DE19630303A1

DE19630303A1 - Seal for vehicle steering wheel shaft

Info

Publication number: DE19630303A1
Application number: DE1996130303
Authority: DE
Inventors: Udo Dipl Ing Mildner
Original assignee: Adam Opel GmbH
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 1996-07-26
Filing date: 1996-07-26
Publication date: 1998-01-29
Anticipated expiration: 2016-07-27
Also published as: DE19630303B4

Abstract

The seal sits in an opening (2) in a wall (1,3) across the chassis of a vehicle through which the steering shaft (5) passes. A sleeve (10) is fixed at one end to the wall and has a radial sealing flange (12) at the other. A component seals against the flange via a bearing seat (23) parallel to the wall. The inside diameter of the annular sealing surface between the flange and seat is larger than diameter of the opening.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dichtungsanordnung für eine Öffnung in der Querwand eines Kraftfahrzeuges.The invention relates to a sealing arrangement for an opening in the transverse wall of a motor vehicle.

Eine solche Öffnung ist z. B. vorgesehen, um die Lenkwel le eines Kraftfahrzeuges zu einem Lenkgetriebe im Motor raum führen zu können. Um zu verhindern, daß Motor- und Fahrgeräusche durch diese Öffnung in den Fahrgastraum dringen, ist es notwendig, sie möglichst dicht zu ver schließen. Dazu wird z. B. in der DE 36 37 162 C2 vorge schlagen, den Ritzelschaft eines Lenkgetriebes durch den Boden eines Topfes zu führen, dessen Rand mit einer Gum midichtung versehen ist. Beim Einbau des Lenkgetriebes wird der Ritzelschaft durch die Öffnung in der Querwand des Fahrzeuges geführt, wobei sich die Dichtung auf den Öffnungsrand legt. In der EP 0 300 854 A1 wird vorge schlagen, in die Öffnung in der Querwand des Fahrzeuges eine Manschette einzuknöpfen, die an ihrem motorraumsei tigen Ende in eine Dichtlippe übergeht. Am Lenkgetriebe ist um den Ritzelschaft eine konisch zulaufende Auflage fläche vorgesehen, an die sich die Dichtlippe anschmiegt, wenn das Lenkgetriebe in seine Einbauposition gebracht worden ist. Such an opening is e.g. B. provided to the Lenkwel le of a motor vehicle to a steering gear in the engine to be able to lead space. To prevent engine and Driving noise through this opening in the passenger compartment penetrate, it is necessary to ver as close as possible conclude. For this, z. B. featured in DE 36 37 162 C2 hit the pinion shaft of a steering gear through the Bottom of a pot, the edge of which with a gum is provided. When installing the steering gear the pinion shaft through the opening in the transverse wall out of the vehicle, with the seal on the Opening edge sets. EP 0 300 854 A1 proposes hit into the opening in the bulkhead of the vehicle button a cuff that is attached to the engine compartment end into a sealing lip. On the steering gear is a tapered support around the pinion shaft provided surface to which the sealing lip clings, when the steering gear is brought into its installation position has been.

Der erste Vorschlag hat den Nachteil, daß sich der Topf bei der Montage des Lenkgetriebes verkanten kann, so daß die Dichtung nicht sauber auf dem Rand der Öffnung zu liegen kommt. Bei dem zweiten Vorschlag besteht das Pro blem, daß die Manschette sehr formstabil ausgelegt sein muß, damit sich die Dichtlippe tatsächlich auf die rela tiv klein bemessene Auflagefläche am Lenkgetriebegehäuse auflegt.The first proposal has the disadvantage that the pot can tilt during assembly of the steering gear, so that the seal is not clean on the edge of the opening comes to lie. The second proposal is the pro blem that the cuff be designed to be very dimensionally stable must, so that the sealing lip actually on the rela Small support surface on the steering gear housing hangs up.

Außerdem ist zu berücksichtigen, daß die Bauteile tole ranzbehaftet sind, so daß das Lenkgetriebe nicht immer mit der Öffnungsmitte fluchtet.It should also be borne in mind that the components are tolerant are rancid, so that the steering gear is not always aligned with the center of the opening.

Es besteht somit die Aufgabe, eine mit einer Manschette versehene Dichtungsanordnung zu schaffen, die leicht zu montieren ist, die Weiterleitung von Geräuschen in den Fahrgast-Innenraum weitgehend verhindert und die darüber hinaus so ausgelegt ist, daß nicht zu vermeidende Schwan kungen in der maßlichen Zuordnung der einzelnen Bauteile zueinander ausgeglichen werden können.There is therefore the task of one with a cuff Provided seal assembly that is easy to create mount, the forwarding of noise in the Passenger interior largely prevented and the above is also designed so that unavoidable swan in the dimensional assignment of the individual components can be balanced against each other.

