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Die Erfindung betrifft eine Stirnwandtülle, welche einteilig ausgebildet und mit ihrem Dichtkörper in einer Stirnwandöffnung einer Stirnwand eines Fahrzeuges anordbar ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Anordnung einer solchen Stirnwandtülle mit einem Dichtkörper in einer Stirnwandöffnung einer Stirnwand eines Fahrzeuges.
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Aus der
US 7,098,401 B1 ist eine Kabeldurchführung für einen Kabelbaum bekannt, wobei die Kabeldurchführung in einer Öffnung einer Fahrzeugwand angeordnet ist. Die Kabeldurchführung weist einen inneren Rohrabschnitt zur Aufnahme des Kabelbaumes auf. An einem ersten Ende einer Durchführungshülse ist ein Flanschabschnitt derart ausgebildet, dass er die Kabeldurchführung gegenüber der Öffnung abdichtet. In eine unmittelbar an den Flanschabschnitt angrenzende Nut greift eine Kante der Öffnung ein. Eine dem Flanschabschnitt und der Nut gegenüberliegende Seite weist einen sich zum Rohrabschnitt an einem zweiten Ende der Durchführungshülse verjüngenden Abschnitt auf. Ein Eingriffsbereich des sich verjüngenden Abschnittes unmittelbar benachbart zu der Nut ist breiter als eine Tiefe der Nut, so dass der Eingriffsbereich an dem Rand der Öffnung als zweites Ende der Durchführungshülse reibt und der sich verjüngende Abschnitt durch die Öffnung gezogen wird. Mehrere umlaufende Reihen von Vertiefungen sind um den sich verjüngenden Abschnitt innerhalb der Grenzen des Eingriffsbereiches vorgesehen. Die Vertiefungen sind kreisförmig an einer Außenfläche des Eingriffsbereiches angeordnet und schalenförmig ausgebildet, wobei sich die Vertiefungen bis in den verjüngenden Abschnitt erstrecken. Die Reihen sind versetzt, so dass die Vertiefungen nicht entlang einer Längsachse der Kabeldurchführung ausgerichtet sind.
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Weiterhin sind aus der
EP 1 193 132 B1 eine Tülle für einen Kabelstrang und ein Kraftfahrzeug mit zumindest einer solchen Tülle im Bereich einer Türtrennstelle bekannt. Die Tülle umfasst eine Hülle wie einen Faltbalg oder dergleichen, für einen Kabelstrang zwischen zwei Montageelementen, insbesondere zwischen einer Tür und der Karosserie eines Kraftfahrzeuges. Zudem umfasst die Hülle zumindest ein Befestigungsglied für jedes Montageelement.
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Darüber hinaus offenbart die
DE 20 2008 007 624 U1 einen Dichtungskörper zur zumindest bereichsweisen Anordnung in zumindest einer Stirnwandöffnung zumindest einer Tragstruktur, insbesondere einer von einem Kraftfahrzeug umfassten Tragstruktur. Der Dichtkörper umfasst zumindest einen Grundkörper mit zumindest einer Montagenut zur zumindest bereichsweisen Aufnahme zumindest eines Randbereiches der Stirnwandöffnung der Tragstruktur und zumindest eine erste Dichtlippe, die über zumindest einen ersten Verbindungsbereich mit dem Grundkörper verbunden ist. Der Grundkörper umfasst zumindest einen ersten Führungssteg und der erste Verbindungsbereich ist zwischen dem ersten Führungssteg einerseits und der ersten Dichtlippe andererseits angeordnet. Eine Steifigkeit des ersten Verbindungsbereiches in zumindest eine erste Raumrichtung ist geringer als eine Steifigkeit des ersten Verbindungssteges in die erste Raumrichtung.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Stirnwandtülle, welche einteilig ausgebildet ist, anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine Stirnwandtülle ist einteilig ausgebildet und mit ihrem Dichtkörper in einer Stirnwandöffnung einer Stirnwand eines Fahrzeuges anordbar. Erfindungsgemäß ist in dem im Bereich der Stirnwandöffnung anordbaren Dichtungskörper eine umlaufende Sicke zur Anordnung eines ringförmigen Verformelementes, insbesondere eines Klemmelementes, zur Verformung des Dichtungskörpers ausgebildet.
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Durch die Verformung des Dichtungskörpers mittels des Verformelementes kann ein Montageaufwand, insbesondere eine Montagekraft zur Anordnung des Dichtungskörpers innerhalb der Stirnwandöffnung wesentlich verringert werden.
