DE19857389A1

DE19857389A1 - Automotive steering wheel column rubber bellows ring has strengthened section facilitating return to original shape after deformation

Info

Publication number: DE19857389A1
Application number: DE1998157389
Authority: DE
Inventors: Axel Hebenstreit
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Daimler AG
Priority date: 1998-12-12
Filing date: 1998-12-12
Publication date: 2000-03-30

Abstract

An automotive steering column incorporates circular corrugated rubber bellows e.g. between the column and the cabin front firewall. The external ridge (5) is thickened to form a ring at one or more points around the bellows.

Description

Die Erfindung betrifft einen Faltenbalg, insbesondere eine Dichtmanschette für eine Lenkspindel eines Kraftfahrzeuges, mit wenigstens einer ringförmigen Faltung, die eine nach außen ge wölbte umlaufende Kuppe aufweist.The invention relates to a bellows, in particular a Sealing sleeve for a steering shaft of a motor vehicle, with at least one annular fold, one ge outwards domed revolving tip.

Aus der Offenlegungsschrift DE 196 01 096 A1 ist ein Faltenbalg zur Abdichtung eines Drehgelenks einer abwinkelbaren Welle be kannt, der mehrere ringförmige Faltungen mit nach außen sowie nach innen gewölbten umlaufenden Kuppen aufweist. Auf den nach innen gewölbten Kuppen sind auf der Innenseite des Faltenbalges Ringrippen aufgesetzt, die in einem spitzen Winkel bezüglich der Mittelachse des Faltenbalges verlaufen.A bellows is known from the published patent application DE 196 01 096 A1 for sealing a swivel joint of a bendable shaft knows the several annular folds with outwards as well revolving domes curved inwards. On the after domed domes are on the inside of the bellows Ring ribs placed at an acute angle with respect to the The central axis of the bellows runs.

Aus der Offenlegungsschrift DE 29 45 234 A1 ist ein Faltenbalg aus einem elastisch verformbaren Werkstoff für eine Drehgelenk kupplung einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeuges dargestellt, die eine Mehrzahl ringförmiger Faltungen aufweist. An den Außen seiten der Faltungen sind mit Abstand zu den Faltungskuppen nach außen abragende Schutzringe vorgesehen, welche die nach innen gewölbten Faltungen des Faltenbalges in axialer Richtung abdecken.From the published patent application DE 29 45 234 A1 is a bellows made of an elastically deformable material for a swivel joint clutch shown a drive shaft of a motor vehicle, which has a plurality of annular folds. To the outside sides of the folds are at a distance from the folding tips Protective rings protruding on the outside are provided, which protect the inside Cover the convex folds of the bellows in the axial direction.

Aus der Patentschrift DE 25 05 542 C3 ist eine Faltenmanschette mit nach außen und nach innen gewölbten Faltungen bekannt, die Abschnitte mit erhöhter und Abschnitte mit verminderter Wand stärke aufweisen. Die nach außen gewölbten Faltungen weisen im Bereich ihrer Kuppen einen flach eingeschnürten Wandungsteil mit verminderter Wandstärke auf, so daß sich jeweils eine Doppelwan dung mit zwei nach außen gewölbten, umlaufenden Kuppen ergibt.From the patent DE 25 05 542 C3 is a pleated sleeve known with outward and inward convex folds, the Sections with raised and sections with reduced wall have strength. The convex folds point in Area of their crests with a flat constricted wall part reduced wall thickness, so that there is a double wall with two domed, rounded domes.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Faltenbalg der eingangs ge nannten Art bereitzustellen, der in radialer Richtung des Fal tenbalges eine besonderes hohe Steifigkeit und Formstabilität aufweist.The object of the invention is to provide a bellows of the beginning to provide named type, which in the radial direction of the Fal tenbalges have a particularly high rigidity and dimensional stability having.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß außenseitig auf Höhe der Scheitellinie der Kuppe eine umlaufende, ringförmige Verdickung vorgesehen ist, die etwa radial bezüglich einer Mittelachse des Faltenbalges von der Kuppe abragt. Die Verdickung bildet eine entlang der Scheitellinie der Kuppe umlaufende Versteifungsrip pe, die vorzugsweise einstückig mit der zugehörigen, nach außen gewölbten Faltung ausgeführt ist. Die Verdickung baut bei einer Belastung eine Ringspannung auf, die zu einer Aufrechterhaltung oder schnellen Rückstellung der ursprünglichen Zylinder- oder Kegelstumpfform für die Faltung beiträgt. Die Verdickung kann auch aus einem anderen als dem Material des Faltenbalges herge stellt und vorzugsweise stoffschlüssig an den Faltenbalg ange fügt sein. Die Verdickung ermöglicht eine Ausgestaltung der Fal tungen des Faltenbalges mit einer gleichbleibenden, konstanten Wandstärke.This object is achieved in that on the outside at the level of The apex line of the top has a circumferential, ring-shaped thickening is provided, which is approximately radial with respect to a central axis of the Bellows protrudes from the top. The thickening forms one Stiffening rib running all the way along the apex of the crest pe, which is preferably in one piece with the associated, to the outside arched fold is executed. The thickening builds on one Stress on a ring tension that leads to maintenance or quick reset of the original cylinder or Truncated cone shape contributes to the folding. The thickening can also from a material other than the bellows material represents and preferably cohesively attached to the bellows adds his. The thickening enables the fal to be designed bellows with a constant, constant Wall thickness.

