DE4123494A1 - Dichtungsvorrichtung - Google Patents
DichtungsvorrichtungInfo
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/54—Other sealings for rotating shafts
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- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D1/00—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
- B62D1/02—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
- B62D1/16—Steering columns
- B62D1/18—Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
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Description
Die Erfindung betrifft eine Dichtungsvorrichtung gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE-PS 37 09 027 ist eine Dichtmanschette bekannt, die
die Öffnung zwischen einer lagestabilen Wand und einer eine
Bohrung der Wand durchgreifenden Welle überdeckt. Dabei ist in
die Dichtmanschette ein Faltenbalg integriert, der einen
toleranzbedingten Versatz der Welle innerhalb der Bohrung aus
gleicht. Zur besseren Schallisolierung des Durchgangs vom Mo
torraum zur Fahrgastzelle ist hier eine zweite Manschette vor
gesehen, die mit der ersten Manschette eine geräuschdämmende
Luftkammer bildet.
Dieser Aufwand ist deshalb notwendig, da die Dichtungsvorrich
tung sowohl einen axialen als auch einen radialen, toleranz
bedingten Versatz der Welle in der Bohrung dichtend ausgleichen
soll, und die Drehbewegung der Welle die Abdichtung zusätzlich
erschwert, da daran keine spaltfreie Befestigung der Dich
tungsvorrichtung möglich ist. Ein dennoch geräuschdämmender
Übergang von der Dichtungsvorrichtung zur Welle ist deshalb
hier durch eine in sich nachgiebige Manschette verwirklicht,
die aber den Nachteil hat, daß sie selbst vor allem im Bereich
des Faltenbalgs schalldurchlässig ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße
Dichtungsvorrichtung um eine drehbare Welle in einer
Durchtrittsöffnung auszubilden, die eine geräuschdämmende Ab
deckung der Öffnung bildet und dennoch in axialer und radialer
Richtung in sich beweglich ist.
Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des An
spruchs 1 gelöst.
Die zwei Rohrteile lassen sich in Axialrichtung der Welle ge
geneinander verschieben und gleichen so einen axialen
toleranzbedingten Versatz der Welle zur Durchtrittsöffnung aus.
Ein radialer Versatz der Welle ist durch ein Verschieben des
Bundes der Welle auf der Stirnseite des bewegbaren Rohrteils
ermöglicht. Bei diesem Toleranzausgleich bleibt die Geräusch
dämmung sowohl zwischen den Rohrteilen als auch von den Rohr
teilen zur Wand bzw. zur Welle erhalten. Eine Stabilisierung
erhält die Dichtungsvorrichtung dabei durch das Federelement,
das die Rohrteile in der eingestellten Anordnung gegen den Bund
unter Spannung hält. Die Welle ist unter geringem Widerstand
des Bundes auf dem axial bewegbaren Rohrteil weiterhin ver
drehbar. Lenkgeräusche und Senkrückstellkräfte einer Lenkspin
del bleiben dadurch gering.
Eine darüber hinaus geräuschdämmende Maßnahme ist darin zu se
hen, daß der Bund die als hohle Lenkspindel ausgebildete Welle
abschließt, der damit die aus der Lenkspindel ankommenden
Schallwellen abbricht und eine Abkoppelung bewirkt.
Der Bund der Welle ist günstigerweise so zu gestalten, daß er
nur einen geringen Reibwiderstand bei seiner Drehung bildet,
was z. B. durch ein geeignetes Material der Bundoberfläche zu
erreichen ist. Der Bund kann beidseitig der Bohrung angeordnet
werden, wobei aber bei einer Lenkspindel einer Anordnung von
der Fahrgastzelle aus gesehen hinter der Fahrgastzellenstirn
wand der Vorzug zu geben ist, da die Lenkspindel bei einem
Fahrzeugunfall dadurch in den Motorraum und nicht in die ent
gegengesetzte Richtung zu verschieben ist.
Neben der axialen Verschiebung der Rohrteile gegeneinander ist
durch die Spiralfedern als Federelement auch eine spielabhän
gige axiale Winkeländerung der beiden Rohrteile zueinander
möglich. Soll diese Winkeländerung aber in größerem Maße zu
lässig sein oder durch eine winklige Ausrichtung der Welle zur
Durchgangsöffnung notwendig werden, so bietet sich dafür eine
Ausbildung der Rohrteile an, bei der die aneinanderliegenden
Flächen abgerundet sind, so daß die Rohrteile unter Anlage an
einander gegeneinander verschwenkt werden können. Die dabei
nach innen weisende gerundete Fläche kann durch einen zusätz
lich eingelegten Zwischenring gebildet werden, der einfacher zu
bearbeiten ist, und der an seinem Umfang die Gleitfläche für
die axiale Verschiebung der Rohrteile bildet.
