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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tülle, die bevorzugt zur Verwendung im Fahrzeugbau, insbesondere Kraftfahrzeugbau geeignet ist. Im Besonderen betrifft die vorliegende Erfindung eine Tülle zum Abdichten zwischen einem strangförmigen Element, z. B. einer Leitung, und einem das strangförmige Element über einen Spalt umgebenden zylinderförmigen Körper, z. B. einem sogenannten Glasseidenschutzschlauch oder einem Wellrohr. Die Abdichtung soll dabei an einer Stelle erfolgen, an der das strangförmige Element über den bzw. aus dem zylinderförmigen Körper vorsteht. Auf besonders vorteilhafte Weise kann die vorliegende Erfindung bei strangförmigen Elementen zum Einsatz kommen, deren Außenmantel zumindest teilweise aus Silikon gebildet ist.
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Im Stand der Technik sind verschiedene Ausgestaltungen von Tüllen bekannt. Das Problem bei der Abdichtung von strangförmigen Elementen mit Silikonmantel besteht darin, dass keine Materialien, die dauerhaft auf Silikon halten, bekannt sind. Daraus ergibt sich, dass die Dichtung nicht zuverlässig in dichtender Stellung gehalten werden kann. Darüber hinaus haftet vielen Dichtmitteln das Problem einer nur geringen Temperaturbeständigkeit an. Silikonmäntel werden jedoch insbesondere bei strangförmigen Elementen (Leitungen) verwendet, die hohen Temperaturen ausgesetzt sind.
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Angesichts der obigen Problematik bestand die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Tülle der eingangs genannten Art zu schaffen, die auch bei Verwendung eines strangförmigen Elements mit Silikonmantel eine gute Abdichtung erzielt und in Bereichen mit relativ hohen Temperaturen eingesetzt werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch eine Tülle mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt der Gedanke zu Grunde die Tülle aus zwei Abschnitten, einem im Wesentlichen in Radialrichtung elastischen Abschnitt und einem im Wesentlichen in Radialrichtung starren Abschnitt auszugestalten. Der eine Teil wird durch einen zylindrischen Halter gebildet, der in den Spalt zwischen dem strangförmigen Element und dem zylinderförmigen Körper einbringbar ist. Der andere Teil wird durch eine Dichtung gebildet, die einerseits gegen die Außenfläche des strangförmigen Elements abdichtet und andererseits zusammen mit dem Halter den zylinderförmigen Körper einklemmt, um die Tülle bzw. die Dichtung an dem zylinderförmigen Körper festzulegen. Durch eine Verbindung der Dichtung mit dem Halter und das Zusammenwirken von Dichtung und Halter zum Festlegen der Tülle an dem zylinderförmigen Körper, ist die Dichtung relativ zu der Außenfläche des strangförmigen Elements stabil positioniert und gehalten, um eine zuverlässige Abdichtung zwischen der Außenfläche des strangförmigen Elements und dem zylinderförmigen Körper zu gewährleisten. Ein Schmutz- und/oder Feuchtigkeitseintritt in den Spalt zwischen dem strangförmigen Element und dem zylindrischen Körper kann daher effektiv vermieden werden. Zusätzlich können die Materialien des Halters wie auch der Dichtung aus einem temperaturbeständigen Material unabhängig von deren Hafteigenschaften gegenüber Silikon gewählt werden, um so auch die Anforderungen an eine Temperaturbeständigkeit erfüllen zu können.
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Dementsprechend ist eine Tülle der vorliegenden Erfindung zum Abdichten zwischen einem strangförmigen Element und einem das strangförmige Element über einen Spalt umgebenden zylinderförmigen Körper ausgestaltet und das insbesondere an einer Stelle, an der das strangförmige Element aus dem bzw. über den zylinderförmigen Körper vorragt. Bei dem strangförmigen Element kann es sich um beliebige Arten von Leitungen handeln. Rein beispielhaft seien hier elektrische Leitungen oder ein gasförmiges oder flüssiges Medium leitende Leitungen (z. B. Pneumatikleitungen, Hydraulikleitungen, etc.) erwähnt. Bei einer elektrischen Leitung kann es sich beispielsweise um eine geschirmte Hochstromleitung handeln. Besonders kommt die vorliegende Erfindung bei strangsförmigen Elementen mit einer Außenfläche umfassend Silikon, z. B. einem Silikonmantel, zum Einsatz, wenn auch die vorliegende Erfindung nicht auf solche strangförmigen Elemente beschränkt ist. Als zylinderförmige Körper kommen beliebige schlauchförmige oder rohrförmige Körper in Betracht. Beispiele sind Glasseitenschutzschläuche, die gegebenenfalls mit Silikon beschichtet sein können, aber auch Wellrohre und andere Körper mit einer zylindrischen Grundform. Auch ist es denkbar, dass der zylinderförmige Körper durch einen Stutzen bzw. Ansatz eines formstabilen Gehäuses gebildet ist. Der Zylinderquerschnitt kann diesbezüglich mehreckig, oval, nierenförmig, etc. sein. Im Besonderen kommt die vorliegende Erfindung jedoch bei strangförmigen Elementen und zylinderförmigen Körper mit kreisrundem Querschnitt zum Einsatz, wozu die Tülle in Längsrichtung des strangsförmigen Elements bzw. entlang der Zylinderachse des zylinderförmigen Körpers vorzugsweise rotationssymmetrisch ausgestaltet wird. Der Spalt zwischen dem strangförmigen Element und dem zylinderförmigen Körper kann beispielsweise zwischen 0,5 und 1 mm betragen. Die Tülle gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst einen zylindrischen Halter, der an die Querschnittsform des zylinderförmigen Körpers angepasst sein sollte und in den Spalt