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Die Erfindung betrifft eine Dichtungseinrichtung für die Bereitstellung einer Durchgangsdichtung an einer Antriebseinheit sowie einer Antriebseinheit mit einer solchen Durchgangsdichtung.
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Antriebseinheiten mit einer Durchgangsdichtung finden beispielsweise bei Fahrzeug-Fensterhebern Verwendung. Die für die fremdkraftbetätigte Verstellung der Fensterscheibe vorgesehene Antriebseinheit wird hierbei üblicherweise in einem Nassraum, zum Beispiel innerhalb einer Fahrzeugtür, untergebracht. Für die Stromversorgung und/oder Steuerung der Antriebseinheit ist diese mit wenigstens einem elektrischen Verbindungsstück, z.B. einem Kabel mit Steckverbinder, insbesondere als Teil eines Kabelbaums, zu verbinden, wobei die über das elektrische Verbindungsstück mit der Antriebseinheit verbundenen elektrischen Komponenten vor Feuchtigkeit geschützt in einem Trockenraum untergebracht sind. Das elektrische Verbindungsstück muss folglich von dem Trockenraum in den Nassraum geführt werden, in dem die Antriebseinheit angeordnet ist. Das elektrischen Verbindungsstück wird an einem Anschlussabschnitt an einem Gehäuse der Antriebseinheit auf- oder eingesteckt.
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Um im Bereich des elektrischen Kontakts an dem Anschlussabschnitt des Gehäuses das Eindringen von Feuchtigkeit zu verhindern, ist eine Durchgangsdichtung vorgesehen. Diese dichtet den Anschlussabschnitt ab und verhindert üblicherweise auch, dass Feuchtigkeit aus dem Nassraum durch eine Durchgangsöffnung in den Trockenraum gelangt, durch die das elektrische Verbindungsstück zu dem Anschlussabschnitt geführt ist. Eine solche Durchgangsöffnung ist üblicherweise an einem Trägerbauteil, zum Beispiel einem Aggregateträger einer Fahrzeugtür, vorgesehen, an dem die Antriebseinheit festgelegt wird.
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Aus dem Stand der Technik, zum Beispiel der
DE 100 03 688 A1 und
DE 1 2004 000 345 T5 , bekannte Dichtungseinrichtungen sind als separat hergestellte Bauteile ausgeführt, die an den Anschlussabschnitt am Gehäuse der Antriebseinheit montiert werden, bevor die Antriebseinheit an einem Trägerbauteil angebracht und das elektrische Verbindungsstück an den Anschlussabschnitt angesteckt wird. Die separate Herstellung der Dichtungseinrichtung für die Bereitstellung der Durchgangsdichtung hat hierbei gegenüber einer einstückig mit dem Gehäuse der Antriebseinheit ausgeformten Durchgangsdichtung den Vorteil, dass die Herstellungskosten deutlich reduziert werden können. Wird die Durchgangsdichtung in einem 2-Komponenten- oder 3-Komponenten-Spritzgießverfahren einstückig an dem Gehäuse ausgebildet, bedingt dies hohe Werkzeugkosten aufgrund einer vergleichsweise komplexen Werkzeuggestaltung, insbesondere mit Blick auf die Entformung des hergestellten Gehäuses mit der hieran angespritzten Durchgangsdichtung.
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Bei einer separat hergestellten Dichtungseinrichtung für die Durchgangsdichtung besteht wiederum die Schwierigkeit, diese einerseits sicher an dem Anschlussabschnitt des Gehäuses zu fixieren und andererseits die gewünschte Dichtwirkung zu erzielen, wenn die Antriebseinheit bestimmungsgemäß mit der Dichtungseinrichtung montiert wurde. Dementsprechend sehen auch die aus der
DE 100 03 688 A1 und 11 2004 000 345 T5 bekannten Dichtungseinrichtungen jeweils ein Dichtungselement aus einem elastischen Material für die dichtende Anlage an einem Rand der Durchgangsöffnung vor, durch die das elektrische Verbindungsstück geführt wird, sowie einen Befestigungsteil, über den die Dichtungseinrichtung an dem Anschlussabschnitt des Gehäuses fixiert wird. Die als separat mit dem Gehäuse der Antriebseinheit zu verbindende, einstückig hergestellte Dichtungseinrichtungen der
DE 100 03 688 A1 sieht hierbei eine vergleichsweise aufwändige Fixierungsmechanik für die Fixierung des Befestigungsteils an dem Anschlussabschnitt des Gehäuses vor. Bei der Dichtungseinrichtung der
DE 11 2004 000 345 T5 wiederum integriert der Befestigungsteil gleichzeitig einen Steckerabschnitt, der in eine Steckeröffnung des Gehäuses eingesteckt und elektrisch leitend mit der Steuerelektronik der Antriebseinheit gekoppelt wird. Beide Lösungsansätze erschweren die Montage der Dichtungseinrichtung und/oder erhöhen die Herstellungskosten für die Dichtungseinrichtung.
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Darüber hinaus ist auch jeweils eine Anpassung des Designs der Dichtungseinrichtung für unterschiedliche Modelle von Antriebseinheiten nur äußerst aufwendig möglich, da stets die gesamte Konstruktion verändert werden muss.
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Hiervon ausgehend liegt der gegenständlichen Lösung die Aufgabe zugrunde, eine Dichtungseinrichtung und eine Antriebseinheit bereitzustellen, die in dieser Hinsicht verbessert sind.
