DE102007031446B3

DE102007031446B3 - Dichtelement für eine Lenksäule eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE102007031446B3
Application number: DE200710031446
Authority: DE
Inventors: Heinz BLÖMELING; Stefan Kaiser
Original assignee: Carcoustics Techconsult GmbH
Current assignee: Carcoustics Techconsult GmbH
Priority date: 2007-07-05
Filing date: 2007-07-05
Publication date: 2008-12-04
Anticipated expiration: 2027-07-06

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Dichtelement (1) für eine Lenksäule eines Kraftfahrzeuges, mit einem flexiblem Formteil (1.1) aus Schaumstoff, wobei das Formteil eine Ausnehmung (2) zur Durchführung einer Lenksäule aufweist. Erfindungsgemäß ist das Formteil (1.1) mit einem zweiten Schaumstoffteil (1.2) stoffschlüssig verbunden, welches eine mit der Ausnehmung (2) des Formteils in Überdeckung liegende zweite Ausnehmung (3) aufweist, wobei das Formteil (1.1) mit dem zweiten Schaumstoffteil (1.2) einen ein Luftpolster definierenden Hohlraum (4, 4.1) bildet, der die beiden Ausnehmungen (2, 3) ringförmig umgibt, und wobei das Formteil (1.1) und/oder das zweite Schaumstoffteil (1.2) aus thermoplastischem, geschlossenzelligem Schaumstoff bestehen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Dichtelement für eine Lenksäule eines Kraftfahrzeuges, mit einem flexiblem Formteil aus Schaumstoff, wobei das Formteil eine Ausnehmung zur Durchführung einer Lenksäule aufweist.
Dichtelemente für Lenksäulen von Kraftfahrzeugen sind in vielfältigen Ausführungen bekannt. Üblicherweise bestehen derartige Dichtelemente aus Gummiformteilen. Derartige Dichtelemente werden insbesondere zur Abdichtung des Fahrzeuginnenraums gegen Luftzug, Geräusche und Wassereintritt verwendet.
Die DE 43 44 385 A1 beschreibt eine elastische Dichtung zum Abdichten einer durch eine Karosserieöffnung durchgeführten Lenksäule eines Kraftfahrzeuges, die aus einer die Karosserieöffnung umlaufenden Dichtlippe und einem diese tragenden Halteteil besteht, wobei das freie Ende der Dichtlippe am Halteteil lösbar fixierbar ist, so dass die Dichtlippe dann einen Hohlwulst bildet. Die Dichtung ist materialeinheitlich aus einem elastischen Werkstoff, beispielsweise aus Elastomer gefertigt. Die Herstellung dieser Dichtung dürfte durch Spritzgießtechnik erfolgen. Bei einer Fertigung aus Elastomer ergeben sich relativ hohe Materialkosten. Zudem ist eine aus Elastomer gefertigte Dichtung vergleichsweise schwer.
Aus der DE 103 49 681 A1 ist ein Dichtelement zur Anordnung zwischen einem Verkleidungsteil und einer Lenksäulen-Abdeckung bekannt, das aus einem rückstellfähigem Schaumschnittteil und einem Überzugsteil aus gleitfähigem, flexiblem und in seinen Längsrichtungen dehnfähigem Material gebildet ist. Das Schaumschnittteil ist aus Polyether- oder Polyurethanschaum gebildet, während das Überzugsteil aus einer oder mehreren Polyamid-Gewebeschichten sowie einer Schaumschicht gebildet ist. Das Schaumschnittteil ist dabei auf ein Rahmenelement eingesetzt, das seinerseits auf dem Verkleidungsteil mittels Befestigungsmitteln angebracht wird. Die Herstellung des Dichtelements ist aufgrund seines Aufbaus und der verwendeten unterschiedlichen Materialien mit relativ hohen Kosten verbunden.
Die Patentschrift DE 196 44 170 C2 offenbart ein flexibles Abdeckteil für einen veränderlichen Spalt zwischen einem mit der Lenksäule verbundenen Verkleidungsteil und einer dem Verkleidungsteil gegenüberliegenden Armaturentafel, wobei das Abdeckteil an der Armaturentafel und am Verkleidungsteil gehalten ist. Das Abdeckteil weist mehrere ringförmig ausgebildete und in axialer Richtung voneinander beabstandete Stützteile auf, welche aus einem formsteifen Kunststoff oder Metall bestehen und durch jeweils eine elastische Verbindung miteinander verbunden sind. Die elastischen Verbindungen sind schlauchringförmig ausgebildet, besitzen ein im wesentlichen viereckiges Querschnittsprofil und bestehen aus Gummi oder weichem Kunststoffmaterial. Auch die Herstellung dieses Abdeckteils ist mit relativ hohen Kosten verbunden.
