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Die Erfindung betrifft ein Dichtungssystem für eine Leitungsdurchführung an einer Karosserieteilwandung, insbesondere für die Durchführung eines Leitungsstranges zur Versorgung von elektrischen oder elektronischen Komponenten in einem Fahrzeuganbauteil, wie einer Fahrzeugtür oder einer Fahrzeugklappe, wobei die Karosserieteilwandung fahrzeugaufbauseitig oder fahrzeuganbauteilseitig gegeben ist.
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Leitungsdurchführungen an einer Fahrzeugkarosserie, insbesondere an Leitungsstrangübergängen von einem Fahrzeugaufbauteil zu einem Fahrzeuganbauteil, beispielsweise von einer Fahrzeugsäule zu einer Fahrzeugtür, werden mit Faltenbälgen oder Tüllen, im weiteren Faltenbälgen, abgedichtet. Fertigungstechnisch wird dabei so vorgegangen, daß die Fahrzeugtür zunächst komplett vormontiert, anschließend mit dem Fahrzeug an den Scharnieren verschraubt und elektrisch über den Leitungsstrang mit dem Fahrzeug verbunden wird. Dabei muß die Leitungsdurchführung an der jeweiligen Karosserieteilwandung abgedichtet werden, um das Eindringen von Feuchtigkeit und Staub- bzw. Schmutzpartikeln zu verhindern und Korrosionsschäden zu vermeiden. In der Regel werden die Faltenbälge mit einem Rastrahmen an der Öffnung in der jeweiligen Karosserieteilwandung festgelegt, wobei der jeweilige Faltenbalg mit einer Dichtung, insbesondere Lippendichtung, versehen ist, mit der dieser an dem die Öffnung umgebenden Rand der Karosserieteilwandung anliegt, so daß die Dichtung in axialer Richtung, also in der Fügerichtung, gegeben ist. Der Rastrahmen dient dabei der Verbesserung des Festsitzes des Faltenbalges und einer Montageerleichterung. Bei einer mechanischen Belastung des Faltenbalges, insbesondere eine Zug-, Biege- oder Stauchbelastung, kann ein Teilbereich der Lippendichtung mit ihrer Anlagefläche von der Karosserieteilwandung abheben, so daß im Abhebungsbereich insbesondere Feuchtigkeit eindringen kann. Auch können Dichtigkeitsprobleme auftreten, wenn im Bereich der Lippendichtungsspitze durch den Formgebungsprozeß bedingte Trennnähte angeordnet sind, oder, wenn die Anlagefläche der Karosserieteilwandung nicht plan ist, beispielsweise Lacknasen, Schweißpunkte oder Radien vorhanden sind. Die Anordnung von Zusatzlippen verbessert die Dichtung nur bedingt, da auch bei diesen die genannten Probleme auftreten.
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Aus der
DE 41 09 804 C1 ist eine Manschette mit einem Rastglieder aufweisenden Anschlussstück zur Manschetten-Arretierung bekannt, wobei das Anschlussstück ein mit einem Stecker zu verbindendes Kupplungsstück darstellt, dessen Rastglieder beim Einschieben des Steckers in die Wanddurchführung über dem Stecker zugeordnete Keilflächen aufspreizbar sind und aufgespreizt von den Keilflächen beim weiteren Einschieben des Steckers überfahrbar sind.
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Ferner ist, aus der
DE 199 11 649 A1 eine Wanddurchführung für strangförmige Körper bekannt, wobei ein starrer kreisringförmiger Träger mit einem Flansch an einer Seite einer Karosseriewand anliegt und ein am Flansch koaxial angesetztes buchsenförmiges Durchführungsteil durch eine Öffnung der Karosseriewand geführt ist und in eine stirnseitig angeformte Nut am Durchführungsteil der stirnseitige Kragen eines elastischen Faltbalges eingesetzt ist und Träger sowie Faltbalg mittels eines rechtwinkligen Clipsringes miteinander verbunden sind, wobei der Clipsring über das buchsenförmige Durchführungsteil geschoben und formschlüssig befestigt ist und andererseits mit einem Überwurfteil den am Durchführungsteil eingesetzten Kragen des Faltbalges umgreift.