Dieser Aufbau der Dichtungsvorrichtung mit den Rohrteilen und
dem Bund an der Welle ermöglicht es sogar, die Welle im Bereich
der Rohrteile als Wellrohr auszubilden, ohne daß die Abdichtung
der Durchgangsbohrung gegen eine Durchschallung gefährdet wäre.
Die Gegenstände weiterer Unteransprüche bilden vorteilhafte
Ausgestaltungsmöglichkeiten der Gegenstände vorherstehender
Ansprüche.
Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
dargestellt.
Es zeigen:
Fig. 1 in einem Längsschnitt eine Dichtungsvorrichtung
zwischen einer Welle und einem
Durchgangsbohrungsrand, mit einer in Axialrichtung
der Welle wirkenden Spiralfeder,
Fig. 2a in einem Längsschnitt eine Dichtungsvorrichtung mit
mehreren axial wirkenden Spiralfedern,
Fig. 2b die Dichtungsvorrichtung aus Fig. 2a im Querschnitt
entlang der Linie IIb-IIb,
Fig. 3a in einem Längsschnitt eine Dichtungsvorrichtung,
deren bewegbares Rohrteil zum festliegenden Rohrteil
verschwenkbar und axial verschiebbar ist, und
Fig. 3b die Dichtungsvorrichtung aus Fig. 3a im Querschnitt
entlang der Linie IIIb-IIIb.
In Fig. 1 ist eine drehbare Welle 1 dargestellt, die hier als
Lenkspindel ausgebildet ist, welche durch eine
Durchtrittsöffnung 2 in einer Wand 3 geführt ist. Die sich da
bei ergebende lichte Öffnung zwischen der Welle 1 und der Wand
3 ist mit einer Dichtungsvorrichtung 4 geräuschdämmend über
deckt. Die Dichtungsvorrichtung 4 umfaßt zwei Rohrteile und
6, welche sich in Axialrichtung der Welle 1 eingepaßt überlap
pen. Die zwei Rohrteile 5, 6 lassen sich in Axialrichtung der
Welle 1 gegeneinander verschieben und gleichen so einen axialen
toleranzbedingten Versatz der Welle 1 zur Durchtrittsöffnung 2
gegenüber einem gegebenen Sollwert dichtend aus. Dazu um
schließt ein der Welle 1 zugeordnetes Rohrteil 5 unter Einhal
tung eines radialen Abstands 7 die drehbare Welle 1 und ist mit
dieser axial bewegbar. Das andere Rohrteil 6 ist an der Wand 3
festgelegt und mit dieser z. B. verclipst. In Axialrichtung der
Welle 1 ist zwischen diesen Rohrteilen 5, 6 ein Federelement 8
wirksam, das durch einen radialen Bund 9 der Welle 1 unter
Spannung gehalten wird, und die Rohrteile 5, 6 in der einge
stellten Anordnung stabilisiert. Dieser Bund 9, der ebenfalls
zur Dichtungsvorrichtung 4 gehört, ermöglicht es, die Welle 1
auch mit einem radialen Versatz zu einem Sollwert abgedichtet
in die Durchtrittsöffnung 2 einzusetzen, indem er eine Innen
bohrung 10 des bewegbaren Rohrteils 5 in jeder Position der
Welle 1 überdeckt und unter flächiger Anlage auf einer Stirn
fläche 11 dieses Rohrteils 5 verdrehbar und verschiebbar ist.
Bei diesem beschriebenen Toleranzausgleich bleibt die Ge
räuschdämmung sowohl zwischen den Rohrteilen 5, 6 als auch von
den Rohrteilen 5, 6 zur Wand 3 bzw. zur Welle 1 erhalten. Die
Welle 1 ist unter geringem Widerstand des Bundes 9 auf dem be
wegbaren Rohrteil 5 weiterhin verdrehbar. Die Lenkgeräusche und
Lenkrückstellkräfte einer Lenkspindel 1 bleiben dadurch gering.
Eine darüberhinaus geräuschdämmende Maßnahme ist darin zu se
hen, daß der Bund 9 die als hohle Lenkspindel ausgebildete
Welle 1 in einem unteren Endbereich 12 abschließt, der damit
die aus der Lenkspindel 1 aus Richtung eines Lenkrades ankom
menden Schallwellen abbricht und eine Abkopplung bewirkt.
