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TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ausbildung einer abgedichteten Durchführung durch eine Wandung, insbesondere für eine Drehbewegungen eines Lenkrads an ein Lenkgetriebe übertragende Welle durch eine Schottwand eines Kraftfahrzeugs. Eine solche Durchführung durch eine Schottwand eines Kraftfahrzeugs muss Relativbewegungen zulassen, die zwischen dem Fahrwerk und der Karosserie des Kraftfahrzeugs auftreten, ohne undicht zu werden.
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Bei der Ausbildung abgedichteter Durchführungen durch die Schottwand des Kraftfahrzeugs, d. h. von Durchführungen, die zwar eine Welle, eine Leitung, einen Gaskanal oder dergleichen durch die Schottwand hindurchtreten lassen, die aber die durch die Schottwand beabsichtigte Trennung des davorliegenden und des dahinterliegenden Raums nicht aufheben, bestehen besondere Anforderungen, wenn die Durchführung einseitig an ein anderes Teil als die Karosserie angebunden ist, das im Betrieb des Kraftfahrzeugs Relativbewegungen gegenüber der Karosserie des Kraftfahrzeugs ausführt, die über im Kraftfahrzeugbereich üblicherweise auftretende Toleranzen weit hinaus gehen. Zu derartigen Teilen zählen der Motor, das Getriebe und das Fahrwerk des Kraftfahrzeugs. Diese Anforderung treten beispielsweise bei einer Lenkgetriebedurchführung durch das Stirnwandblech eines Kraftfahrzeugs auf. Die genannten Relativbewegungen müssen von der Durchführung zusätzlich zu statischen Toleranzen aufgrund von Fertigungsungenauigkeiten kompensiert werden, ohne dass ihre Abdichtung verlorengeht. Diese Abdichtung dient der Verhinderung eines Übertretens von beispielsweise Lärm, Feuchtigkeit oder in unerwünschter Weise temperierten oder verunreinigten Gasen aus dem Motorraum in den Innenraum eines Kraftfahrzeugs. Weitere Anforderungen kommen dadurch hinzu, dass bei der sogenannten Hochzeit zwischen dem Fahrwerk und der Karosserie bei der Herstellung eines Kraftfahrzeugs eine Relativbewegung erfolgt, bei der die Vorrichtung zur Ausbildung der Durchführung durch die Schottwand, bevor sie ihre Endposition gegenüber der Schottwand erreicht, von der Schottwand auf Schub beansprucht wird.
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STAND DER TECHNIK
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Die
DE 10 2010 036 976 B4 beschreibt eine Vorrichtung zur Ausbildung einer abgedichteten Durchführung durch eine Wandung, insbesondere durch eine Schottwand eines Kraftfahrzeugs, die Relativbewegungen zulässt und die die Merkmale des Oberbegriffs des unabhängigen Patentanspruchs 1 aufweist. Die Vorrichtung besitzt einen formsteifen Grundkörper, an dem ein verformbarer Ausgleichsformkörper befestigt ist. Der Grundkörper weist eine Grundstruktur mit zwei konzentrischen Zylindermänteln auf, an deren einem Ende eine Vorrichtung zur Befestigung an einem Lenkgetriebegehäuse vorgesehen ist und an deren anderem Ende eine asymmetrisch ausgebildete Auflage für den Ausgleichsformkörper vorgesehen ist. Der Ausgleichsformkörper besteht aus einem aufgeschäumten thermoplastischen Elastomer. Ein in Richtung der Wandung an dem Ausgleichsformkörper befestigter Anlageformkörper kann ebenfalls aus einem thermoplastischen Elastomer bestehen, ist jedoch nicht als Schaum ausgebildet. Dieser Anlageformkörper bildet eine Abdeckplatte für den Ausgleichsformkörper und er ist mit Dichtlippen versehen, über die er unmittelbar an der Wandung anliegt.