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Zudem kann mittels der Verformung der Stirnwandtülle eine erforderliche Demontagekraft zur Entnahme der Stirnwandtülle aus der Stirnwandöffnung der Stirnwand erhöht werden, wodurch im Wesentlichen ausgeschlossen werden kann, dass sich die Stirnwandtülle ungewollt von der Stirnwand löst.
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Mit anderen Worten ist die Stirnwandtülle mittels des Verformelementes sowohl zur Montage als auch zur Demontage temporär verformbar, wodurch kritische Maße verringert werden und dadurch wiederum ein Kraftaufwand verringert werden kann.
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Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Anordnung einer solchen Stirnwandtülle mit einem Dichtkörper in einer Stirnwandöffnung einer Stirnwand eines Fahrzeuges.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
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1 schematisch eine perspektivische Ansicht einer Stirnwandtülle,
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2 schematisch eine Seitenansicht der Stirnwandtülle,
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3 schematisch ein Ausschnitt einer perspektivischen Ansicht eines Verformelementes in einer ersten Ausführungsform,
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4 schematisch ein Ausschnitt einer perspektivischen Ansicht des Verformelementes in einer zweiten Ausführungsform,
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5 schematisch ein Ausschnitt einer perspektivischen Ansicht des Verformelementes in einer dritten Ausführungsform,
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6 schematisch ein Ausschnitt einer perspektivischen Ansicht des Verformelementes in einer vierten Ausführungsform,
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7 schematisch ein Ausschnitt einer perspektivischen Ansicht des Verformelementes in einer fünften Ausführungsform,
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8 schematisch eine Schnittdarstellung eines Ausschnittes einer Verschlussart des Verformelementes im geschlossenen Zustand in einer Ausbildung,
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9 schematisch eine Schnittdarstellung eines Ausschnittes der Verschlussart im geschlossenen Zustand in einer weiteren Ausbildung,
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10 schematisch eine Schnittdarstellung des Verformungselementes in der weiteren Ausbildung im geöffneten Zustand und
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11 schematisch eine Schnittdarstellung eines vergrößerten Ausschnittes eines Dichtkörpers der Stirnwandtülle.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die 1 und 2 zeigen jeweils eine Ansicht einer Stirnwandtülle 1 zur Durchführung eines nicht näher dargestellten Kabelbaumes durch eine in den 8 und 9 vereinfacht dargestellten Stirnwand 2 in einem Fahrzeug, wobei die Stirnwand 2 beispielsweise Bestandteil einer Fahrzeugtür ist. Dabei zeigt 1 eine perspektivische Ansicht und 2 eine Seitenansicht der Stirnwandtülle 1.
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Zur Anordnung der Stirnwandtülle 1 weist die Stirnwand 2 eine Stirnwandöffnung, welche insbesondere kreisförmig ausgebildet ist, auf. Die Stirnwandtülle 1 weist einen Dichtkörper 1.1 auf, der innerhalb der Stirnwandöffnung angeordnet ist.
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Die Stirnwandtülle 1 ist einteilg als Einkomponenten-Stirnwandtülle ausgebildet, wobei in Abhängigkeit eines Durchmessers der Stirnwandöffnung und/oder in Abhängigkeit eines Durchmessers des Kabelbaumes, also eines Leitungssatzes, gemäß dem Stand der Technik statt einer Einkomponenten-Stirnwandtülle eine Mehrkomponenten-Stirnwandtülle verwendet wird.
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Eine solche Mehrkomponenten-Stirnwandtülle ist vergleichsweise kostenintensiv, komplex und weist einen verhältnismäßig hohen Montageaufwand auf.
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Um einen Montageaufwand, insbesondere eine Montagekraft, zu verringern und einen Demontageaufwand, insbesondere eine Demontagekraft, in Bezug auf die Stirnwandtülle 1 zu erhöhen, ist vorgesehen, die Stirnwandtülle 1 sowohl in Bezug auf die Montage als auch in Bezug auf die Demontage zu verformen.
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Eine vergleichsweise hohe Montage- und Demontagekraft ist zur Anordnung der Stirnwandtülle 1 in der Stirnwandöffnung erforderlich, da ein Durchmesser der Stirnwandöffnung geringer ist als ein Durchmesser eines Bereiches des Dichtkörpers 1.1, welcher durch die Stirnwandöffnung hindurchgeführt, insbesondere hindurchgedrückt, werden muss.
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Um die Montagekraft verringern zu können, ist in dem im Bereich der Stirnwandöffnung anordbaren Dichtkörper 1.1 der Stirnwandtülle 1 eine umlaufende Sicke S ausgebildet, in welcher ein in den folgenden Figuren dargestelltes und insbesondere als Klemmelement ausgebildetes Verformelement 3 angeordnet wird.
