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Patent Searching and Data


Title:
SEALING DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/182430
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a sealing device for sealing an opening (5) of a transverse wall (6) which separates the engine compartment from the passenger compartment of a motor vehicle and through which an intermediate steering shaft (4) of the vehicle steering system is guided, comprising a sealing body (13) which covers the opening (5), surrounds the intermediate steering shaft (4), and is made of an elastic material. A first end region (33) of the sealing body is secured to the transverse wall (6), and a second end region (32) of the sealing body sealingly lies against an outer circumferential surface (34) of a sealing sleeve (20) which is secured to the intermediate steering shaft (4) and which can rotate together with the intermediate steering shaft (4). The aim of the invention is to improve the sealing device with respect to a simple production and assembly. This is achieved in that the sealing sleeve (20) has an inner lateral surface (21) with protrusions (22) which protrude radially inwards and which are connected to an outer lateral surface (24) of the intermediate steering shaft (4, 15) by being pressed against same.

Inventors:
WALSER MICHAEL (MX)
Application Number:
PCT/EP2017/059112
Publication Date:
October 26, 2017
Filing Date:
April 18, 2017
Export Citation:
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Assignee:
THYSSENKRUPP PRESTA AG (LI)
THYSSENKRUPP AG (DE)
International Classes:
B62D1/16; B62D1/20
Foreign References:
JPH0187960U1989-06-09
JP2014129004A2014-07-10
DE19857392A12000-06-21
DE102007031395A12009-01-08
Attorney, Agent or Firm:
THYSSENKRUPP INTELLECTUAL PROPERTY GMBH (DE)
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE

1 . Dichtungsvorrichtung zur Abdichtung einer Öffnung (5) einer den Motorraum vom Fahrgastraum eines Kraftfahrzeugs trennenden Querwand (6), durch die eine Lenkzwischenwelle (4) der Fahrzeuglenkung hindurchgeführt ist, mit einem die Öffnung (5) abdeckenden und die Lenkzwischenwelle (4) umschließenden Dichtkörper (13) aus elastischem Material, der mit einem ersten Endbereich (33) an der Querwand (6) befestigt ist und mit einem zweiten Endbereich (32) an einer äußeren Umfangsfläche (34) einer auf der Lenkzwischenwelle (4, 15) befestigten und mit der Lenkzwischenwelle (4, 15) drehbaren Dichtungshülse (20) dichtend anliegt, dadurch

gekennzeichnet, dass die Dichtungshülse (20) eine

Innenmantelfläche (21 ) mit radial nach innen ragenden

Vorsprüngen (22) aufweist, die durch Aufpressen auf eine Außenmantelfläche (24) der Lenkzwischenwelle (4, 15) mit dieser verbunden ist.

2. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch

gekennzeichnet, dass die Dichtungshülse (20) aus Kunststoff besteht.

3. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch

gekennzeichnet, dass die Lenkzwischenwelle (4, 15) einen konischen Abschnitt (25) aufweist, der in die Außenmantelfläche (24) übergeht, sodass die radialen Vorsprünge (22) der

Dichtungshülse (20) beim Aufpressen über den konischen Abschnitt (25) schiebbar sind.

4. Dichtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die radialen Vorsprünge (22) in einem ersten axialen Endabschnitt (23) der Innenmantelfläche (21 ) über deren Innenumfang verteilt angeordnet sind und dass die Außenmantelfläche (24) der Lenkzwischenwelle (4, 15) mit einer umlaufenden Ringnut (26) versehen ist, in die die Vorsprünge (22) einrasten.

5. Dichtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungshülse (20) in einem zweiten axialen Endabschnitt (27) der

Innenmantelfläche (21 ) mit radial nach innen vorstehenden Federzungen (28, 29) versehen ist, die in parallel zur Drehachse (16) auf der Außenseite der Lenkzwischenwelle (4,15) verlaufende Vertiefungen (19) eingreifen.

6. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch

gekennzeichnet, dass jeweils zwei paarweise benachbart angeordnete Federzungen (28, 29) in eine Vertiefung (19) eingreifen.

