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Title:
SEALING MATERIAL, ASSEMBLY AND USE OF A SEALING MATERIAL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/104304
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a sealing material (1) comprising a first layer (2) formed by a textile fabric made of plastic fibres (22) and having a thickness d1, and a second layer (3) formed by an adhesive material and having a thickness d2, wherein the two layers (2, 3) of the sealing material (1) penetrate one another with the application of force perpendicular to the extension of the layers (2, 3), such that a sealing layer (1') is formed with a thickness D, where 0.9∙d1 ≤ D ≤ 1.1∙d1.

Inventors:
LANG MATHIAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2019/081439
Publication Date:
May 28, 2020
Filing Date:
November 15, 2019
Export Citation:
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Assignee:
HENKEL AG & CO KGAA (DE)
International Classes:
B32B5/00
Foreign References:
EP1504686A12005-02-09
EP0183090A11986-06-04
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Claims:
Patentansprüche

1. Dichtungsmaterial (1 ), aufweisend

- eine erste Schicht (2), die durch ein textiles Flächengebilde aus Kunststofffasern (22) ausgebildet ist und eine Dicke d1 aufweist, und

- eine zweite Schicht (3), die durch ein Klebstoffmaterial ausgebildet ist und eine Dicke d2 aufweist, wobei die beiden Schichten (2, 3) des Dichtungsmaterials (1 ) bei Einwirkung einer Kraft senkrecht zur Ausdehnung der Schichten (2, 3) einander durchdringen, so dass eine Dichtungsschicht (1‘) mit einer Dicke D gebildet wird mit 0,9 d1 < D < 1 ,1 d1 .

2. Dichtungsmaterial (1 ) nach Anspruch 1 ,

wobei 0,5mm < D, d2, d1 < 2mm gilt.

3. Dichtungsmaterial (1 ) nach Anspruch 1 oder 2,

wobei die Kunststofffasern (22) als Polyesterfasern ausgebildet sind.

4. Dichtungsmaterial (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

wobei das Klebstoffmaterial als Klebstoff auf der Basis von Butylkautschuk und/oder Epoxidharz ausgebildet ist.

5. Dichtungsmaterial (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

wobei das Dichtungsmaterial (1 ) abschnittsweise auf einem Trägermaterial angeordnet ist und jeder Abschnitt (25) zumindest ein vorgeformtes Loch (4) aufweist, das sich durch die erste Schicht (2) und die zweite Schicht (3) erstreckt.

6. Dichtungsmaterial (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

wobei das Dichtungsmaterial (1 ) abschnittsweise auf einem Trägermaterial angeordnet ist und die Abschnitte (25) voneinander durch freie Bereiche (26) auf dem Trägermaterial getrennt sind.

7. Dichtungsmaterial (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

wobei das Trägermaterial aus beschichtetem Papier ausgebildet ist.

8. Dichtungsmaterial (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7,

wobei das textile Flächengebilde eine Maschenweite M von 0,5mm bis 2mm aufweist.

9. Baugruppe (30) aufweisend

- zumindest zwei miteinander durch eine Schraubverbindung verbundene Bauelemente (6, 8), - zumindest ein Dichtungselement aus einem Dichtungsmaterial (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Dichtungselement zwischen den miteinander verbundenen Bauelementen (6, 8) um ein Schraubloch (10, 12) herum angeordnet ist.

10. Baugruppe (30) nach Anspruch 9,

wobei die zumindest zwei Bauelemente (6, 8) als Bleche ausgebildet sind.

11. Verwendung eines Dichtungsmaterials (1 ) zum Abdichten einer Schraubverbindung zwischen zwei miteinander durch eine Schraubverbindung verbundene Bauelementen (6, 8), wobei das Dichtungsmaterial (1 ) folgendes aufweist:

- eine erste Schicht (2), die durch ein textiles Flächengebilde aus Kunststofffasern (22) ausgebildet ist und

- eine zweite Schicht (3), die durch ein Klebstoffmaterial ausgebildet ist,

wobei das Klebstoffmaterial das textile Flächengebilde vor der Fertigstellung der

Schraubverbindung nicht vollständig durchdringt, während nach der Fertigstellung der

Schraubverbindung eine Dichtungsschicht (1‘) ausgebildet ist, in der Masche des textilen

Flächengewebes im Wesentlichen vollständig mit dem Klebstoffmaterial ausgefüllt sind.