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Der Dichtkörper 1.1 umfasst einen umlaufenden sich verjüngenden Bereich B und eine Nut N, in welcher ein Randbereich der Stirnwandöffnung in der Stirnwand 2 angeordnet ist, wenn die Stirnwandtülle 1 formschlüssig in der Stirnwandöffnung gehalten und somit an der Stirnwand 2 befestigt ist.
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Zur Anordnung der Stirnwandtülle 1 an der Stirnwand 2 wird die Stirnwandtülle 1 derart in Bezug auf die Stirnwandöffnung positioniert, dass zunächst der sich verjüngende Bereich B in die Stirnwandöffnung eingeführt wird.
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Die umlaufende Sicke S ist, wie in den 1 und 2 gezeigt ist, an dem dem sich verjüngenden Bereich B gegenüberliegenden Abschnitt A des Dichtkörpers 1.1 ausgebildet, wobei zwischen dem sich verjüngenden Bereich B und dem gegenüberliegenden Abschnitt A ein umlaufender Steg S1, der die Sicke S einseitig begrenzt, ausgebildet ist.
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Wie oben beschrieben, ist die umlaufende Sicke S zur Anordnung des Verformelementes 3 an der Stirnwandtülle 1 vorgesehen.
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Das Verformelement 3 ist derart ausgebildet, dass dieses seinen Durchmesser verringern kann, wodurch sich der Dichtkörper 1.1 derart verformt, dass ein Kraftaufwand zur Positionierung des Dichtkörpers 1.1 relativ zu der Stirnwandöffnung verringert ist. Insbesondere wird mittels des Verformelementes 3 radial Druck auf den Dichtkörper 1.1 ausgeübt, wodurch sich dieser verformt.
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Der Dichtkörper 1.1 wird soweit in die Stirnwandöffnung eingeschoben bis eine Position der Nut N mit einer Position des Randbereiches der Stirnwandöffnung korrespondiert und der Randbereich vorzugsweise zumindest abschnittsweise in die Nut N eingreift.
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Ist der Dichtkörper 1.1 optimal in Bezug auf die Stirnwandöffnung positioniert, wird das Verformelement 3 derart eingestellt, dass sich sein Durchmesser vergrößert, so dass der Dichtkörper 1.1 im Wesentlichen seine Ausgangsform einnimmt und die Stirnwandtülle 1 zumindest formschlüssig in der Stirnwandöffnung gehalten ist.
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Die 3 bis 7 zeigen jeweils eine Ausführungsform des Verformelementes 3, mittels dessen die Stirnwandtülle 1, insbesondere der Dichtkörper 1.1 derart verformbar ist, dass die Stirnwandtülle 1 ohne großen Kraftaufwand in die Stirnwandöffnung der Stirnwand S montierbar und aus dieser demontierbar ist.
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In einer in 3 gezeigten ersten Ausführungsform ist das Verformelement 3 als Schelle 3.1, insbesondere als Schlauchschelle, mit einer Schließöse als Verschlusselement ausgebildet.
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4 zeigt eine zweite Ausführungsform des Verformelementes 3, wobei dieses als Schelle 3.1 mit einer Zylinderschraube als Verschlusselement ausgebildet ist.
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Alternativ dazu ist das Verformelement 3 als Schelle 3.1 mit einem Verschlusselement in Form eines Schneckengewindes ausgebildet, wie in 5 dargestellt ist.
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Dabei ist das Verformelement 3 in den drei Ausführungsformen gemäß den 3 bis 5 aus Metall gebildet.
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In 6 ist eine vierte und in 7 eine fünfte Ausführungsform des Verformelementes 3 dargestellt, wobei diese aus Kunststoff gebildet sind. Das in der vierten Ausführungsform ausgebildete Verformelement 3 ist mittels einer Rastverbindung schließbar.
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Das in der fünften Ausführungsform dargestellte Verformelement 3 ist mittels einer Clipsverbindung schließbar.
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Unabhängig von der jeweiligen Ausführungsform ist das Verformelement 3 mittels seines jeweiligen Verschlusselementes verschließbar, wodurch sich ein Durchmesser des Verformelementes verringert.
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Zudem kann das Verformelement 3 unabhängig von der jeweiligen Ausführungsform zerstörungsfrei wieder geöffnet werden, wodurch sich der Durchmesser des Verformelementes 3 vergrößert und der Dichtkörper 1.1 nicht mehr zusammengedrückt, also verformt, wird.