7. Verfahren zur Abdichtung eines Durchtritts einer

Lenkzwischenwelle (4) durch eine Querwand (6) eines

Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass die

Lenkzwischenwelle (4) mit einer Dichtungshülse (20) und dem Dichtkörper (13) versehen ist und mit der Dichtungshülse (20) und dem Dichtkörper (13) durch eine Öffnung (5) in der

Querwand (6) von einer Fahrgastraumseite des Fahrzeugs her eingefahren wird, wobei der Dichtkörper (6) an der Querwand (6) befestigt wird.8. Verfahren zur Abdichtung eines Durchtritts einer Lenkzwischenwelle (4) durch eine Querwand (6) eines Fahrzeugs nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungshülse (20) eine Innenmantelfläche (21 ) mit radial nach innen ragenden Vorsprüngen (22) aufweist, die auf Außenmantelfläche (24) der Lenkzwischenwelle (4, 15) aufgepresst wird.

Description:
Dichtungsvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsvorrichtung zur Abdichtung einer Öffnung einer den Motorraum vom Fahrgastraum eines Kraftfahrzeugs trennenden Querwand, durch die eine Lenkzwischenwelle der

Fahrzeuglenkung hindurchgeführt ist, mit einem die Öffnung abdeckenden und die Lenkzwischenwelle umschließenden Dichtkörper aus elastischem Material, der mit einem ersten Endbereich an der Querwand befestigt ist und mit einem zweiten Endbereich an einer äußeren Umfangsflache einer auf der Lenkzwischenwelle befestigten und mit der Lenkzwischenwelle drehbaren Dichtungshülse dichtend anliegt.

Eine derartige Dichtungsvorrichtung ist aus der DE 198 57 392 A1 bekannt. Ein Dichtungsbalg ist einerseits an einer Spritzwand befestigt und liegt andererseits gleitend an einer Hülse an, welche an einem

Lenkwellenabschnitt mit gewellter Außenfläche fixiert ist. Nachteilig daran ist die aus mehreren Teilen und Materialien kompliziert aufgebaute Hülse und deren aufwändige Fixierung auf der Lenkwelle.

Aus der DE 10 2007 031 395 A1 ist ebenfalls eine

Spritzwanddurchführung einer Lenkwelle bekannt, wobei ein

Dichtungsbalg mit einer Hülse zusammenwirkt. Nachteil dieser Lösung ist es, dass die Hülse aus vielen einzelnen Komponenten besteht.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Abdichtung für eine Spritzwanddurchführung bereitzustellen, die einen einfachen Aufbau aufweist und gleichzeitig in einer einfachen Weise auf der Lenkwelle fixierbar ist und einfach im Kraftfahrzeug montierbar ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die

Dichtungshülse eine Innenmantelfläche mit radial nach innen ragenden Vorsprüngen aufweist, die durch Aufpressen auf eine Außenmantelfläche der Lenkzwischenwelle mit dieser verbunden ist. Die erfindungsgemäße Dichtungshülse kann mit Vorteil als einstückiges Formteil ausgestaltet sein, welches mit geringem Fertigungsaufwand hergestellt werden kann. Die Montage der erfindungsgemäßen Dichtungshülse erfolgt durch einfaches Aufpressen auf die Lenkzwischenwelle, ohne dass

beispielsweise zwei Hülsenkörper miteinander verschraubt werden müssten.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Dichtungshülse aus Kunststoff besteht. Dieses Material erleichtert die kostengünstige Herstellung der Dichtungshülse beispielsweise im Spritzgussverfahren. Des Weiteren kann die Härte und Elastizität des Kunststoffmaterials an den vorliegenden Verwendungszweck der Dichtungshülse angepasst werden, sodass diese auf einfache Weise auf die Lenkzwischenwelle aufgepresst werden kann ohne zu reißen und anschließend die Dichtungshülse auf der

Lenkzwischenwelle fest genug klemmt, um beim Betrieb des Fahrzeugs nicht abzurutschen.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die

Lenkzwischenwelle einen konischen Abschnitt aufweist, der in die genannte Außenmantelfläche übergeht, sodass die radialen Vorsprünge der Dichtungshülse beim Aufpressen über den konischen Abschnitt schiebbar sind. Dabei wird die Dichtungshülse radial elastisch aufgeweitet, sodass sie auf der Außenmantelfläche reibschlüssig fixiert ist. Der konische Abschnitt der Lenkzwischenwelle erleichtert den

Aufpressvorgang.

