DE68904394T2

DE68904394T2 - POETRY.

Info

Publication number: DE68904394T2
Application number: DE1989604394
Authority: DE
Inventors: Edward Beadle
Original assignee: MG Rover Group Ltd
Current assignee: MG Rover Group Ltd
Priority date: 1988-04-15
Filing date: 1989-04-11
Publication date: 1993-06-09
Anticipated expiration: 2009-04-12
Also published as: DE68904394D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Dichtungen zum Abdichten einer Welle gegen eine Werkstoffplatte, durch die die Welle hindurchgeht und genauer gesagt eine Dichtung zum Abdichten einer Welle gegen eine Glasplatte.The present invention relates to seals for sealing a shaft against a material plate through which the shaft passes and more particularly to a seal for sealing a shaft against a glass plate.

Im modernen Fahrzeug- und insbesondere Autodesign, wo immer größere Glasflächen verwendet werden, wird es immer nötiger einen Scheibenwischermotor unter einer Glasscheibe, die von dem Wischer gewischt wird, anzubringen. Dies erfordert, daß eine mit einem Wischerarm verbundene Welle sich durch die Scheibe hindurch erstrecken sollte und gegen sie abgedichtet sein sollte, um das Eindringen von Wasser ins Fahrzeug zu verhindern.In modern vehicle and especially car design, where ever larger glass surfaces are used, it is becoming increasingly necessary to mount a windscreen wiper motor under a glass pane that is wiped by the wiper. This requires that a shaft connected to a wiper arm should extend through the pane and be sealed against it to prevent water from entering the vehicle.

Die US-A-40 41 241 offenbart eine Dichtung zum Abdichten einer Welle gegen eine Werkstoffplatte, wobei die Dichtung einen hohlen Körper hat, um sich durch eine Öffnung in der Werkstoffplatte hindurch zu erstrecken, einen sich nach außen erstreckenden Flansch an einem Ende des Körpers, mindestens ein erstes ringförmiges Dichtelement, das sich radial vom Körper nach innen erstreckt, um mit der Welle zusammenzuwirken, um dazwischen eine Dichtung zu schaffen, ein zweites zwischen den Flansch und eine erste Seite der Werkstoffplatte gelegtes ringförmiges Dichtelement, um den Flansch gegen die Platte abzudichten, und eine Rückhalteeinrichtung am anderen Ende des Körpers, um den Körper in der Öffnung zurückzuhalten und um den Flansch zur ersten Seite der Werkstoffplatte hin zu drücken, wobei der Körper und der Flansch aus einein relativ harten Material sind und das erste und zweite ringförmige Dichtelement aus einem relativ weichen Material sind.US-A-40 41 241 discloses a seal for sealing a shaft against a sheet of material, the seal having a hollow body for extending through an opening in the sheet of material, an outwardly extending flange at one end of the body, at least one first annular sealing element extending radially inwardly from the body for cooperating with the shaft to provide a seal therebetween, a second annular sealing element placed between the flange and a first side of the sheet of material to seal the flange against the sheet, and a retaining device at the other end of the body for retaining the body in the opening and for urging the flange toward the first side of the sheet of material, the body and flange being of a relatively hard material and the first and second annular sealing elements being of a relatively soft material.

Diese Dichtung hat aber den Nachteil, daß sie schwierig in die Werkstoffplatte einzubauen ist und daher nicht leicht bei automatischen Fertigungsstraßen zu verwenden ist.However, this seal has the disadvantage that it is difficult to install in the material plate and is therefore not easy to use in automatic production lines.