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Diese Aufgabe wird mit einer Dichtungseinrichtung nach Anspruch 1 sowie mit einer Antriebseinheit nach Anspruch 18 gelöst.
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Demnach ist eine Dichtungseinrichtung für die Bereitstellung einer Durchgangsdichtung an einer Antriebseinheit vorgeschlagen, die ein Dichtungselement aus einem elastischen Material sowie einen Befestigungsteil aus einem gegenüber dem Material des Dichtungselements härteren Material für die (nachträgliche) Fixierung der Dichtungseinrichtung an einem Anschlussabschnitt eines Gehäuses der Antriebseinheit aufweist. Die Dichtungseinrichtung ist damit aus zwei unterschiedlichen Materialien hergestellt, um das Dichtungselement einerseits und den Befestigungsteil andererseits auszubilden. Ferner ist vorgesehen, dass das Dichtungselement einen ersten Verbindungsabschnitt aufweist und der Befestigungsteil einen zweiten Verbindungsabschnitt aufweist, wobei
- - das Dichtungselement und der Befestigungsteil an den ersten und zweiten Verbindungsabschnitten aneinander fixiert sind und
- - sich das Dichtungselement mit dem ersten Verbindungsabschnitt und der Befestigungsteil mit dem zweiten Verbindungsabschnitt entlang einer Längsachse der Dichtungseinrichtung erstrecken, sodass sich bei bestimmungsgemäßer Fixierung der Dichtungseinrichtung an dem Anschlussabschnitt sowohl der erste Verbindungsabschnitt als auch der zweite Verbindungsabschnitt an einer äußeren Mantelfläche des Anschlussabschnitts entlang erstrecken.
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Über die ersten und zweiten Verbindungsabschnitte liegen somit sowohl das Dichtungselement als auch der Befestigungsteil an einer Außenseite des Anschlussabschnitts vor, sodass der - vorzugsweise einen Anschluss für einen Steckverbinder aufweisende - Anschlussabschnitt einerseits zumindest teilweise von der Dichtungseinrichtung umschlossen ist und andererseits an der äußeren Mantelfläche mit der Dichtungseinrichtung verbunden ist. Das weichere, elastische Material des Dichtungselements liegt hierbei ebenfalls in einem Bereich der Dichtungseinrichtung vor, in dem die Fixierung an dem Anschlussabschnitt über den Befestigungsteil bereitgestellt wird. Dies stellt einerseits sicher, dass auch an der äußeren Mantelfläche Abschnitte des elastischen Materials des Dichtungselements vorhanden sind. Andererseits sind hierüber die beiden unterschiedlichen Komponenten der Dichtungseinrichtung ein einfacher Art und Weise dauerhaft miteinander zu verbinden.
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Die Dichtungseinrichtung ist über ihren Befestigungsteil vorzugsweise dazu eingerichtet und vorgesehen, an einem zylinderförmig, insbesondere säulenartig vorstehenden Anschlussabschnitt des (Antriebs-) Gehäuses montiert zu werden, um eine Durchgangsdichtung für das hieran wenigstens eine anzuschließende elektrische Verbindungsstück bereitzustellen. In diesem Zusammenhang ist beispielsweise vorgesehen, dass die ersten und zweiten Verbindungsabschnitte einen längserstreckten Verbindungskörper der Dichtungseinrichtung für die Verbindung mit dem Anschlussabschnitt definieren. Dieser Verbindungskörper wird dann in einer Ausführungsvariante für die bestimmungsgemäße Montage an das Gehäuse der Antriebseinheit auf den zylinderförmigen Anschlussabschnitt aufgesteckt.
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Dementsprechend kann der Verbindungskörper hülsenförmig ausgebildet sein. In einem Ausführungsbeispiel weist ein hülsenförmiger Verbindungskörper mindestens eine seitliche Aussparung auf, an der eine Wandung des Verbindungskörpers unterbrochen ist. Eine solche seitliche Aussparung ermöglicht beispielsweise die Anbringung der Dichtungseinrichtung an einem zylinderförmigen Anschlussabschnitt des Gehäuses, der seitlich an dem Gehäuse ausgeformt ist, sodass die äußeren Mantelfläche des Anschlussabschnitts einen Teil der Außenkontur der Antriebseinheit definiert. Grundsätzlich ist es nicht zwingend, dass ein zylinderförmiger Anschlussabschnitt oder ein hülsenförmiger Verbindungskörper der Dichtungseinrichtung eine kreissektorförmige oder sogar kreisförmige Grundfläche aufweisen. Dies ist lediglich in einer möglichen Ausführungsvariante vorgesehen.
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Das Dichtungselement bildet in einer Ausführungsvariante einen Dichtrand für die dichtende Anlage an dem Rand der Durchgangsöffnung des Trägerbauteils aus, durch die das wenigstens eine elektrische Verbindungsstück - mit einem vorzugsweise ungedichteten Steckverbinder - ragt. Der Dichtrand erstreckt sich hierbei beispielsweise radial bezüglich eines axial vorstehenden Dichtkragens des Dichtungselements, der für das Eingreifen in die Durchgangsöffnung des Trägerbauteils vorgesehen ist. Bei der Anbringung der Antriebseinheit an dem Trägerbauteil wird folglich der axial vorstehende Dichtkragen in die Durchgangsöffnung des Trägerbauteils eingesteckt und der Dichtrand liegt außen am Rand der Durchgangsöffnung dichtend an.