Die Erfindung wird noch verbessert, indem die radialen Vorsprünge in einem ersten axialen Endabschnitt der Innenmantelfläche über deren Innenumfang verteilt angeordnet sind und die genannte

Außenmantelfläche der Lenkzwischenwelle mit einer umlaufenden Ringnut versehen ist, in die die Vorsprünge einrasten. Durch diese Maßnahme wird die Befestigung der Dichtungshülse auf der

Lenkzwischenwelle in der korrekten Position erleichtert und der Halt verbessert.

In Ausgestaltung der Erfindung ist die Dichtungshülse in einem zweiten axialen Endabschnitt der Innenmantelfläche mit radial nach innen vorstehenden Federzungen versehen, die in parallel zur Drehachse auf der Außenseite der Lenkzwischenwelle verlaufende Vertiefungen eingreifen. Durch diese Maßnahme wird einerseits der nicht im

Klemmeingriff mit der Lenkzwischenwelle stehende zweite Endabschnitt der Dichtungshülse radial zentriert bzw. fixiert und andererseits drehfest mit der Lenkzwischenwelle verbunden, sodass ein höheres Drehmoment übertragen werden kann. Die auf der Außenseite der Lenkzwischenwelle verlaufenden Vertiefungen sind aus anderen konstruktiven Gründen ohnehin vorhanden und müssen für die Realisierung der oben genannten Maßnahme nicht zusätzlich eingebracht werden.

Die Fixierung der Dichtungshülse auf der Lenkzwischenwelle wird weiter verbessert, indem jeweils zwei paarweise benachbart angeordnete Federzungen in eine Vertiefung eingreifen. Dabei liegen die paarweise benachbarten Federzungen an gegenüberliegenden Flanken der

Vertiefung federnd an, so dass die Dichtungshülse spielfrei auf der Lenkzwischenwelle fixiert ist und nicht klappern kann.

Gelöst wird die Aufgabe ebenfalls durch ein Verfahren zur Abdichtung eines Durchtritts einer Lenkzwischenwelle durch eine Querwand eines Kraftfahrzeugs, wobei die Lenkzwischenwelle mit einer Dichtungshülse und dem Dichtkörper versehen ist und mit der Dichtungshülse und dem Dichtkörper durch eine Öffnung in der Querwand von einer Fahrgastraumseite des Fahrzeugs her eingefahren wird, wobei der Dichtkörper an der Querwand befestigt wird.

Dadurch, dass die Lenkzwischenwelle vor dem Hindurchführen durch die Öffnung in der Querwand sowohl mit der Dichtungshülse als auch die Dichtkörper versehen ist, kann eine einfache und zeitsparende Montage im Fahrzeug realisiert werden, da die Lenkzwischenwelle zusammen mit der Dichtungshülse und dem Dichtkörper eine Baugruppe bildet, die in einem Montageschritt durch die Öffnung der Querwand geschoben wird. Ist korrekte Montageposition erreicht, so wird der Dichtkörper mit der Querwand gekoppelt, in dem ein erster Endbereich des Dichtkörpers mit der Querwand dichtend verbunden wird.

Bevorzugt weist die Dichtungshülse eine Innenmantelfläche mit radial nach innen ragenden Vorsprüngen auf, die auf eine Außenmantelfläche der Lenkzwischenwelle aufgepresst wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Die Figuren zeigen im Einzelnen:

Figur 1 : eine schematische Darstellung einer Lenkvorrichtung für

Kraftfahrzeuge mit durch eine Querwand hindurchgehender Lenkzwischenwelle;

Figur 2: eine Lenkzwischenwelle mit Dichtungskörper und

Dichtungshülse im zusammengebauten Zustand;

Figur 3: die Bauteile aus Figur 2 vor dem Zusammenbau;

Figur 4: eine geschnittene Darstellung einer Lenkzwischenwelle mit der erfindungsgemäßen Dichtungsvorrichtung; Figur 5: eine geschnittene Darstellung einer Lenkzwischenwelle mit noch nicht vollständig aufgepresster Dichtungshülse;

Figur 6: einen Querschnitt einer Lenkzwischenwelle gemäß Linie VI- VI aus Figur 5;

Figur 7: eine perspektivische Darstellung einer Dichtungshülse;

Figur 8: eine perspektivische Darstellung des Innenraums einer

aufgeschnittenen Dichtungshülse;

Figur 9: eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen

Dichtungshülse.