Dementsprechend weist die vorliegende Erfindung eine Dichtung zum Abdichten einer Welle gegen eine Werkstoffplatte auf, mit einem hohlen Körper, um sich durch eine Öffnung in der Werkstoffplatte hindurch zu erstrecken, einem sich an einem Ende des Körpers nach außen erstreckenden Flansch, mindestens einem ersten ringförmigen Dichtelement, das sich radial vom Körper nach innen erstreckt, um mit der Welle zusammenzuwirken, um dazwischen eine Abdichtung zu schaffen, einem zweiten ringförmigen Dichtelement, das zwischen den Flansch und eine erste Seite der Werkstoffplatte gelegt ist, um den Flansch gegen die Platte abzudichten, und mit einer Rückhalteeinrichtung am anderen Ende des Körpers, um den Körper in der Öffnung zurückzuhalten und um den Flansch zur ersten Seite der Werkstoffplatte hin zu drücken, wobei der Körper und der Flansch aus einem relativ harten Material sind und das erste und zweite ringförmige Dichtelement aus einem relativ weichen Material sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückhalteeinrichtung eine Unterlegscheibe und ein drittes ringförmiges Dichtelement aufweist, das zwischen die Unterlegscheibe und eine zweite Seite der Platte gelegt ist.Accordingly, the present invention comprises a seal for sealing a shaft against a sheet of material comprising a hollow body for extending through an opening in the sheet of material, a flange extending outwardly at one end of the body, at least one first annular sealing element extending radially inwardly from the body for cooperating with the shaft to provide a seal therebetween, a second annular sealing element interposed between the flange and a first side of the sheet of material for sealing the flange against the sheet, and retaining means at the other end of the body for retaining the body in the opening and for urging the flange towards the first side of the sheet of material, the body and flange being of a relatively hard material and the first and second annular sealing elements being of a relatively soft material, characterised in that the retaining means comprises a washer and a third annular sealing element interposed between the washer and a second side of the sheet.

Das Vorliegen der Unterlegscheibe, die die Rückhaltekräfte über die zweite Seite der Platte streut, dient dazu, diese Kräfte gleichmäßig in der Platte zu verteilen, um dadurch die Möglichkeit einer Beschädigung der Platte durch die Dichtung zu minimieren. Darüber hinaus dient die Lage aus einem elastischen Polymer auf der Unterlegscheibe dazu, die Platte von Stoßbelastungen zu isolieren, die durch die Dichtung von der Welle übertragen werden, während sie gleichzeitig Toleranzen zwischen der Dichtung und der Platte ausgleicht. Die Rückhalteeinrichtung kann eine Vielzahl elastischer Beine aufweisen, die sich nach außen erstreckende Füße auf ihren freien Enden haben, wobei die Beine sich in Achsrichtung des Körpers von dessen anderem Ende erstrecken, und die Füße durch die Beine in Anlage mit der Unterlegscheibe gedrückt werden.The presence of the washer, which spreads the restraining forces over the second side of the plate, serves to distribute these forces evenly throughout the plate, thereby minimizing the possibility of damage to the plate by the seal. In addition, the layer of elastic polymer on the washer serves to isolate the plate from shock loads transmitted through the seal from the shaft, while also compensating for tolerances between the seal and the plate. The restraining device may include a plurality of elastic legs extending outwardly extending feet on their free ends, the legs extending in the axial direction of the body from its other end, and the feet being pressed by the legs into contact with the washer.

Es können zwei erste ringförmige Dichtelemente vorhanden sein, die voneinander axial längs des Körpers beabstandet sind, um den Ort der Welle im Körper festzulegen.There may be two first annular sealing elements spaced axially from each other along the body to define the location of the shaft in the body.

Jedes Bein der Rückhalteeinrichtung kann sich konisch nach außen zu seinem freien Ende hin verjüngen, so daß die Füße durch die Unterlegscheibe gegen das Drücken der Beine beim Einsetzen der Unterlegscheibe in die Dichtung hindurchgedrückt werden können.Each leg of the restraint device may taper outwardly towards its free end so that the feet can be pushed through the washer against the pressure of the legs when inserting the washer into the seal.

Der Körper der Dichtung kann ein ringförmiges Element aus einem relativ weichen elastischen Polymer haben, das sich um ihn herum erstreckt, um zumindest an einem Teil der Bohrung der Öffnung anzugreifen.The body of the seal may have an annular member of a relatively soft resilient polymer extending around it to engage at least a portion of the bore of the opening.

Vorzugsweise bestehen der Körper, der Flansch, die Beine und Füße der Dichtung aus einem einzelnen Formteil, am besten aus Kunststoff.Preferably the body, flange, legs and feet of the seal are made from a single moulded part, preferably made of plastic.

Das erste und zweite ringförmige Dichtelement liegt vorzugsweise in Form eines einzelnen Formteils vor und kann am Körper und am Flansch geformt sein und damit zusammenwirken.The first and second annular sealing elements are preferably in the form of a single molded part and can be molded on the body and the flange and interact therewith.

Als Alternative kann die Rückhalteeinrichtung ohne Beine oder Füße ausgebildet sein und ein Teil des Körpers kann auf die Unterlegscheibe, wenn diese in ihrer Position liegt, genietet sein, um die Unterlegscheibe an der Dichtung zu befestigen.Alternatively, the restraint may be designed without legs or feet and a portion of the body may be riveted to the washer when in position to secure the washer to the seal.