12. Verwendung nach Anspruch 11 ,

ein Dichtungsmaterial (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 verwendet wird.

Description:
Dichtungsmaterial, Baugruppe und Verwendung eines Dichtungsmaterials

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Dichtungsmaterial zur drehmomentstabilen Abdichtung von Schraubendurchgängen. Sie betrifft weiter eine Baugruppe mit zumindest zwei miteinander durch eine Schraubverbindung verbundenen Bauelementen sowie die Verwendung eines

Dichtungsmaterials zum Abdichten einer Schraubverbindung.

Werden zwei Bauelemente, beispielsweise Bleche, miteinander mittels einer Schraubverbindung verbunden, so kann ein Dichtmaterial zur Abdichtung des Schraubendurchgangs eingesetzt werden, wenn die Bauelemente beispielsweise miteinander in einem Übergang zwischen einem Nass- und einem Trockenbereich verbunden werden sollen, so dass der Schraubendurchgang gegen eindringende Feuchtigkeit abgedichtet werden muss.

Problematisch ist bei derartigen Dichtungen, dass auf die Dichtfläche dauerhaft eine Kraft ausgeübt wird, da in diesem Fall das Dichtmaterial zu Kaltfluss neigt und im Laufe der Zeit aus der Dichtfläche herausfließt. Hierdurch verliert einerseits die Dichtung ihre Dichtfunktion, so dass beispielsweise über Unebenheiten in den Bauelementen Feuchtigkeit in den abzudichten Bereich gelangen kann. Zum anderen verringert sich durch den Materialverlust im Dichtbereich eine auf eine Schraubverbindung eingebrachte Klemmkraft und die Verschraubung lockert sich im Laufe der Zeit.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Dichtungsmaterial anzugeben, das für den dauerhaften Einsatz an Schraubendurchgängen zwischen Bauelementen geeignet ist. Ferner soll eine Verwendung für ein Dichtungsmaterial angegeben werden.

Diese Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand der Patentansprüche 1 und 1 1 .

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche, der beiliegenden Beschreibung sowie der Figuren.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Dichtungsmaterial angegeben, das eine erste Schicht aufweist, die durch ein textiles Flächengebilde aus Kunststofffasern ausgebildet ist und eine Dicke d1 aufweist. Ferner weist das Dichtungsmaterial eine zweite Schicht auf, die durch ein

Klebstoffmaterial ausgebildet ist und eine Dicke d2 aufweist. Die beiden Schichten des

Dichtungsmaterials durchdringen einander bei Einwirkung einer Kraft senkrecht zur Ausdehnung der Schichten, so dass eine Dichtungsschicht mit einer Dicke D gebildet wird mit 0,9 d1 < D <

1 , 1 -d 1 .

Demnach weist das Dichtungsmaterial vor der Herstellung der Schraubverbindung zwei Schichten auf, die einander nicht vollständig durchdringen. Es ist möglich, dass Klebstoffmaterial teilweise in Zwischenräume zwischen den Kunststofffasern eindringt, jedoch durchdringt das Klebstoffmaterial das textile Flächengebilde erst dann vollständig, wenn während des Verschraubungsvorgangs eine entsprechende Kraft auf das Dichtungsmaterial ausgeübt wird, die das Klebstoffmaterial in Zwischenräume zwischen den Kunststofffasern eingepresst. Das Material ist derart ausgebildet, dass die Dicke der unter Krafteinwirkung ausgebildeten Schicht im Wesentlichen der Dicke der ersten Schicht entspricht. Demnach ist der Anteil der Zwischenräume zwischen Kunststofffasern am Volumen der ersten Schicht derart groß, dass der Großteil des Klebstoffmaterials darin aufgenommen werden kann, und das textile Flächengebilde wird durch die Krafteinwirkung nur wenig komprimiert.

Das Dichtungsmaterial hat den Vorteil, dass das textile Flächengebilde einen Mindestabstand zwischen den beiden zu verschraubenden Bauelementen fixiert. Die Kunststofffasern sind durch die hohe Auflagefläche geeignet, die eingebrachte Klemmkraft aufzunehmen.

