Cured-In-Place-Gasket (CIPG)

Ein Cured-In-Place-Gasket – kurz CIPG, auch als frei aufgetragene Dichtung bezeichnet – ist eine Dichtung, die direkt auf dem zu dichtenden Bauteil appliziert und anschließend dort vulkanisiert wird. Die Dichtung entsteht also nicht als separates Bauteil und wird danach montiert, sondern wird auf dem Trägerteil selbst geformt und ausgehärtet. Das Ergebnis ist eine bauteilintegrierte Dichtung, die verliersicher haftet und als komplett vormontierte Einheit in den weiteren Fertigungsprozess eingeht.

Das CIPG Prinzip unterscheidet sich klar von klassischen Profil- oder Formdichtungen: Geometrie und Positionierung der Dichtung sind nicht durch ein Werkzeug vorgegeben, sondern durch die Applikationsanlage und die Konstruktion der Dichtstelle.

Werkstoffe und Applikationsprozess

Als Dichtmasse kommen überwiegend RTV-Silikon-Typen (RTV-1 und RTV-2) zum Einsatz, in bestimmten Anwendungen auch Polyurethan (PUR). RTV steht für „Room Temperature Vulcanizing" – die Vernetzung kann bei Raumtemperatur oder mit Wärmeeintrag erfolgen, ein nachgelagertes Tempern ist in der Regel nicht erforderlich.

Der Prozessablauf in der Praxis: Die Dichtmasse wird über ein Misch- und Dosiergerät in flüssig-pastösem Zustand als Raupe auf das Bauteil aufgetragen. Die Applikation erfolgt vollautomatisch – über Roboter oder Koordinatentisch – mit hoher Wiederholgenauigkeit. Anschließend vulkanisiert die Raupe in einem Trockenschrank oder IR-Kanal aus. Nach der Vulkanisation haftet die Dichtung einseitig fest am Trägerteil und kann gemeinsam mit diesem weiterverbaut werden.

Ob die Dichtung dauerhaft am Trägerteil haftet, hängt maßgeblich von dessen Oberfläche ab. Öl, Trennmittelreste oder niederenergetische Kunststoffe wie PP verhindern eine zuverlässige Haftung – das RTV-Silikon findet in diesen Fällen keine ausreichende Haftung und schält sich beim Handling oder bei der Montage ab. Je nach Oberfläche des Trägerteils ist eine Oberflächenvorbehandlung durch Reinigung, Plasma, Beflammung oder Primer zwingend erforderlich. Die Haftfestigkeit muss im Rahmen der Prozessqualifikation nachgewiesen werden.

Auslegung der Dichtstelle

Die Dichtwirkung beim CIPG entsteht durch teilweises Verpressen beim Fügen der Bauteile – typischerweise beträgt die Kompression rund 25–35 %. Da Silikonkautschuk zwar elastisch, aber praktisch inkompressibel ist, verdrängt sich das Material beim Verpressen seitlich in die Nut.

Die Nut muss dafür ausreichend Verdrängungsraum bieten: Bei einem Füllungsgrad über 80–85 % bauen sich beim Schließen des Gehäuses unkontrolliert hohe Kräfte auf – das Gehäuse verzieht sich oder die Dichtung wird beschädigt. Daraus ergeben sich konkrete Konstruktionsvorgaben:

• Nutbreite: etwa das 1,3- bis 1,4-fache der Raupenbreite
• Raupenquerschnitt: die applizierte Raupe wird breiter als hoch sein; das Verhältnis von Breite zu Höhe liegt bei ca. 1 : 0,6–0,8
• Raupengeometrie: runder Auftrag ist verfahrensbedingt nicht möglich; das Querschnittsprofil ist flachoval

Diese Kennwerte sind entscheidend für eine zuverlässige Dichtwirkung und müssen bei der Konstruktion der Aufnahmegeometrie berücksichtigt werden. Da festes Silikonkautschuk physikalisch inkompressibel ist, muss beim Fügen ausreichend Verdrängungsraum für das seitlich ausweichende Material vorhanden sein. Ist die Nut zu eng dimensioniert, bauen sich beim Schließen des Gehäuses unkontrolliert hohe Kräfte auf – das Gehäuse verzieht sich oder die Dichtung wird dysfunktional. Als Richtwert gilt ein Nut-Füllungsgrad von maximal 80–85 %, damit das verdrängte Material Raum hat, ohne die Konstruktion zu belasten.

Stärken und Grenzen des Verfahrens

Das CIPG-Verfahren bietet in der Serienfertigung wesentliche Vorteile:

• Vollautomatische Applikation direkt beim Systemlieferanten – kein separater Montageschritt für die Dichtung
• Verliersichere Haftung auf dem Trägerteil, dadurch sichere Handhabung und Logistik
• Wiederholte Demontage ohne Zerstörung der Dichtung möglich – relevant für Wartungskonzepte
• Einfache Nutkonstruktion ohne aufwändige Profilgeometrie
• Bei entsprechender Auslegung zusätzliche Schall- und Geräuschentkopplung zwischen den Fügepartnern

Gleichzeitig gibt es klare Einschränkungen, die bei der Auslegungsentscheidung eine Rolle spielen:

• Die mechanischen Ausgangseigenschaften von RTV-Silikon erreichen nicht das Niveau synthetischer Kautschuke wie NBR oder FKM bzw. FPM – bei hohen dynamischen Belastungen oder extremen Medienanforderungen stoßen CIPG-Dichtungen an Grenzen
• Eine spezifische Profilierung der Dichtung – wie bei Formdichtungen oder Profilen – ist verfahrensbedingt nicht realisierbar
• Im Reparaturfall muss die Dichtung vollständig erneuert werden; ein einfacher Austausch wie bei einem O-Ring ist nicht möglich
• Der kritischste Qualitätsparameter im Applikationsprozess ist die Start-Stopp-Überlappung: An dem Punkt, wo der Dosierroboter die Raupe aufsetzt und absetzt, entstehen häufig lokale Verdickungen oder Verjüngungen. Diese Knotenstelle ist in der Praxis die häufigste Ursache für Leckagen – ihre Definition, Positionierung und Überwachung muss im Fertigungsprozess explizit geregelt sein.

Typische Anwendungen

CIPG-Dichtungen sind besonders im Fahrzeug- und Motorenbau etabliert, wo hohe Fertigungsautomation, bauteilintegrierte Dichtfunktionen und kompakte Bauräume zusammenkommen:

• Wasserpumpen und Thermostatgehäuse
• Kühlerstutzen und Kühlerdichtungen
• Saugrohre und Ventildeckelhauben
• Gehäusedeckel und Aggregatedichtungen im allgemeinen Maschinenbau