DE102011105449A1

DE102011105449A1 - Ringförmiger Dichtkörper

Info

Publication number: DE102011105449A1
Application number: DE102011105449A
Authority: DE
Inventors: Thomas Degenstein; Uwe Rheinganz
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2011-06-22
Filing date: 2011-06-22
Publication date: 2012-12-27

Abstract

Ein ringförmiger Dichtkörper (11) zur Abdichtung des Freiraums zwischen einer Durchtrittsöffnung (9) in einer Stirnwand (1) eines Kraftfahrzeuges und einer Welle (8) einer Lenkung mit einem radial vorgespannt an der Welle (8) anliegenden inneren Dichtring (12, 13), dem zwei zueinander beabstandete Dichtmembrane (17, 18) mit unterschiedlichen Außendurchmessern zugeordnet sind, die mit ihren radial äußeren Dichtlippen in dieselbe axiale Richtung wirken.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung bezieht sich auf einen ringförmiger Dichtkörper zur Abdichtung des Freiraums zwischen einer Durchtrittsöffnung in einer Stirnwand eines Kraftfahrzeuges und einer Welle einer Lenkung.
STAND DER TECHNIK
Aus der DE 10 2007 027 135 A1 ist eine Abdichtvorrichtung zwischen einer Durchtrittsöffnung in einer Stirnwand einer Karosserie eines Kraftfahrzeuges und einer Lenksäule bekannt. Ein elastischer Dichtkörper, der radial innenliegend die Lenksäule umschließt, ist radial außenliegend über eine Versteifungsbuchse in einen rohrförmig ausgebildeten Führungsabschnitt der Stirnwand eingeschoben, wobei der Führungsabschnitt ein als separates Bauteil gebildeter Stirnwandtopf ist.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Ausgehend von dem zuvor beschriebenen Stand der Technik ist ein Dichtkörper derart zu gestalten, dass mit wenigen Bauteilen eine kostengünstige und einfach montierbare Abdichtung zwischen der Stirnwand des Kraftfahrzeuges und der Lenksäule erzielbar ist.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst, Die Unteransprüche stellen vorteilhafte Ausgestaltungen dar.
Ein ringförmiger Dichtkörper zur Abdichtung des Freiraums zwischen einer Durchtrittsöffnung in einer Stirnwand eines Kraftfahrzeuges und einer Lenksäule umfasst einen radial vorgespannt an der Lenksäule anliegenden inneren Dichtring, dem zwei zueinander beabstandete Dichtmembrane mit unterschiedlichen Außendurchmessern zugeordnet sind, die mit ihren radial äußeren Dichtlippen in dieselbe axiale Richtung wirken.
Der Dichtkörper dichtet im montierten Zustand also zum einen umfangsseitig gegen die Welle der Lenkung, bzw. ein die Welle umschließendes Mantelrohr und zum anderen mittels seiner Dichtlippen gegen die Stirnwand, wobei sich die radial äußeren Dichtlippen auf derselben Seite der Stirnwand befinden. Der Dichtkörper wird nach der Hochzeit, also dem Zeitpunkt, zu dem die Karosserie mit einer Antriebseinheit verbunden wird, montiert, so dass die Dichtlippen auf der Innenseite, der Stirnwand anliegen. Der Dichtkörper ist relativ einfach zu montieren, da er nicht durch den Freiraum zwischen der Welle und der Aussparung in der Stirnwand geführt werden muss. In Sinne der Erfindung ist unter der beanspruchten Welle der Lenkung sowohl eine Eingangswelle eines Lenkgetriebes als auch eine zwischen dem Lenkgetriebe und der Lenksäule angeordnete Zwischenwelle zu verstehen. Selbstverständlich kann auch die Lenksäule selbst oder ein die Welle bzw. die Lenksäule umschließendes Mantelrohr gegen den Dichtkörper anliegen.
Um eine besonders zuverlässige Abdichtung gegen ein Eindringen von Feuchtigkeit, Schmutz und Geräuschen in den inneren Bereich des Kraftfahrzeuges zu erzielen, liegen bevorzugt zwei axial zueinander beabstandete Dichtringe vorgespannt an der Welle an und sind durch eine umlaufende Manschette, die sich in axialer Richtung erstreckt, miteinander verbunden, wobei von jedem Dichtring eine Dichtmembrane abgeht. Demnach steht ein doppelwandiger Dichtkörper mit insgesamt vier linienförmigen Anlagebereichen zur Verfügung. Primärer Zweck der Manschette ist die Eigenschaft eines verbindenden Bauteils, das in seiner Formgebung und Materialwahl beliebig gestaltet sein kann
Zweckmäßigerweise ist die Manschette als eine Membrane ausgebildet. In Ausgestaltung erstreckt sich die Membrane von dem ersten Dichtring konvex gewölbt in eine Ebene des zweiten Dichtrings und mit der von dem zweiten Dichtring abgehenden zweiten Dichtmembrane verbunden ist. Die Membrane befindet sich glockenförmig zwischen den beiden Dichtmembranen, wobei sie ausgehend von dem ersten Dichtring von der ersten Dichtmembrane in Richtung der zweiten Dichtmembrane erstreckt und im peripheren Bereich oberhalb der wulstförmigen Dichtlippe einstückig in die zweite Dichtmembrane mündet.