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Gemäß der
DE 10 2007 046 531 B3 ist bei einer Vorrichtung zur Ausbildung einer abgedichteten Durchführung durch eine Wandung ein an einen Grundformkörper angeschäumter Schaumformkörper aus einem Integralschaumstoff ausgebildet. Der Grundformkörper umfasst zwei an ihrem einen Ende verbundene, im Wesentlichen konzentrische Hohlzylinder und ist zwischen den Hohlzylindern ganz oder teilweise mit dem Integralschaumstoff ausgeschäumt. Der Schaumformkörper steht an der offenen Seite des Grundformkörpers über diesen über. An seiner nicht von dem Grundformkörper bedeckten Seite bildet der Schaumformkörper eine Schwarte aus. Diese Schwarte soll das Eindringen von Flüssigkeiten und anderen Verunreinigungen in den Schaumstoff des Dichtkörpers verhindern. Sie ist zur direkten Anlage an der Wandung vorgesehen. Die Ausbildung einer dichten Schwarte ist vergleichsweise aufwändig, insbesondere, wenn die Schwarte auch unter thermischer und mechanischer Beanspruchung dauerhaft dicht bleiben soll.
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Auch gemäß der
DE 10 2011 000 634 B3 ist bei einer Vorrichtung zur Ausbildung einer abgedichteten Durchführung durch eine Wandung ein Schaumformkörper an einen Grundformkörper angeschäumt. In Fortsetzung des Grundformkörpers erstrecken sich zwei konzentrisch zylindrische Armierungen aus einem massiven und ungeschäumten Elastomer in den Schaumformkörper hinein. Diese Armierungen erstrecken sich etwa über die halbe Dicke des Schaumformkörpers und beschränken seine Beweglichkeit in Querrichtung zu der Wandung. Der an den Grundformkörper und die Armierung angeschäumte Schaumformkörper liegt direkt an der Wandung an.
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Eine in der
DE 20 2011 052 182 U1 beschriebene Vorrichtung zur Ausbildung einer abgedichteten Durchführung durch eine Wandung umfasst ebenfalls einen Grundformkörper, an den ein Schaumformkörper direkt angeschäumt ist. Der Schaumformkörper ist zur direkten Anlage an der Wandung vorgesehen. Dabei weist der Schaumformkörper in zwei konzentrisch angeordneten Bereichen unterschiedliche Elastizitäten auf. Ein inneres Abdichtelement aus dem Schaumformkörper grenzt unmittelbar an die Durchführung an. Ein äußeres, schmaleres, Abdichtelement ist ebenfalls aus dem Schaumformkörper ausgebildet. Von dem inneren Abdichtelement ist es durch eine Nut in dem Schaumformkörper getrennt. Seine geringste Dichte weist der Schaumformkörper im Bereich des inneren Abdichtelements auf, seine höchste Dichte im Bereich eines von dem äußeren Abdichtelements ausgebildeten Dichtmantels. Daher ist das äußere Abdichtelement grundsätzlich steifer als das innere Abdichtelement. Das innere und das äußere Abdichtelement wirken gemeinsam als Abdichtung gegen Schall und Fluide.
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Bei einer Vorrichtung zur Abdichtung zwischen einem Lenkgetriebegehäuse und einem Stirnwandblech gemäß
DE 10 2005 047 955 B3 ist ein auf einem Basiskörper angebrachter Dichtkörper aus Schaummaterial, dessen freies Ende zur Anlage an dem Stirnwandblech vorgesehen ist, von einem Abdichtmantel aus einem Elastomermaterial wie Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) umgeben, dessen freies Ende ebenfalls zur Anlage an dem Stirnwandblech vorgesehen ist. Der Abdichtmantel weist einen aus Gummi ausgebildeten Falten- und Wellenbereich mit mehreren in der Richtung von dem Basiskörper weg aufeinander folgenden Falten bzw. Wellen auf. Der Abdichtmantel ist nicht mit dem Dichtkörper verbunden, auch wenn er auf diesem geführt ist. Der Basiskörper, der Dichtkörper und der Abdichtmantel werden zunächst separat hergestellt und anschließend miteinander verbunden.