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Insbesondere kann an dem Verformelement 3 in der vierten Ausführungsform eine Lasche angeordnet oder ausgebildet sein, so dass das Verformelement 3 in der vierten Ausführungsform durch eine auf die Lasche wirkende Zugkraft geöffnet werden kann. Bei wirkender Zugkraft bewegt sich ein Abschnitt des Verformelementes 3 relativ zu einem weiteren Abschnitt, wodurch sich das Verformelement 3 öffnet.
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Alternativ oder zusätzlich kann an dem Verformelement 3 in der vierten und fünften Ausführungsform ein Druckelement angeordnet oder ausgebildet sein, so dass sich das Verformelement 3 bei auf das Druckelement ausgeübten Druck öffnet und die Stirnwandtülle 1, insbesondere deren Dichtkörper 1.1, seine Ausgangsform einnimmt.
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Beispielsweise kann das Druckelement auch an der Stirnwand 2 angeordnet oder ausgebildet sein, wobei das Druckelement seitlich Druck auf das Verformelement 3 ausübt, so dass sich dieses öffnet, wenn die Stirnwandtülle 1 im Wesentlichen ideal in Bezug auf die Stirnwandöffnung positioniert ist. Dabei wirkt das Druckelement zudem als Abstandshalter.
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Ist das Verformelement 3 geöffnet, kann es von der Stirnwandtülle 1 entfernt werden oder im geöffneten Zustand an dem Dichtkörper 1.1 verbleiben.
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8 zeigt eine Schnittdarstellung eines Ausschnittes einer Verschlussart des Verformelementes 3 im geschlossenen Zustand in einer Ausbildung.
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Dabei sind zwei Stiftelemente 4, 5 vorgesehen, die verschiebbar in einer Aussparung 6 des Verformelementes 3 angeordnet sind, wobei ein Stiftelement 4 beim Positionieren der Stirnwandtülle 1 in der Stirnwandöffnung gegen ein weiteres Stiftelement 5 drückt.
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Dabei sind die beiden Stiftelemente 4, 5 derart dimensioniert, dass bei Erreichen einer optimalen Position des Dichtkörpers 1.1 relativ zu der Stirnwandöffnung das Stiftelement 4 das weitere Stiftelement 5 derart innerhalb des Verformelementes 3 positioniert, dass sich das Verformelement 3 öffnet, der Dichtkörper 1.1 im Wesentlichen seine Ausgangsform einnimmt und ein Randbereich der Stirnwandöffnung in die Nut N des Dichtkörpers 1.1 eingreift.
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In 9 ist eine Schnittdarstellung eines Ausschnittes einer Verschlussart des Verformelementes 3 im geschlossenen Zustand in einer weiteren Ausbildung gezeigt.
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Dabei ist ein Ende des Stiftelementes 4, insbesondere ein Stehbolzen, an der Stirnwand S angeordnet und das weitere Stiftelement 5 befindet sich in der Aussparung 6 des Verformelementes 3.
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Wird die Stirnwandtülle 1 mit dem Verformelement 3 in der umlaufenden Sicke S in Richtung der Stirnwand 2, d. h. der Stirnwandöffnung, positioniert, drückt das Stiftelement 4 in Form des Stehbolzens gegen das weitere Stiftelement 5, so dass sich das Verformelement 3 bei Erreichen der optimalen Position des Dichtkörpers 1.1 relativ zu der Stirnwandöffnung öffnet, wie in 10 gezeigt ist.
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Ist das Verformelement 3 geöffnet, nimmt der Dichtkörper 1.1 seine Ausgangsform ein und die Stirnwandtülle 1 ist zumindest formschlüssig an der Stirnwand 2 gehalten.
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In 11 ist eine Schnittdarstellung eines Ausschnittes der Stirnwandtülle 1 gezeigt.
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Die Montagekraft zur Anordnung der Stirnwandtülle 1 in der Stirnwandöffnung ist im Wesentlichen abhängig von den Durchmessern der Stirnwandtülle 1, insbesondere des Dichtkörpers 1.1 an einem ersten Punkt P1, welcher eine Dichtlippe darstellt, einem zweiten Punkt P2, welcher eine Dichtfläche bildet und einem Winkel des sich verjüngenden Bereiches B.
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Je größer die Durchmesser an dem ersten Punkt P1, der Dichtlippe, dem zweiten Punkt P2, der Dichtfläche, und je steiler der sich verjüngende Bereich B ausgebildet ist, desto größer ist die erforderliche Montagekraft zur Anordnung des Dichtkörpers 1.1 innerhalb der Stirnwandöffnung.
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Durch die Anordnung des Verformelementes 3 in der umlaufenden Sicke S ist der Dichtkörper 1.1 derart verformbar, dass der Durchmesser zumindest im Bereich des ersten Punktes P1 und des zweiten Punktes P2 verringert wird und der sich verjüngende Bereich B dadurch weniger steil ist.