zwischen dem strangförmigen Element und dem zylinderförmigen Körper einbringbar, insbesondere einschiebbar ist. Der zylindrische Halter ist dabei vorzugsweise aus einem starren Material, z. B. einem strahlenvernetzten Kunststoff, wie bspw. einem Thermoplast, Hochleistungskunststoff oder Duroplast gebildet, das auch höheren Temperaturanforderungen zwischen ca. 180°C bis ca. 220°C genügt. Der Halter hat ferner die Funktion bei Verwendung eines relativ verformbaren zylindrischen Körpers diesen von innen zu stützen und eine Faltenbildung zu vermeiden, wodurch die Abdichtung zusätzlich unterstützt wird. Der Halter hält eine Dichtung mit einer Dichteinrichtung zum Abdichten gegen eine Außenfläche des strangförmigen Elements, z. B. die Silikon enthaltende Außenfläche. Eine solche Außenfläche wird in der Regel relativ glatt gestaltet sein, d. h. ohne eine Profilierung. Zum Abdichten kann die Dichteinrichtung eine oder mehrere Dichtlippen oder eine andere bekannte Dichtgeometrie aufweisen. Die Dichteinrichtung sollte dabei in ihrer Querschnittsform so ausgestaltet (elastisch) sein, dass ein Anpressdruck in Radialrichtung auf die Außenfläche des strangförmigen Elements erzeugt wird. Dabei soll vorzugsweise eine Relativbewegung zwischen der Außenfläche des strangförmigen Elements und der Dichteinrichtung und damit dem Halter und dem zylinderförmigen Körper gewährleistet bleiben, um etwaige Längsverschiebungen des strangförmigen Körpers relativ zum zylinderförmigen Körper bei der Montage in einem Kraftfahrzeug für einen Längenausgleich zuzulassen. Ferner umfasst die Dichtung einen Klemmabschnitt, der mit dem zylindrischen Halter radial in Überlappung bringbar ist, wodurch der zylinderförmige Körper zwischen dem Stützelement und dem Klemmabschnitt eingeklemmt wird, um den Halter zuverlässig an dem zylinderförmigen Körper festzulegen. Hierfür weist der Klemmabschnitt vorzugsweise eine gewisse Elastizität in Radialrichtung auf, die im komprimierten Zustand in Überlappung mit dem Halter die Klemmkraft bewerkstelligt. Wie bereits eingangs erwähnt, wird die Tülle von dem Halter und dem Klemmabschnitt an dem zylinderförmigen Körper festgelegt und dadurch die Dichteinrichtung relativ zur Außenfläche des strangförmigen Elements positioniert und gehalten. Dadurch wird einerseits ermöglicht, dass sich der zylinderförmige Körper relativ zum strangförmigen Element bei der Montage verschieben kann ohne die Dichtwirkung im Endzustand negativ zu beeinflussen. Zum anderen wird eine zuverlässige Halterung der Dichtung auch bei Verwendung eines strangförmigen Elements mit Silikon enthaltender Außenfläche und damit eine gute Abdichtung gegenüber einer solchen Außenfläche gewährleistet, wobei die Tülle entsprechend der Materialwahl auch die hohen Temperaturanforderungen, beispielsweise im Motorraum eines Kraftfahrzeugs, zwischen ca. 180°C und ca. 220°C Genüge tun kann. Beispielsweise kann als Material für die Dichtung hier Silikon zum Einsatz kommen. Alternativen für Silikon im Bereich niedrigerer Temperaturen sind beispielsweise EPDM (Gummi), TPE oder andere Weichkomponenten.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Klemmabschnitt um die Dichteinrichtung (bzw. über den zylinderförmigen Körper) stülpbar, wodurch der zylinderförmige Körper zwischen dem Halter (Stützelement) und dem Klemmabschnitt eingeklemmt wird. Dies ermöglicht es die Dichteinrichtung und den Klemmabschnitt einstückig auszugestalten und dadurch eine weitere abzudichtende Schnittstelle zu vermeiden. Die Herstellung erfolgt bevorzugt in Zwei-Komponenten-Spritzgießverfahren.
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Besonders bevorzugt ist es, besonders in diesem Fall, um das Umstülpen zu erleichtern, ein Scharnier zwischen der Dichteinrichtung und dem Klemmabschnitt vorzusehen. Dieses Scharnier wird vorzugsweise durch eine Materialausdünnung in dem erwähnten Bereich in Radialrichtung der Dichtung bzw. die Ausgestaltung eines Filmscharniers erzielt.
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Um die Montage weiter zu vereinfachen, ist es insbesondere bei den zuvor erwähnten Ausführungsformen vorteilhaft eine Montagehilfe vorzusehen, die beispielsweise an einer Lasche gegriffen werden kann, um den Klemmabschnitt um die Dichteinrichtung bzw. über den zylinderförmigen Körper zu stülpen. Hierzu setzt sich der Klemmabschnitt auf der der Dichteinrichtung entgegengesetzten Seite fort und bildet die Montagehilfe. D. h. der Klemmabschnitt kann entsprechend verlängert werden, um ein Greifen des Klemmabschnitts zu erleichtern, während er in radiale Überlappung mit dem zylindrischen Halter gebracht wird.
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Um zusätzliche Schnittstellen zu vermeiden und damit eine äußerst effektive und gute Abdichtung zu gewährleisten, ist es besonders bevorzugt die Dichtung aus einem elastischen an die Dichtungsfunktion angepassten Material auszugestalten, während der Halter aus einem starren an die Stütz- und Festlegungsfunktion angepassten Material gebildet wird, dennoch aber die Dichtung und den Halter einstückig zu gestalten, z. B. in einem Zwei-Komponenten-Spritzgießverfahren herzustellen. Auch hier kann Flüssigsilikon als Weichkomponente verwendet werden, um den hohen Temperaturanforderungen zu genügen. Alternativ sind jedoch auch andere elastische Materialien als Weichkomponente denkbar, die mit einem entsprechend starren Material des Halters in einem Zwei-Komponenten-Spritzgießverfahren stoffschlüssig verbindbar sind.