Die US 2006/0199653 A1 offenbart einen Lenksäulenfaltenbalg für Kraftfahrzeuge, der als einstückiges Formteil aus elastischem Material, beispielsweise aus Bariumsulfat enthaltendem Polypropylen oder aus Calciumcarbonat enthaltendem EPDM mittels einer mehrteiligen Spritzgießform hergestellt wird. Der Lenksäulenfaltenbalg weist einen inneren und einen äußeren zylindrischen Abschnitt auf, die im Wesentlichen koaxial zueinander angeordnet sind und jeweils einen Flansch aufweisen. Im montierten Zustand liegt der Lenksäulenfaltenbalg mit dem Flansch seines inneren zylindrischen Abschnitts an einer Stirnwand des betreffenden Kraftfahrzeuges an. Der Flansch des äußeren zylindrischen Abschnitts wird an einem an der Stirnwand angebrachten Haltewinkel festgelegt, so dass er diesen hintergreift. Die beiden zylindrischen Abschnitte des einstückigen Lenksäulenfaltenbalg definieren einen ringzylindrischen, luftgefüllten Hohlraum.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Dichtelement der eingangs genannten Art zu schaffen, das eine hohe Abdichtwirkung gegen Wassereintritt bietet und sich kostengünstig realisieren lässt. Zudem soll das Dichtelement vorzugsweise relativ leicht sein.
Gelöst wird diese Aufgabe durch das Dichtelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Das erfindungsgemäße Dichtelement ist aus einem flexiblem Schaumstoff-Formteil gebildet, das eine Ausnehmung zur Durchführung einer Lenksäule aufweist und mit einem Schaumstoffteil stoffschlüssig verbunden ist, welches eine mit der Ausnehmung in Überdeckung liegende zweite Ausnehmung aufweist. Das Schaumstoff-Formteil bildet mit dem zweiten Schaumstoffteil einen ein Luftpolster definierenden Hohlraum, der die beiden Ausnehmungen (Durchbrüche) ringförmig umgibt. Das Formteil und/oder das zweite Schaumstoffteil bestehen dabei aus thermoplastischem, geschlossenzelligem Schaumstoff.
Das erfindungsgemäße Dichtelement kann kostengünstig aus dünnen thermoplastischen Schaumstoffplatten hergestellt werden. Der geschlossenzellige Schaumstoff stellt die gewünschte Abdichtwirkung gegen Wassereintritt sicher. Das Formteil, welches durch Warmumformen, vorzugsweise durch Tiefziehen hergestellt werden kann, und das damit zu verbindende Schaumstoffteil bestehen vorzugsweise aus dem gleichen Material. Die Verbindung von Formteil und plattenförmigem Schaumstoffteil erfolgt vorzugsweise durch Verschweißen im sogenannten „Twin-Sheet-Verfahren". Darüber hinaus zeichnet sich das erfindungsgemäße Dichtelement durch ein vergleichsweise geringes Gewicht aus. Sein Gesamtgewicht liegt beispielweise im Bereich von 5 g bis 20 g, insbesondere im Bereich von 5 g bis 15 g.
Zur Erzielung einer zuverlässigen Abdichtwirkung weist das Formteil des erfindungsgemäßen Dichtelements vorzugsweise einen integralen, ringförmigen Wulst auf. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist der Wulst durch einen ringförmigen Kanal definiert, der durch Tiefziehen des Formteils gebildet ist. Der Wulst ist in diesem Fall als Hohlwulst ausgebildet. Um dem Wulst für eine elastische Anpassung an eine Stirnwand bzw. ein Lenkgetriebegehäuse eine hohe Flexibilität und Elastizität zu verleihen, ist nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen, dass der Wulst eine wesentlich dünnere Wandstärke als ein Abschnitt des Formteils aufweist, welcher sich an den ringförmigen Wulst innenseitig und/oder außenseitig integral anschließt.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Dichtelements ist vorgesehen, dass das zweite Schaumstoffteil auf seiner Außenseite mit einer Klebeschicht oder Klebefolie versehen ist. Das Dichtelement kann mit dieser selbstklebenden Fläche einfach und schnell an einem Lenkgetriebegehäuse oder der einen Durchbruch für die Durchführung der Lenksäule aufweisenden Stirnwand eines Kraftfahrzeuges montiert werden. Durch die Klebeschicht bzw. Klebefolie lässt sich eine besonders gute Abdichtwirkung erzielen.