Der Bund 9 auf der Welle 1 ist günstigerweise so zu gestalten,
daß er einen nur geringen Reibwiderstand bei seiner Drehung auf
der Stirnfläche 11 des bewegbaren Rohrteils 5 bildet, was z. B.
durch ein geeignetes Material der Bundoberfläche 13, wie etwa
durch Teflon zu erreichen ist. Der Bund 9 kann beidseitig der
Durchtrittsöffnung 2 angeordnet werden, wobei aber bei einer
Lenkspindel 1 einer Anordnung von einer Fahrgastzelle aus ge
sehen hinter der Fahrgastzellenstirnwand 3 der Vorzug zu geben
ist, da die Lenkspindel 1 bei einem Fahrzeugunfall dadurch in
den Motorraum und nicht in die entgegengesetzte Richtung zu
verschieben ist.
Dieser Aufbau der Dichtungsvorrichtung 4 mit den Rohrteilen 5,
6 und dem Bund 9 an der Welle 1 ermöglicht es sogar, die Welle
1 im Bereich der Rohrteile 5, 6 als Wellrohr 14 auszubilden,
ohne daß die Abdichtung der Durchgangsbohrung 2 gegen eine
Durchschallung gefährdet wäre.
In Fig. 1 ist das Federelement 8 durch eine umlaufende, ein
zelne Spiralfeder 15 gebildet. Die Fig. 2a und 2b zeigen
demgegenüber ein Ausbildungsbeispiel, bei dem entlang eines
Rohrteilradius eines bewegbaren Rohrteils 16 mehrere Aufnahmen
17 für einzelne Spiralfedern 18 vorgesehen sind. Diese Spiral
federn 18 werden an einem Ende durch am anderen Rohrteil 19
angeformte Bolzen 20 gehalten und durch den Bund 9 der Welle 1,
der auf das Rohrteil 16 drückt unter Spannung gesetzt. Das
axial mit der Welle 1 bewegbare Rohrteil 16 wird durch diese
Anordnung gleichzeitig unverdrehbar am festliegenden Rohrteil
19 gehalten. Neben der axialen Verschiebung der Rohrteile 16,
19 gegeneinander ist durch die Spiralfedern 18 als Federelement
8 auch eine spielabhängige axiale Winkeländerung der beiden
Rohrteile 16, 19 zueinander möglich.
Soll diese Winkeländerung aber in größerem Maße zulässig sein
oder durch eine winklige Ausrichtung der Welle 1 zur
Durchtrittsöffnung 2 notwendig werden, so bietet sich dafür
eine Ausbildung der Dichtungsvorrichtung 4 entsprechend den
Fig. 3a und 3b an.
Hier weist ein mit der Welle 1 bewegbares Rohrteil 21 eine
kugelförmig gerundete Umfangsfläche 22 auf, die in einer ebenso
kugelförmigen Innenfläche 23 verschwenkbar ist. Diese gerundete
Innenfläche 23 ist an einem Zwischenring 24 ausgebildet, in dem
also das Rohrteil 21 verschwenkbar, und der selbst mit dem
Rohrteil 21 zum festliegenden Rohrteil 25 axial verschiebbar
ist. Die Schwenkbewegung wird durch gegenüberliegende innere
halbkugelförmige Nasen 26 des Zwischenrings 24 abgestützt, die
in zwei Längsnuten 27 am Rohrteil 21 eingreifen, wodurch eine
Winkelverstellung des Rohrteils 21 um eine Verbindungsachse 28
dieser Nasen 26 und durch ein Verfahren der Nasen 26 in den
Längsnuten 27 auch um eine Senkrechte 29 in Radialrichtung zu
dieser Verbindungsachse 28 möglich ist. Die axiale Verschiebung
des bewegbaren Rohrteils 21 zusammen mit dem Zwischenring 24
wird durch den Eingriff des Zwischenrings 24 mit zwei außen
liegenden längskeilförmigen Nasen 30 in Längsnuten 31 des
festliegenden Rohrteils 25 geführt und durch einen Anschlag 32
entsprechend dem Nutende begrenzt.
