DE19712847B4

DE19712847B4 - Vorrichtung zum Abdichten einer von einer Lenkspindel durchsetzten Öffnung

Info

Publication number: DE19712847B4
Application number: DE1997112847
Authority: DE
Inventors: Klaus Brandel; Udo Dipl.-Ing. Mildner (Fh)
Original assignee: Adam Opel GmbH
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 1997-03-27
Filing date: 1997-03-27
Publication date: 2006-01-19
Anticipated expiration: 2017-03-28
Also published as: DE19712847A1

Abstract

Vorrichtung zum Abdichten einer von einer Lenkspindel (4) durchsetzten Öffnung in einem Erker der Stirnwand (1) eines Kraftfahrzeuges mit einer am Lenkgetriebe (2) angesetzten, eine Lenkspindel (4) umgebenden Hülse (5), die an ihrem einen Ende mit einem Dichtelement (11) versehen ist, mit einem an der Stirnwand (1) vorgesehenen Gegenstück (15) zum Dichtelement (11), dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement aus einer weichen Dichtmasse (11) besteht, die in einer an der Hülse (5) ausgebildeten Rinne (8) liegt, dass das Gegenstück als Messerleiste (15) ausgebildet ist, die zum Abdichten der Öffnung (3) in die Dichtmasse (11) eindringt, dass die Lenkspindel (4) leicht schräg im Raum steht und dass die Rinne (8) und die Messerleiste (15) eine in Richtung der Schrägstellung ovale oder elliptische Form haben, wobei die Messerkante der Messerleiste (15) in einer senkrecht zur Spindel (4) verlaufenden Ebene verläuft.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Abdichten einer von einer Lenkspindel durchsetzten Öffnung in einem Erker der Stirnwand eines Kraftfahrzeuges mit einer am Lenkgetriebe angesetzten, die Lenkspindel umgebenden Hülse, die an ihrem oberen Ende mit einem Dichtelement versehen ist, und mit einem an der Stirnwand vorgesehenen Gegenstück zum Dichtelement.

Eine derartige Abdichtung ist in der DE 36 37 162 C2 beschrieben. Die Stirnwand des Kraftfahrzeuges ist erkerartig ausgebildet, so dass sich die Öffnung in einem in etwa horizontal verlaufenden Wandabschnitt befindet. Unterhalb dieses Wandabschnittes befindet sich das Lenkgetriebe mit einer nach oben ragenden Lenkspindel. Beim Zusammenbau des Fahrzeuges, d. h. bei der Zusammenführung von Chassis und Karosserie wird die Spindel durch die Öffnung in der Stirnwand geführt, so dass sie anschließend im Innenraum des Fahrzeuges mit der Lenksäule verbunden werden kann. Damit bei diesem Vorgang die Öffnung automatisch abgedichtet wird, ist am Lenkgetriebe eine die Spindel umgebende Hülse abgestützt, an deren oberen Ende ein Dichtring befestigt ist. Das Gegenstück zu diesem Dichtring wird durch den flanschartig nach unten aufgebogenen Rand der Öffnung gebildet.

Bei dieser Art der Abdichtung bestehen die folgenden Probleme:

– Da die genaue Lage der Lenkspindel in Bezug zur Öffnung sowohl vertikal auch horizontal toleranzbehaf tet ist, also von Fahrzeug zu Fahrzeug variiert, muss das Dichtelement relativ breit und dick sein und auf einer entsprechenden Breite an der Hülse abgestützt werden.
– Da nach dem Zusammenbau dieser Bereich der Stirnwand nur noch schwer zugänglich ist, kann ein schadhaftes Dichtelement nur äußerst umständlich ausgewechselt werden.