Weitere bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Dichtelements sind in den Unteransprüchen angegeben.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Draufsicht eines erfindungsgemäßen Dichtelements;
2 eine Schnittansicht des Dichtelements der 1 entlang der Schnittlinie A-A; und
3 eine vergrößerte Detailansicht der Wulst des Dichtelements der 1 in Schnittdarstellung.
Die Zeichnung zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Dichtelement 1, das der Abdichtung einer Lenksäule eines Kraftfahrzeuges dient. Das Dichtelement 1 wird zwischen der den Fahrgastraum vom Motorraum trennenden Stirnwand der Karosserie und einem Lenkgetriebegehäuse angeordnet, um den Fahrgastraum des Kraftfahrzeuges gegen Wassereintritt und Motorgeräusche abzudichten bzw. zu isolieren.
Das Dichtelement 1 ist aus zwei dünnen geschlossenzelligen Schaumstoffschichten bzw. -platten 1.1 und 1.2 hergestellt, die miteinander an Rändern 1.3, 1.4 unter Anwendung des Twin-Sheet-Verfahrens stoffschlüssig verbunden, nämlich verschweißt sind. Die Schaumstoffplatten 1.1, 1.2 bestehen aus dem gleichen thermoplastischen Material, vorzugsweise aus Polyethylen-Schaumstoff. Die Dicke bzw. Ausgangsdicke der jeweiligen Schaumstoffplatte 1.1, 1.2 liegt im Bereich von 2 mm bis 5 mm.
Die eine der beiden Schaumstoffplatten ist als Formteil ausgebildet. Das Formteil 1.1 ist durch Warmumformen hergestellt. Die andere Schaumstoffplatte 1.2 ist im wesentlichen flach bzw. eben ausgebildet.
Zur Durchführung einer Lenksäule weisen das Formteil 1.1 und das zweite Schaumstoffteil 1.2 miteinander in Überdeckung liegende Ausnehmungen (Durchbrüche) 2, 3 auf. Die Ausnehmungen 2, 3 werden während oder im Anschluss an das stoffschlüssige Verbinden von Formteil 1.1 und flachem Schaumstoffteil 1.2 durch Ausstanzen hergestellt.
Das Formteil 1.1 hat an der Ausnehmung 2 einen integralen, ringförmigen Kragen 1.5, der mit dem zweiten Schaumstoffteil 1.2 an dessen Ausnehmung 3 stoffschlüssig verbunden ist. Das Formteil 1.1 und das zweite Schaumstoffteil 1.2 bilden somit einen ein Luftpolster definierenden Hohlraum 4, der die beiden Ausnehmungen 2, 3 ringförmig umgibt. Der Hohlraum 4 ist als geschlossener Hohlraum ausgebildet.
Das Formteil 1.1 weist ferner einen integralen, ringförmigen Wulst 1.6 auf. Der Wulst 1.6 ist durch einen ringförmigen Kanal 1.7 definiert, der durch Tiefziehen des Formteils 1.1 gebildet ist. In der vergrößerten Darstellung des Details X der 2 ist zu erkennen, dass der Wulst 1.6 eine wesentlich dünnere Wandstärke als die sich daran anschließenden Abschnitte des Formteils 1.1 aufweist (3). Während das Formteil 1.1 an den Verbindungsstellen 1.3 und 1.4 mit dem plattenförmigen Schaumstoffteil 1.2, insbesondere im Bereich seines Kragens 1.5 eine Wandstärke im Bereich von 2 mm bis 4 mm, beispielsweise ca. 3 mm aufweist, ist seine Wandstärke im Bereich des Wulstes 1.6 auf einen Wert kleiner/gleich 1 mm reduziert. Der Wulst 1.6 ist somit flexibler und weicher als die sich daran anschließenden Abschnitte des Formteils 1.1.
Das Dichtelement 1 hat in der Draufsicht eine eiförmige oder ellipsenähnliche Form. Die Fläche des innerhalb des Wulstes 1.6 liegenden flächigen Abschnitts 1.8 des Formteils 1.1 beträgt mehr als das Zweifache der Fläche der Ausnehmung 2. Die Wandstärke des flächigen Abschnitts 1.8 liegt im Bereich von 2 mm bis 4 mm und beträgt beispielsweise ca. 3 mm.