Zweckmäßigerweise weist die zweite Dichtmembrane einen gegenüber der ersten Dichtmembrane kleineren Außendurchmesser auf und ist an ihrem peripheren Umfang mit einem an der Stirnwand anlegbaren Wulst versehen. Die erste Dichtmembrane überspannt demzufolge die zweite Dichtmembrane, die in ihrer Form durch den umlaufenden Wulst stabilisiert ist. Bevorzugt ist die erste Dichtmembrane mit ihrem freien Außendurchmesser auf einem auf einer Innenseite der Stirnwand befestigten Isolationsmaterial anlegbar.
Nach einer Weiterbildung sind zumindest die abdichtend anliegenden Bereiche aus einem elastomeren Kunststoff gefertigt. Selbstverständlich ist es möglich den gesamten Dichtkörper aus einem elastomeren Material oder aus unterschiedlichen Materialien zu fertigen. Vorteilhafterweise ist der Dichtkörper einstückig gefertigt.
Die Welle ist drehbar und abgedichtet in einem Mantelrohr gelagert, das einen Absatz zur Anlage des ersten Dichtrings des zuvor erläuterten Dichtkörpers aufweist. Vorzugsweise weist das Mantelrohr einen radialen Einstich für den zweiten Dichtring auf. Aufgrund des Absatzes und des Einstiches ist der Dichtkörper zuverlässig mit einer großen Dichtwirkung an dem Mantelrohr gehalten.
Bevorzugt ist dem Mantelrohr eine gegen die Welle abdichtende Dichtung zugeordnet, Die beispielsweise aus einem Filzmaterial bestehende Dichtung verhindert ein Eindringen von Schmutz aus dem Innenraum des Kraftfahrzeuges in den Ringspalt zwischen der Welle und dem Mantelrohr.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind. Der Rahmen der vorliegenden Erfindung ist nur durch die Ansprüche definiert.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die zugehörige Zeichnung näher erläutert. Die einzige Fig. der Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung eines Dichtkörpers in einer Einbausituation.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DES AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
Ein Kraftfahrzeug umfasst eine an seiner Karosserie eine Stirnwand 1, die einen Innenbereich 2 von einem Außenbereich 3 trennt. In dem Außenbereich befindet sich unter anderem ein Lenkgetriebe 4 mit einer Zahnstange 5, die in bekannter Weise mit einer durch einen so genannten Ventilturm 6 geführten und von einem Mantelrohr 7 umgriffenen Welle 8, die in ihrem weiteren Verlauf mit einer Lenksäule gekoppelt sein kann, zusammenwirkt. Das Mantelrohr 7 ist aus Kunststoff gefertigt und erstreckt sich mitsamt der darin aufgenommenen Welle 8 durch eine Durchtrittsöffnung 9 in der Stirnwand 1. Damit ein Eindringen von Schmutz aus dem Innenbereich 2 in das Lenkgetriebe unterbunden ist, befindet sich in dem Mantelrohr 7 zwischen dessen Innenwandung der Welle 8 eine Dichtung 10.
Um ein Eindringen von Schmutz, Feuchtigkeit und unerwünschten Geräuschen aus dem Außenbereich 3 in den Innenbereich 2 des Kraftfahrzeuges zu verhindern, ist in die Durchtrittsöffnung 9 in der Stirnwand 1 durch einen Dichtkörper 11 verschlossen, der zwei axial zueinander beabstandete Dichtringe 12, 13 umfasst, von denen eine erster Dichtring 12 an einem Absatz 14 anliegt und ein zweiter Dichtring 13 in einem umlaufenden Einstich 15 des Mantelrohrs 7 einliegt. Das Mantelrohr 7 ist von dem Absatz 14 zu seinem freien Ende 16 hin konisch ausgebildet, damit die beiden Dichtringe 12, 13 des Dichtkörpers 11 einfach zu montieren sind. Den Dichtringen 12, 13 ist jeweils eine sich radial nach außen erstreckende Dichtmembrane 17, 18 zugeordnet, wobei die mit dem ersten Dichtring 12 verbundene Dichtmembrane 17 einen größeren Außendurchmesser als die mit dem zweiten Dichtring 13 verbundene Dichtmembrane 18 aufweist und sich auf einem auf der Innenseite der Stirnwand befestigten Isolationsmaterial 22 abstützt. Zwischen den beiden Dichtringen ist eine sich im Wesentlichen axial erstreckende umlaufende Manschette 23 vorgesehen, die vorzugsweise als eine Membrane 19 ausgebildet ist, unmittelbar von einem Bereich, in dem der erste Dichtring 12 mit der zugeordneten Dichtmembrane 17 verbunden ist, abgeht und sich glockenförmig in einen peripheren Umfangsbereich 20 der dem zweiten Dichtring 13 zugeordneten Dichtmembrane 18 erstreckt. In dem peripheren Umfangsbereich 20 der dem zweiten Dichtring 13 zugeordneten Dichtmembrane 18 ist neben der Membrane 19 ein Wulst 21 ausgeformt, der auf einer Sinnenseite der Stirnwand 1 aufliegt.
Zur Schaffung einer wirksamen Abdichtung liegt selbstverständlich der aus einem Elastomer gefertigte Dichtkörper 11 vorgespannt an dem Mantelrohr 7 bzw. der Stirnwand 1 und dem Isolationsmaterial 22 an.
Bezugszeichenliste