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Um die Montageposition der Tülle relativ zu dem zylindrischen Körper vorzugeben, kann es bevorzugt sein einen Begrenzungsanschlag an dem Halter vorzusehen. Dieser kann beispielsweise als umlaufender Bund oder durch radial verteilte Vorsprünge ausgestaltet sein und begrenzt das Einbringen in den Spalt durch Anschlagen an einer Stirnseite des zylinderförmigen Körpers. Dieser Begrenzungsanschlag kann darüber hinaus auch als Markierung oder Hinweis für die richtige Positionierung der Dichtung in Bezug auf die radiale Überlappung des Klemmabschnitts mit dem zylindrischen Halter dienen. Andererseits ist es auch denkbar eine Markierung als Hinweis zur richtigen Positionierung zu verwenden.
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Alternativ zu der oben erwähnten einstückigen Ausgestaltung ist es auch denkbar den zylindrischen Halter und die Dichtung aus separaten Teilen aufzubauen. Hierzu kann die Dichtung vollständig aus einem der oben erwähnten elastischen Materialien, die an die Dichtfunktion angepasst sind, ausgebildet sein. Um eine solche separate Dichtung mit einem Klemmabschnitt in Überlappung mit dem zylindrischen Halter zu bringen, kann es vorteilhaft sein, Montagehilfen ähnlich der in der
DE 100 12 157 C1 beschriebenen, vorzusehen. Auch ist es jedoch denkbar, dass die Dichtung ein Gehäuse umfasst, das die Dichteinrichtung und den Klemmabschnitt trägt und auf den zylinderförmigen Körper schiebbar ist, um den zylinderförmigen Körper zwischen dem Stützelement und dem Klemmabschnitt einzuklemmen. Hierbei wird vorzugsweise ein formstabiles starres Material gewählt, das zum Tragen der Dichteinrichtung und des Klemmabschnitts und zum Schieben dieser Elemente entlang der Längsrichtung des zylinderförmigen Körpers geeignet ist. Die Dichteinrichtung und der Klemmabschnitt hingegen werden aus einem relativ elastischen Material gebildet, das entsprechend der Dichtfunktion einerseits und entsprechend der Klemmfunktion andererseits gewählt werden kann, wobei die Materialien entsprechend vorteilhaft für das Herstellungsverfahren aus dem gleichen Material sind. Es kann ferner eine radial umlaufende Vertiefung in der Dichtung vorgesehen sein, die mit einem etwaig vorhandenen Begrenzungsanschlag in Form eines umlaufenden Bundes oder mehreren verteilten Vorsprüngen des Halters in Eingriff gelangt, wenn die Dichtung richtig positioniert ist.
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Bei der zweiteiligen Ausgestaltung ist es besonders bevorzugt, dass der zylindrische Halter eine Verriegelungseinrichtung aufweist, die sich außerhalb des zylindrischen Körpers erstreckt. Z. B. können mehrere Rasthaken vorgesehen sein, die über den Umfang des zylindrischen Halters verteilt sind und sich um den Außenumfang des zylinderförmigen Körpers erstrecken. Diese können bei aufgeschobener Dichtung mit dem Gehäuse der Dichtung verrastbar sein, wozu entsprechende Befestigungsgegenstücke in dem Gehäuse vorgesehen sein können. Es versteht sich jedoch auch, dass solche Rasthaken an dem Gehäuse, z. B. der Innenfläche des Gehäuses vorgesehen sein können und diese entsprechend in Befestigungsgegenstücke z. B. Vertiefungen des zylinderförmigen Halters eingreifen. In jedem Fall wird durch die Verriegelung des Gehäuses der Dichtung mit dem Halter ein zuverlässiges Halten der Dichtung an dem zylinderförmigen Halter und damit dem zylinderförmigen Körper gewährleistet.
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Insbesondere bei der zweiteiligen Ausgestaltung von Dichtung und Halter, aber auch bei einer einstückigen Ausgestaltung ist es besonders bevorzugt, dass der Klemmabschnitt zumindest teilweise eine Dichteinrichtung, z. B. Dichtlippen oder eine andere Dichtgeometrie aufweist, die gegen die Außenfläche des zylinderförmigen Körpers abdichtet. Hier wird eine zusätzliche Abdichtung erzielt und dadurch ein Eintritt von Wasser und/oder Schmutz in den Spalt weitgehend vermieden.
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Um den Halter zuverlässig an dem zylinderförmigen Körper festzulegen, kann es bevorzugt sein eine Befestigungsvorrichtung vorzusehen, die mit dem zylinderförmigen Körper in Eingriff bringbar ist.
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Diese kann beispielsweise durch Haken gebildet sein, die einstückig mit dem Halter ausgebildet sein können. Diese kommen mit der Innenfläche des zylinderförmigen Körpers in Eingriff, wenn die Tülle montiert wird. Bei Verwendung eines Glasseidenschlauchs als zylinderförmigem Körper können diese Haken beispielsweise mit dem eingelegten Verstärkungsgewebe des Glasseidenschlauchs in Eingriff gelangen. Der Klemmabschnitt liefert dabei vorteilhafterweise einen entsprechenden Gegendruck, um ein zuverlässiges Verhaken der Haken in der Innenfläche des zylinderförmigen Körpers zu gewährleisten.
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Alternativ ist es jedoch auch denkbar die Befestigungseinrichtung durch ein oder mehrere separate Teile zu bilden, die mit dem zylinderförmigen Körper und dem Halter in Eingriff bringbar sind. Beispielsweise kommt ein Halteteil in Frage, das bei Verwendung eines Wellrohrs mit den Wellentälern auf der Außenseite des Wellrohrs in Eingriff bringbar ist und den Halter in Längsrichtung des Wellrohrs durch einen Begrenzungsanschlag hält, der an einem Begrenzungsanschlag des Halters (siehe zuvor) anliegt. Hierzu ist es beispielsweise denkbar eine Hälse auf dem Halter vorzusehen, die relativ zu dem Halter drehbar ist und in zumindest einer Richtung durch einen vorhandenen Begrenzungsanschlag in Längsrichtung festgelegt ist.
