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TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Abdichtvorrichtung zur Abdichtung
zwischen einem Lenkgetriebegehäuse
und einem Stirnwandblech einer Kraftfahrzeugkarosserie um eine Lenkzapfendurchführung herum
mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patent 1.
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STAND DER TECHNIK
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Eine
Abdichtvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs
1 ist aus der
DE
10 2005 047 955 B3 bekannt. Hier ist der sich von dem Basiskörper weg
erstreckende ringförmige
Dichtkörper
aus einem Schaumstoff an den Basiskörper aus hartem Kunststoff
angeklebt. Das heißt,
der Dichtkörper
ist zunächst
separat hergestellt worden. Dies erfolgt regelmäßig durch Ausstanzen des Dichtkörpers aus
geschnittenen Platten aus in großem Volumen geschäumtem Schaumstoff.
Die Funktion des Dichtkörpers
besteht darin, statische und dynamische Toleranzen zwischen einem
Lenkgetriebegehäuse
und einem Stirnwandblech einer Kraftfahrzeugkarosserie zu überbrücken, um
beispielsweise das Übertreten von
Lärm, Feuchtigkeit
oder in unerwünschter
Weise temperierter oder verunreinigter Gase aus dem Motorraum in
den Innenraum eines Kraftfahrzeugs zu verhindern. Neben den statischen
Toleranzen aufgrund von Fertigungsungenauigkeiten und den dynamischen
Toleranzen, die durch Relativbewegungen zwischen dem Lenkgetriebegehäuse und
dem Stirnwandblech im Betrieb eines Kraftfahrzeugs auftreten, werden
an eine Abdichtvorrichtung, die Gegenstand der vorliegenden Erfindung
ist, auch bei der so genannten Hochzeit zwischen dem Fahrwerk und
der Kraftfahrzeugkarosserie, wobei das Lenkgetriebegehäuse mit
der Abdichtvorrichtung zum Fahrwerk zählt, besondere Anforderungen
gestellt. So wird angestrebt, dass sich der Dichtkörper der
Abdichtvorrichtung nach ihrer Vormontage an dem Lenkgetriebegehäuse automatisch
unter Aufbau einer Vorspannung an das Stirnwandblech anlegt, um
die gewünschte
Abdichtung zwischen dem Lenkgetriebegehäuse und dem Stirnwandblech
zu erreichen. Da das Stirnwandblech gegenüber der Relativbewegungsrichtung
zwischen dem Fahrwerk und der Kraftfahrzeugkarosserie unter einem
spitzen Winkel geneigt ist, wird der Dichtkörper aus Schaumstoff bei der
Hochzeit auf Schub beansprucht. Er darf sich hierbei nicht so verformen,
dass er in dem Bereich eines für
einen Lenkzapfen freizuhaltenden Lumens der Lenkzapfendurchführung eingreift.
Um dies zu verhindern, ist es grundsätzlich bekannt, ein Loch in dem
Dichtkörper
zur Bereitstellung des Lumens für den
Durchtritt des Lenkzapfens als Langloch auszubilden. Hieraus resultieren
jedoch Schwierigkeiten beim dichten Anbinden des Dichtkörpers beispielsweise
an ein den Lenkzapfen umschließendes
Innenrohr des Basiskörpers.
Auch grundsätzlich
ist das Ankleben des Dichtkörpers
an den Basiskörper
ein mühsamer
und damit kostspieliger Schritt der Herstellung der bekannten Abdichtvorrichtung.
Ein gemäß der
DE 10 2005 047 955
B3 zusätzlich
vorgesehener Abdichtmantel aus Elastomerwerkstoff über dem
Dichtkörper
ist aus einem EPDM-Elastomerwerkstoff direkt an den Basiskörper aus
Kunststoff angespritzt.
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AUFGABE DER ERFINDUNG
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abdichtvorrichtung mit
den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1 aufzuzeigen,
die zwar kostengünstiger
herstellbar ist, aber dennoch verglichen mit bekannten Abdichtvorrichtungen
dieses Typs verbesserte Eigenschaften aufweist.
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LÖSUNG
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Die
Aufgabe der Erfindung wird durch eine Abdichtvorrrichtung mit den
Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der
neuen Abdichtvorrichtung sind in den abhängigen Patentansprüchen 2 bis
13 beschrieben.
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BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Bei
der neuen Abdichtvorrichtung ist der Schaumstoff zur Ausbildung
des Dichtkörpers
direkt an den Basiskörper
angeschäumt.