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Die
DE 38 44 009 A1 beschreibt eine Befestigung eines Faltenbalges, beispielsweise zur Abdichtung eines aus einem Maschinengehäuse geführten Gestänges, der mit einem Halteflansch gehalten und abgedichtet wird, wobei der Halteflansch des Faltbalges auf einem radial innenliegenden Stützring gehalten wird und der Stützring auf seinem Außenumfang Stützringnuten aufweist und der Halteflansch mit einem nach radial innen weisenden Haltewulst und mit einem radial nach außen weisenden Dichtkegel versehen wird, das Gehäuse in seiner Gehäuseöffnung mit einer radial nach außen weisenden inneren Nut versehen wird und der Haltewulst mit einer Stützringnut und der Dichtkegel mit der inneren Nut in Wirkverbindung eingebracht werden.
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Aus der
DE 33 40 664 A1 ist ein Dichtungsbalg oder -tülle bekannt, welche zur Anordnung in Karosserieöffnungen. zum geschützten Durchführen von Leitungen geeignet ist, wobei ein Versteifungsring aus einem festeren Kunststoffmaterial zur Anordnung in den Karosserieöffnungen vorgesehenen Enden des Dichtungsbalges oder -tülle eingesetzt, eingerastet oder eingeformt wird und derart, dass er mit einem Flanschteil die äußerer Dichtlippe innen abstützt und sich über die der Karosserieöffnung entsprechenden Ringnut hinaus erstreckt und als ein leicht einrastbarer Rastfortsatz ausgebildet ist.
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Es ist nun Aufgabe der Erfindung, ein Dichtungssystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so weiterzuentwickeln, daß die Abdichtung einer Leitungsdurchführung mit einem Faltenbalg an einer Karosserieteilwandung verbessert und prozeßsicher ist.
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Diese Aufgabe wird bei einem Dichtungsystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
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Die Erfindung besteht darin, daß bei einem Dichtungssystem mit einem Faltenbalg und mit einem Rastrahmen, mit dem der Faltenbalg an einer Öffnung in der Karosserieteilwandung festgelegt ist, am Rastrahmen eine umlaufende Ringdichtung angeordnet ist, durch die dieser an der Öffnung in radialer Richtung abgedichtet ist. Bei diesem Dichtungssystem ist nicht mehr der Faltenbalg selbst Dichtungselement, sondern primär die Ringdichtung am Rastrahmen. Damit ist die Abdichtung weniger toleranzabhängig, und eine weitestgehend plane Karosserieteilwandung zur Anlage von Dichtlippen ist nicht mehr erforderlich. Da zur Abdichtung keine umlaufende Planfläche mehr im Bereich des Öffnungsrandes benötigt wird, kann die Öffnung auch größer sein, was sich montageerleichternd auswirkt. Zug-, Stauch- und Biegekräfte haben weitestgehend keinen Einfluß mehr auf die Dichtigkeit. Die Öffnung kann dabei auch als Kragenzug ausgebildet sein.
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Die Ringdichtung kann vorteilhaft in einer in den Rastrahmen eingeformten umlaufenden Nut angeordnet sein, wobei der Nutgrund und die Nutbegrenzungsfläche auf der dem Faltenbalg abgewandten Seite zur Festlegung des Rastrahmens an der Öffnung der Karosserieteilwandung aus Rastelemente ausbildenden Segmenten gebildet ist. Die Nut und die Ringdichtung sind dabei breiter als die Dicke der Karosseriewandung, und der Nutgrund weist einen Abstand zum Rand der Öffnung auf, der kleiner als die Dicke der Ringdichtung ist. Die Rastsegmente sind stirnseitig angeschrägt, um ihre Einführung und Anordnung in der Öffnung zu erleichtern. Zur Montage des Faltenbalges an der Öffnung der Karosserieteilwandung wird der Rastrahmen über diese Rastsegmente und mit eingelegter Ringdichtung in die Öffnung gedrückt. Die Ringdichtung bildet ein Polster für den Rand der Karosserieteilwandung, in das dieser hineingedrückt ist. Selbst größere Toleranzabweichungen werden ausgeglichen. Im Abstand vom Nutgrund kann an der faltenbalgseitigen Nutbegrenzungsfläche eine umlaufende Wulst bzw. ein Vorsprung ausgebildet sein, der von dem karosserieteilwandungsseitigen freien Rand des Faltenbalges vorgespannt hintergriffen wird, wodurch dieser am Rastrahmen sicher gehaltert ist. Die Vorspannung wird dadurch erreicht, daß der innere Durchmesser des Faltenbalges in seinem Anordnungsbereich kleiner ist als der äußere Durchmesser des Rastrahmens.