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Eine weitere Möglichkeit für eine solche separate Befestigungseinrichtung sind Spannringe, die auf der Innenfläche eines Wellrohrs in die dort vorhandenen Wellentäler eingreifen und mit denen entsprechende Vertiefungen in der Außenfläche des zylinderförmigen Halters bei der Montage in Eingriff kommen, um den Halter in Längsrichtung des Wellrohrs zu halten. Es versteht sich, dass dies nur zwei Beispiele von separaten Befestigungseinrichtungen in Bezug auf die Verwendung eines Wellrohrs als zylinderförmigem Körper sind, jedoch auch andere separate Befestigungseinrichtungen zu diesem Zweck denkbar sind.
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Neben der Tülle als solche schlägt die vorliegende Erfindung auch die Verwendung einer solchen Tülle zum Abdichten zwischen einem strangförmigen Element und einem das strangförmige Element über einen Spalt umgebenden zylinderförmigen Körper an einer Stelle vor, an der das strangförmige Element über den bzw. aus dem zylinderförmigen Körper vorsteht.
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Besonders bevorzugt ist die Verwendung einer solchen Tülle bei einem strangförmigen Element mit einer Außenfläche umfassend Silikon.
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Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung, die alleinstehend oder in Kombination mit einem oder mehreren der obigen Merkmale umgesetzt werden können, es sei denn die Merkmale widersprechen einander, sind aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen ersichtlich. Diese Beschreibung erfolgt unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen, in denen
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1a–e den Montagevorgang einer Tülle gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zwischen einem strangförmigen Element und einem Wellrohr als zylinderförmigem Körper zeigt;
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2a–e den Montagevorgang einer Tülle gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zwischen einem strangförmigen Element und einem Wellrohr als zylinderförmigem Körper zeigt;
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3a–e den Montagevorgang einer Tülle gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zwischen einem strangförmigen Element und einem Glasseitenschutzschlauch als zylinderförmigem Körper zeigt;
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4a–d den Montagevorgang einer Tülle gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zwischen einem strangförmigen Element und einem Glasseitenschutzschlauch als zylinderförmigem Körper zeigt;
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5a–d den Montagevorgang einer Tülle gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zwischen einem strangförmigen Element und einem Glasseitenschutzschlauch als zylinderförmigem Körper zeigt; und
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6a–b die zusätzliche Möglichkeit einer Montagehilfe bei einer Tülle gemäß der fünften Ausführungsform zeigt.
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In den folgenden Zeichnungen kennzeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Elemente in den unterschiedlichen Ausführungsformen. Es versteht sich, dass die Beschreibung eines Merkmals einer Ausführungsform auch auf die Beschreibung der anderen Ausführungsform zutrifft, insofern das gleiche oder ein vergleichbares Element vorhanden ist.
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1d zeigt einen Längsschnitt durch eine montierte Tülle gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Tülle umfasst einen zylinderförmigen Halter 10 und eine Dichtung 20.
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Der zylinderförmige Halter 10 ist aus einem relativ steifen bzw. starren Material z. B. einem Polyamid, insbesondere einem strahlenvernetzten Kunststoff, wie bspw. einem Thermoplast, Hochleistungskunststoff oder Duroplast gebildet. Der zylinderförmige Halter 10 ist einstückig mit der Dichtung 20 in einem Zwei-Komponenten-Spritzgießverfahren hergestellt. Die Dichtung 20 kann rein beispielhaft und bei Verwendung in hohen Temperaturbereichen aus einem Silikon gebildet sein, wobei Flüssigsilikon in einem Zwei-Komponenten-Spritzgießverfahren einsetzbar ist.
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Der zylindrische Halter 10 ist in seiner Querschnittsform so ausgestaltet, dass das strangförmige Element 1 durch den zylinderförmigen Halter 10 und der Halter 10 in den zylinderförmigen Körper 2 dringen kann. D. h. der Innendurchmesser des zylinderförmigen Halters 10 ist größer als der Außendurchmesser des strangsförmigen Elements 1. Der Außendurchmesser des zylinderförmigen Halters 10 ist entsprechend kleiner als der Innendurchmesser des zylinderförmigen Körpers 2, hier eines Wellrohrs 2. Er kann aber auch geringfügig größer sein, was zu einem geringen Aufweiten des zylinderförmigen Körpers beim Einbringen führt. Dadurch ist der zylindrische Halter dazu geeignet in den Spalt 3 zwischen der radial innen liegenden Fläche des zylindrischen Körpers 2 und der radial außen liegenden Fläche des strangförmigen Elements 1 eingebracht zu werden.
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Dem Längsschnitt in den 1c und 1d ist ferner zu entnehmen, dass der zylinderförmige Halter 10 bei der dargestellten Ausführungsform in seiner Außenfläche mehrere Vertiefungen 11 aufweist, die vollständig entlang des Umfangs des zylinderförmigen Halters 10 verlaufen.
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Die Dichtung 20 umfasst eine Dichteinrichtung 21, die bei der dargestellten Ausführungsform durch drei in Längsrichtung benachbarte umlaufende Dichtlippen gebildet ist. Es sind jedoch auch andere Dichtgeometrien sowie mehr oder weniger Dichtlippen denkbar.
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An die Dichteinrichtung schließt sich über ein Filmscharnier 23 ein Klemmabschnitt 24 an. Das Filmscharnier 23 wird durch eine radiale Materialausdünnung der Dichtung 20 gewährleistet, wie es am besten aus 1c ersichtlich ist. Der Klemmabschnitt ist elastisch und weist im überlappenden Zustand mit dem Halter (ohne über den zylindrischen Körper gestülpt zu sein) einen Innendurchmesser kleiner dem Außendurchmesser des zylinderförmigen Körpers auf. Dadurch wird bei Überlappung bzw. wenn der Klemmabschnitt auf dem zylinderförmigen Körper sitzt eine Klemmkraft in Radialrichtung ausgeübt.