In Ausgestaltung der Erfindung weist die Verdickung eine Höhe auf, welche das Ein- bis Zweifache der Wandstärke der Faltung beträgt. Insbesondere bei einer Gestaltung der Verdickung aus dem Material der Faltung ergibt sich ein günstiges Verhältnis zwischen der erzielten Steifigkeit und dem zusätzlichen Raumbe darf. Als Höhe der Verdickung wird dabei deren bezüglich der Mittelachse des Faltenbalges radiale Erstreckung verstanden.In an embodiment of the invention, the thickening has a height on which is one to two times the wall thickness of the fold is. Especially when designing the thickening the material of the fold results in a favorable ratio between the stiffness achieved and the additional space may. The height of the thickening is in relation to the Understand the central axis of the bellows radial extension.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die Verdickung ei ne Breite auf, welche das Ein- bis Zweifache der Wandstärke der Faltung beträgt. Als Breite wird dabei die bezüglich der Mittel achse des Faltenbalges axiale Erstreckung der Verdickung ver standen. Vorzugsweise weist die Verdickung eine Breite von etwa dem Eineinhalbfachen der Wandstärke der Faltung auf. Vorzugswei se weist die Verdickung eine Höhe von etwa dem Eineinhalbfachen der Wandstärke der Faltung auf.In a further embodiment of the invention, the thickening has egg ne width, which is one to two times the wall thickness of the Folding is. The width is the one with regard to the means axis of the bellows axial extension of the thickening ver stood. The thickening preferably has a width of approximately one and a half times the wall thickness of the fold. Preferred two The thickening has a height of about one and a half times the wall thickness of the fold.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung, in der be vorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnun gen dargestellt sind.Further advantages and features of the invention result from the Claims and from the following description, in which be preferred embodiments of the invention with reference to the drawing gene are shown.

Fig. 1 zeigt in einer Querschnittsansicht einen Abschnitt eines ersten erfindungsgemäßen Faltenbalges mit zylindrischer Gestalt, Fig. 1 shows a cross-sectional view of a portion of a first bellows according to the invention with a cylindrical shape,

Fig. 2 in einer Querschnittsansicht einen Abschnitt eines zwei ten erfindungsgemäßen Faltenbalges gemäß Fig. 3 mit dop pelt kegelstumpfförmiger Erstreckung und Fig. 2 in a cross-sectional view of a portion of a two-th bellows according to the invention shown in FIG. 3 with double frustoconical extension and

Fig. 3 in einer Querschnittsansicht den gesamten erfindungsgemä ßen zweiten Faltenbalg. Fig. 3 in a cross-sectional view of the entire inventive second bellows.