Als weitere Alternative kann die Rückhalteeinrichtung ohne Beine und Füße ausgebildet sein, und ein Teil des Körpers kann an die Unterlegscheibe, wenn diese in ihrer Position liegt, geschweißt sein, um die Unterlegscheibe an der Dichtung zu befestigen.As a further alternative, the restraint device may be designed without legs and feet, and part of the body may be welded to the washer when in position to secure the washer to the gasket.

Die vorliegende Erfindung wird jetzt im Hinblick auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel von ihr, das in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt ist, genauer beschrieben. Es zeigt:The present invention will now be described in more detail with reference to a preferred embodiment thereof, which is illustrated in the accompanying drawings. In the drawings:

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch die erfindungsgemäße Dichtung, die zwischen einer Welle und einer Glasscheibe eingebaut ist,Fig. 1 is a vertical section through the seal according to the invention, which is installed between a shaft and a glass pane,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der Dichtung und der Glasscheibe aus Fig. 1 im auseinandergenommenen Zustand undFig. 2 is a perspective view of the seal and the glass pane from Fig. 1 in the disassembled state and

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der Dichtung und der Glasscheibe aus Fig. 1, wobei Teile der Dichtung aus einem relativ harten und einem relativ weichen elastischen Polymer getrennt gezeigt sind.Fig. 3 is a perspective view of the seal and the glass pane of Fig. 1, with parts of the seal made of a relatively hard and a relatively soft elastic polymer shown separately.

Wie in der Zeichnung gezeigt, hat eine Dichtung 1 einen Körper 2 und einen Flansch 3, während elastische Beine 4 Füße 5 haben, die an einer Unterlegscheibe 16 angreifen. Die Dichtung 1 ist an einer Welle 30 in einer Öffnung 7 angebracht, die in eine Glasscheibe 8 geformt ist.As shown in the drawing, a seal 1 has a body 2 and a flange 3, while elastic legs 4 have feet 5 which engage a washer 16. The seal 1 is mounted on a shaft 30 in an opening 7 formed in a glass disk 8.

Die Dichtung 1 hat ein erstes ringförmiges Dichtelement 9 und ein weiteres erstes ringförmiges Dichtelement 10, die beide aus einem elastischen Polymer bestehen, sich vom Körper 2 nach innen erstrecken und mit einem vorbestimmten Wert gegen die Welle 30 gedrückt sind.The seal 1 has a first annular sealing element 9 and another first annular sealing element 10, both of which are made of an elastic polymer, extend inwardly from the body 2 and are pressed against the shaft 30 with a predetermined value.

Der Flansch hat ein zweites ringförmiges Dichtelement 12 aus einem elastischen Polymer, das eine an der Scheibe angreifende Seite 13 hat und gegen eine erste Seite 14 der Glasscheibe 8 gedrückt ist.The flange has a second annular sealing element 12 made of an elastic polymer, which has a attacking side 13 and is pressed against a first side 14 of the glass pane 8.

Der Körper 2 hat ein ringförmiges Zentrierelement 15 aus einem elastischen Polymer, das sich um ihn herum erstreckt, wobei das ringförmige Element 15 um einen vorbestimmten Wert gegen eine Bohrung 17 der Öffnung 7 in der Scheibe 8 leicht zusammengepreßt ist, um dadurch die Dichtung 1 in bezug zur Glasscheibe 8 in der Ebene der Glasscheibe zu zentrieren.The body 2 has an annular centering element 15 made of an elastic polymer extending around it, the annular element 15 being slightly compressed by a predetermined value against a bore 17 of the opening 7 in the pane 8, in order to thereby center the seal 1 in relation to the glass pane 8 in the plane of the glass pane.

Das zweite ringförmige Dichtelement 12 und das ringförmige Zentrierelement 15 sind voneinander durch einen Freistich 21 getrennt, der einen Bereich 29 der ersten Seite 14 der Scheibe 8 und einen Streifen der Bohrung 17 angrenzend an die Kante 31 der Öffnung 7 unberührt von der Dichtung 1 läßt.The second annular sealing element 12 and the annular centering element 15 are separated from one another by a recess 21 which leaves a region 29 of the first side 14 of the disk 8 and a strip of the bore 17 adjacent to the edge 31 of the opening 7 untouched by the seal 1.