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Die
DE 197 12 847 A1 zeigt eine Vorrichtung zum Abdichten einer von einer Längsspindel durchsetzten Öffnung in einer Wandung. Dabei ist ein Einsatzstück vorgesehen, das in die Öffnung eingesetzt wird und eine Ausnehmung aufweist, durch die die Längsspindel geführt wird. Rund um die Ausnehmung weist das Einsatzelement eine Messerleiste auf. Die Längsspindel ist umgeben von einer Hülse, die etwa auf Höhe der Öffnung eine umlaufende Rinne aufweist. Die Rinne ist mit einer elastischen, klebrigen Dichtmasse gefüllt, in die die Messerleiste beim Heranfahren eines Lenkgetriebes an die Stirnwand während des Zusammenbaus des Fahrzeugs eindringt. Auf diese Weise werden zwar Seiten- und Höhentoleranzen ausgeglichen und wird zwar unabhängig davon, wie weit oder an welcher Stelle die Messerleiste in die Dichtmasse eindringt, eine Dichtwirkung erzielt. Die Vorrichtung erlaubt aber weder eine Hochzeit der Karosserie mit dem Fahrwerk des Fahrzeugs, bei der die Vorrichtung von der Stirnwand auf Schub beansprucht wird, noch irgendwelche Relativbewegungen zwischen dem Lenkgetriebe und der Stirnwand nach dem Zusammenbau des Fahrzeugs.
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AUFGABE DER ERFINDUNG
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Ausbildung einer abgedichteten, aber Relativbewegungen zulassenden Durchführung durch eine Wandung bereitzustellen, die bei einfacher Herstellbarkeit eine gute Abdichtung gegen Schall und Fluide gewährleistet.
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LÖSUNG
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Die Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Bevorzugte erfindungsgemäße Ausgestaltungen sind den abhängigen Patentansprüchen zu entnehmen.
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BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ausbildung einer abgedichteten, aber Relativbewegungen zulassenden Durchführung durch eine Wandung.
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Tragende Struktur der Vorrichtung ist ein formstabiler Grundkörper, der dazu vorgesehen ist, an einem sich relativ zu der Wandung bewegenden Bauteil befestigt zu werden. Direkt an den Grundkörper ist ein Schaumkörper angeschäumt, der sich bis in einen Hohlraum des Grundkörpers hinein erstreckt. Der Schaumkörper ist weiterhin direkt an einen Dichtkörper angebunden, an den er ebenfalls angeschäumt ist. Dieser Dichtkörper bildet an der dem Grundkörper abgewandten Seite des Schaumkörpers einen Anlagebereich, der zur Anlage an der Wandung vorgesehen ist. Der Dichtkörper bedeckt einen Außenumfang des Schaumkörpers zwischen dem Anlagebereich und dem Grundkörper vollständig. Dazu bildet der Dichtkörper eine elastisch verformbare Abdichtwand aus, die sich von dem Anlagebereich bis zum Grundkörper erstreckt. Auf diese Weise umschließt der Abdichtkörper den Schaumkörper fluiddicht, so dass keine Feuchtigkeit in den Schaumkörper eindringen und durch diesen die Vorrichtung und damit auch die Wandung durchdringen kann.
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Bei der Erfindung ist auch eine innere Wandung des Schaumkörpers von einer elastisch verformbaren Abdichtwand des Dichtkörpers bedeckt, sodass der Grundkörper und der Dichtkörper den Schaumkörper vollständig umhüllen. Diese innere Abdichtwand dichtet den Schaumkörper auch gegen Fluide ab, die entlang dem sich relativ zur Wandung bewegenden Bauteil, beispielsweise einer Lenkwelle, in die Vorrichtung hineingelangen.
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Auch ein Ansatzbereich der Abdichtwand an den Grundkörper ist vorzugsweise fluiddicht ausgebildet. Dazu können Grundkörper und Dichtkörper beispielsweise eine Überlappung aufweisen. Auf diese Weise ist die Vorrichtung an ihrem gesamten Außenumfang gegen das Eindringen von Fluiden geschützt. Die Abdichtwand liegt dicht an dem Schaumkörper an und ist dadurch, dass der Schaumkörper an den Dichtkörper angeschäumt ist, an diesen angebunden. Als Material des Dichtkörpers kann ein beliebiger Elastomerwerkstoff gewählt werden, bevorzugt wird er aus einem thermoplastischen Elastomer ausgebildet. Die Elastizität der Abdichtwand ist somit durch das gewählte Material des Dichtkörpers gewährleistet, ohne dass es weiterer Maßnahmen wie etwa einer Reihe vorgeformter Falten bedarf.