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An den Klemmabschnitt 24 schließt sich eine Montagehilfe 25 an. D. h. der Klemmabschnitt 24 setzt sich auf seiner der Dichtung 21 entgegengesetzten Seite (siehe 1c) in eine Montagehilfe 25 fort bzw. ist zu einer solchen verlängert. Der Klemmabschnitt 24 ist zugleich auch als Dichtung ausgebildet und verhindert das Eindringen von Wasser in das Wellrohr. Die Montagehilfe weist an ihrem dem Klemmabschnitt 24 abgewandten Ende eine Grifflasche 26 auf und kann nach der Montage, wie in 1e ersichtlich, abgetrennt werden.
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Die Dichtung 20 besteht einheitlich aus dem gleichen Material, z. B. einem Silikon. Je nach Einsatzzweck sind aber auch andere elastische Materialien, die in einem Zwei-Komponenten-Spritzgießverfahren mit dem Material des zylinderförmigen Halters 20 stoffschlüssig verbindbar sind und der Dichtfunktion genügen, denkbar.
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Ferner umfasst die Tülle eine separate Befestigungseinrichtung 30 (1a), die durch drei Spannringe gebildet ist. Diese Spannringe sind mit ihrem Außendurchmesser an den Innendurchmesser der innen liegenden Wellentäler 4 des Wellrohrs 2 angepasst und können, wie es in 1a am besten ersichtlich ist, in. diese Wellentäler eingebracht werden. Dies erfolgt bspw. indem die Spannringe so weit zusammengedrückt werden das sie sich in das Wellrohr einbringen lassen. Hierzu können geeigneterweise geschlitzte Spannringe zur Anwendung kommen, bei denen im Bereich der Schlitze die Wandstärke des Spannringes auf die Hälfte der am übrigen Umfang des Spannringes vorliegenden Wandstärke reduziert ist. Durch diese in der Wandstärke reduzierten Bereiche kann der Spannring zusammengedrückt werden, ohne dass die überlappenden Umfangsbereiche in der Summe eine Wandstärke aufweisen, die größer ist als die Wandstärke des Spannringes im nicht reduzierten Umfangsbereich. Der Innendruchmesser der Spannringe 30 hingegen ist an den Außendurchmesser des Nutgrunds der Vertiefungen 11 des zylinderförmigen Halters 10 angepasst, so dass er bspw. etwas größer ist als der Durchmesser im Nutgrund, aber geringer als der Außendurchmesser des zylinderförmigen Halters 10.
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Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die perspektivischen Längsschnitte in den 1a, 1b, 1e sowie die Längsschnitten in den 1c und 1d die Montage einer erfindungsgemäßen Tülle erläutert.
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Zunächst werden die Spannringe 30 in dem Wellrohr 2 angeordnet. Dies erfolgt, indem die Spannringe zusammengedrückt in ihrem Durchmesser reduziert werden, um sie in die Wellentäler 4 auf der Innenseite des Wellrohrs 2 einzubringen (1a).
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Im Anschluss wird das strangförmige Element 1 in das Wellrohr 2 eingeführt bzw. das Wellrohr 2 auf das strangförmige Element 1, hier eine geschirmte Hochstromleitung eingeschoben (1b).
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In einem nächsten Schritt wird der zylinderförmige Halter 10 zusammen mit der einstückig (integral) ausgestalteten Dichtung 20 in den Spalt 3 zwischen dem Wellrohr 2 und dem Schutzschlauch 5 eingeschoben. Dabei federn die Spannringe nach außen und die Vertiefungen 11 gelangen mit den Spannringen 30 in Eingriff, wodurch die richtige Positionierung des zylinderförmigen Halters 10 in dem Wellrohr 2 vorgegeben ist. Ein separater Begrenzungsanschlag ist bei dieser Ausgestaltung nicht zwingend erforderlich. Dieser Zustand ist in 1c dargestellt. Dabei wird die Dichteinrichtung 21 entlang der Außenfläche des Schutzschlauchs 5 bewegt und im Endzustand bereits durch ihre Elastizität gegen diese Außenfläche gepresst, um eine Abdichtung zu bewirken.
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In einem nächsten Montageschritt wird die Grifflasche 26 der Montagehilfe 25 manuell oder automatisiert gegriffen, um den Klemmabschnitt 24 mit der Montagehilfe 25 und der Grifflasche 26 an dem Filmscharnier 23 um die Dichteinrichtung 21 über die Außenfläche des Wellrohrs 2 zu stülpen. Im umgestülpten Zustand (1d) überlappt der Klemmabschnitt 24 mit dem Halter 10 in Radialrichtung. Dadurch wird das Wellrohr 2 zwischen dem Klemmabschnitt 24 und dem Halter 10 eingeklemmt, wobei der Klemmabschnitt 24 einen Gegendruck zur festen Verriegelung der Vertiefungen 11 mit den Spannringen 30 liefert. Weiterhin wird durch die Elastizität des Klemmabschnitts 24 auch eine Abdichtung zwischen der Außenfläche des Wellrohrs 2 und der Innenfläche des Klemmabschnitts 24 bewirkt und das Wellrohr zwischen Halter und Klemmabschnitt eingeklemmt.
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In einem letzten Verfahrensschritt kann, wie in 1e dargestellt, die Montagehilfe 25 mit der Grifflasche 26 abgetrennt werden.