Die Unterlegscheibe 16 weist eine Lage aus relativ hartem Kunststoff auf; ein drittes ringförmiges Dichtelement 22, das eine Lage aus einem relativ weichen elastischen Polymer aufweist, ist zwischen die Unterlegscheibe 16 und eine zweite Seite 24 der Scheibe 8 gelegt. Dieses dritte Dichtelement 22 hat eine an der Scheibe angreifende Seite 23 mit einem größeren Innendurchmesser als der Durchmesser der Öffnung 7, wodurch ein Bereich 11 der zweiten Seite 24 der Scheibe 8 von der Dichtung 1 unberührt bleibt.The washer 16 has a layer of relatively hard plastic; a third annular sealing element 22, which has a layer of a relatively soft elastic polymer, is placed between the washer 16 and a second side 24 of the disc 8. This third sealing element 22 has a side 23 engaging the disc with a larger inner diameter than the diameter of the opening 7, whereby a region 11 of the second side 24 of the disc 8 remains untouched by the seal 1.

Die Lage aus relativ hartem Material 16 wird so positioniert, daß die Füße 5 der Beine 4 an ihr angreifen und sie halten, um die Lage aus einem elastischen Polymer 22 um einen vorbestimmten Betrag gegen die zweite Seite 24 der Scheibe 8 zusainmenzudrücken. Dies bewirkt einen Gegendruck durch den Körper 2 auf den Flansch 3, um dann wieder das zweite ringförmige Dichtelement 12 gegen die erste Seite 14 der Scheibe 8 genügend zusammenzudrücken, um dazwischen eine Dichtung zu bilden.The layer of relatively hard material 16 is positioned so that the feet 5 of the legs 4 engage and hold it to compress the layer of elastic polymer 22 by a predetermined amount against the second side 24 of the disc 8. This causes a counter pressure by the body 2 on the flange 3 to then compress the second annular sealing element 12 against the first side 14 of the disc 8 sufficiently to form a seal therebetween.

Vom oben Erwähnten kann entnommen werden, daß die Dichtung 1 nur durch Elemente aus einem elastischen Polymer mit der Welle 30 und der Scheibe 8 in Kontakt kommt. Der Dichtung 1 kann es daher gestattet sein, sich ein kleines Stück relativ zur Welle 30 und/oder zur Scheibe 8 zu bewegen, ohne die Dichtung dazwischen zu unterbrechen.From the above it can be seen that the seal 1 comes into contact with the shaft 30 and the disc 8 only through elements made of an elastic polymer. The seal 1 can therefore be allowed to move a small distance relative to the shaft 30 and/or the disc 8 without breaking the seal therebetween.

Zum freien Ende 26 des Beins 4 hin hat jedes Bein 4 einen Innenkonus 25 und jeder Fuß 5 einen Außenkonus 27, um beim Zusammenbau zu helfen. Gleichermaßen hat das andere erste ringförmige Dichtelement 10 einen Innenkonus 28, um beim Zusammenbau zu helfen.Towards the free end 26 of the leg 4, each leg 4 has an inner cone 25 and each foot 5 has an outer cone 27 to aid in assembly. Similarly, the other first annular sealing element 10 has an inner cone 28 to aid in assembly.

In bezug auf Fig. 3 ist zu sehen, daß das erste und die zweiten ringförmigen Dichtelemente 9, 10, 12 und das ringförmige Zentrierelement 15 in Form eines Formteils 18 vorliegen, das vier Verbindungsteile l9 hat, die sich durch vier Schlitze 20 hindurcherstrecken, um damit das Formteil 18 als ein einzelnes Formteil gegen den Körper 2 und den Flansch 3 geformt und damit verbunden werden kann.Referring to Fig. 3, it can be seen that the first and second annular sealing elements 9, 10, 12 and the annular centering element 15 are in the form of a molded part 18 having four connecting parts 19 extending through four slots 20 so that the molded part 18 can be molded and connected as a single molded part against the body 2 and the flange 3.