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Um bei seiner Anlage an der Wandung eine hohe Dichtigkeit zu erreichen, kann an den Dichtkörper eine um die Durchführung umlaufende Dichtlippe angesetzt sein, die in Richtung auf die Wandung hin vorstehen kann. Konkret kann die Dichtlippe als flach trichterförmige Fortsetzung des Anlagebereichs ausgebildet sein. In jedem Fall dichtet die Dichtlippe durch den Anpressdruck der Vorrichtung diese gegenüber der Wandung ab. Weiterhin ist der Schaumkörper und mit ihm der Anlagebereich bevorzugt tellerförmig ausgebildet. Dabei wölbt sich ein Randbereich des Anlagebereiches, an den die Dichtlippe angesetzt ist, zu der Wandung vor, sodass er sich unter Einwirkung des Anpressdrucks als ringförmiger Dichtbereich an die Wandung anlegt. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, umlaufende Dichtlippen vorzusehen, die von dem Anlagebereich auf die Wandung hin abstehen. Die Ausbildung des Anlagebereichs aus einem Elastomerwerkstoff ermöglicht die Ausbildung beliebiger Anordnungen von Dichtlippen aus dem Material des Anlagebereiches selbst.
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Der Grundkörper ist aus einem formstabilen Material ausgebildet. Grundsätzlich kann dies ein Metall, ein Kunststoff oder ein anderes geeignetes Material sein. Bevorzugt wird ein formstabiler Kunststoff, der beispielsweise in Form gespritzt wird. Dabei ist es möglich, dass der Kunststoff selbstschäumend ist oder mit einem Treibmittel versetzt wird, sodass ein harter, formstabiler Schaum entsteht. Dadurch wird der Grundkörper besonders leicht und kann unter geringerem Materialverbrauch hergestellt werden. Der Grundkörper kann jedoch auch aus einem massiven Kunststoff ausgebildet sein.
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Die Durchführung zum Beispiel für eine Lenkwelle kann durch ein Innenrohr des Grundkörpers verlaufen. Konzentrisch um das Innenrohr kann ein Außengehäuse des Grundkörpers angeordnet sein. Das Außengehäuse kann die Form eines Zylindermantels haben. Möglich ist aber auch, dass das Außengehäuse die Form eines Kegelstumpfmantels hat. Zwischen dem Innenrohr bzw. der Verlängerung des Innenrohrs und dem Außengehäuse wird der Hohlraum gebildet. Dieser kann im Wesentlichen ringförmig um das Innenrohr bzw. die Verlängerung des Innenrohrs herumverlaufen.
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In Verlängerung des Innenrohres muss in dem Schaumkörper und dem Anlagebereich jeweils eine Öffnung freigehalten werden, die die Durchführung bildet, durch die zum Beispiel die Lenkwelle hindurchtreten kann. Ist eine innere Abdichtwand vorhanden, so begrenzt diese die Öffnung. Diese Öffnung muss einerseits die mechanischen Beanspruchungen der Hochzeit unbeschadet überstehen, andererseits eine Abdichtung gegenüber der Lenkwelle im Betrieb gewährleisten. Es ist daher grundsätzlich bekannt, die Öffnung als ein Langloch auszubilden, dessen Hauptrichtung in der Ebene verläuft, die von der Durchführung der Lenkwelle durch das Innenrohr und der Richtung der Relativbewegung zwischen Fahrwerk und Karosserie bei der Hochzeit aufgespannt wird. Ist bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung eine innere Abdichtwand vorhanden, so wird sie in der entsprechenden Form vorgesehen.
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An dem Ende des Kegelstumpfmantels mit dem kleineren Durchmesser können Innenrohr und Außengehäuse durch einen Kragen verbunden sein. Der Kragen ist zum Beispiel dazu vorgesehen, an einem Lenkgetriebegehäuse einzurasten und kann zu diesem Zweck mit Rasthaken versehen sein. An dem anderen Ende kann sich ein quer zu der Durchführung ausgerichteter und die Durchführung ringförmig umschließender Auflagering an das Außengehäuse anschließen. Mittels Stützen einer beliebigen zweckmäßigen Form kann der Auflagering an dem Außengehäuse abgestützt sein.