1: Stirnwand
2: Innenbereich
3: Außenbereich
4: Lenkgetriebe
5: Zahnstange
6: Ventilturm
7: Mantelrohr
8: Welle
9: Durchtrittsöffnung
10: Dichtung
11: Dichtkörper
12: Dichtring
13: Dichtring
14: Absatz
15: Einstich
16: freies Ende von 7
17: Dichtmembrane
18: Dichtmembrane
19: Membrane
20: Umfangsbereich
21: Wulst
22: Isolationsmaterial
23: Manschette

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102007027135 A1 [0002]

Claims

Ringförmiger Dichtkörper (11) zur Abdichtung des Freiraums zwischen einer Durchtrittsöffnung (9) in einer Stirnwand (1) eines Kraftfahrzeuges und einer Welle (8) einer Lenkung mit einem radial vorgespannt an der Welle (8) anliegenden inneren Dichtring (12, 13), dem zwei zueinander beabstandete Dichtmembrane (17, 18) mit unterschiedlichen Außendurchmessern zugeordnet sind, die mit ihren radial äußeren Dichtlippen in dieselbe axiale Richtung wirken.
Dichtkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei axial zueinander beabstandete Dichtringe (12, 13) vorgespannt an der Welle (8) anliegen und durch eine umlaufende Manschette (23), die sich in axialer Richtung erstreckt, miteinander verbunden sind, wobei von jedem Dichtring (12, 13) eine Dichtmembrane (17, 18) abgeht.
Dichtkörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Manschette (23) als eine Membrane (19) ausgebildet ist.
Dichtkörper nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Membrane (19) von dem ersten Dichtring (12) konvex gewölbt in eine Ebene des zweiten Dichtrings (13) erstreckt und mit der von dem zweiten Dichtring (12) abgehenden zweiten Dichtmembrane (18) verbunden ist.
Dichtkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Dichtmembrane (18) einen gegenüber der ersten Dichtmembrane (17) kleineren Außendurchmesser aufweist und an ihrem peripheren Umfang mit einem an der Stirnwand (1) anlegbaren Wulst (21) versehen ist.
Dichtkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Dichtmembrane (17) mit ihrem freien Außendurchmesser auf einem auf einer Innenseite der Stirnwand (1) befestigten Isolationsmaterial (22) anlegbar ist.
Dichtkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die abdichtend anliegenden Bereiche aus einem elastomeren Kunststoff gefertigt sind.
Dichtkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass er einstückig gefertigt ist.
Anordnung mit einer Welle einer Lenkung, die drehbar und abgedichtet in einem Mantelrohr (7) gelagert ist, das einen Absatz (14) zur Anlage eines ersten Dichtrings (12) eines Dichtkörpers (11) nach Anspruch 1 aufweist.
Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Mantelrohr (7) einen radialen Einstich (15) für den zweiten Dichtring (13) aufweist.
Anordnung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass dem Mantelrohr (7) eine gegen die Lenksäule (8) abdichtende Dichtung (10) zugeordnet ist.