Um die Welle unter Verwendung der Dichtung in die Glasscheibe einzusetzen, werden die Beine 4 und die Füße 5 der Dichtung 1 so durch die Öffnung 7 gesteckt, daß das zweite ringförmige Dichtelement 12 die Scheibe 8 berührt. Dann werden die Unterlegscheibe 16 und das dritte Dichtelement 22 über den Konus 27 des Fußes 5 gedrückt, wobei die Beine 4 nach innen gedrückt werden, bis das dritte Dichtelement 22 an der Scheibe 8 angreift und die Füße 5 nach außen springen, um hinter die Unterlegscheibe 16 zu greifen und die Dichtung in ihrer Lage festzuhalten. Dann wird die Welle 30 an den Beinen 4, dem anderen ersten Dichtelement 10 und dem einen ersten Dichtelement 9 vorbeigedrückt, um dadurch eine Gebrauchslage einzunehmen, in der sie gegen die Scheibe 8 innerhalb der Öffnung 7 abgedichtet ist.To insert the shaft into the glass pane using the seal, the legs 4 and feet 5 of the seal 1 are inserted through the opening 7 so that the second annular sealing element 12 contacts the pane 8. Then the washer 16 and the third sealing element 22 are pressed over the cone 27 of the foot 5, the legs 4 being pressed inwards until the third sealing element 22 engages the pane 8 and the feet 5 spring outwards to grip behind the washer 16 and hold the seal in place. The shaft 30 is then pressed past the legs 4, the other first sealing element 10 and the one first sealing element 9 to thereby assume a position of use in which it is sealed against the pane 8 within the opening 7.

Es ist zu erwähnen, daß der Aufbau der erfindungsgemäßen Dichtung es verhindert, daß sich die Rückhalteeinrichtung löst, während die Welle durch sie hindurchgeht, was darauf zurückzuführen ist, daß die Welle in nächster Nähe zu den Beinen liegt und dadurch eine Bewegung von ihnen nach innen und folglich ein sich Lösen der Füße verhindert.It should be noted that the structure of the seal according to the invention prevents the retaining device from becoming detached while the shaft is passing through it, this being due to the fact that the shaft is in close proximity to the legs and thereby prevents them from moving inwards and consequently preventing the feet from becoming detached.

Es ist zu erwähnen, daß die Erfindung, obwohl sie anhand des Beispiels einer Welle für einen Wischermotor, die sich durch eine Glasscheibe erstreckt, geoffenbart wurde, gleichermaßen für andere Anwendungen geeignet ist, z.B. für eine Halterung für einen Rückspiegel oder eine Radioantenne an irgendeinem Karosseriehochteil eines Fahrzeugs oder für Befestigungsteile für einen Fahrzeugspoiler oder einen Flügel an einem oder durch ein Karosserieflachteil hindurch.It should be noted that although the invention has been disclosed using the example of a wiper motor shaft extending through a pane of glass, it is equally suitable for other applications, e.g. for a mounting for a rear-view mirror or radio antenna on any vehicle body panel or for fastening parts for a vehicle spoiler or wing to or through a body panel.

Claims

1. Seal (1) for sealing a shaft (30) to a sheet material (8), comprising a hollow body (2) intended to extend through a window (17) in the sheet material, an outwardly projecting flange (3) at one end of the body (2), at least one first annular sealing element (9, 10) extending radially inwardly relative to the body (2) for cooperating with the shaft (30) to form a seal therebetween, a second annular sealing element (12) arranged between the flange (3) and a first side (14) of the sheet material (8) to seal the flange to the sheet material, and a holding device (4, 5, 6) at the other end of the body to hold the body in the window and to prestress the flange (3) against the first side (14) of the sheet material, wherein the body (2) and the flange (3) are made of a relatively hard material and the first and second annular sealing elements (9, 10, 12) are made of a relatively soft material, characterized in that the holding device has a disk (16) and a third annular sealing element (22) which is arranged between the disk (16) and a second side (24) of the sheet.

2. A seal according to claim 1, wherein the retaining means further comprises a number of resilient legs (4) having outwardly projecting feet (5) at their free ends, the legs extending axially relative to the body (2) from the other end thereof, the feet being biased by the legs into engagement with the disc (6).

3. Seal according to claim 2, in which each leg (4) has a taper (27) on the outside in the direction of its free end, so that the feet (5) can be pressed by the disc (6) against the prestress of the legs when the disc (6) is installed in the seal.

4. A seal according to claim 2 or claim 3, wherein the body (2), the flange (3), the legs (4) and the feet (5) of the seal belong to a single moulding.

5. Seal according to one of the preceding claims, in which two first annular sealing elements (9, 10) are present, which are axially spaced apart from one another along the body (2) in order to radially fix the shaft (30) in the body.

6. A seal according to any preceding claim, wherein the body (2) of the seal has a relatively soft elastomeric annular element (15) extending around it to engage a bore (17) of the window.

7. A seal according to any preceding claim, wherein the first and second annular sealing elements (9, 10, 12) are in the form of a single molded part molded against and engaged with the body (2) and the flange (3).

8. Seal according to one of the preceding claims, in which the first and second annular sealing elements (9, 10, 12) are made of an elastic polymer.