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An dem Auflagering kann sich ein Schaumkörper abstützen, der den zwischen dem Innenrohr und dem Außengehäuse gebildeten Hohlraum mindestens teilweise ausfüllt und an der nicht von dem Kragen verschlossenen Seite über den Grundkörper übersteht. Wenn an dem mit dem Kragen verschlossenen Ende Löcher in dem Grundkörper vorgesehen sind, kann der Schaumkörper während seines Aufschäumens die Luft in dem Grundkörper vollständig verdrängen und so den gesamten Hohlraum zwischen dem Innenrohr und dem Außengehäuse ausfüllen.
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Der Schaumkörper wird vorzugsweise hergestellt, indem der Grundkörper und der Dichtkörper zueinander ausgerichtet und dann gemeinsam ausgeschäumt werden. Dies ist nach der Herstellung zu erkennen, beispielsweise daran, dass der Schaumkörper keine der Umgebungsluft ausgesetzten Oberflächen aufweist, die eine „Kruste“ ausbilden, sondern direkt an den Grundkörper und den Dichtkörper anschließt. Eine Schwarte, wie sie in bekannten Lösungen zur Abdichtung eingesetzt wird, muss nicht ausgebildet werden. Die Herstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist daher mit keinem großen technischen Aufwand verbunden. Die Handhabung von nachgiebigen und daher schlecht maschinell greifbaren Schaumteilen entfällt.
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Zur Herstellung des Schaumkörpers wird nicht unbedingt eine zusätzliche Schäumform benötigt, sondern der Grundkörper und der Dichtkörper können die Funktion einer Schäumform erfüllen. Zumindest gelangt der entstehende Schaum mit einer zur Abstützung und Formgebung verwendeten Schäumform nicht in unmittelbaren Kontakt, so dass keine Trennmittel eingesetzt werden müssen.
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Bevorzugt wird zur Ausbildung des Schaumkörpers ein offenporiger Schaum verwendet. Hierzu wird besonders bevorzugt ein Polyurethanschaum eingesetzt, der besonders preisgünstig ist. Polyurethane vor Abschluss des Schäumvorganges sind toxisch. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kapselt die Polyurethane vor und auch nach dem Aushärten ein.
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Am Außenumfang des Schaumkörpers kann eine Schwallschutzplatte an den Dichtkörper angesetzt sein, die gegenüber dem Anlagebereich in Richtung auf den Grundkörper versetzt ist und so etwa parallel zu der Wandung verläuft, an der der Anlagebereich anliegt. Die Schwallschutzplatte verhindert so, dass ein Wasserschwall direkt auf die Abdichtung der Durchführung auftrifft und diese überwindet. Die Schwallschutzplatte kann einstückig oder zumindest materialgleich mit dem Dichtkörper oder dem Grundkörper ausgebildet sein. Die Schwallschutzplatte kann sich über den gesamten Außenumfang des Dichtkörpers erstrecken; sie kann aber auch auf einen Teilbereich des Umfangs konzentriert sein, wenn nur in diesem mit einem Wasserschwall zu rechnen ist.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibung 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. Ohne dass hierdurch der Gegenstand der beigefügten Patentansprüche verändert wird, gilt hinsichtlich des Offenbarungsgehalts der ursprünglichen Anmeldungsunterlagen und des Patents Folgendes: 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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Die in den Patentansprüchen und der Beschreibung genannten Merkmale sind bezüglich ihrer Anzahl so zu verstehen, dass genau diese Anzahl oder eine größere Anzahl als die genannte Anzahl vorhanden ist, ohne dass es einer expliziten Verwendung des Adverbs „mindestens“ bedarf. Wenn also beispielsweise von einer Stütze die Rede ist, ist dies so zu verstehen, dass genau eine Stütze, zwei Stützen oder mehr Stützen vorhanden sind. Diese Merkmale können durch andere Merkmale ergänzt werden oder die einzigen Merkmale sein, aus denen das jeweilige Erzeugnis besteht.