Claims (14)
1. Dichtungsvorrichtung zur geräuschdämmenden Überdeckung des
lichten Raums zwischen einer lagestabilen Wand und einer eine
Durchtrittsöffnung in dieser durchsetzenden drehbaren Welle,
insbesondere für eine Lenkspindel eines Kraftwagens in einer
Durchtrittsöffnung einer Fahrgastzellenstirnwand, durch welche
ein toleranzbedingter Versatz der Welle radial und axial zu
einem Sollwert in der Durchtrittsöffnung dichtend ausgleichbar
ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Dichtungsvorrichtung (4) zwei Rohrteile (5, 6 bzw. 16,
19 bzw. 21, 25) umfaßt, welche sich in Axialrichtung der Welle
(1) eingepaßt überlappen, und daß in Axialrichtung ein vorge
spanntes Federelement (8) zwischen den beiden Rohrteilen (5, 6
bzw. 16, 19 bzw. 21, 25) liegt, wobei ein der Welle (1) zuge
ordnetes Rohrteil (5 bzw. 16 bzw. 21) unter Einhaltung eines
radialen Abstands (7) die drehbare Welle (1) umschließt und mit
dieser axial bewegbar ist, und das andere Rohrteil (6 bzw. 19
bzw. 25) an der Wand (3) festgelegt ist, und daß die Welle (1)
einen radialen Bund (9) aufweist, dessen Außendurchmesser grö
ßer als eine Innenbohrung (10) des bewegbaren Rohrteils (5 bzw.
16 bzw. 21) ist, und der unter flächiger Anlage auf einer
Stirnfläche (11) dieses Rohrteils (5 bzw. 16 bzw. 21) verdreh
bar und radial verschiebbar ist.
2. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine hohle Lenkspindel (1) durch den Bund (9) in ihrem
Endbereich (12) abgeschlossen ist.
3. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet
daß der Bund (9) gegen die Stirnfläche (11) des bewegbaren
Rohrteils (5 bzw. 16 bzw. 21) eine Oberfläche (13) mit geringem
Reibwiderstand aufweist.
4. Dichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet
daß der Bund (9) von einer Fahrgastzelle aus gesehen hinter der
Fahrgastzellenstirnwand (3) angeordnet ist.
5. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet
daß das festliegende Rohrteil (6 bzw. 19 bzw. 25) mit der Wand
(3) verclipst ist.
6. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet
daß das bewegbare Rohrteil (5 bzw. 16 bzw. 21) um die Längs
achse unverdrehbar am festliegenden Rohrteil (6 bzw. 19 bzw.
25) gehalten ist.
7. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet
daß ein Rohrteil (25) einen Anschlag (32) zur Begrenzung der
axialen Bewegung aufweist.
8. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet
daß die Rohrteile (21, 25) in ihrer axialen Winkelausrichtung
zueinander veränderbar sind.
9. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet
daß das bewegbare Rohrteil (21) mit einer kugelförmig gerun
deten Umfangsfläche (22) in einer ebenso kugelförmigen Innen
fläche (23) verschwenkbar ist.
10. Dichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet
daß zwischen dem bewegbaren Rohrteil (5 bzw. 16 bzw. 21) und
dem festliegenden Rohrteil (6 bzw. 19 bzw. 25) ein Zwischenring
(24) vorgesehen ist.
11. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet
daß der Zwischenring (24) zwischen den beiden Rohrteilen (5, 6
bzw. 16, 19 bzw. 21, 25) in Axialrichtung begrenzt verschiebbar
festgelegt ist.
12. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet
daß das bewegbare Rohrteil (5 bzw. 16 bzw. 21) einen Abstand
(7) zur Lenkspindel (1) einhält, durch den die Lenkspindel (1)
im Bereich der Dichtungsvorrichtung (4) als Wellrohr (14) aus
bildbar ist.
13. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet
daß das Federelement (8) durch eine eingelegte Spiralfeder (15)
gebildet ist.
14. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet
daß entlang eines Rohrteilradius eines Rohrteils (16 bzw. 21)
mehrere Aufnahmen (17) für einzelne Spiralfedern (18) vorgese
hen sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914123494 DE4123494C2 (de) | 1991-07-16 | 1991-07-16 | Dichtungsvorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19914123494 DE4123494C2 (de) | 1991-07-16 | 1991-07-16 | Dichtungsvorrichtung |
Publications (2)
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DE4123494A1 true DE4123494A1 (de) | 1993-01-21 |
DE4123494C2 DE4123494C2 (de) | 1995-02-23 |
Family
ID=6436240
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19914123494 Expired - Fee Related DE4123494C2 (de) | 1991-07-16 | 1991-07-16 | Dichtungsvorrichtung |
Country Status (1)
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Owner name: DAIMLER-BENZ AKTIENGESELLSCHAFT, 70567 STUTTGART, |
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