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In einer Ausführungsvariante ist zwischen dem Dichtrand und dem durch die ersten und zweiten Verbindungsabschnitte definierten Verbindungskörper der Dichtungseinrichtung ein elastisch deformierbarer und beispielsweise balgartig ausgebildeter Kompressionsbereich vorgesehen. Dieser Kompressionsbereich, der zum Beispiel Teil des Dichtungselements und damit ebenfalls aus dem weicheren Material hergestellt ist, ist für die dichtende Anlage des Dichtungselements an dem Trägerbauteil elastisch verformbar. So ist über den Kompressionsbereich eine elastische Verformung zugelassen, um die Dichtungseinrichtung an dem Dichtrand mit ausreichendem Dichtungsdruck gegen den Rand der Durchgangsöffnung pressen zu können.
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Für die dichtende Anlage an dem Gehäuse kann die Dichtungseinrichtung wenigstens zwei räumlich zueinander beabstandete Dichtlippenabschnitte ausbilden. Über diese Dichtlippenabschnitte liegt die bestimmungsgemäß montierte Dichtungseinrichtung im Bereich des Anschlussabschnitts dichtend an dem Gehäuse an. Die wenigstens zwei Dichtlippenabschnitte können hierfür jeweils längserstreckt, d.h., mit längserstreckten und insbesondere geradlinig verlaufenden Dichtlippen, ausgebildet sein. Dies vereinfacht insbesondere die Abdichtung an einem zylinderförmigen Anschlussabschnitt des Gehäuses.
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Die Dichtlippenabschnitte sind vorzugsweise aus dem elastischen Material des Dichtungselements ausgeformt. In diesem Zusammenhang ist in einer Ausführungsvariante vorgesehen, dass die Dichtlippenabschnitte an dem ersten Verbindungsabschnitt des Dichtungselements ausgeformt sind.
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Dementsprechend kann insbesondere vorgesehen sein, dass die wenigstens zwei Dichtlippenabschnitte jeweils an dem Verbindungskörper ausgebildet sind, der durch die ersten und zweiten Verbindungsabschnitte aus Weich- und Hartkomponente definiert ist. Bei der Ausbildung der wenigstens zwei Dichtlippenabschnitte an dem Verbindungskörper kann in einer Weiterbildung auch vorgesehen sein, dass Dichtlippenabschnitte jeweils an Randabschnitten des Verbindungskörpers vorgesehen sind, die einander an der seitlichen Aussparung des Verbindungskörpers gegenüber liegen. Es sind hier folglich Dichtlippenabschnitte an die Aussparung berandenden Randabschnitten des Verbindungskörpers vorgesehen, sodass der Verbindungskörper im Bereich der Aussparung dichtend an einer Wandung des Gehäuses anliegen kann. Im montierten Zustand der Dichtungseinrichtung liegen dann folglich die Dichtlippenabschnitte an einer (äußeren) Wandung des Gehäuses an.
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In einer Ausführungsvariante sind einander an einer seitlichen Aussparung gegenüberliegende Dichtlippenabschnitte derart vorgesehen, dass die Dichtlippenabschnitte in unterschiedlichen und beispielsweise unter einem Winkel zueinander orientierten Dichtebenen verlaufen. Beispielsweise können die Dichtlippenabschnitte an zwei sich gegenüberliegenden Randabschnitten derart vorgesehen sein, dass im bestimmungsgemäß montierten Zustand der Dichtungseinrichtung ein erster, vorzugsweise längserstreckter Dichtlippenabschnitt eine erste Dichtebene an einer Gehäusewandung definiert und der wenigstens eine andere zweite, ebenfalls vorzugsweise längserstreckte Dichtlippenabschnitt eine zweite Dichtebene an einer Gehäusewandung definiert, wobei die ersten und zweiten Dichtebenen unter einem Winkel, insbesondere im Bereich von 10° bis 120°, z.B. im Bericht von 90°, zueinander orientiert sind und damit nicht parallel verlaufen. Beispielsweise können die ersten und zweiten Dichtebenen zueinander senkrecht orientiert sein. Unabhängig von der Orientierung der Dichteebnen können die Dichtlippenabschnitte zueinander parallel verlaufen. Hierbei können die Dichtlippenabschnitte jedoch derart ausgebildet sein, dass sie im bestimmungsgemäß montierten Zustand der Dichtungseinrichtung an zwei unterschiedlichen Gehäusewandungen oder Gehäusewandungsbereichen anliegen, die sich im Wesentlichen oder genau zueinander senkrecht erstrecken.
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Die ersten und zweiten Verbindungsabschnitte sind in einer Ausführungsvariante über mindestens zwei Formschlusselemente formschlüssig miteinander verbunden und lösbar oder unlösbar aneinander fixiert. Hierbei kann ein erstes Formschlusselement des ersten Verbindungsabschnitts des Dichtungselements eine Verbindungsnut umfassen oder einen - zum Beispiel radial bezüglich der Längsachse der Dichtungseinrichtung vorstehenden - Verbindungssteg oder einen - zum Beispiel radial bezüglich der Längsachse vorstehenden - Verbindungszapfen umfassen. Alternativ oder ergänzend kann ein zweites Formschlusselement des zweiten Verbindungsabschnitts des Befestigungsteils eine Verbindungsnut, einen Verbindungssteg und/oder einen Verbindungszapfen umfassen. Dementsprechend kann beispielsweise ein Verbindungssteg oder ein Verbindungszapfen des einen (ersten oder zweiten) Verbindungsabschnitts in eine hiermit korrespondierende Verbindungsnut des anderen (zweiten oder ersten) Verbindungsabschnitts eingreifen, um die beiden Verbindungsabschnitte formschlüssig aneinander festzulegen.