Es besteht somit das Problem eine Abdichtung zu schaffen, die Toleranzen ausgleicht und deren Wirkung über die Lebensdauer des Fahrzeuges erhalten bleibt. Außerdem muss bei der Konzeption der Dichtung berücksichtigt werden, dass die Lenkspindel häufig schräg stehend angeordnet ist, aber das Chassis mit der Lenkspindel und die Karosserie mit der die Öffnung aufweisenden Stirnwand beim Zusammenbau des Kraftfahrzeuges vertikal aufeinander zu bewegt werden.

Weder die eine noch die andere Forderung kann mit dem Vorschlag im Stand der Technik erfüllt werden. Der dort vorgesehene Dichtring ist in den abgebogenen Rand der Hülse eingeknöpft: dies garantiert keine ausreichende Unterstützung am Innenrand bzw. Außenrand des Dichtringes. Außerdem kann ein beschädigter Dichtring nur ausgewechselt werden, wenn die Verbindung der Lenkspindel zur Lenksäule gelöst und das Lenkgetriebe vom Chassis getrennt wird.

Demgegenüber schlägt die Erfindung vor, dass das Dichtelement aus einer weichen Dichtmasse besteht, die in einer an der Hülse ausgebildeten, in sich geschlossenen Rinne liegt und dass das Gegenstück als ebenfalls in sich geschlossene Messerleiste ausgebildet ist, die zum Ab dichten der Öffnung in die Masse eindringt, dass die Lenkspindel leicht schräg im Raum steht und dass die Rinne und die Messerleiste eine in Richtung der Schrägstellung ovale oder elliptische Form haben, wobei die Messerkante der Messerleiste in einer senkrecht zur Spindel verlaufenden Ebene verläuft.

Eine Abdichtung, bei der das Dichtelement aus einer weichen Dichtmasse besteht, in der eine Messerleiste eintaucht, ist in der DE 34 40 240 C1 beschrieben.

Bei der erfindungsgemäßen Ausführung ist die Breite der Rinne an die auszugleichenden Toleranzen angepasst. Die Dichtmasse liegt gleichmäßig verteilt in der Rinne, so dass unabhängig davon, in welchem Abstand zum Rinnenrand die Messerleiste in die Dichtmasse eindringt, stets die gleiche Dichtwirkung erzielt wird. Diese ist auch unabhängig davon, wie weit die Messerleiste in die Dichtmasse eindringt, so dass Höhentoleranzen ausgeglichen werden. Vorzugsweise soll die Dichtmasse dauerelastisch und klebrig sein. Dies garantiert eine ausreichende Abdichtung über die Lebensdauer des Fahrzeuges. Als geeignete Masse hat sich insbesondere Heißbutyl herausgestellt.

Durch die ovale bzw. elliptische Form von Rinne und Messerleiste wird außerdem erreicht, dass auch die schräg stehende Spindel durch die von der Messerleiste gebildete Öffnung gelangt, wenn Chassis und Karosserie vertikal aufeinander zu bewegt werden. Die Kante der Messerleiste verläuft dabei in einer senkrecht zur Spindel sich erstreckenden Ebene, was zur Folge hat, dass die Rinne sehr nahe am Lenkgetriebe verlaufen kann und damit der Erker weit nach unten gezogen werden kann, so dass für die Verbindung der Lenksäule mit der Lenkspindel im Erker ausreichend Platz vorhanden ist. Dies wiederum hat zur Folge, dass die Dichtung beim Zusammenbau des Fahrzeuges schräg belastet wird. Bei einer herkömmlichen Dichtung bestehend aus einem Gummiring kann dies dazu führen, dass sie aus ihrer Halterung gedrückt wird. Bei der hier vorgeschlagenen Dichtung tritt das Problem nicht auf, da die Dichtmasse nachgibt, wenn die Messerleiste in sie eintaucht.