Es wird daher vorgeschlagen, daß die Auflagefläche sich etwa parallel zu dem Abschnitt der Querwand erstreckt, der die Öffnung aufnimmt und daß der Innendurchmesser der einen Kreisring bildenden Dichtfläche größer ist als der Durchmesser der Öffnung.It is therefore proposed that the bearing surface extends approximately parallel to the section of the transverse wall, which receives the opening and that the inner diameter of the an annular sealing surface is larger than that Diameter of the opening.

Die Auflagefläche ist an einem Teller ausgebildet, der ein gesondertes Bauteil darstellt und der eine zentrale Durchgangsöffnung aufweist, durch die der Ritzelschaft des Lenkgetriebes hindurchgesteckt wird.The support surface is formed on a plate that represents a separate component and the one central Has through opening through which the pinion shaft of the steering gear is inserted.

Der Teller weist auf der der Auflagefläche abgewandten Seite eine hülsenartige Verlängerung mit einem Kragen auf, der sich unter Zwischenlage eines Dichtrings an ei nen Absatz des Lenkgetriebes anlegt. Durch diesen Dicht ring wird eine zusätzliche Geräuschreduzierung erreicht. The plate faces on the surface facing away from the support surface Side a sleeve-like extension with a collar on the egg with the interposition of a sealing ring creates a paragraph of the steering gear. Through this seal ring, additional noise reduction is achieved.

Am Außenrand des Kragens kann ein Zentrierkragen vorgese hen werden, der sich in axialer Richtung erstreckt und das Gehäuse des Lenkgetriebes umfaßt. Mit dieser Maßnahme wird der Teller sicher am Lenkgetriebe fixiert und zum Ritzelschaft zentriert. Ein Verkippen des Tellers gegen über dem Ritzelschaft wird dadurch vermieden.A centering collar can be provided on the outer edge of the collar hen that extends in the axial direction and includes the housing of the steering gear. With this measure the plate is securely attached to the steering gear and Centered pinion shaft. A tilting of the plate against This avoids over the pinion shaft.

Die Manschette wird vorzugsweise in die Öffnung in der Querwand eingehakt. Dazu sind Haken vorgesehen, die an einem Befestigungselement ausgebildet sind, das in eine Ringausnehmung in der Manschette eingeknöpft wird. Ein Wandabschnitt der Ausnehmung liegt dabei zwischen dem Be festigungselement und der Querwand.The cuff is preferably in the opening in the Cross wall hooked. For this purpose, hooks are provided a fastener are formed which in a Ring recess is buttoned in the cuff. A Wall section of the recess lies between the loading fastening element and the transverse wall.

Die Erfindung soll im folgenden anhand einer Figur näher erläutert werden. Die Querwand 1 weist in einem horizon tal verlaufenden Abschnitt 3 eine Öffnung 2 auf. Unmit telbar vor der Öffnung 2 beginnt ein vertikal verlaufen der Abschnitt 4 der Querwand. Diese beiden Wandabschnitte bilden mit hier nicht dargestellten Seitenwänden eine Ausbuchtung in der Querwand, in der ein Kardangelenk der Lenkwelle angeordnet ist, die in der Darstellung nur als gestrichelt dargestellte Linie E angedeutet ist. Unter halb des horizontalen Querwandabschnittes 3 befindet sich ein Lenkgetriebe 6 mit einem nach oben weisenden Ritzel schaft 7. Um Lenkwelle und Ritzelschaft ineinander ver binden zu können, wird der Ritzelschaft von unten durch die Öffnung 2 in den Fußraum des Fahrgastraumes geschoben und dort mit dem Ende der Lenkwelle verbunden. Zum Ab dichten der Öffnung ist eine Manschette 10 sowie ein Tel ler 11 vorgesehen.The invention will be explained in more detail below with reference to a figure. The transverse wall 1 has an opening 2 in a horizon tal section 3 . Immediately in front of the opening 2 begins a vertical section 4 of the transverse wall. These two wall sections form, with side walls not shown here, a bulge in the transverse wall in which a universal joint of the steering shaft is arranged, which is indicated in the illustration only as a line E shown in broken lines. Below half of the horizontal transverse wall section 3 there is a steering gear 6 with an upwardly pointing pinion shaft 7 . In order to be able to bind the steering shaft and pinion shaft into one another, the pinion shaft is pushed from below through the opening 2 into the footwell of the passenger compartment and connected there to the end of the steering shaft. To seal the opening from a cuff 10 and a Tel ler 11 is provided.

Das Lenkgetriebe und die Manschette sind geteilt darge stellt, die linke Seite der Darstellung zeigt eine Vor montage-Position, die rechte Seite die Einbauposition. The steering gear and the cuff are divided darge represents, the left side of the illustration shows a front mounting position, the right side the installation position.