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Zur Gewährleistung einer dauerhaften und sicheren Verbindung der ersten und zweiten Verbindungsabschnitte miteinander können mehrere Formschlusselemente an dem ersten und/oder an dem zweiten Verbindungsabschnitt ausgebildet sein, die entlang einer Umfangsrichtung um die Längsachse der Dichtungseinrichtung zueinander beabstandet sind. Beispielsweise können die Formschlusselemente an dem ersten und zweiten Verbindungsabschnitt in einem Intervall von 10° bis 180°, insbesondere in einem Intervall von 10° bis 90°, insbesondere von 30° bis 75° in der Umfangsrichtung zueinander versetzt sein.
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Der Befestigungsteil und das Dichtungselement der Dichtungseinrichtung sind in einer Ausführungsvariante als 2-Komponenten-Spritzgussteil ausgebildet. Der Befestigungsteil und das Dichtungselement sind folglich in einem Spritzgießverfahren aus den wenigstens zwei unterschiedlichen Materialien hergestellt und aneinander gespritzt. Hierbei kann zum Beispiel der Befestigungsteil aus dem härteren Material zunächst gespritzt worden sein und das weichere Dichtungselement ist im Anschluss an das Befestigungsteil gespritzt worden. Bei dem Material für den Befestigungsteil und bei dem Material für das Dichtungselement kann es sich jeweils um ein Kunststoffmaterial handeln. Das Dichtungselement ist beispielsweise aus einem thermoplastischen Elastomer gespritzt.
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In einer Ausführungsvariante ist der zweite Verbindungsabschnitt des Befestigungsteils im Querschnitt C-förmig um die Längsachse ausgebildet und überdeckt den ersten Verbindungsabschnitt des Dichtungselements wenigstens teilweise. Unter einer wenigstens teilweisen Überdeckung des ersten Verbindungsabschnitts wird hierbei verstanden, dass der zweite Verbindungsabschnitt des Befestigungsteils den ersten Verbindungsabschnitt wenigstens teilweise an einer bezüglich der Längsachse radial außen liegenden Seiten überdeckt. Der zweite Verbindungsabschnitt erstreckt sich folglich C-förmig entlang einer Umfangsrichtung um die Längsachse der Dichtungseinrichtung und bildet hierbei (im Bereich des Befestigungsteils) eine Außenseite der Dichtungseinrichtung.
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Der Befestigungsteil kann grundsätzlich für eine formschlüssige Verbindung mit dem gehäuseseitigen Anschlussabschnitt der Antriebseinheit ausgebildet sein. Zum Beispiel ist der Befestigungsteil mit wenigstens einem Formschlusselement, beispielsweise in Form einer Längsnut, einer Zapfens oder eines Steges ausgebildet, das für das Zusammenwirken mit einem komplementären Formschlusselement ausgebildet ist, beispielsweise in Form eines Zapfens oder Steges für die Längsnut des Befestigungsteil oder einer Längsnut für den Zapfen oder Steg des Befestigungsteil. Bei einer auf einer solchen formschlüssigen Verbindungskonstruktion basierenden Variante weist der Befestigungsteil, für die Fixierung der Dichtungseinrichtung an dem Anschlussabschnitt des Gehäuses, mindestens eine Längsnut zur Aufnahme eines gehäuseseitigen Formschlusselements und/oder mindestens ein Formschlusselement zur Einführung in eine gehäuseseitige Längsnut des Anschlussabschnittes auf.
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Bei einer formschlüssigen Verbindung, die über mindestens eine Längsnut an dem Befestigungsteil oder dem Anschlussabschnitt definiert wird, kann die vorgefertigte Dichtungseinrichtung vergleichsweise einfach und schnell an den Anschlussabschnitt entlang einer Montagerichtung gesteckt werden, die parallel zur Längsachse der Dichtungseinrichtung verläuft. Wird wiederum die Antriebseinheit entlang einer parallel und entgegengesetzt zu der Montagerichtung verlaufenden Anbringungsrichtung an dem Trägerbauteil montiert, ist ohne zusätzliche Sicherungsmaßnahmen gewährleistet, dass die Dichtungseinrichtung bei bestimmungsgemäßer Montage zuverlässig und dichtend an dem Anschlussabschnitt gehalten bleibt und nicht von der Antriebseinheit entfernt werden kann, ohne die komplette Antriebseinheit von dem Trägerbauteil zu trennen.
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Mindestens eine Längsnut des Befestigungsteils und/oder mindestens ein Formschlusselement des Befestigungsteils, das in eine Längsnut des gehäuseseitigen Anschlussabschnitts einzuführen ist, weist beispielsweise einen schwalbenschwanzförmigen Querschnitt auf. Hierüber ist einerseits das axiale Aufstecken der Dichtungseinrichtung an den Anschlussabschnitt gewährleistet, sowie andererseits eine radiale Arretierung des Befestigungsteil und damit der Dichtungseinrichtung an dem Anschlussabschnitt gegeben.