Vorzugsweise wird die Messerleiste einstückig mit einem in die Öffnung der Stirnwand eingesetzten Einsatzstück ausgebildet, das mit einem umlaufenden Kragen an der Innenseite der Stirnwand anliegt. Das Einsatzstück weist die Form eines Erkers auf, wobei der Kragen in einer schrägen Ebene parallel zur Stirnwand und die untere Kante der Messerleiste in einer senkrecht zur Spindel verlaufenden Ebene verläuft. Dies hat den Vorteil, dass die Stirnwand in dem Bereich der Öffnung nicht selbst erkerartig ausgeformt werden muss. Je nachdem wie schräg die Stirnwand im Öffnungsbereich verläuft, besteht die Gefahr, dass beim Umformen des Materials, um einen horizontalen Wandabschnitt für die Öffnung darzustellen, Einrisse entstehen. Wird das Einsatzstück separat, z. B. aus Kunststoff, z. B. im Spritzgussverfahren gefertigt, entfallen diese Probleme.

Auch die Hülse mit der angesetzten Rinne kann aus Kunststoff hergestellt werden, wobei der Innendurchmesser der Hülse deutlich größer gewählt werden kann als der Durchmesser der Spindel, so dass zwischen Spindel und Hülse ein Ringraum verbleibt, der mit Dämmmaterial ausgefüllt werden kann.

Im folgenden soll anhand eines Ausführungsbeispiels, dargestellt in drei Skizzen, die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen:
1: eine perspektivische Ansicht einer Stirnwandabdichtung teils konturiert, teils geschnitten;
2: einen Schnitt durch die Stirnwandabdichtung in Fahrzeuglängsrichtung und
3: einen Schnitt durch die Stirnwandabdichtung in Fahrzeugquerrichtung.
In der Ausführung nach 2 und 3 ist die Hülse 5 näher bei der Spindel 4 angeordnet.
Mit 1 ist eine Stirnwand aus Blech bezeichnet, die den Motorraum vom Fahrgastraum trennt und in einem Winkel von etwa 45° zur Horizontalebene des Fahrzeuges verläuft. Um im Fahrgastraum eine mechanische Verbindung zwischen dem im Motorraum angeordneten Lenkgetriebe 2 und einem nicht dargestellten Lenkrad herzustellen, ist in der Stirnwand eine Öffnung 3 vorgesehen. Das Lenkgetriebe 2 ist unterhalb der Stirnwand 1 angeordnet und besitzt eine senkrecht in etwa senkrecht nach oben aufragende, durch die Öffnung 3 geführte Spindel 4. Zum Abdichten der Öffnung 3 ist eine Hülse 5 und ein Einsatzstück 6 vorgesehen. Die Hülse 5 ist an ihrem unteren Ende zu einer Stufe erweitert, die auf einen Absatz 7 am Lenkgetriebe 2 aufsitzt, so daß die Hülse am Lenkgetriebe 2 fixiert ist. Die Hülse 5 erstreckt sich koaxial zur Spindel 4 und geht an ihrem oberen Ende in eine in einem Oval verlaufende Rinne 8 über. Diese ist nach oben hin offen und im Querschnitt in etwa quadratisch. Innenwand 9 und Außenwand 10 der Rinne 8 verlaufen somit ebenfalls koaxial zur Spindel 4. Die Rinne 8 ist vollständig mit einer dauerelastischen leicht klebrigen Masse 11 aus Heißbutyl gefüllt.
Das Einsatzstück 6 hat in etwa die Form einer schräg abgeschnittenen Hülse und besitzt an seinem oberen Ende einen Kragen 12, der an der Innenseite der Stirnwand 1 angelegt wird. Zwischen dem Kragen 12 und der Seitenfläche der Stirnwand 1 befindet sich eine Ringdichtung 13. Der Kragen 12 wird mit hier nicht dargestellten Halteelementen an der Stirnwand gehalten und von einer ebenfalls nicht dargestellten Dämmateriallage an der Innenseite der Stirnwand zum Teil überlappt. Die Unterseite des Einsatzstückes 6 wird von einem horizontal verlaufenden Boden 14 mit einer ovalen Öffnung gebildet, an den sich eine dazu vertikal erstreckende Messerleiste 15 anschließt, die die Öffnung im Boden 14 koaxial umgibt. Die Messerleiste 15 ist zu einem Oval gebogen und an ihrem unteren Ende keilförmig ausgebildet, so daß sie in die Dichtmasse eindringen kann.
Rinne und Messerleiste weisen aus dem folgenden Grund eine Oval- oder Ellipseform auf: Die leicht schräg im Raum stehende Spindel wird beim Zusammenbau vertikal verschoben, so daß der dabei von ihr durchfahrene Raum in Richtung der Schrägstellung der Spindel ausgedehnt ist. Die Öffnung im Einsatzstück und damit die Form der Messerleiste und der Rinne muß dem zwangsläufig angepaßt sein.
Im Ringraum 16 zwischen der Spindel 4 und der Innenwand der Hülse 5 kann Dämmaterial eingesetzt werden, um eine noch effektivere Geräuschdämpfung zu erreichen.
Die Außenwand 10 selbst kann elastisch nachgiebig ausgebildet sein, wobei am oberen Rand eine Drehlippe vorgesehen wird, die sich an den Boden 14 des Einsatzstückes anlegt.
Der Zusammenbau erfolgt wie folgt. Auf das Lenkgetriebe 2 wird die Hülse 5 aufgesetzt und die Rinne 8 mit der Dichtmasse 11 aufgefüllt. Anschließend wird das Lenkgetriebe 2 am Chassis befestigt. Das Einsatzstück 6 wird an der Stirnwand 1 montiert. Bei der Vereinigung von Chassis und Karosserie werden diese in vertikaler Richtung gegeneinander verschoben, wobei die Spindel 4 durch die Öffnung 3 in der Stirnwand 1 hindurchgeführt wird. Gleichzeitig dringt die Messerleiste 15 in die Dichtmasse 11 ein, wodurch eine effektive Abdichtung erzielt wird. Nun kann das Ende der Spindel 4 im Innenraum des Fahrzeuges mit der Lenksäule verbunden werden.