Die elastische Manschette 10 ist rotationssymmetrisch aufgebaut und wird mit ihrem oberen Ende in die Öffnung 2 eingehakt. Sie weitet sich nach unten trichterförmig auf und bildet an ihrem unteren Ende einen umlaufenden Wulst 12. Das Befestigungselement 13, mit dem die Manschette 10 in der Öffnung befestigt wird, besteht aus einem flachen Ring 14, an dessen Innenkante mehrere Haken 15 ausgebil det sind, die sich in axialer Richtung durch die Öffnung 2 erstrecken und an ihrem oberen Ende mit nach außen ge richteten Nasen 16 versehen sind, die hinter die dem Fahrzeuginnenraum zugewandte Seite des Abschnitts 3 der Querwand 1 greifen. Der Ring 14 liegt in einer entspre chenden Ausnehmung 17 im oberen Bereich der Manschette, wobei die Manschette 10 den Ring 14 bis auf einen kleinen Abschnitt, aus dem die Haken 15 hervortreten, vollständig umgreift.The elastic sleeve 10 is rotationally symmetrical and is hooked into the opening 2 with its upper end. It widens downwards in a funnel shape and forms a circumferential bead 12 at its lower end. The fastening element 13 , with which the sleeve 10 is fastened in the opening, consists of a flat ring 14 , on the inner edge of which a plurality of hooks 15 are ausgebil det, which extend in the axial direction through the opening 2 and at its upper end with outwards GE directed lugs 16 are provided which engage behind the side of the section 3 of the transverse wall 1 facing the vehicle interior. The ring 14 lies in a corre sponding recess 17 in the upper region of the cuff, the cuff 10 completely encompassing the ring 14 except for a small section from which the hooks 15 emerge.

Das Befestigungselement 13 wird entweder in die Ausneh mung 17 eingeknöpft oder bei der Herstellung der Man schette umspritzt.The fastener 13 is either in the Ausneh tion 17 buttoned or molded in the manufacture of the cuff.

Als Gegenstück zur Manschette 10 ist ein Teller 11 aus Kunststoff vorgesehen, der wie folgt aufgebaut ist. Vom Zentrum einer Scheibe 20 steht senkrecht eine Hülse 21 ab, die am Ende einen Kragen 22 aufweist. In der Verlän gerung der Hülse weist die Scheibe ein Loch auf, so daß der Ritzelschaft 7 durch die Hülse 21 und die Scheibe 20 hindurchgesteckt werden kann. Scheibe und Kragen er strecken sich in radialer Richtung, wobei die Oberseite der Scheibe 20 eine Auflagefläche 23 bildet. Am äußeren Rand des Kragens 22 ist ein Zentrierrand 25 vorgesehen, der sich in axialer Richtung erstreckt und das Gehäuse des Lenkgetriebes 6 umfaßt. Auf diese Weise ist der Tel ler 11 am Lenkgetriebe 6 fixiert und insbesondere zen trisch zum Ritzelschaft 7 gehalten. Zwischen dem Kragen 22 und einem Ringabsatz 26 am Gehäuse des Lenkgetriebes ist eine ringscheibenförmige Dichtung 27 vorgesehen, die somit auch den Teller 11 gegenüber dem Lenkgetriebe 6 ab dichtet. Um dem Teller eine stabile Form zu geben, sind mehrere Rippen 28, 28′ vorgesehen, die sich zwischen der Hülse 21 und der Scheibe 20 erstrecken. Die Oberseite der Scheibe 20 ist eben und bildet, wie schon erläutert, die Auflagefläche 23 für die Manschette 10.As a counterpart to the sleeve 10 , a plate 11 made of plastic is provided, which is constructed as follows. A sleeve 21 projects vertically from the center of a disk 20 and has a collar 22 at the end. In the extension of the sleeve, the disc has a hole so that the pinion shaft 7 can be inserted through the sleeve 21 and the disc 20 . Disc and collar he stretch in the radial direction, the top of the disc 20 forms a support surface 23 . At the outer edge of the collar 22 , a centering edge 25 is provided, which extends in the axial direction and comprises the housing of the steering gear 6 . In this way, the Tel ler 11 is fixed to the steering gear 6 and in particular held zen trically to the pinion shaft 7 . Between the collar 22 and a ring shoulder 26 on the housing of the steering gear, an annular disk-shaped seal 27 is provided, which thus also seals the plate 11 from the steering gear 6 . To give the plate a stable shape, a plurality of ribs 28 , 28 'are provided which extend between the sleeve 21 and the disc 20 . The top of the disc 20 is flat and, as already explained, forms the contact surface 23 for the sleeve 10 .