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Die Demontagekraft zur Entnahme der Stirnwandtülle 1 aus der Stirnwandöffnung ist abgängig von einem Winkel der Flächen an einem dritten Punkt P3 und einem vierten Punkt P4 und einem Spaltmaß zwischen dem ersten Punkt P1 und einem fünften Punkt P5 und einem Durchmesser im Bereich des ersten Punktes P1 und des zweiten Punktes P2.
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Für eine aufzuwendende vergleichsweise hohe Demontagekraft sollte der Winkel der Flächen an dem dritten Punkt P3 und dem vierten Punkt P4 möglichst stumpf und das Spaltmaß zwischen dem ersten Punkt P1 und dem fünften Punkt P5 möglichst gering und der Durchmesser im Bereich des ersten Punktes P1 und des zweiten Punktes P2 möglichst groß sein, wodurch jedoch die Montagekraft wesentlich erhöht, wenn nicht sogar verhindert wird.
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Mittels des Verformelementes 3, welches bei der Montage geschlossen und im montierten Zustand geöffnet ist, wird zum Verhindern der Demontage der Winkel zwischen den Flächen zwischen dem dritten Punkt P3 und dem vierten Punkt P4 stumpfer und das Spaltmaß zwischen dem ersten Punkt P1 und dem fünften Punkt P5 ist kleiner. Zudem ist der Durchmesser im Bereich des ersten Punktes P1 und des zweiten Punktes P2 größer gewählt, wodurch die erforderliche Demontagekraft erhöht wird.
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Durch das während der Demontage geschlossene Verformelement 3 wird während der Demontage der Winkel der Flächen zwischen dem dritten Punkt P3 und dem vierten Punkt P4 spitzer und das Spaltmaß zwischen dem ersten Punkt P1 und dem fünften Punkt P5 größer. Weiterhin ist der Durchmesser im des ersten Punktes P1 und des zweiten Punktes P2 kleiner gewählt, wodurch die erforderliche Demontagekraft erhöht wird.
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Eine Dichtigkeit zwischen dem Dichtkörper 1.1 und der Stirnwandöffnung ist abhängig von einem Druck, den die Stirnwandtülle 1, insbesondere deren Dichtkörper 1.1 im Bereich der Nut N gegen den Randbereich der Stirnwandöffnung ausübt.
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Insbesondere ist die Dichtigkeit abhängig von dem ausgeübten Druck im Bereich des ersten Punktes P1 und dem ausgeübten Druck um Bereich des zweiten Punktes P2, wobei der Druck im Bereich des ersten Punktes P1 flächig und im Bereich des zweiten Punktes radial auf den Randbereich der Stirnwandöffnung ausgeübt wird.
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Für einen möglichst hohen radialen Druck sollte der Durchmesser am zweiten Punkt P2 im Verhältnis zur Stirnwandöffnung verhältnismäßig hoch sein, wodurch jedoch die Montage erschwert wird.
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Für einen möglichst hohen Druck im Bereich des ersten Punktes P1, der Dichtlippe, sollte der Winkel zwischen den Flächen an dem dritten Punkt P3 und dem vierten Punkt P4 möglichst stumpf und das Spaltmaß zwischen dem ersten Punkt P1 und dem fünften Punkt P5 möglichst gering sein, wodurch ebenfalls die Montagekraft zur Anordnung der Stirnwandtülle 1 in der Stirnwandöffnung relativ hoch ist.
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Mittels des Verformelementes 3 verringert sich der Durchmesser, insbesondere im sich verjüngenden Bereich B bei der Montage im Verhältnis zum Durchmesser der Stirnwandöffnung, wobei der Winkel zwischen den Flächen am dritten Punkt P3 und am vierten Punkt P4 stumpfer wird und sich das Spaltmaß zwischen dem ersten Punkt P1 und dem fünften Punkt P5 vergrößert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Stirnwandtülle
- 1.1
- Dichtkörper
- 2
- Stirnwand
- 3
- Verformelement
- 3.1
- Schelle
- 4
- Stiftelement
- 5
- weiteres Stiftelement
- 6
- Aussparung
- A
- Abschnitt
- B
- verjüngender Bereich
- N
- Nut
- P1
- erster Punkt
- P2
- zweiter Punkt
- P3
- dritter Punkt
- P4
- vierter Punkt
- P5
- fünfter Punkt
- S
- Sicke
- S1
- Steg
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 7098401 B1 [0002]
- EP 1193132 B1 [0003]
- DE 202008007624 U1 [0004]
