.
[0037] In die Programmierung der Steuereinrichtung 7 eingehende Messwerte können von einem Musterstrangabgenommen werden, welcher mit Hilfe eines Rollformwerkzeugs an den betreffenden Karosserieflanschangeformt wurde, wie dies der herkömmlichen Art und Weise der Montage zur Anbringung solcherDichtungen an Karosserieflanschen entspricht. Bei der Programmierung können ggf. Korrekturenmit dem Rollformwerkzeug unerwünscht erzeugter Verformungen des Dichtungsstrangs erfolgen.
[0038] Ein Beispiel für eine solche, beim Aufrollen unerwünscht erzeugte Verformung des Dichtungsstrangs2 geht aus Fig. 6 hervor. Durch ein Rollformwerkzeug wurde die U-förmige Stahlblecheinlage 3derart verformt, dass die Enden der U-Schenkel in Längsrichtung der Schenkel gegeneinander verschobensind. Der Dichtungsabschnitt 25 des Dichtungsstrangs 2 ist dadurch entweder um einen Winkel nverdreht, und der Dichtungsteil 25 kann an der betreffenden Stelle seine Dichtfunktion nichtmehr in vollem Umfang erfüllen, bzw. tritt in unerwünschten Kontakt mit Karosserieanbauteilen,z.B. einer Innenverkleidung.
[0039] Abweichend von der beschriebenen Verformung des Strangs durch bewegbare Rollen könnteeine Verformung auch diskontinuierlich mit Hilfe vorzugsweise länglicher Pressstempel erfolgen.
[0040] Es wäre ferner möglich durch Variation des Extrusionsspalts die über der Verstärkungseinlageliegende Deckungsdicke durch Material zu verändern. Bei feststehenden Rollen kommt es dann inStranglängsrichtung zu unterschiedlicher Verformung der Einlage.
[0041] Zur Verformung von Kunststoffeinlagen lassen sich geheizte Verformungswerkzeuge einsetzen.