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Im Folgenden wird eine weitere zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Diese unterscheidet sich im Prinzip von der in 1 dargestellten Ausführungsform nur durch die Art der Befestigungseinrichtung. Diese wird gemäß der zweiten Ausführungsform durch ein separates Befestigungselement 13 gebildet. Dieses weist radial nach innen vorragende Vorsprünge 15 auf, die zum Eingriff in die Wellentäler 6 auf der Außenseite des Wellrohrs 2 ausgestaltet sind. Das Befestigungselement 13 ist als Hülse, bspw. aus zwei Halbschalen, ausgestaltet, wobei die Halbschalen mit einem Filmscharnier an den Halter 10 angebunden sein können, und weist an einem Ende einen umlaufenden Bund 14 auf, dessen Innendurchmesser etwas größer ist als der Außendurchmesser des zylindrischen Elements 10. Der Durchmesser ist jedoch kleiner als ein Außendurchmesser eines umlaufenden Bunds 12 des zylindrischen Halters 10, der an einem von dem Wellrohr 2 vorragenden Ende des Halters 10 vorgesehen ist und als Begrenzungsanschlag dienen kann, um das Einschieben des Halters 10 in das Wellrohr 2 in Längsrichtung zu begrenzen und dient zugleich als Gegenlager damit das Wellrohr nicht mehr verschoben werden kann. Der übrige Aufbau der erfindungsgemäßen Tülle ist gleich dem der ersten Ausführungsform, so dass bezüglich dieser Elemente auf die vorstehende Erläuterung verwiesen wird. Im Folgenden wird dennoch kurz auf die Montage der Tülle gemäß der zweiten Ausführungsform Bezug genommen.
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Zunächst wird das Wellrohr 2 auf ein strangförmiges Element 1 mit einem Schutzschlauch 5 aufgeschoben (2a).
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Anschließend erfolgt das Einführen des zylindrischen Halters 10, der einstückig mit der Dichtung 20 ausgebildet ist, in den Spalt 3 zwischen der Außenfläche des Mantels 5 und der Innenfläche des Wellrohrs 2 (2b).
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In einem weiteren Schritt wird das Befestigungselement 13 in Eingriff mit den außen liegenden Wellentälern 6 des Wellrohrs 2 gebracht, wozu die radial nach innen vorspringenden Vorsprünge 15 in die Wellentäler 6 eingreifen, Dabei wird der Bund 12 zwischen dem umlaufenden Kragen 14 und einem weiteren nach innen vorragenden Teil 16 des Befestigungselements 13 eingeklemmt und somit der Halter 10 durch einen Hintergriff in einer Längsrichtung in 2c nach rechts sicher an dem Wellrohr 2 festgelegt ist. Selbst ohne den Vorsprung 16 wäre eine Längsverschiebung des Halters 10 nach links spätestens durch den Bund 12 bzw. dessen Anschlag an der Stirnseite 7 des Wellrohrs begrenzt. Dieser Montagezustand ist in 2c dargestellt.
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Im Anschluss wird analog zu den Darstellungen in 1d und 1e und, wie es in 2d und 2e dargestellt ist, die Dichtung 20 umgestülpt, wodurch der Klemmabschnitt 24 in Überlappung mit dem Halter 10 gebracht wird und das Wellrohr 2 zwischen dem Klemmabschnitt 24 und dem Halter 10 eingeklemmt wird. Dabei bewirkt der Klemmabschnitt 24 ferner einen Gegendruck, der die radial vorspringenden Vorsprünge 15 des Befestigungselements 13 in Eingriff mit den Wellentälern 6 auf der Außenseite des Wellrohrs 2 drückt und damit zu einer zuverlässigen Halterung führt. Darüber hinaus wird zwischen der Innenseite des Klemmabschnitts 24, der aus dem gleichen Material wie die Dichteinrichtung 21 gebildet ist, eine Dichtung zwischen der Außenfläche des Wellrohrs 2 und der Innenfläche des Klemmabschnitts 24 erzielt. In 2e ist gleichermaßen wie in 1e die Montagehilfe 25 mit der Grifflasche 26 entfernt.
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3 zeigt eine weitere alternative Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Tülle gemäß einer dritten Ausführungsform. Diese kommt jedoch nicht in Zusammenhang mit einem Wellrohr als zylinderförmigem Körper, sondern mit einem Silikon beschichteten Glasseitenschutzschlauch 8 zum Einsatz.
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Darüber hinaus unterscheidet sich der zylindrische Halter 10 von denen in den ersten Ausführungsformen durch die Ausgestaltung, dass mehrere über den Umfang verteilte Haken 17 vorgesehen sind, die als Widerhaken ausgestaltet sein können und die Befestigungseinrichtung bilden. Sie sind einstückig (integral) mit dem zylinderförmigen Halter 10 ausgestaltet. Ferner ist ein Begrenzungsanschlag 12 durch einen Haken gebildet, der elastisch federnd ausgestaltet ist und auf seiner der Außenfläche des Schutzschlauchs 8 zugewandten Seite ebenfalls einen Eingriffshaken 18 ähnlich der Haken 17 aufweisen kann. Darüber hinaus weist der Klemmabschnitt 24 an seinem der Dichtungseinrichtung 21 abgewandten Ende mehrere Dichtlippen als Dichteinrichtung 28 auf, die zur Abdichtung gegen die glatte Außenfläche des Schutzschlauchs 8 dienen.
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Ansonsten unterscheidet sich die Tülle gemäß der dritten Ausführungsform nur unwesentlich von denen der ersten und zweiten Ausführungsform, so dass auf die vorstehenden Ausführungsformen verwiesen wird, um Wiederholungen zu vermeiden.
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Zur Montage der Tülle gemäß der dritten Ausführungsform wird zunächst das strangförmige Element 1 mit seinem Mantel 5 in den Schutzschlauch eingeführt bzw. der Schutzschlauch 8 über das strangförmige Element 1 gezogen (3a).
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Im Anschluss wird die erfindungsgemäße Tülle auf das strangförmige Element 1 geschoben und in den Spalt 3 zwischen dem Schlauch 8 und dem strangförmigen Element 1 eingeschoben (siehe 3b und 3c).
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Im eingeschobenen Zustand greifen die Haken 17 in ein Gewebe in der Innenseite des Schutzschlauchs, um so ein Herausziehen des Halters 10 aus dem Schutzschlauch 8 in den Figuren nach rechts zu verhindern. Das Einführen des Halters 10 in den Schutzschlauch ist ferner durch den Endanschlag in Form des elastischen Hakens 12 in einer Richtung in den Figuren nach links begrenzt (3c).