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Basierend auf dem Grundgedanken der Erfindung, eine 2-Komponenten-Dichtungseinrichtung bereitzustellen, bei der aus den zwei unterschiedlichen Materialien des Dichtungselements und des Befestigungsteils erste und zweite Verbindungsabschnitte gebildet sind, die sich im montierten Zustand längs einer äußeren Mantelfläche eines Anschlussabschnitts erstrecken, wird des Weiteren eine Antriebseinheit mit einer entsprechenden Dichtungseinrichtung vorgeschlagen. Eine solche Antriebseinheit umfasst ein Gehäuse, das für den Anschluss wenigstens eines elektrischen Verbindungsstücks, z.B. eines Kabels, einen Anschlussabschnitt aufweist. Ferner umfasst die Antriebseinheit eine an den Anschlussabschnitt montierten und eine Durchgangsdichtung bereitstellende Dichtungseinrichtung für die Abdichtung des Anschlussabschnitts, wenn das Gehäuse über die Dichtungseinrichtung an einem Trägerbauteil im Bereich einer Durchgangsöffnung des Trägerbauteils anliegt, durch die das elektrische Verbindungsstück hindurchragt. Die Dichtungseinrichtung weist einerseits ein Dichtungselement aus einem elastischen Material für die dichtende Anlage an einem Rand der Durchgangsöffnung des Trägerbauteils sowie einen Befestigungsteil aus einem gegenüber dem Material des Dichtungselements härteren Material auf, wobei über den Befestigungsteil die Dichtungseinrichtung an dem Anschlussabschnitt fixiert ist. Das Dichtungselement weist einen ersten Verbindungsabschnitt auf und der Befestigungsteil weist einen zweiten Verbindungsabschnitt auf, wobei
- - das Dichtungselement und der Befestigungsteil an den ersten und zweiten Verbindungsabschnitten aneinander fixiert sind und
- - sich sowohl das Dichtungselement mit dem ersten Verbindungsabschnitt als auch der Befestigungsteil mit dem zweiten Verbindungsabschnitt entlang einer Längsachse der Dichtungseinrichtung und damit entlang einer äußeren Mantelfläche des Anschlussabschnitts erstrecken.
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Hierbei kann selbstverständlich die Dichtungseinrichtung der Antriebseinheit wie vorstehend erläutert ausgebildet sein.
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Die Antriebseinheit ist beispielsweise zum Antreiben eines Fahrzeug-Fensterhebers eingerichtet und vorgesehen. Vor diesem Hintergrund ist im Übrigen auch ein Fahrzeugfensterheber zum fremdkraftbetätigten Verstellen einer Fensterscheibe eines Fahrzeugs vorgeschlagen, der eine Antriebseinheit mit einer entsprechend ausgestalteten Dichtungseinrichtung umfasst, über die die Antriebseinheit im Bereich einer Durchgangsöffnung eines Trägerbauteils angebracht werden kann, sodass keine Feuchtigkeit an den Anschlussabschnitt gelangt, wenn an diesen ein Kabel mit einem ungedichteten Steckverbinder gesteckt ist.
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Die beigefügten Figuren veranschaulichen exemplarisch mögliche Ausführungsvarianten der vorliegend vorgeschlagenen Lösung.
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Hierbei zeigen:
- 1A-1C in verschiedenen Ansichten eine Ausführungsvariante einer Antriebseinheit für einen Fahrzeug-Fensterheber mit einer an einen Anschlussabschnitt bestimmungsgemäß montierten 2-Komponenten-Dichtungseinrichtung;
- 2 in perspektivischer Ansicht die Antriebseinheit ohne die Dichtungseinrichtung;
- 3 eine vergrößerte Darstellung des Anschlussabschnitts des Gehäuses der Antriebseinheit;
- 4A-4D in verschiedenen Ansichten die Dichtungseinrichtung mit einem Dichtungselement und einem Befestigungsteil;
- 5 in Seitenansicht die an einem Trägerbauteil angebrachte Antriebseinheit.
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Die 5 zeigt eine Antriebseinheit 1 für die fremdkraftbetätigte Verstellung einer hier nicht dargestellten Fensterscheibe eines Kraftfahrzeugs. Die Antriebseinheit 1 ist dementsprechend Teil eines Fensterhebers des Kraftfahrzeugs, der beispielsweise in einer Fahrzeugtür untergebracht ist. Die Antriebseinheit 1 ist hierbei in einem Nassraum NR angeordnet, der in einem Hohlraum der Fahrzeugtür gebildet ist, und gegenüber einem dem Fahrzeuginnenraum zugewandten Trockenraum TR abgedichtet ist. Ein Trägerbauteil T, an dem die Antriebseinheit 1 innerhalb des Nassraums NR angeordnet ist, kann beispielsweise für eine entsprechende Trennung des Nassraums NR und des Trockenraumes TR vorgesehen sein.
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Die Antriebseinheit 1 weist ein Gehäuse 10 auf, an dem eine Motoreinheit 11 fixiert ist und in dem Getriebeelemente und elektronische Komponenten vor Feuchtigkeit geschützt untergebracht sind. Dementsprechend definiert das Gehäuse 10 einen Getriebeabschnitt 12 für die Unterbringung der Getriebeelemente sowie einen - hier über einen Deckel separat verschließbaren - Gehäuseabschnitt 13 für die Aufnahme von Elektronikkomponenten, wie zum Beispiel einer Steuerplatine.