Dabei kann das textile Flächengebilde gewirkt, gewebt, gestrickt, gefilzt oder in sonstiger Weise aus den Kunststofffasern zusammengesetzt sein. Das textile Flächengebilde bewirkt, dass das Dichtungsmaterial als Ganzes ortsfest bleibt, nicht aus dem Zwischenraum zwischen den

Bauelementen herausfließt und seine Dichtwirkung behält.

Die Ausbildung des textilen Flächengebildes aus Kunststofffasern hat den Vorteil gegenüber metallischen Fasern, dass das Dichtungsmaterial besonders gut zur Abdichtung von Metallteilen, beispielsweise Blechen, geeignet ist, weil der Kunststoff eine Korrosion der Bauelemente nicht beeinflusst.

Im Auslieferzustand ist das textile Flächengebilde nicht vollständig von dem Klebstoffmaterial durchdrungen. Da hierdurch eine Seite des Dichtungsmaterials nicht klebrig ist, ist eine besonders leichte Handhabung ermöglicht.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird demnach ein Dichtungsmaterial angegeben, dass eine erste Schicht aufweist, die durch ein textiles Flächengebilde aus Kunststofffasern ausgebildet ist, sowie eine zweite Schicht, die durch ein Klebstoffmaterial ausgebildet ist. Die beiden Schichten sind aufeinander angeordnet und durchdringen einander höchstens teilweise. Durch Aufbringen einer Kraft senkrecht zur Ausdehnung der Schichten ist jedoch das Klebstoffmaterial in

Zwischenräume zwischen den Kunststofffasern pressbar, sodass sich eine einzige Schicht ergibt, deren Dicke im Wesentlichen derjenigen der ersten Schicht entspricht.

Insbesondere kann für die Schichtdicken 0,5mm < D, d2, d1 < 2mm gelten.

Gemäß einer Ausführungsform sind die Kunststofffasern als Polyesterfasern ausgebildet. Wie sich herausgestellt hat, ist Polyester besonders gut geeignet, weil Polyesterfasern einer aufgebrachten Klemmkraft ausreichend Widerstand entgegensetzen. Wie sich herausgestellt hat, sind Polypropylen und Polyethylenfasern bzw. textile Flächengebilde daraus weicher, was dazu führen kann, dass sie die Abstandshalterfunktion nicht in zufriedenstellendem Maße erfüllen. Abhängig vom jeweiligen Einsatzzweck können jedoch auch textile Flächengebilde mit

Polypropylen und Polyethylenfasern geeignet sein.

Gemäß einer Ausführungsform ist das Klebstoffmaterial als Klebstoff auf der Basis von

Butylkautschuk und/oder Epoxidharz ausgebildet.

Derartige Klebstoffe sind besonders gut für das dauerhafte Abdichten von Schraubverbindungen in Blechen, beispielsweise im Kraftfahrzeugbau, geeignet.

Gemäß einer Ausführungsform ist das Dichtungsmaterial abschnittsweise auf einem

Trägermaterial angeordnet und jeder Abschnitt weist zumindest ein vorgeformtes Loch auf, dass sich durch die erste Schicht und die zweite Schicht erstreckt.

Bei dieser Ausführungsform ist das Dichtungsmaterial vorportioniert und in einzelne Abschnitte geteilt, die jeweils separat von dem Trägermaterial aufgenommen und zur Abdichtung eines Schraubloches verwendet werden können. Dadurch ergibt sich eine besonders gute

Handhabbarkeit des Dichtungsmaterials.

Gemäß einer Ausführungsform ist das Dichtungsmaterial abschnittsweise auf einem

Trägermaterial angeordnet und die Abschnitte sind voneinander durch freie Bereiche auf dem Trägermaterial getrennt.

Durch das Vorsehen freier Bereiche zwischen einzelnen Abschnitten können Abschnitte des Dichtungsmaterials besonders einfach von dem Trägermaterial aufgenommen werden, beispielsweise auch durch ein automatisches System.

Das Trägermaterial kann insbesondere aus beschichtetem Papier, beispielsweise Wachspapier, aber auch beschichtete Folie, ausgebildet sein und erleichtert die Lagerung und Handhabung des Dichtungsmaterials.