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Die in den Patentansprüchen enthaltenen Bezugszeichen stellen keine Beschränkung des Umfangs der durch die Patentansprüche geschützten Gegenstände dar. Sie dienen lediglich dem Zweck, die Patentansprüche leichter verständlich zu machen.
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Figurenliste
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in den Figuren dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels weiter erläutert und beschrieben.
- 1 ist ein Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ausbildung einer abgedichteten Durchführung durch eine selbst nicht dargestellte Wandung.
- 2 ist eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung gemäß 1 mit Blickrichtung auf die selbst nicht dargestellte Wandung.
- 3 ist ein Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ausbildung einer abgedichteten Durchführung durch eine selbst nicht dargestellte Wandung in einer weiteren Ausführungsform; und
- 4 ist ein vergrößertes Detail von 3, das in 3 mit einem Kreis markiert ist.
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FIGURENBESCHREIBUNG
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1 ist ein Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zur Ausbildung einer abgedichteten Durchführung durch eine selbst nicht dargestellte Wandung gemäß der Schnittlinie I-I in 2. Speziell ist die Vorrichtung zur Ausbildung einer abgedichteten Durchführung für eine Lenkwelle durch eine Schottwand einer Kraftfahrzeugkarosserie vorgesehen. Ein Grundkörper 2 der Vorrichtung 1 besteht aus formstabilem Material, bevorzugt einem formstabilen Kunststoff. Der Grundkörper umfasst ein Innenrohr 5, einen Kragen 7, ein Außengehäuse 6 und einen Auflagering 9. Das Außengehäuse 6 hat die Form eines Kegelstumpfmantels, der in Richtung auf das eine Ende des Innenrohrs 5 zuläuft. Der Kragen 7 verbindet an diesem Ende das Innenrohr 5 mit dem Außengehäuse 6. Der Kragen 7 ist dazu vorgesehen, mithilfe von Rasthaken 8 an einem Lenkgetriebegehäuse zu verrasten. Ein Dichtring 23 bewirkt die fluiddichte Abdichtung zwischen dem Lenkgetriebegehäuse und der Vorrichtung.
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An dem dem Kragen 7 abgewandten Ende des Außengehäuses 6 ist der Auflagering 9 vorgesehen. Ein Schaumkörper 3 liegt an dem Auflagering 9 an. Der Schaumkörper 3, der bevorzugt aus einem einfachen offenporigen Schaum ausgebildet ist, besonders bevorzugt aus einem Polyurethanschaum, ist an den Grundkörper 2 angeschäumt. Daher erstreckt er sich zumindest teilweise in einen zwischen dem Innenrohr 5 und dem Außengehäuse 6 gebildeten Hohlraum 10 hinein. In der in 1 gezeigten Ausführungsform ist der Hohlraum 10 im Wesentlichen ringförmig um das Innenrohr 5 vorgesehen. In dem Schaumkörper 3 ist in Fortsetzung des Innenrohrs 5 eine Öffnung 11 vorgesehen, durch die hindurch die Lenkwelle verläuft. Grundsätzlich kann die Öffnung 11 als ein Loch mit beliebigem Querschnitt ausgebildet sein, der das Hindurchführen der Lenkwelle erlaubt. Bei der Hochzeit von Fahrwerk und Karosserie wird die Lenkwelle in einem spitzen Winkel zu der Wandung durch die Öffnung geführt. Damit durch die dabei auftretenden Deformationen keine Kontakte des Schaumkörpers 3 mit der Lenkwelle und in der Folge Beschädigungen des Schaumkörpers 3 auftreten, ist die Öffnung 11 bevorzugt als Langloch ausgebildet, das auch bei während der Hochzeit deformiertem Schaumkörper 3 Raum für einen freien Durchtritt der Lenkwelle bietet.