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Um über die Antriebseinheit 1 eine fremdkraftbetätigte Verstellung der Fensterscheibe steuern zu können, ist die Antriebseinheit 1 an eine fahrzeuginterne Stromversorgung anzuschließen sowie mit einer übergeordneten Steuerungselektronik zu verbinden. Die Antriebseinheit 1 muss dementsprechend mit im Trockenraum TR geschützt untergebrachten Komponenten über wenigstens ein elektrisches Verbindungsstück, hier in Form wenigstens eines Kabels eines Kabelbaums K, verbunden werden. Um hierfür einen ungedichteten Steckverbinder am Ende des Kabels respektive des Kabelbaumes K nutzen zu können, der an eine Anschlussbuchse an der Außenseite des Gehäuse 10 gesteckt wird, muss ein diese Anschlussbuchse aufweisender Anschlussabschnitt 100 (vgl. z.B. 1A bis 1C) an der Antriebseinheit 1 selbst abgedichtet sein. Hierfür ist eine Dichtungseinrichtung 2 vorgesehen, über die die Antriebseinheit 2 auf der Nassraumseite an dem Trägerbauteil T dichtend anliegt, sodass der Kabelbaum K durch eine Durchgangsöffnung in dem Trägerbauteil T mit der Antriebseinheit 1 verbunden werden kann und der Anschluss auf der Nassraumseite abgedichtet ist. Dabei kann infolge der Dichtungseinrichtung 2 auch keine Feuchtigkeit durch die Durchgangsöffnung des Trägerbauteils T in den Trockenraum TR gelangen.
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Die an die Antriebseinheit 2 montierte Dichtungseinrichtung 2 weist hierbei ein Dichtungselement 21 aus einem thermoplastischen Elastomer auf. Dieses Dichtungselement 21 bildet einen Dichtrand 210 aus, deren an dem Rand der Durchgangsöffnung des Trägerbauteils T dichtend anliegt. Der Dichtrand 210 umgibt dabei radial einen axial vorspringenden Dichtkragen 210a des Dichtungselements 21, der in die Durchgangsöffnung des Trägerbauteils T eingesteckt ist. Der Dichtkragen 210a steht ringförmig axial an dem Dichtungselement 21 vor und weist einen Außendurchmesser auf, der eine dichtende Passung mit der Durchgangsöffnung des Trägerbauteils T ermöglicht.
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An den Dichtrand 210 schließt sich in Richtung der Antriebseinheit 1 ein Balgbereich 211 an, der über seine elastische Verformbarkeit sicherstellt, dass die Antriebseinheit 1 mit ausreichendem Anpressdruck auf der Nassraumseite gegen das Trägerbauteil T gedrückt werden kann, um eine abdichtende Anlage des Dichtrandes 210 an dem Trägerbauteil T sicherzustellen.
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Wie anhand der Figuren 1A-1C, 2, 3 und 4A-4D näher veranschaulicht ist, ist die Dichtungseinrichtung 2 vorliegend als 2-Komponenten-Kunststoff-Spritzgussteil ausgebildet und weist neben dem aus einer Weichkomponente hergestellten Dichtungselement 21 einen aus einer Hartkomponente, vorliegend gleichfalls aus Kunststoff hergestellten Befestigungsteil 20 auf. Der Befestigungsteil 20 stellt hierbei die Fixierung an dem Gehäuse 10 der Antriebseinheit 1 sicher. So erstreckt sich der Befestigungsteil 20 im montierten Zustand der Dichtungseinrichtung 2 federklemmenartig mit C-förmiger Außenkontur um einen als seitlichem zylindrischen Fortsatz ausgebildeten Anschlussabschnitt 100 des Gehäuses 10, an dem ein Steckverbinderanschluss S, hier in Form einer Anschlussbuchse, für die Verbindung mit dem Kabelbaum K vorgesehen ist. Der Anschlussabschnitt 100 weist dabei eine kreissektorförmige Grundfläche auf und ist im Bereich des Gehäuseabschnitts 13 der Antriebseinheit 1, in dem deren Elektronik untergebracht ist.
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Das Dichtungselement 21 erstreckt sich mit einem ersten Verbindungsabschnitt 213 entlang einer Längsachse L der Dichtungseinrichtung 2 (vergleiche zum Beispiel 4A) an einer äußeren Mantelfläche 102 des Anschlussabschnitts 100 entlang, wie auch der Befestigungsteil 20 mit einem zweiten Verbindungsabschnitt 201. Das Dichtungselement 21 mit seinem ersten Verbindungsabschnitt 213 und der Befestigungsteil 20 mit seinem zweiten Verbindungsabschnitt 201 definieren hierbei einen hülsenförmigen Verbindungskörper 2A der Dichtungseinrichtung 2, von dem der Balgbereich 211 und der Dichtrand 210 mit dem Dichtkragen 210a axial vorstehen und der auf den zylinderförmigen Anschlussabschnitt 100 des Gehäuses 10 aufgesteckt wird, um die Dichtungseinrichtung 2 bestimmungsgemäß an dem Gehäuse 10 zu fixieren. Im Bereich der ersten und zweiten Verbindungsabschnitte 213 und 201 sind die beiden aus unterschiedlichen Materialien hergestellten Elemente der Dichtungseinrichtung 2, Dichtungselement 21 einerseits und Befestigungsteil 20 andererseits, aneinander fixiert und bilden mit ihren unterschiedlichen Materialien den Verbindungskörper 2A aus, der auf den Anschlussabschnitt 100 aufgesteckt wird. Der Verbindungskörper 2A erstreckt sich unterhalb eines Bodens 212 des Dichtungselements 21. An diesem Boden 212 aus der Weichkomponente ist eine Steckeröffnung SO ausgebildet, durch die ein Steckverbinder des Kabelbaums K in den Steckeranschluss S des Anschlussabschnitts 100 eingesteckt werden kann, wenn die Dichtungseinrichtung 2 bestimmungsgemäß an das Gehäuse 10 montiert ist.