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Im Anschluss erfolgt analog zu den Darstellungen in den 1d, 1e und 2d sowie 2e das Umstülpen des Klemmabschnitts 24 mittels der Montagehilfe 25 und des Griffabschnitts 26 sowie das Abtrennen der Montagehilfe 25 (3d und 3e). Im umgestülpten Zustand dichtet die Dichteinrichtung 28 des Klemmabschnitts 24 gegen die Außenfläche 8 des Schutzschlauchs 8. Darüber hinaus drückt der Klemmabschnitts 24 den Widerhaken 18 des Anschlags 12 in die Außenfläche des Schutzschlauchs 8 und bildet ein Widerlager um den Haken 17 des Halters 10 in das Gewebe des Schutzschlauchs 8 auf der Innenseite zu drücken. Neben der Klemmung des Schutzschlauchs 8 zwischen dem Klemmabschnitt 24 und dem zylindrischen Halter 10 erfolgt eine Festlegung des Halters 10 relativ zum Schlauch 8 durch die Haken 17 und 18 (in den 3d und 3e nicht sichtbar). Ferner ist eine Abdichtung zwischen der Dichteinrichtung 21 und dem Mantel 5 des strangförmigen Elements 1 gewährleistet, wie es oben erläutert wurde.
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Bei allen oben erwähnten Ausführungsformen wird der Halter 10 relativ zu dem zylinderförmigen Körper 2 bzw. 8 gehalten, wodurch die Dichtung 20, die einstückig mit dem Halter 10 ausgestaltet ist, relativ zum zylinderförmigen Körper 2 bzw. 8 gehalten wird. Dadurch ist die Dichteinrichtung 21 gehalten und wird zuverlässig gegen die Außenfläche des Mantels 5 des strangförmigen Elements 1 gedrückt, um eine gute Abdichtung an dieser Schnittstelle zu gewährleisten. Dieses Anpressen wird durch das Umstülpen des Klemmabschnitts 24 unterstützt. Das Umstülpen führt ferner zu einem zuverlässigen Halten durch die Klemmung zwischen dem Klemmabschnitt 24 und dem Halter 10 an dem zylinderförmigen Körper 2, 8. Ferner kann durch das Umstülpen eine zusätzliche Abdichtung zwischen der Innenseite des Klemmabschnitts 24 und der Außenfläche des zylinderförmigen Körpers erzielt werden. Ferner ist bei diesen Ausgestaltungen ein Längsverschieben bei Überwindung der Haftkraft zwischen der Dichteinrichtung 21 und dem Mantel 5 des strangförmigen Elements 1 möglich, um bei der Montage eine Relativverschiebung zwischen dem strangförmigen Element 1 und dem zylinderförmigen Körper 2, 8 zu ermöglichen. Darüber hinaus ist es möglich den Halter aus einem strahlenvernetzten Polyamid sowie die Dichtung 20 aus einem Silikon in einem Zwei-Komponenten-Spritzgießverfahren herzustellen, so dass die Tülle aus wenigen Teilen bevorzugt, wie bei der dritten Ausführungsform, nur einem Teil besteht, leicht montierbar ist, zuverlässig abdichtet und selbst bei hohen Temperaturen eingesetzt werden kann.
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Es ist aber auch denkbar anders als in den vorher erwähnten Ausführungsformen den Halter 10 und die Dichtung 20 aus separaten Elementen herzustellen. Eine solche Tülle ist beispielsweise in 4 dargestellt. Wie es 4b am besten zu entnehmen ist, umfasst auch diese Tülle einen zylindrischen Halter 10, der ähnlich der Ausgestaltung in 3 mehrere Haken 17 an seiner Außenumfangsfläche aufweist. Ferner sind die Begrenzungsanschläge 12 mit entsprechenden Haken 18, wie sie in Bezug auf 3 erläutert wurden, vorgesehen. Zusätzlich befinden sich zwischen diesen Begrenzungsanschlägen 12 mehrere über den Umfang verteilte Rasthaken 40 die in Radialrichtung elastisch bzw. federnd gestaltet sind.
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Die Dichtung 20 umfasst ein Gehäuse 41, das in einem Zwei-Komponenten-Spritzgießverfahren einstückig mit der Dichteinrichtung 21 und dem Klemmabschnitt 24 ausgestaltet sein kann. Auch hier weist der Klemmabschnitt 24, wie es in 4c dargestellt ist, eine Dichteinrichtung 28 in Form von mehreren Dichtlippen auf. Das Gehäuse 41 umfasst ferner eine umlaufende Nut 42 zwischen der Dichteinrichtung 21 und dem Klemmabschnitt 24, die mit den Rasthaken 40 des Halters 10 in Eingriff bringbar ist.
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Bei der Montage dieser Tülle wird wiederum zunächst ein Schutzschlauch 8, bei dem es sich um einen Silikon beschichteten Glasseidenschutzschlauch handeln kann, auf das strangförmige Element 1 mit dessen Mantel 5 geschoben (4a).