Das heißt,
zur Ausbildung des Dichtkörpers
wird der Basiskörper
in ein Formwerkzeug eingebracht, das gegenüber den Basiskörpern eine
Kavität
aufweist, die die Form des Dichtkörpers definiert. In diese Kavität wird eine
reaktive Mischung eingebracht, die zu einem Schaumstoff reagiert,
der chemisch an den Basiskörper
der Abdichtvorrichtung anbindet. Hierdurch wird der Dichtkörper automatisch
dauerhaft mit dem Basiskörper verbunden
und zwar in seiner idealen Relativpositionen zu dem Basiskörper. Dies
gilt selbst bei schwierigen Geometrien. Bei dieser Art und Weise
der Herstellung der Abdichtvorrichtung kann der Basiskörper an
seiner Oberfläche,
an die der Schaumstoff des Dichtkörpers anbinden soll, nach Bedarf
chemisch und/oder thermisch vorbehandelt werden. Dies ist jedoch,
falls dieser Schritt überhaupt
erforderlich ist, mit geringem Aufwand verbunden. insbesondere können alle
wesentlichen Schritte zur Herstellung der neuen Abdichtvorrichtung
vollautomatisch implementiert werden, weil alle umzusetzenden Teile
den formsteifen Basiskörper
der Abdichtvorrichtung aufweisen, so dass sie problemlos maschinell
umgesetzt werden können.
und keine Stanzlinge aus Schaumstoff gehandhabt werden müssen.
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Der
Schaumstoff des Dichtkörpers
der neuen Abdichtvorrichtung kann ein PUR-Schaum sein. PUR-Schäume, die
zum Anschäumen
an den Basiskörper
der Abdichtvorrichtung geeignet sind, sind grundsätzlich verfügbar. PUR-Schäume können dabei
zu günstigen
Kosten in guter Qualität
ausgebildet werden.
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Besonders
bevorzugt ist es, wenn der Dichtkörper der neuen Abdichtvorrichtung
eine geschlossene Oberfläche
aufweist, um das Eindringen von Flüssigkeiten und anderen Verunreinigungen
in den Schaumstoff des Dichtkörpers
zu verhindern. Es versteht sich, dass der Schaumstoff des Dichtkörpers, damit
dieser seine Dichtfunktion erfüllen
kann, grundsätzlich
ein Schaumstoff mit möglichst
geschlossenen Poren ist, die keine Durchströmung des Dichtkörpers zulassen.
Die geschlossene Oberfläche
des Dichtkörpers
ist anders als bei Ausbildung des Dichtkörpers aus Stanzlingen aus Schaumstoff
durch das direkte Anschäumen
an den Basiskörper
leicht bereitzustellen.
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Besonders
bevorzugt ist es, wenn der Schaumstoff ein Integralschaumstoff mit
Schwarte ist.
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Um
zu verhindern, dass der Dichtkörper
aufgrund seiner Schubbeanspruchung bei der Hochzeit zwischen Fahrwerk
und Karosserie eines Kraftfahrzeugs in ein für den Durchtritt eines Lenkzapfens
freizuhaltendes Lumen eintritt, kann ein Langloch in dem Dichtkörper dieses
Lumen für
den Lenkzapfen ausbilden, wobei die Hauptrichtung des Langlochs
in der Ebene verläuft,
die von der Lenkzapfendurchführung und
der Richtung der Relativbewegung zwischen Fahrwerk und Karosserie
bei der Hochzeit aufgespannt wird.
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Wenn
der Basiskörper
der neuen Abdichtvorrichtung ein einen Lenkzapfen umschließendes Innenrohr
aufweist, so ist ein Hohlraum des Basiskörpers, der außen an das
Innenrohr anschließt
und der an dem Ende des Basiskörpers,
an welchem der Dichtkörper
angeordnet ist, offen ist, zumindest teilweise von dem Schaumstoff
des Dichtkörpers
ausgefüllt.
Hierdurch wird die Verbindungsfläche
zwischen dem Dichtkörper
und dem Basiskörper
längs der Wandungen
des Hohlraums vergrößert. Gleichzeitig erfolgt
eine Verankerung des Dichtkörpers
an dem Basiskörper,
auch wenn hier normalerweise kein Formschluss vorliegt. Das größere Volumen
des Dichtkörpers
sorgt zudem für
eine verbesserte Schalldämmung
zwischen dem Motorraum und dem Innenraum des jeweiligen Kraftfahrzeugs.
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Wenn
der Hohlraum eine an seinem dem Dichtkörper gegenüberliegenden Ende angeordnete Öffnung aufweist,
kann er beim Anschäumen
des Dichtkörpers
an den Basiskörper
vollständig
mit Schaumstoff ausgefüllt
werden. Wenn er jedoch an seinem dem Dichtkörper gegenüberliegenden Ende geschlossen
ist, wird er beim Anschäumen
des Dichtkörpers
nur teilweise von dem Schaumstoff ausgefüllt, bis die in dem Rest des
Hohlraums eingeschlossene Gasblase einen Gegendruck gegen die Front des
in den Hohlraum einschäumenden
Schaumstoffs ausbildet, der ein weiteres Eindringen des Schaumstoffs
in den Hohlraum stoppt.