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Auf dem dem Grundkörper 2 abgewandten Ende des Schaumkörpers 3 ist ein Dichtkörper 4 zur Anlage an die Wandung vorgesehen. Der Dichtkörper 4 wird bevorzugt aus einem Elastomer ausgebildet, besonders bevorzugt aus einem thermoplastischen Elastomer. Der Dichtkörper 4 bedeckt mit einem ringförmigen Bereich 12 die dem Grundkörper 2 abgewandte Seite 13 des Schaumkörpers 3 und bildet dabei einen Anlagebereich 17 zur Anlage an der Wandung aus. Dabei lässt er die Öffnung 11 in dem Schaumkörper 3 offen. Der Anlagebereich 17 ist tellerartig ausgeformt mit einem zu der Wandung hin vorgewölbten Rand. Beim Andrücken der Vorrichtung 1 an die Wandung legt sich dieser Rand als erster Teil des Anlagebereichs 17 an die Wandung an und dichtet so die Durchführung ab. In Verlängerung des Rands des Anlagebereichs 17 bildet der Dichtkörper außerdem eine umlaufende Dichtlippe 16 aus, die die Durchführung zusätzlich rundum abdichtet.
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Darüber hinaus erstreckt sich der Dichtkörper 4 mit einer äußeren Abdichtwand 14 über mindestens eine äußere Wandung 15 des Schaumkörpers 3 vom Anlagebereich 17 und der Dichtlippe 16 bis zum Grundkörper 2. Bevorzugt ist die äußere Abdichtwand 14 mit dem Grundkörper 2 gas- und flüssigkeitsdicht verbunden. Der Dichtkörper 4 verbessert die Dichtigkeit der Vorrichtung. Der Dichtkörper 4 ist, da der Schaumkörper 3 in ihn hinein geschäumt wird, an allen Grenzflächen fest mit diesem verbunden. Seine Elastizität erlaubt es ihm in Kombination mit der Rückstellkraft des Schaumkörpers 3, bei Bewegungen des Lenkgetriebegehäuses gegen die Wandung einen Anpressdruck gegen die Wandung aufrechtzuerhalten und so die Dichtigkeit zu gewährleisten, ohne dass er zusätzlicher nachgiebiger Elemente wie etwa eines elastischen Faltenbalgs bedürfte.
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Eine innere Abdichtwand 22 des Dichtkörpers 4 erstreckt sich entlang einer inneren Wandung 21 des Schaumkörpers 3. Die innere Abdichtwand 22 ist ebenso an den Schaumkörper 3 angebunden wie die äußere Abdichtwand 14. So umschließt eine fluiddichte Barriere den gesamten Schaumkörper 3 und ermöglicht außerdem die Verwendung des Komplexes aus Grundkörper 2 und Dichtkörper 4 als Hohlform für das Ausschäumen mit dem Schaumkörper 3.
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Die äußere Abdichtwand 14 bewirkt, dass Flüssigkeiten und Gase nicht von außen in den Schaumkörper 3 eintreten können. Dadurch ist die Vorrichtung vom Grundkörper 2 bis zur Anlage an der Wandung mit der Dichtlippe 16 fluiddicht. Der Schaumkörper 3 bewirkt eine Schallisolierung zwischen dem Motorraum auf der einen Seite der Wandung und der Fahrgastzelle auf der anderen Seite der Wandung.
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Der Schaumkörper 3 ist vorzugsweise aus einem offenporigen Schaum ausgebildet, besonders bevorzugt einem Polyurethanschaum. Dabei wird der Schaumkörper direkt an den Grundkörper 2 und den Dichtkörper 4 angeschäumt. Bevorzugt füllt der Schaumkörper dabei nur einen Teil des Hohlraums 10 aus. In einer Ausführungsform der Erfindung werden an dem dem Dichtkörper 4 abgewandten Ende des Grundkörpers 2, beispielsweise in dem Abschnitt des Kragens 7, der Innenrohr 5 und Außengehäuse 6 verbindet, Löcher vorgesehen, sodass die Luft aus dem Hohlraum 10 vollständig verdrängt und der Hohlraum 10 mit dem Schaumkörper gefüllt werden kann. Der Schaumkörper 3 bewirkt gleichzeitig die feste Verbindung zwischen dem Grundkörper 2 und dem Dichtkörper 4.