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Bei dieser Ausführung kann die Ringdichtung auch einstückig mit am Faltenbalg angeformt sein, was fertigungstechnisch unproblematisch, montagetechnisch jedoch weniger aufwendig ist. Zusätzlich kann der Faltenbalg im Bereich seines fixierten Endes karosserieteilwandungsseitig eine umlaufende Dichtlippe zur axialen Grobschmutz-Abdichtung aufweisen, um den Zutritt von Feuchtigkeit und Schmutzpartikeln in den zwischen dem Faltenbalg und der Karosserieteilwandung gegebenen Spalt, der sich bei einer Zug,- oder Biegebeanspruchung des Faltenbalges öffnen kann, zur Dichtungsstelle weitestgehend zu verhindern.
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Der Faltenbalg kann jedoch auch in einer separaten Nut, die am Rastrahmen faltenbalgseitig im Abstand zur Anordnungsnut für die Ringdichtung ausgebildet ist, vorgespannt festgelegt sein. Diese Ausführung kann flacher gestaltet werden, da das freie Ende des Faltenbalges nicht zusätzlich zur Ringdichtung in der Nut, sondern alleinig in der separaten Nut zur Anordnung gelangt. Überdies verdeutlicht die Anordnung, daß die Abdichtung des Rastrahmens ausschließlich in radialer Richtung, bezogen auf die Öffnung in der Karosserieteilwandung, erfolgt, und daß der Faltenbalg selbst nicht mehr zur Abdichtung herangezogen zu werden braucht.
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Eine weitere Ausführung sieht vor, daß im Nutgrund eine umlaufende Kerbe oder Rille angeordnet ist, an der sich der Rastrahmen in radialer Richtung leicht ein wenig verformen läßt. Dadurch kann dieser leichter in die Öffnung eingeführt werden. Mit einem anschließend von der Seite des Faltenbalges her eingschobenen Steckergehäuse oder einer Kupplungsstation für Stecker, wodurch der Rastrahmen gegen den Rand der Öffnung gedrückt wird, kann dann an der Ringdichtung eine definierte Vorspannung und damit auch eine hohe Prozeßsicherheit erzielt werden.
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Der Rastrahmen kann innenseitig mit Halterungs- oder Arretierungselementen versehen sein, um dem zu beherbergenden Steckergehäuse oder der Kupplungsstation eine definierte Position vorzugeben.
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Als Material für die Ringdichtung eignen sich EPDM (Ethylen/Propylen-Dien) oder TPE (thermoplastisches Elastomer).
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Die Erfindung wird nachstehend an Ausführungsbeispielen erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
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1: einen Schnitt durch ein Dichtungssystem in einer ersten Ausführung,
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2: die Frontansicht eines in diesem eingesetzten Rastrahmen,
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3: diesen in einer Seitenansicht,
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4: die Einzelheit X, vergrößert,
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5: einen Schnitt durch ein Dichtungssystem in einer zweiten Ausführung,
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6: die Einzelheit Y, vergrößert, und
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7: die Einzelheit Y bei einer weiteren Ausführung.
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Das in 1 dargestellte Dichtungssystem zeigt einen an einer Öffnung 1 in einer Wandung 2 einer Fahrzeugsäule angeordneten Faltenbalg 3, in dem ein Leitungsstrang 4 zu einer Fahrzeugtüre geführt ist. Der Faltenbalg 3 ist an der Außenseite eines Rastrahmens 5 unter Vorspannung in radialer Richtung befestigt, an dem (5) im Bereich der Öffnung 1 in einer Nut 6 eine umlaufende Ringdichtung 7 angeordnet ist, die einstückig mit dem Faltenbalg 3 verbunden ist. Im Grund der Nut 6 ist eine umlaufende Kerbe 8 angeordnet, wie insbesondere auch aus 3, die in Verbindung mit 2 den Rastrahmen 5 zeigt, zu erkennen ist. Der Nutgrund und die Nutbegrenzungsfläche 9 auf der dem Faltenbalg 3 abgewandten Seite sind durch Rastsegmente 10 gebildet, die stirnseitig mit Einführschrägen 11 für die Öffnung 1 versehen sind. Der radial aufgeweitete und damit vorgespannte Faltenbalg 3 hintergreift eine an der faltenbalgseitigen Nutbegrenzungsfläche ausgebildete umlaufende Wulst 12 (1) und ist somit dichtend mit dem Rastrahmen 5 verbunden.