In Figur 1 erkennt man eine Lenkvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, bei der eine Lenkwelle 1 an einem Ende mit einem Lenkrad 2 und an ihrem anderen Ende über ein als Universalgelenk ausgebildetes Drehgelenk 3 mit einer Lenkzwischenwelle 4 verbunden ist. Die Lenkzwischenwelle 4 ist durch eine Öffnung 5 einer als Spritzwand ausgebildeten Querwand 6 hindurchgeführt, welche den Fahrgastraum des Fahrzeugs vom

Motorraum abtrennt. Über ein weiteres Drehgelenk 7 ist die

Lenkzwischenwelle 4 mit einem Lenkgetriebe 8 verbunden, welches über ein Ritzel 9 auf eine Zahnstange 10 einwirkt. Die Zahnstange wird je nach gewünschter Lenkrichtung nach links oder rechts verschoben. Die

Bewegung wird über zwei Spurstangen 1 1 auf die gelenkten

Fahrzeugräder 12 übertragen, von denen in Figur 1 nur das linke

Vorderrad dargestellt ist.

In Figur 2 sieht man die Lenkzwischenwelle 4 mit dem Drehgelenk 3 und einem Dichtkörper 13, der hier als Gummibalg ausgestaltet ist. Die

Lenkzwischenwelle 4 besteht aus zwei teleskopartig ineinander geschobenen Teilen, wobei ein inneres Lenkwellenteil 14 in einem äußeren Lenkwellenteil 15 drehmomentenschlüssig steckt und gegenüber diesem in Richtung der Drehachse 16 der Lenkzwischenwelle 4

verschiebbar angeordnet ist. Das innere Lenkwellenteil 14 ist auf seiner Außenseite mit parallel zur Drehachse 16 verlaufenden Nuten 17 versehen, in welche radial nach innen ragenden, ebenfalls längs der Drehachse 16 verlaufende Grate 18 des äußeren Lenkwellenteil 15 eingreifen, sodass das innere Lenkwellenteil 14 mit dem äußeren

Lenkwellenteil 15 auch bei axialer Verschiebung gegeneinander drehfest verbunden sind, um so das Lenkmoment zu übertragen. Die Grate 18 sind in das Material des äußeren Lenkwellenteils 15 eingeformt, wobei am äußeren Umfang des äußeren Lenkwellenteils 15 Vertiefungen 19 entstehen, die ebenfalls in Richtung der Drehachse 16 verlaufen.

In allen Figuren 2 bis 9 erkennt man eine erfindungsgemäße

Dichtungshülse 20, die als einstückiges Spritzgussteil aus Kunststoff hergestellt ist. An einer Innenmantelfläche 21 der Dichtungshülse 20 sind Vorsprünge 22 vorgesehen, die radial nach innen vorstehen. Die

Vorsprünge 22 befinden sich in einem ersten axialen Endabschnitt 23 der Innenmantelfläche 21 und es sind insgesamt vier Vorsprünge 22 über den Innenumfang verteilt angeordnet.

Die Vorsprünge 22 dienen zur Fixierung der Dichtungshülse 20 auf dem äußeren Lenkwellenteil 15 der Lenkzwischenwelle 4. Dabei wird die Dichtungshülse 20 aus der in Figur 3 veranschaulichten Position in

Richtung der Drehachse 16 auf das äußere Lenkwellenteil 15 geschoben, bis sie die in den Figuren 2 oder 4 gezeigte Position einnimmt. Dabei kommen die Vorsprünge 22 mit der Außenmantelfläche 24 des äußeren Lenkwellenteils 15 in Klemmeingriff. Die hier als Klemmabschnitt dienende Außenmantelfläche 24 ist im Durchmesser etwas größer ausgestaltet als der mit dem inneren Lenkwellenteil 14 zusammenwirkende Abschnitt des äußeren Lenkwellenteil 15. Um das Aufpressen der Dichtungshülse 20 auf den Klemmabschnitt 24 zu erleichtern, geht der Klemmabschnitt 24 in einen konischen Abschnitt 25 über, der seinerseits in den mit dem inneren Lenkwellenteil 14 zusammenwirkenden Abschnitt geringeren