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Der
Hohlraum in dem Basiskörper
kann durch von dem Innenrohr des Basiskörpers abgehende Radialstege
segmentiert sein, wobei diese Radialstege die Lage des Innenrohrs
des Basiskörpers
innerhalb des Basiskörpers
fixieren. Der Schaumstoff kann dann in gleicher Weise jedes Segment
des Hohlraums ganz oder teilweise ausfüllen.
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An
dem dem Dichtkörper
gegenüberliegenden
Ende des Basiskörpers
kann eine Dichtlippe aus einem Elastomerwerkstoff an den Basiskörper angespritzt
sein. Wenn der Basiskörper
dabei aus formsteifen Kunststoff formgespritzt ist, was bei der
neuen Abdichtvorrichtung grundsätzlich bevorzugt
ist, kann die Dichtlippe an dem Basiskörper in so genannter 2K-Technologie
ausgebildet sein.
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In
einer konkreten Ausführungsform
der neuen Abdichtvorrichtung weist der Basiskörper an seinem Ende, an dem
der Dichtkörper
angeordnet ist, eine Stirnfläche
auf, an der sich ein Teil des Dichtkörpers axial abstützt und
deren Flächenschwerpunkt radial
zu der Lenkzapfendurchführung
versetzt ist. Typischerweise liegt dieser Versatz in einer Ebene, die
bei der Hochzeit durch die Lenkzapfendurchführung und die Relativbewegung
des Fahrwerks zu der Kraftfahrzeugkarosserie aufgespannt wird und
zeigt dabei von der Lenkzapfendurchführung nach unten. So kann der
Dichtkörper
ein in dem Stirnwandblech vorgesehenes Langloch, dass das Durchtreten
eines Lenkzapfens bei der Hochzeit erlaubt, vollständig von
dem Dichtkörper
abgedichtet werden.
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Um
die Stirnfläche
gegenüber
dem Rest des Abdichtkörpers
in ihrer Lage zu stabilisieren, damit der Dichtkörper auf der Stirnfläche zuverlässig an das
Stirnwandblech angedrückt
wird, kann der Basiskörper
von einem zylindermantelförmigen
Gehäuseteil
einseitig abgehende Radialstreben aufweisen, die die Stirnfläche von
unterhalb abstützen.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der
Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibungseinleitung
genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer
Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ
zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen
erzielt werden müssen.
Weitere Merkmale sind den Zeichnungen – insbesondere den dargestellten
Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander
sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung – zu entnehmen.
Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen
der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls
abweichend von den gewählten
Rückbeziehungen
der Patentansprüche
möglich
und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in
separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung
genannt werden. Diese Merkmale können
auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso
können in
den Patentansprüchen
aufgeführte
Merkmale für weitere
Ausführungsformen
der Erfindung entfallen.
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KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die beigefügten
Zeichnungen näher
erläutert
und beschrieben.
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1 zeigt
einen Längsschnitt
durch eine erste Ausführungsform
der neuen Abdichtvorrichtung.
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2 zeigt
einen Längsschnitt
durch eine zweite Ausführungsform
der neuen Abdichtvorrichtung; und
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3 zeigt
eine Draufsicht auf eine Stirnfläche
eines Basiskörpers
der Ausführungsform
der Abdichtvorrichtung gemäß 2,
ohne angeschäumten Dichtkörper.
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FIGURENBESCHREIBUNG
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Die
in 1 gezeigte Abdichtvorrichtung 1 weist
einen Basiskörper 2,
einen daran angeschäumten
Abdichtkörper 3 und
eine daran angespritzte Dichtlippe 4 auf. Der Basiskörper 2 ist
aus hartem, formsteifen Kunststoff formgespritzt. Er umfasst ein Innenrohr 5,
das zentrisch innerhalb eines zylindermantelförmigen Gehäuseteils 6 geführt ist,
wobei zwischen dem Innenrohr und dem Gehäuseteil 6 ein Hohlraum 7 ausgebildet
ist, der an dem hier oberen Ende des Basiskörpers 2 vollständig offen
ist und an dem gegenüberliegenden,
hier untenliegenden Ende des Basiskörpers 2 bis auf Entlüftungsöffnungen 8 verschlossen
ist. Weiterhin weist der Basiskörper 2 einen
Kragen 9 mit daran angeformten Rasthaken 10 auf,
um den Basiskörper 2 an
einem Lenkgetriebegehäuse
zu verrasten, wobei die umlaufende Dichtlippe 4 für eine Abdichtung
im Übergang
zwischen dem Lenkgetriebegehäuse
und dem Basiskörper 2 sorgt. Die
in 1 eingezeichnete Achse 11 ist die Rohrachse
des Innenrohrs 5 und die Drehachse eines bei Verwendung
der Abdichtvorrichtung 1 durch sie hindurch tretenden Lenkzapfens.