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2 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung dargestellt in Blickrichtung auf eine Wandung, an der die Vorrichtung dichtend anliegt. Die Durchführung für die Lenkwelle verläuft durch den Kragen 7, dann durch das Innenrohr 5 des Grundkörpers 2 und schließlich durch den von dem Dichtkörper 4 umgebenden Schaumkörper 3 hindurch. Der Grundkörper 2 ist in sich stabilisiert, indem der Auflagering 9 mittels Stützen 18 an dem Außengehäuse 6 abgestützt ist. Diese Stützen 18 sind entlang des Umfangs des Außengehäuses 6 angeordnet und können beispielsweise als stabförmige Streben oder als Kreissegmente ausgebildet sein. Bevorzugt haben sie eine dreieckige Form. Die Stützen 18 können beliebige Dicken haben und ihre Zahl und Abstände untereinander können beliebig gewählt und an das Material und die zu erwartenden Belastungen angepasst sein.
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Weiterhin zeigt 2 eine hier an den Grundkörper 2 angeformte Schwallschutzplatte 19, die einer Aufrechterhaltung der Abdichtung durch die Vorrichtung 1 unter extremen Beanspruchungen dient. Solche extremen Beanspruchungen treten beispielsweise auf, wenn große Mengen Flüssigkeit schwallartig gegen die Vorrichtung gedrückt werden. Dies kann etwa der Fall sein, wenn die Vorrichtung zur Durchführung einer Lenkwelle durch eine Schottwand eines Kraftfahrzeugs zwischen einem Motorraum und einer Fahrgastzelle eingesetzt wird und das Kraftfahrzeug durch tieferes Wasser fährt oder der Motorraum gereinigt wird, insbesondere wenn dies mit hohem Wasserdruck geschieht. Die Schwallschutzplatte 19 wird von Stützen 20 in etwa parallel zu dem Anlagebereich 17 abgestützt, die in ihrer Form, ihrer Anzahl und in ihrem Abstand beliebig gewählt werden können. Die Schwallschutzplatte 19 erstreckt sich hier nicht über den gesamten Außenumfang des Dichtkörpers 4, sondern nur über etwa zwei Drittel desselben.
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3 ist ein Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zur Ausbildung einer abgedichteten Durchführung durch eine selbst nicht dargestellte Wandung in einer weiteren Ausführungsform, die nur in den folgenden Aspekten von der Ausführungsform gemäß 1 abweicht. Die Vorrichtung 1 gemäß 3 weist eine weitere Dichtlippe 24 in dem Anlagebereich 17 auf, d. h. die Dichtlippe 24 steht von dem Anlagebereich 17 in Richtung auf die Wandung hin ab, und sie ist einstückig mit dem Dichtkörper 4 ausgebildet. Die Dichtlippe 24 kann etwa als konzentrischer Ring um die Öffnung 11 ausgebildet sein. Bei der Anlage an die Wandung kommt die Dichtlippe 24 mit dieser in Kontakt und bildet so zusätzlich zu der Dichtlippe 16 eine Abdichtung gegen Fluide.
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Die Schwallschutzplatte 19 kann, wie in 2 gezeigt, materialgleich mit dem Grundkörper 2 oder aus einem anderen geeigneten Material ausgebildet werden. Bevorzugt ist die Schwallschutzplatte 19 aus einem Elastomerwerkstoff ausgebildet, so dass sie auch bei Relativbewegungen gegenüber der Wandung oder anderen Bauteilen nicht hart an diesen anschlägt.
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Besonders bevorzugt besteht die Schwallschutzplatte 19 aus einem thermoplastischen Elastomer; besonders bevorzugt ist sie, wie in 3 gezeigt, materialgleich mit dem Dichtkörper 4 und einstückig mit diesem ausgebildet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Grundkörper
- 3
- Schaumkörper
- 4
- Dichtkörper
- 5
- Innenrohr
- 6
- Außengehäuse
- 7
- Kragen
- 8
- Rasthaken
- 9
- Auflagering
- 10
- Hohlraum
- 11
- Öffnung
- 12
- Bereich
- 13
- Seite
- 14
- Abdichtwand
- 15
- Wandung
- 16
- Dichtlippe
- 17
- Anlagebereich
- 18
- Stütze
- 19
- Schwallschutzplatte
- 20
- Stütze
- 21
- Wandung
- 22
- Abdichtwand
- 23
- Dichtring
- 24
- Dichtlippe