Durchmessers des äußeren Lenkwellenteils 15 übergeht. Beim

Aufpressen der Dichtungshülse 20 wird diese über den Abschnitt mit geringerem Durchmesser herangeführt und trifft mit ihren Vorsprüngen 22 auf den konischen Abschnitt 25. Wird die Aufpressbewegung

weitergeführt, so weitet sich die Dichtungshülse 20 in ihrem ersten axialen Endabschnitt 23 geringfügig auf, wobei die Vorsprünge 22 auf die

Außenmantelfläche 24 des Klemmabschnitts des äußeren Lenkwellenteils 15 aufgeschoben werden, wo sie aufgrund der Elastizität der

Dichtungshülse 20 in festem Reibschluss mit dem äußeren Lenkwellenteil 15 verbleiben.

Um die axiale Position der Dichtungshülse 20 auf dem äußeren

Lenkwellenteil 15 zu fixieren kann dieses zusätzlich mit einer umlaufenden Ringnut 26 versehen sein, in welcher die Vorsprünge 22 der

Dichtungshülse 20 einrasten.

Wie man am besten in den Figuren 6, 8 und 9 erkennt, ist die

Dichtungshülse 20 in einem zweiten axialen Endabschnitt 27 mit radial nach innen vorstehenden Federzungen 28, 29 versehen, die in parallel zur Drehachse 16 auf der Außenseite des äußeren Lenkwellenteils 15 der Lenkzwischenwelle 4 verlaufende Vertiefungen 19 eingreifen. Die

Federzungen 28, 29 sind paarweise benachbart angeordnet und liegen bei montierter Dichtungshülse 20 an den Flanken 30, 31 der Vertiefungen 19 an. Dadurch wird die Dichtungshülse 20 einerseits zentriert gehalten und bleibt andererseits in Drehrichtung spielfrei mit dem äußeren

Lenkwellenteil 15 verbunden, sodass sie Drehmoment übertragen kann und nicht klappert. Nachdem die Dichtungshülse 20 auf der Lenkzwischenwelle 4 montiert ist, wird der Dichtungskörper 13 montiert. Der Dichtungskörper umschließt die Lenkzwischenwelle 4 oder genauer gesagt die Drehachse 16 der

Lenkzwischenwelle 4 vollständig. Hierfür ist der Dichtungskörper 13 an seinem mit der Dichtungshülse 20 zusammenwirkenden zweiten

Endbereich 32 als ringförmiges Dichtungsteil 32 ausgestaltet, welches an einer äußeren Umfangsfläche 34 der Dichtungshülse 20 dichtend anliegt, wobei sich die Dichtungshülse 20 innerhalb des Dichtungsteils 32 drehen kann. An dem anderen Ende des Dichtungskörpers 13 ist ein mit der Querwand 6 in Verbindung stehender erster Endbereich 33 des

Dichtungskörpers 13 angeordnet. Der Endbereich 33 klemmt die Ränder der Öffnung 5 der Querwand 6 ein und dichtet so die Öffnung 5 ab.

Die erfindungsgemäße Dichtungshülse 20 kann auf einfache Weise beispielsweise im Spritzgussverfahren aus Kunststoff hergestellt und ebenso einfach durch Aufpressen auf die Lenkzwischenwelle montiert werden. Dadurch unterscheidet sich die vorliegende Erfindung von mehrteiligen und aufwändig zu montierenden Dichtungshülsen des

Standes der Technik.

BEZUGSZEICHENLISTE

Lenkwelle

Lenkrad

Drehgelenk

Lenkzwischenwelle

Öffnung

Querwand

Drehgelenk

Lenkgetriebe

Ritzel

Zahnstange

Spurstange

Fahrzeugrad

Dichtkörper

inneres Lenkwellenteil

äußeres Lenkwellenteil

Drehachse

Nuten

Grate

Vertiefungen

Dichtungshülse

Innenmantelfläche

Vorsprünge

erster axialer Endabschnitt

Klemmabschnitt

konischer Abschnitt

Ringnut

zweiter axialer Endabschnitt

Federzunge

Federzunge Flanke

Flanke

zweiter Endbereich, Dichtungsteil erster Endbereich

äußere Umfangsfläche