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Der erste Verbindungsabschnitt 213 des Dichtungselements 21 bildet ferner eine sich an den Balgbereich 211 und den Boden 212 anschließende Basis 2130 aus, die vorliegend eine kreisbogenförmige Kontur aufweist und dementsprechend konvex gewölbt ist. An dieser Basis sind sich axial bezüglich der Längsachse L und von dem Balgbereich 211 weg erstreckende Abschnitte ausgeformt, die strebenartig von der Basis 2130 abstehen. Die einzelnen (Längs-) Streben sind dabei vorliegend in einer Umfangsrichtung um die Längsachse L im Bereich von 60° bis 75° zueinander versetzt.
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Zwei dieser Streben definieren zwei sich gegenüberliegende Randabschnitte 22a und 22b eines Seitenfensters 22 an dem eine Wandung des Verbindungskörpers 2A unterbrochen ist, um die Dichtungseinrichtung 2 auf den seitlich vorspringenden Anschlussabschnitt 100 aufstecken zu können. An den Randabschnitten 22a und 22b ist jeweils eine parallel zur Längsachse L verlaufende Verbindungsnut 2131 oder 2136 als erstes Formschlusselement ausgebildet. Die jeweilige Verbindungsnut 2131 oder 2136 weist einen schwalbenschwanzförmigen Querschnitt auf und nimmt formschlüssig einen längserstreckten Verbindungssteg 2011 oder 2016 auf, der als zweites Formschlusselement an dem zweiten Verbindungsabschnitts 201 des Befestigungsteil 20 ausgebildet ist.
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An den sich an dem Seitenfenster 22 gegenüberliegenden Randabschnitten 22a und 22b des Verbindungskörpers 2A sind ferner jeweils längs der Längsachse L verlaufende längserstreckte Dichtlippenabschnitte DL1 und DL2 ausgebildet. Die zueinander parallel verlaufenden Dichtlippenabschnitte DL1 und DL2 sind somit aus der Weichkomponente des Dichtungselements 21 ausgeformt. Wie insbesondere anhand der Schnittdarstellung der 1C veranschaulicht ist, liegt die Dichtungseinrichtung 2 im bestimmungsgemäß montierten Zustand über diese Dichtlippenabschnitte DL1 und DL2 dichtend an (äußeren) Gehäusewänden 130a und 130b an. Diese Gehäusewände 130a, 130b grenzen an den Anschlussabschnitt 100 an und sind von dem Gehäuseabschnitt 13 des Gehäuses 10 ausgebildet.
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Die Gehäusewände 130a und 130b sind dabei vorliegend zueinander senkrecht verlaufend orientiert. Dementsprechend sind über die beiden Dichtlippenabschnitte DL1 und DL2 erste und zweite Dichtebenen für die dichtende Anlage der Dichtungseinrichtung 2 an dem Gehäuse 1 definiert, die unter einem Winkel von 90° und damit senkrecht zueinander orientiert sind und jeweils parallel zur Längsachse L der Dichtungseinrichtung 2 verlaufen. Die aus der Weichkomponente an dem Verbindungskörper 2A ausgebildeten Dichtlippenabschnitte DL1 und DL2 sind somit durch das Seitenfenster 22 räumlich voneinander separiert und einander gegenüberliegend vorgesehen. Darüber hinaus stehen Dichtlippenabschnitte DL1, DL2 (mit ihren Dichtlippen) in unterschiedliche, zueinander senkrechte Raumrichtungen vor, um eine dichtende Anlage des Verbindungskörpers 2A an dem Gehäuseabschnitt 13 und damit an dem Gehäuse 10 sicherzustellen.
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Die weiteren von der Basis 2130 vorstehenden (Längs-) Streben des Dichtungselements 20 bilden weitere erste Formschlusselemente, hier in Form von Verbindungsstegen 2132-2135, aus. Diese im Querschnitt ebenfalls schwalbenschwanzförmigen Verbindungsstege 2132-2135 sind wiederum in korrespondierenden Verbindungsnuten 2012-2015 des Befestigungsteils 20 formschlüssig aufgenommen, die zweite Formschlusselemente definieren. Über die Verbindungsstege und -nuten 2131-2136 des Dichtungselements 21 und die Verbindungsnuten und -stege 2011-2016 des Befestigungsteil 20 als ersten und zweiten Formschlusselementen der ersten und zweiten Verbindungsabschnitte 213 und 201 sind folglich das Dichtungselement 21 und der Befestigungsteil 20 formschlüssig miteinander verbunden und definieren den hülsenförmigen Verbindungskörper 2A mit dem Seitenfenster 22.
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Die mehreren in Umfangsrichtung zueinander versetzten, längserstreckten Verbindungsstege 2132-2135 des Dichtungselements 21, die jeweils in einer Verbindungsnut 2012-2015 aufgenommen sind, sind vorliegend an einer Innenseite des Befestigungsteils 20 ausgebildet. Derart wird eine radial außen liegenden Seite vollständig von dem Befestigungsteil 20 gebildet und die Verbindungsstege 2132-2135 des Dichtungselements 21 sind hiervon vollständig überdeckt.