Gemäß einer Ausführungsform weist das textile Flächengebilde eine Maschenweite von 0,5 mm bis 2 mm auf. Beispielsweise kann die Maschenweite 1 mm betragen. Wie sich herausgestellt hat, sind derartige Abmessungen geeignet, eine gute Durchdringung des textilen Flächengebildes mit Klebstoff zu ermöglichen und andererseits das Klebstoffmaterial dauerhaft ortsfest zu halten. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Baugruppe angegeben, die zumindest zwei miteinander durch eine Schraubverbindung verbundene Bauelemente sowie zumindest ein Dichtungselement aufweist, das aus dem beschriebenen Dichtungsmaterial ausgebildet ist, wobei das Dichtungselement zwischen den miteinander verbundenen Bauelementen um ein Schraubloch herum angeordnet ist.

Die Baugruppe hat den Vorteil, dass das Dichtungsmaterial aufgrund seiner bereits beschriebenen Eigenschaften die durch die Schraubverbindungen ausgeübte Klemmkraft dauerhaft aufnehmen kann und ein Kaltfluss von Dichtungsmaterial aus dem Zwischenraum zwischen den Bauelementen heraus verhindert wird. Die Schraubverbindung bleibt somit besonders lange stabil und abgedichtet.

Die zumindest zwei Bauelemente können insbesondere als Bleche ausgebildet sein,

beispielsweise als Teile eines Kraftfahrzeugs.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Verwendung eines Dichtungsmaterials zum Abdichten einer Schraubverbindung zwischen zwei miteinander durch eine Schraubverbindung verbundenen Bauelementen angegeben, wobei das Dichtungsmaterial eine erste Schicht aufweist, die durch ein textiles Flächengebilde aus Kunststofffasern ausgebildet ist, und eine zweite Schicht, die durch ein Klebstoffmaterial ausgebildet ist, wobei das Klebstoffmaterial das textile

Flächengebilde vor der Fertigstellung der Schraubverbindung nicht vollständig durchdringt, während nach der Fertigstellung der Schraubverbindung eine Dichtungsschicht ausgebildet ist, in der Maschen des textilen Flächengewebes im Wesentlichen vollständig mit dem Klebstoffmaterial ausgefüllt sind.

Für diese Verwendung eignet sich insbesondere das bereits weiter oben beschriebene

Dichtungsmaterial.

Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand von schematischen Zeichnungen näher erläutert.

Figur 1 zeigt schematisch einen Querschnitt durch ein Dichtungsmaterial gemäß einer

Ausführungsform der Erfindung;

Figur 2 zeigt schematisch einen Querschnitt durch eine Baugruppe aus zwei miteinander durch eine Schraubverbindung verbunden Bauelementen; Figur 3 zeigt eine Draufsicht auf eine erste Schicht eines Dichtungsmaterials gemäß einer Ausführungsform der Erfindung und

Figur 4 zeigt schematisch eine Draufsicht auf ein Dichtungsmaterial gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

Figur 1 zeigt schematisch ein Dichtungsmaterial 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Das Dichtungsmaterial weist eine erste Schicht 2 auf, die durch ein textiles Flächengebilde aus Kunststofffasern ausgebildet ist. Die erste Schicht 2 weist eine Dicke d1 auf. Auf der ersten Schicht 2 ist eine zweite Schicht 3 angeordnet, die aus einem Klebstoffmaterial ausgebildet ist und eine Dicke d2 aufweist. In der gezeigten Ausführungsform sind die Dicken d 1 und d2 ungefähr gleich groß, insbesondere beträgt die Dicke d1 0,5 bis 0,6 mm und die Dicke d2 0,6 bis 0,7 mm.

Insbesondere kann die Dicke d2 minimal größer ausgeführt sein als die Dicke d1 , damit sichergestellt ist, dass Zwischenräume zwischen Kunststofffasern der ersten Schicht 2 vollständig mit Klebstoffmaterial ausgefüllt werden können.

In Figur 1 ist das Dichtungsmaterial 1 in Querschnitt gezeigt. Das Dichtungsmaterial 1 kann beispielsweise scheibenförmig sein und insbesondere eine rechteckige, quadratische oder runde Kontur aufweisen. Das Dichtungsmaterial 1 weist einen Loch 4 auf, durch das bei der Verwendung des Dichtungsmaterials 1 eine Schraube geführt werden kann.

Figur 1 zeigt das Dichtungsmaterial 1 in einem Zustand vor der bestimmungsgemäßen

Verwendung. In diesem Zustand sind die Schichten 2, 3 im Wesentlichen voneinander getrennt gestapelt und durchdringen einander nicht oder nur wenig.