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4 zeigt als vergrößerte Einzelheit X die Anordnung des Faltenbalges 3 mit der einstückig angeformten Ringdichtung 7 am Rastrahmen 5 in einer Vormontageposition. Diese entspricht der in 1 gezeigten Position in der oberen Hälfte. Die Dichtungsposition, dargestellt in der unteren Hälfte in 1, wird dadurch erreicht, daß die im Faltenbalg 3 vorpositionierten und in einer Kupplungsstation 13 bereits miteinander verbundenen Stecker und Steckergehäuse 14 und 15 mit dieser (13) in Richtung der Öffnung 1 in der Wandung 2 geschoben bzw. gedrückt werden. Dabei wird der Rastrahmen 5 im Dichtungsbereich gespreizt, wodurch die notwendige Vorspannung für die Ringdichtung 7 erzeugt wird. Es ist zu erkennen, daß die Nut 6 und die Ringdichtung 7 mehr als doppelt so breit wie Dicke der Wandung 2 ist. Der Faltenbalg 3 ist zur weitgehenden Abschottung der Ringdichtung 7 von Umwelteinflüssen im Bereich seines fixierten Endes karosseriewandungsseitig mit einer umlaufenden Dichtlippe 16 versehen, die im Abstand von der Öffnung 1 an der Wandung 2 anliegt und eine axiale Abdichtung vornimmt.
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Eine weitere Ausführung zeigt 5. Bei dieser Ausführung ist die Wandung 2 durch ein Blech 16 verstärkt, das zugleich der Halterung eines karosserieseitigen Kupplungsträgers 17 dient, der nicht mit in der Öffnung 1 zur Anordnung gelangt. Der Rastrahmen 18 ist von sich aus in radialer Richtung gegenüber dem Rand der Öffnung 1 vorgespannt. Der aufgeweitete und somit gegenüber dem Rastrahmen 18 vorgespannte Faltenbalg 19 hintergreift im Bereich einer Nut 20 am Rastrahmen 18 eine an diesem (18) ausgebildetem Wulst 21 und ist damit fest mit diesem (18) verbunden. 6 zeigt in der Einzelheit Y die Anordnung im Dichtungsbereich, vergrößert. Auch hier ist die Ringdichtung 22 einstückig mit dem Faltenbalg 19 verbunden. Zu erkennen ist, daß der Nutgrund einen Abstand zum Rand der Öffnung 1 (Wandung 2) aufweist, der deutlich kleiner als die Dicke der Ringdichtung 22 ist.
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7 zeigt eine andersartige Verbindung zwischen einem Faltenbalg 23 und einem Rastrahmen 24. Dieser weist faltenbalgseitig im Abstand von einer separaten Ringdichtung 25 eine weitere umlaufende Nut 26 auf, in die das freie Ende des vorgespannten Faltenbalges 23 eingreift und über diese (26) infolge der Vorspannung desselben (23) fest und dichtend mit dem Rastrahmen 24 verbunden ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Öffnung
- 2
- Wandung
- 3
- Faltenbalg
- 4
- Leitungsstrang
- 5
- Rastrahmen
- 6
- Nut
- 7
- Ringdichtung
- 8
- Kerbe
- 9
- Nutbegrenzungsfläche
- 10
- Rastsegment
- 11
- Einführschräge
- 12
- Wulst
- 13
- Kupplungsstation
- 14
- Stecker
- 15
- Stecker
- 16
- Dichtlippe
- 17
- Kupplungsträger
- 18
- Rastrahmen
- 19
- Faltenbalg
- 20
- Nut
- 21
- Wulst
- 22
- Ringdichtung
- 23
- Faltenbalg
- 24
- Rastrahmen
- 25
- Ringdichtung
- 26
- Nut