Auf einer Seite der Achse 11 gehen von dem zylindermantelförmigen Gehäuseteil 6 Radialstreben 12 ab,
die eine schwerpunktmäßig auf
dieser Seite der Achse 11 angeordnete Stirnfläche 13 an
dem in 1 oben angeordneten Ende des Basiskörpers 2 von
unten abstützen. Der
Abdichtkörper 3 ist
an die Stirnfläche 13 und
die den Hohlraum 7 begrenzenden Flächen des Basiskörpers 2 angeschäumt und
weist nach außen
eine geschlossene Oberfläche 14 auf.
An das Innenrohr 5 des Basiskörpers 2 schließt ein Langloch 15 in
dem Abdichtkörper 3 an,
wobei dessen Hauptachse in der Zeichenebene von 1 senkrecht
zu der Achse 11 verläuft.
Dass ein Schaumstoff 16, der zur Ausbildung des Abdichtkörpers 3 an
den Basiskörper 2 angeschäumt wurde,
den gesamten Hohlraum 7 ausfüllt, ist nur aufgrund der Entlüftungsöffnungen 8 möglich, die
ein Entweichen eines zuvor in dem Hohlraum 7 befindlichen
Gases vor dem eintretenden Schaumstoff 16 ermöglichen.
Der Schaumstoff 16 ist an alle angrenzenden Oberflächen des
Basiskörpers 2 chemisch
angebunden.
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Die
Ausführungsform
der Abdichtvorrichtung 1 gemäß 2 unterscheidet
sich von derjenigen gemäß 1 durch
das Fehlen der Entlüftungsöffnungen 8 am
hier unteren Ende des Basiskörpers 2.
Entsprechend ist der Hohlraum 7 an diesem Ende des Basiskörpers 2 geschlossen.
So konnte der Schaumstoff 16 des Abdichtkörpers 3 den
Hohlraum 7 nicht vollständig
ausfüllen,
sondern nur bis in dem freibleibenden Teil des Hohlraums 7 ein
so großer
Gegendruck aufgebaut war, dass er einem weiteren Eindringen des
Schaumstoffs 16 in den Hohlraum 7 entgegenstand.
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Die
Ansicht des Basiskörpers 2 der
Abdichtvorrichtung 1 gemäß 2 in 3 mit
Blickrichtung längs
der Achse 11 auf die Stirnfläche 13 zeigt, dass der
Hohlraum 7 durch Radialstreben 17 in drei Segmente 18 segmentiert
ist. Die Radialstreben 17 definieren die Lage des Innenrohrs 5 innerhalb
des zylindermantelförmigen
Gehäuseteils 6.
Sie bilden darüber
hinaus zusätzliche
Anbindungsflächen
für den Schaumstoff
des hier nicht dargestellten Abdichtkörpers aus. Die Stirnfläche 13 ist
von unterhalb durch insgesamt 3 Radialstreben abgestützt, die
von dem zylindermantelförmigen
Gehäuseteil 6 abgehen.
Mit einem schmalen Bereich 19 erstreckt sich die Stirnfläche 13 ringförmig um
den Hohlraum 7 herum. Außen um die Stirnfläche 13 verläuft ein
gegenüber
der Stirnfläche 13 leicht
erhöhter
Rand 20. Dieser dient hier mehr zur Formstabilisierung
der Stirnfläche 13 als
zum Führen
des Abdichtkörpers.
Der Abdichtkörper
hat seine Relativposition gegenüber
dem Basiskörper 2 durch
das Formwerkzeug erhalt, in dem sein Schaumstoff an den Basiskörper 2 angeschäumt wurde.
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- 1
- Abdichtvorrichtung
- 2
- Basiskörper
- 3
- Abdichtkörper
- 4
- Dichtlippe
- 5
- Innenrohr
- 6
- Gehäuseteil
- 7
- Hohlraum
- 8
- Entlüftungsöffnung
- 9
- Kragen
- 10
- Rasthaken
- 11
- Achse
- 12
- Radialstrebe
- 13
- Stirnfläche
- 14
- Oberfläche
- 15
- Langloch
- 16
- Schaumstoff
- 17
- Radialsteg
- 18
- Segment
- 19
- Bereich
- 20
- Rand