Figur 2 zeigt eine Baugruppe 30 aus einem ersten Bauelement 6 und einem zweiten Bauelement 8, wobei die Bauelemente 6, 8 beispielsweise Bleche sind. Die Bauelemente 6, 8 sollen mittels einer Schraube 20 miteinander verbunden werden, die durch Schraublöcher 10, 12 in den

Bauelementen 6, 8 geführt wird und anschließend angezogen wird. Diese Schraubverbindung soll beispielsweise gegen eindringende Feuchtigkeit abgedichtet werden. Beispielsweise könnte angrenzend an eine erste Hauptoberfläche 14 des ersten Bauelements 6 eine feuchte Umgebung angeordnet sein, während angrenzend an eine zweite Hauptoberfläche 16 des zweiten

Bauelements 8 eine trockene Umgebung angeordnet sein könnte.

Um das Eindringen von Feuchtigkeit in die Schraublöcher 10, 12 und insbesondere das Vordringen von Feuchtigkeit von einer Seite der Baugruppe 30 auf die andere Seite zu verhindern, wird die Schraubverbindung mittels des Dichtungsmaterials V abgedichtet. In den Figur 2 gezeigten Ausführungsform weist das Dichtungsmaterial 1‘ einen anderen Zustand auf als in Figur 1. In dem in Figur 2 gezeigten Zustand wurden die Schichten 2, 3 bereits durch die Einwirkung einer Kraft beim Anziehen der Schraube 20 miteinander verbunden, wobei das Klebstoffmaterial der zweiten Schicht 3 in Zwischenräume des textilen Flächengebildes der ersten Schicht 2 eindrang. Das Dichtungsmaterial T weist nunmehr eine Dicke D auf, die im Wesentlichen der Dicke d1 der ersten Schicht 2 entspricht.

Figur 3 zeigt eine Draufsicht auf das textile Flächengebilde 24 der ersten Schicht 2. Das textile Flächengebilde 24 ist in der gezeigten Ausführungsform aus Fasern 22, insbesondere

Polyesterfasern, gebildet, die miteinander verwoben sind, wobei das Gewebe eine Maschenweite M aufweist, die in der gezeigten Ausführungsform 1 mm beträgt. Die Zwischenräume zwischen einzelnen Fasern 22 sind in der gezeigten Ausführungsform quadratisch, d.h. die Fasern 22 sind in beiden Dimensionen mit demselben Abstand angeordnet. In einem Ausführungsbeispiel weisen die einzelnen Polyesterfasern einen Durchmesser von 320 pm auf und es ergibt sich eine Dicke d1 der ersten Schicht 2 von 585 pm.

Figur 4 zeigt eine Draufsicht auf einen Verbund einzelner Abschnitte 25 von Dichtungsmaterial 1. Das Dichtungsmaterial 1 ist dabei auf einem Trägermaterial, beispielsweise beschichteten Papier, angeordnet, das in Figur 4 jedoch nicht explizit gezeigt ist. Die erste Schicht 2, die das textile Flächengebilde aufweist, ist in der gezeigten Ausführungsform etwas breiter ausgeführt als die darauf angeordnete zweite Schicht 3, die das Klebstoffmaterial aufweist. Das Dichtungsmaterial 1 ist in einzelne Abschnitte 25 geteilt, zwischen denen jeweils freie Bereiche 26 angeordnet sind, um die einzelnen Abschnitte 25 besser aufnehmen zu können. In den freien Bereichen 26 liegt das Trägermaterial frei. Jeder Abschnitt 25 weist einen Loch 4 auf und ist somit zum Abdichten eines Schraubenlochs vorgesehen.

In der gezeigten Ausführungsform sind die Abschnitte 25 nahezu quadratisch. Dies ist besonders einfach und ohne Verschnitt herstellbar. Sie könnten jedoch auch beispielsweise eine runde Kontur aufweisen.

Bezugszeichenliste

1 , V Dichtungsmaterial

2 erste Schicht

3 zweite Schicht

4 Loch

6 erstes Bauelement

8 zweites Bauelement

10 Schraubloch

12 Schraubloch

14 erste Hauptoberfläche

16 zweite Hauptoberfläche

20 Schraube

22 Faser

24 textiles Flächengebilde

25 Abschnitt

26 freier Bereich

d1 Dicke

d2 Dicke

D Dicke

M Maschenweite