In Fig. 1 ist ein Abschnitt eines Faltenbalges in Form einer zy lindrischen Dichtmanschette 1 für ein nicht dargestelltes Wel lengelenk in einem Kraftfahrzeug veranschaulicht. Die Dichtman schette ist rotationssymmetrisch bezüglich ihrer Mittelachse 2 und weist in axialer Richtung abwechselnd hintereinanderliegend nach innen gewölbte Faltungen 3 und nach außen gewölbte Faltun gen 4 auf. Die Faltungen 3, 4 sind ringförmig gestaltet und wei sen entsprechend nach innen bzw. nach außen gewölbte umlaufende Kuppen 3a, 4a auf. Die Dichtmanschette 1 ist aus einem elasti schen Material, insbesondere einem plastomeren oder elastomeren Werkstoff hergestellt und besonders nachgiebig gegenüber Biegun gen um die Mittelachse des Faltenbalges ausgeführt. Die Faltun gen 3, 4 weisen eine konstant einheitliche Wandstärke t auf, die es ermöglicht, die Dichtmanschette 1 in Richtung ihrer Mittel achse 2 gleichmäßig zu deformieren. In Fig. 1, a portion of a bellows in the form of a zy-cylindrical sealing sleeve 1 is illustrated for a not shown Wel len JOINT in a motor vehicle. The Dichtman cuff is rotationally symmetrical with respect to its central axis 2 and has alternating inward convex folds 3 and convex folds 4 in the axial direction in the axial direction. The folds 3 , 4 are ring-shaped and white sen correspondingly inwardly or outwardly curved circumferential crests 3 a, 4 a. The sealing sleeve 1 is made of an elastic material, in particular a plastomeric or elastomeric material, and is particularly flexible with respect to bending conditions around the central axis of the bellows. The Faltun gene 3 , 4 have a constant uniform wall thickness t, which makes it possible to deform the sealing sleeve 1 in the direction of its central axis 2 evenly.

Auf Höhe einer mittig auf der nach außen gewölbten Kuppe 4a ver laufenden Scheitellinie 4b ist eine umlaufende, ringförmige Ver dickung 5 angeordnet, die radial bezüglich der Mittelachse der Dichtmanschette 1 von der Kuppe 4a abragt. Die Verdickung ist einstückig mit der nach außen gewölbten Faltung 4 bzw. der Dichtmanschette 1 ausgeführt und bildet einen die Faltung 4 um gebenden Verstärkungsring. Sie weist eine rechtwinklig zur Mit telachse 2, d. h. radial verlaufende Höhe h auf, die in etwa der Wanddicke t der Faltungen 3, 4 entspricht. Die Verdickung 5 weist ferner eine parallel zur Mittelachse 2 der Dichtmanschette 1 verlaufende Breite b auf, die ebenfalls in etwa der Wanddicke t der Faltungen 3, 4 entspricht. In einem modifizierten Ausfüh rungsbeispiel beträgt die Breite b und/oder die Höhe h das Ein einhalbfache der Wanddicke t.At the level of a ver vertex line 4 b running centrally on the dome 4 a ver a circumferential, annular Ver thickening 5 is arranged, which protrudes radially with respect to the central axis of the sealing sleeve 1 from the dome 4 a. The thickening is made in one piece with the outwardly curved fold 4 or the sealing sleeve 1 and forms a reinforcement ring which gives the fold 4 . It has a perpendicular to the center axis 2 , ie radially extending height h, which corresponds approximately to the wall thickness t of the folds 3 , 4 . The thickening 5 also has a width b which runs parallel to the central axis 2 of the sealing sleeve 1 and which likewise approximately corresponds to the wall thickness t of the folds 3 , 4 . In a modified exemplary embodiment, the width b and / or the height h is one and a half times the wall thickness t.

In einem weiteren modifizierten Ausführungsbeispiel sind sowohl auf den nach außen gewölbten Kuppen 4a, als auch auf den nach innen gewölbten Kuppen 3a radial nach außen bzw. nach innen ab ragende Verdickungen 5 angeordnet.In a further modified exemplary embodiment, protruding thickenings 5 are arranged both on the domes 4 a which are curved outwards and on the domes 3 a which are curved inwards and radially outwards or inwards.

In einem weiteren modifizierten Ausführungsbeispiel sind die Verdickungen 5 aus einem anderen Werkstoff als die Faltungen 3, 4 hergestellt und durch ein stoffschlüssiges Fügen mit diesen verbunden.In a further modified exemplary embodiment, the thickenings 5 are made of a different material than the folds 3 , 4 and are connected to them by a materially joined joint.