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An der Innenseite des Befestigungsteils 20 sind auch zwei sich gegenüberliegende Längsnuten 202a und 202b des Befestigungsteils 20 ausgeformt. Diese Längsnuten 202a und 202b weisen ebenfalls einen schwalbenschwanzförmigen Querschnitt auf. Die Längsnuten 202a und 202b dienen der Aufnahme von längserstreckten Verbindungsstegen 101a und 101b, die an der äußeren Mantelfläche 102 des Anschlussabschnitts 100 ausgebildet sind. Wird die Dichtungseinrichtung 2 mit dem Verbindungskörper 2A auf den Anschlussabschnitt 100 des Gehäuses 10 entlang einer zu der Längsrichtung L parallelen Montagerichtung aufgesteckt, greifen die gehäuseseitigen Verbindungsstege 101a und 101b in die Längsnuten 202a und 202b des Befestigungsteil 20 und stellen damit eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Anschlussabschnitt 100 und der Dichtungseinrichtung 2 sicher. Der Verbindungskörper 2A umschließt hierbei im montierten Zustand der Dichtungseinrichtung 2 die äußere Mantelfläche 102 des Anschlussabschnitts 100 und ist über die gehäuseseitigen Verbindungsstege 101a, 101b und die Längsnuten 202a, 202b, die dritte und vierte Formschlusselemente bilden, an dem Anschlussabschnitt 100 formschlüssig gehalten und radial gesichert. Indem ferner die Montagerichtung der Dichtungseinrichtung 2 auf den Anschlussabschnitt 100 entgegengesetzt zu einer Anbringungsrichtung verläuft, entlang der die Antriebseinheit 1 auf der Nassraumseite gegen das Trägerbauteil T im Bereich der Durchgangsöffnung angebracht wird, ist die 2-Komponenten-Dichtungseinrichtung 2 nicht von dem Gehäuse 10 entfernbar, solange die Antriebseinheit 1 bestimmungsgemäß an dem Trägerbauteil T angeordnet ist.
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Grundsätzlich können das Dichtungselement 21 und der Befestigungsteil 20 der Dichtungseinrichtung 2 unabhängig voneinander hergestellt und anschließend miteinander formschlüssig verbunden werden. Im Zuge einer kostengünstigeren und schnelleren Montage ist jedoch die in den 4A bis 4D dargestellte Dichtungseinrichtung 2 als 2-Komponenten-Kunststoff-Spritzgussteil hergestellt. Hierbei ist der als Hartkomponente ausgeführte Befestigungsteil 20 aus einem ersten Kunststoffmaterial spritzgegossen und an diesen Befestigungsteil 20 das Dichtungselement 21 aus einer Weichkomponente angespritzt. Über die ersten und zweiten Formschlusselemente in Form der Verbindungsstege und -nuten 2131-2136 und 2011-2016 sind dabei das Dichtungselement 21 und der Befestigungsteil 20 am Ende des Herstellungsprozesses formschlüssig und unlösbar miteinander verbunden. Über den von ihnen gemeinsam definierten Verbindungskörper 2A kann die Dichtungseinrichtung 2 zudem einfach auf den Anschlussabschnitt 100 des (Antriebs-) Gehäuses 10 aufgesteckt werden, um die Durchgangsdichtung für den Kabelbaum K bereitzustellen.
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Durch den Aufbau der Dichtungseinrichtung 2 aus zwei unterschiedlichen festen Materialien einerseits und der Bildung des auf den Anschlussabschnitt 100 des Gehäuses 10 aufsteckbaren und diesen zumindest teilweise umschließenden, längserstreckten Verbindungskörper 2A durch beide Materialien, ist die Dichtungseinrichtung 2 nicht nur besonders einfach herstellbar und an das Gehäuse 10 montierbar. Vielmehr ist auch die Konstruktion sehr variabel, um die Dichtungseinrichtung 2 bei grundsätzlich ähnlichem Aufbau an andere Anschlussabschnitte respektive andere Modelle von Antriebseinheiten 1 anpassen zu können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Antriebseinheit
- 10
- Gehäuse
- 100
- Anschlussabschnitt
- 101a, 101b
- Verbindungssteg (gehäuseseitiges, 4. Formschlusselement)
- 102
- Äußere Mantelfläche
- 11
- Motoreinheit
- 12
- Getriebeabschnitt
- 13
- Gehäuseabschnitt
- 130a, 130b
- Gehäusewand
- 2
- Dichtungseinrichtung für Durchgangsdichtung
- 2A
- Verbindungskörper
- 20
- Befestigungsteil / Hartkomponente
- 201
- Zweiter Verbindungsabschnitt
- 2011 - 2016
- Verbindungsnut / -steg (2. Formschlusselement)
- 202a, 202b
- Längsnut (3. Formschlusselement)
- 21
- Dichtungselement
- 210
- Dichtrand
- 210a
- Dichtkragen
- 211
- Balgbereich (Kompressionsbereich)
- 212
- Boden
- 213
- Erster Verbindungsabschnitt
- 2130
- Basis
- 2131 - 2136
- Verbindungssteg / -nut (1. Formschlusselement)
- 22
- Seitenfenster (Aussparung)
- 22a, 22b
- Randabschnitt
- DL1, DL2
- Dichtlippenabschnitt
- K
- Kabel / Kabelbaum (elektrisches Verbindungsstück)
- L
- Längsachse
- NR
- Nassraum
- S
- Steckeranschluss
- SO
- Steckeröffnung
- T
- Trägerbauteil
- TR
- Trockenraum
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10003688 A1 [0004, 0005]
- DE 12004000345 T5 [0004]
- DE 112004000345 T5 [0005]