Zur Montage der Lenkgetriebeeinheit wird zunächst die Manschette 10 in die Öffnung 2 in der Querwand 1 einhakt. Sodann wird der Teller 11 auf den Ritzelschaft 7 gescho ben und das Lenkgetriebe 6 mit dem Teller in die Vormon tage-Position (linke Seite der Darstellung) gebracht. Nun wird der Ritzelschaft 7 durch die Öffnung 2 in der Quer wand gesteckt. Bei diesem Vorgang legt sich der Wulst 12 auf die Auflagefläche 23 und wird, da sich diese der Querwand nähert, auf der Auflagefläche 23 nach außen ge drückt, bis die Einbauposition erreicht ist (rechte Seite der Darstellung). Der Wulst legt sich flächig an die Auf lagefläche 23, wobei der Dichtsitz einen Kreisring bil det. Bei dem Montagevorgang wird die Manschette aufgewei tet, wodurch eine innere Spannung aufgebaut wird, mit der der Wulst 12 gegen die Auflagefläche 23 gedrückt wird. Durch die so erzeugte Anpreßkraft wird eine ausreichend große Dichtigkeit gewährleistet.To assemble the steering gear unit, first the collar 10 is hooked into the opening 2 in the transverse wall 1 . Then the plate 11 is pushed on the pinion shaft 7 and the steering gear 6 with the plate is brought into the previous month's position (left side of the illustration). Now the pinion shaft 7 is inserted through the opening 2 in the transverse wall. In this process, the bead 12 lies on the support surface 23 and, since this approaches the transverse wall, on the support surface 23 presses ge until the installation position is reached (right side of the illustration). The bead lies flat on the bearing surface 23 , the sealing seat forming a circular ring. During the assembly process, the sleeve is expanded, whereby an internal tension is built up with which the bead 12 is pressed against the bearing surface 23 . The contact pressure generated in this way ensures that the seal is sufficiently large.

Die beschriebene Anordnung hat den Vorteil, daß auch bei radialen Maßabweichungen von Fahrzeug zu Fahrzeug der Wulst stets eine Gegenfläche am Teller findet, da diese ausreichend groß dimensioniert werden kann. Durch die trichterförmige Gestaltung der Manschette und ihre ma terialbedingten Rückstellkräfte sind stets eine ausrei chende, ggf. auch axiale Toleranzen ausgleichende Anpreß kraft erzielt.The arrangement described has the advantage that even radial dimensional deviations from vehicle to vehicle Bead always finds a counter surface on the plate, as this can be dimensioned sufficiently large. Through the funnel-shaped design of the cuff and its ma restoring forces due to the material are always sufficient appropriate, possibly also axial tolerances to compensate power achieved.

Claims

1. Sealing arrangement for an opening ( 2 ) in the transverse wall ( 1 ) of a motor vehicle, through which a steering shaft ( 5 ) is guided to a steering gear ( 6 ), with a sealing sleeve ( 10 ), which has one end at the Transverse wall ( 1 , 3 ) is attached, since it surrounds the opening ( 2 ) and forms a radially circumferential sealing bead ( 12 ) at its other end and with a component ( 11 ) which has a bearing surface ( 23 ) on which the sealing lip ( 12 ), wherein the sealing surface forms a circular ring, characterized in that the bearing surface ( 23 ) extends approximately parallel to the section of the transverse wall ( 1 ) which receives the opening ( 2 ) and that the inner diameter of the sealing surface is larger than the diameter of the opening ( 2 ).

2. Sealing arrangement according to claim 1, characterized in that the component is designed as a plate ( 11 ) with a central through opening through which a pinion shaft ( 7 ) of the steering gear ( 6 ) is inserted.

3. Sealing arrangement according to claim 2, characterized in that the plate ( 11 ) on the surface facing away from the support ( 23 ) has a radially projecting collar ( 22 ) which, with the interposition of a sealing ring ( 27 ) on a shoulder ( 26 ) of the housing of the steering gear ( 6 ).

4. Sealing arrangement according to claim 3, characterized in that on the outer edge of the collar ( 22 ) a Zen trier collar ( 25 ) protrudes in the axial direction, which comprises the housing of the steering gear ( 6 ).

5. Sealing arrangement according to claim 3, characterized in that between the plate ( 11 ) and collar ( 22 ) extends a sleeve ( 21 ) through which the Rit zelschaft ( 7 ) is inserted.

6. Sealing arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that in the end of the collar ( 10 ) facing the transverse wall ( 1 ) a fastening element ( 13 ) is provided which has hooks ( 15 ) behind the edge of the opening ( 2 ) grab.

7. Sealing arrangement according to claim 6, characterized in that the hooks ( 15 ) are formed on a flat ring ( 14 ) which lies in an annular recess of the sleeve ( 17 ), a wall section of the recess between the transverse wall ( 1 , 3rd ) and the ring ( 14 ).