In den Fig. 2 und 3 ist ein zweiter erfindungsgemäßer Faltenbalg in Form einer doppelt konischen Dichtmanschette 6 dargestellt, die rotationssymmetrisch um ihre Mittelachse 7 gestaltet ist. Die Dichtmanschette 6 dient zur Abdichtung einer Durchgangsöff nung in einer Querwand für eine Lenkspindel eines Kraftfahrzeu ges und ist in nicht dargestellter Weise drehfest an der Quer wand festgelegt. Im Inneren der Dichtmanschette 6 ist die Lenk spindel drehbar gelagert, wobei sich die Dichtmanschette 6 über Dichtlippen 6a und 6b gegen die Lenkspindel abstützt. Ein Ab schnitt der Dichtmanschette 6 mit einer kegelstumpfförmigen Ge stalt ist in Fig. 2 veranschaulicht. Er weist mehrere nach innen gewölbte Faltungen 3 und mehrere nach außen gewölbte Faltungen 4 auf, denen jeweils Kuppen 3a bzw. 4a zugeordnet sind. Auf Höhe der Scheitellinien 4b der Kuppen 4a sind umlaufende, ringförmige Verdickungen 5 vorgesehen, die etwa radial, d. h. senkrecht oder wenigstens annähernd senkrecht zu der Mittelachse 7 verlaufend, außenseitig von der Dichtmanschette 6 abragen. Die Verdickungen weisen jeweils eine sich radial erstreckende Höhe h auf, die das Eineinhalb- bis Zweifache der Wanddicke t der Faltungen 3, 4 be trägt. Sie weisen ferner eine sich etwa axial erstreckende Brei te b auf, die etwa das Eineinhalb- bis Zweifache der Wandstärke t der Faltungen 3, 4 beträgt. Die Verdickungen 5 bilden die Dichtmanschette 6 außenseitig umgebende Verstärkungsringe, die vorzugsweise aus dem gleichen Material wie die Faltungen 3, 4 hergestellt und stoffschlüssig mit diesen verbunden oder ein stückig mit diesen geformt ist.In FIGS. 2 and 3, a second bellows according to the invention in the form of a double-conical sealing sleeve 6 is shown which is designed rotationally symmetrical about its central axis 7. The sealing sleeve 6 serves to seal a Durchgangsöff opening in a transverse wall for a steering spindle of a motor vehicle and is rotatably fixed to the transverse wall in a manner not shown. Inside the sealing collar 6 , the steering spindle is rotatably supported, the sealing collar 6 being supported against the steering spindle via sealing lips 6 a and 6 b. A section from the sealing sleeve 6 with a frustoconical shape is illustrated in FIG. 2. It has a plurality of inwardly curved folds 3 and a plurality of outwardly curved folds 4, which are each associated with crests 3 a and 4a. At the level of the apex lines of the studs 4 4 b a rotating annular bulges 5 are provided, approximately radially, ie, perpendicular or at least approximately extending externally projecting perpendicular to the center axis 7 of the sealing sleeve. 6 The thickenings each have a radially extending height h, which carries one and a half to twice the wall thickness t of the folds 3 , 4 be. They also have an approximately axially extending width te b, which is approximately one and a half to twice the wall thickness t of the folds 3 , 4 . The thickenings 5 form the sealing sleeve 6 on the outside surrounding reinforcing rings, which are preferably made of the same material as the folds 3 , 4 and integrally connected to them or integrally formed with them.

Eine erfindungsgemäße Fertigung 5 bewirkt eine Versteifung der zugehörigen, nach außen gewölbten Faltung 4, so daß diese einer radialen Quetschung einen erhöhten Widerstand entgegensetzt und sich ferner nach einer radialen Deformierung selbständig aus beult. Eine erfindungsgemäße Fertigung bewirkt ferner eine höhe re Verschleißfestigkeit der entsprechenden Faltung, da der Fal tengrund vorteilhaft verstärkt wird.A manufacturing 5 according to the invention stiffens the associated, outwardly curved fold 4 , so that this opposes a radial crushing an increased resistance and further bulges automatically after a radial deformation. A manufacturing according to the invention also causes a higher re wear resistance of the corresponding folding, since the Fal tengrund is advantageously reinforced.

Claims

1. bellows, in particular sealing sleeve for a steering wheel del of a motor vehicle, with at least one annular fold, which has an outwardly curved circumferential top, characterized in that on the outside at the level of an apex line ( 4 b) of the top ( 4 ) a circumferential, annular Thickening ( 5 ) is provided, which projects approximately radially with respect to a central axis ( 2 , 7 ) of the bellows ( 1 , 6 ) from the tip ( 4 a).

2. Bellows according to claim 1, characterized in that the thickening ( 5 ) has a height (h) which is one to two times the wall thickness (t) of the fold ( 3 , 4 ).

3. Bellows according to claim 1, characterized in that the thickening ( 5 ) has a width (b) which is one to two times the wall thickness (t) of the fold ( 3 , 4 ).