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Anschließend erfolgt das Einschieben des zylindrischen Halters 10 in den Spalt 3 zwischen dem Schutzschlauch 8 und dem Mantel 5 des strangförmigen Elements 1 (4b). Dabei kommen der Begrenzungsanschlag 12 an der Anbindung zu dem zylinderförmigen Körper des Halters 10 in Anlage mit der Stirnseite 10 des Schutzschlauchs 8 und begrenzt die weitere Bewegung des Halters 10 in den Schutzschlauch. In dieser Stellung greifen die Haken 17, wie oben erwähnt in das Gewebe auf der Innenseite des Schutzschlauchs 8, zumindest aber in dessen Innenseite, während die Haken 18 auf der Innenseite der elastischen Begrenzungsanschläge 12 in die Außenfläche des Schutzschlauchs 8 greifen. Im Anschluss wird die Dichtung 20 mit ihrem Gehäuse 41 auf den Mantel 5 des strangförmigen Elements geschoben (4c). Eine weitere Verschiebung in Richtung M (siehe 4c) führt dazu, dass der Klemmabschnitt 24 die elastischen Haken 12 sowie die Rasthaken 40 überfährt und einen Teilabschnitt entlang der Längsrichtung des zylinderförmigen Halters 10 überlappt, wobei die Dichteinrichtung 28 des Klemmabschnitts mit der Außenfläche des Schutzschlauchs 8 in dichtenden Kontakt gelangt (4d). Dabei wird der Klemmabschnitt 24 aus einem elastischen Material gebildet, um die Anpresskraft der Dichteinrichtung 28 sowie das Einklemmen des Schutzschlauchs 28 zwischen dem Klemmabschnitt 24 und dem zylindrischen Halter 10 zu gewährleisten, wodurch auch ein Widerlager für den Eingriff der Haken 17 und 18 in die Flächen des Schutzschlauchs 8 geschaffen wird. Bei einer ausreichenden Bewegung in Richtung M gelangen die Rasthaken 40 in Eingriff mit der umlaufenden Nut 42 des Gehäuses 41, wodurch eine sichere Festlegung des Gehäuses 41 der Dichtung 20 und damit der Dichteinrichtung 21 gewährleistet ist, wobei die Dichtung 21 durch ihre Elastizität gegen die Außenfläche des Mantels 5 des strangförmigen Elements 1 gedrückt wird und dort abdichtet. In Richtung M dient ein Anschlag 43 der Begrenzung das Gehäuse 41 weiter in den Figuren in Richtung nach links schieben zu können, indem dieser an der Stirnseite 44 des zylinderförmigen Halters 10 anschlägt.
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Wie bei den einteiligen Ausgestaltungen oben wird eine zuverlässige Festlegung der Tülle unabhängig von dem möglicherweise Silikon enthaltenden Mantel 5 gewährleistet und damit über die Dichteinrichtung 21 eine zuverlässige Abdichtung an der Außenfläche des Mantels 5. Dennoch bleibt eine Verschiebbarkeit des strangförmigen Elements 1 relativ zum Schutzschlauch 8 möglich, die bei der Montage des strangförmigen Elements 1 im Kraftfahrzeug auftreten kann.
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Schließlich ist eine fünfte Ausführungsform in 5 dargestellt.
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Hierbei ist der zylinderförmige Halter 10 relativ einfach ausgestaltet und weist ähnlich, wie oben erläutert, mehrere über den Umfang verteilte Haken 17 sowie einen Begrenzungsanschlag 12, der als unterbrochener Bund (einzelne radial vorspringenden Vorsprünge 12) ausgestaltet ist.
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Die Dichtung
20 ist separat einstückig aus nur einem Material ausgebildet. Sie weist den Klemmabschnitt
24 sowie die Dichteinrichtung
21 auf. Der Klemmabschnitt
24 umfasst wiederum eine Dichteinrichtung
28 mit mehreren Dichtlippen (siehe
5c). Ferner umfasst die Dichtung
20 zwischen der Dichteinrichtung
21 und dem Klemmabschnitt
24 eine umlaufende Nut
50. Zusätzlich kann die Tülle gemäß einer alternativen Ausgestaltung, wie sie in
6 im Längsschnitt und in
6b in einer perspektivischen Ansicht dargestellt ist, mehrere über den Umfang verteilte Montagehilfen
51 aufweisen, wie sie in der
DE 100 12 157 C1 beschrieben sind. Diese dienen dazu die Dichtung
20 beim Montieren, wie es später beschrieben wird, aufzuweiten und ein leichteres Aufschieben zu gewährleisten. Die Montage wird im Folgenden beschrieben.
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Auch bei dieser Ausgestaltung wird zunächst der Schutzschlauch 8, bei dem es sich wiederum um einen Silikon beschichteten Glasseiteschutzschlauch handeln kann auf das strangförmige Element 1 geschoben (5a).
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Im Anschluss wird der zylinderförmige Halter 10 in den Spalt 3 eingeschoben, wie es oben erläutert wurde bis die, der Stirnseite 7 des Schutzschlauchs 8 zugewandte Seite des Begrenzungsanschlags 12 mit der Stirnseite 7 in Kontakt kommt (5b).
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Im Anschluss wird die Dichtung 20 aufgeweitet und in Richtung M (5c) über den Außenumfang des Schutzschlauchs 8 gezogen. Zum Aufweiten kann die Montagehilfe 51 (6a und 6b) genutzt werden.
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Dabei wird die Tülle 20 so weit geschoben bis die umlaufende Nut 50 mit dem Begrenzungsanschlag 12 in Eingriff kommt (5d).
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In dieser Position dichtet die Dichteinrichtung 28 gegen die Außenfläche des Schutzschlauchs 8 sowie die Dichteinrichtung 21 gegen die Außenfläche des Mantels 5 des strangförmigen Elements 1 ab. Die Haken 17 werden in die Innenseite des Schutzschlauchs 8, z. B. ein dort vorhandenes Gewebe, gedrückt und durch den Klemmabschnitt 24 in diesem Eingriff gehalten. Ferner wird der Schutzschlauch 8 zwischen dem Klemmabschnitt 24 und dem zylinderförmigen Halter 10 eingeklemmt. Die richtige Positionierung der Dichtung 20 wird durch den Eingriff der Nut 50 mit dem Begrenzungsanschlag 12 vorgegeben. Ansonsten können bei dieser Ausgestaltung dieselben Vorteile erzielt werden, wie bei der zuvor erwähnten vierten Ausführungsform.
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Die oben beschriebenen Ausführungsformen stellen nur einige mögliche Beispiele zur Umsetzung der vorliegenden Erfindung dar. Darüber hinaus sind nur einige wenige Anwendungsfälle beschrieben, ohne dass die Verwendung der erfindungsgemäßen Tülle auf diese Anwendungsfälle beschränkt ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10012157 C1 [0012, 0064]