1: Stirnwand
2: Lenkgetriebe
3: Öffnung
4: Spindel
5: Hülse
6: Einsatzstück
7: Absatz
8: Rinne
9: Innenwand
10: Außenwand
11: Masse
12: Kragen
13: Ringdichtung
14: Boden
15: Messerleiste
16: Ringraum

Claims

Vorrichtung zum Abdichten einer von einer Lenkspindel (4) durchsetzten Öffnung in einem Erker der Stirnwand (1) eines Kraftfahrzeuges mit einer am Lenkgetriebe (2) angesetzten, eine Lenkspindel (4) umgebenden Hülse (5), die an ihrem einen Ende mit einem Dichtelement (11) versehen ist, mit einem an der Stirnwand (1) vorgesehenen Gegenstück (15) zum Dichtelement (11), dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement aus einer weichen Dichtmasse (11) besteht, die in einer an der Hülse (5) ausgebildeten Rinne (8) liegt, dass das Gegenstück als Messerleiste (15) ausgebildet ist, die zum Abdichten der Öffnung (3) in die Dichtmasse (11) eindringt, dass die Lenkspindel (4) leicht schräg im Raum steht und dass die Rinne (8) und die Messerleiste (15) eine in Richtung der Schrägstellung ovale oder elliptische Form haben, wobei die Messerkante der Messerleiste (15) in einer senkrecht zur Spindel (4) verlaufenden Ebene verläuft.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtmasse (11) dauerelastisch und klebrig ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtmasse ein Heißbutyl ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messerleiste (15) einstückig mit einem in die Öffnung (3) in der Stirnwand (1) eingesetzten Einsatzstück (6) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsatzstück (6) einen umlaufenden Kragen (12) aufweist, der an der Innenseite der Stirnwand (1) anliegt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwand der Hülse (5) einen Abstand zur Spindel (4) aufweist und in dem so gebildeten Innenraum Dämmmaterial eingebracht ist.