Der luftgefüllte Hohlraum 4 erstreckt sich von dem Kragen 1.5 bis zu dem umlaufenden Wulst 1.6. Der Hohlraum 4 setzt sich somit aus einem flächigen Kammerabschnitt 4.1 und dem ringförmigen Kanal 1.7 des Hohlwulstes 1.6 zusammen.
Das Schaumstoffteil 1.2 ist an seiner Außenseite optional mit einer Klebeschicht oder Klebefolie 5 versehen. Für den Transport bzw. Versand des Dichtelements 1 kann die Klebeschicht (Klebefolie) 5 mit einer abziehbaren Schutzfolie versehen sein. Die Klebeschicht oder Klebefolie 5 kann sich im wesentlichen über die gesamte, dem Wulst 1.6 abgewandte Außenseite des Schaumstoffteils 1.2 erstrecken. Alternativ kann sie aber auch nur eine Teilfläche der Außenseite des Schaumstoffteils 1.2 abdecken. Vorzugsweise ist die Klebeschicht oder Klebefolie 5 ringförmig ausgebildet und umgibt die Ausnehmung 3.
Die Ausführung des erfindungsgemäßen Dichtelements ist nicht auf das vorstehend beschriebene und in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt.
Vielmehr sind eine Vielzahl von Varianten möglich, die auch bei abweichender Formgestaltung von der in den Ansprüchen angegebenen Erfindung Gebrauch machen. So kann das erfindungsgemäße Dichtelement 1 nicht nur ellipsenähnlich sondern beispielsweise auch im wesentlichen rechteckig oder kreisförmig ausgebildet werden.

1: Dichtelement
1.1: Formteil
1.2: Schaumstoffplatte
1.3: Rand (Verbindungsstelle)
1.4: Rand (Verbindungsstelle)
1.5: Kragen
1.6: Wulst (Hohlwulst)
1.7: ringförmiger Kanal
1.8: flächiger Abschnitt des Formteils
2: Ausnehmung (Durchbruch)
3: Ausnehmung (Durchbruch)
4: Hohlraum (Luftpolster)
4.1: flacher Kammerabschnitt
5: Klebeschicht (Klebefolie)

Claims

Dichtelement (1) für eine Lenksäule eines Kraftfahrzeuges, mit einem flexiblem Formteil (1.1) aus Schaumstoff, wobei das Formteil (1.1) eine Ausnehmung (2) zur Durchführung einer Lenksäule aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (1.1) mit einem zweiten Schaumstoffteil (1.2) stoffschlüssig verbunden ist, welches eine mit der Ausnehmung (2) des Formteils (1.1) in Überdeckung liegende zweite Ausnehmung (3) aufweist, wobei das Formteil (1.1) mit dem zweiten Schaumstoffteil (1.2) einen ein Luftpolster definierenden Hohlraum (4, 4.1) bildet, der die beiden Ausnehmungen (2, 3) ringförmig umgibt, und wobei das Formteil (1.1) und/oder das zweite Schaumstoffteil (1.2) aus thermoplastischem, geschlossenzelligem Schaumstoff bestehen.
Dichtelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (1.1) mit dem zweiten Schaumstoffteil (1.2) verschweißt ist.
Dichtelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (4) ein luftgefüllter, geschlossener Hohlraum ist.
Dichtelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (1.1) aus einer tiefgezogenen Schaumstoffschicht besteht.
Dichtelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (1.1) einen integralen, ringförmigen Wulst (1.6) aufweist.
Dichtelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Wulst (1.6) durch einen ringförmigen Kanal (1.7) definiert ist, der durch Tiefziehen des Formteils (1.1) gebildet ist.
Dichtelement nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Wulst (1.6) eine wesentlich dünnere Wandstärke als ein Abschnitt (1.8) des Formteils (1.1) aufweist, welcher Abschnitt sich an den ringförmigen Wulst (1.6) innenseitig und/oder außenseitig integral anschließt.
Dichtelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil (1.1) an der Ausnehmung (2) zur Durchführung einer Lenksäule einen integralen, ringförmigen Kragen (1.5) aufweist, der mit dem zweiten Schaumstoffteil (1.2) an dessen Ausnehmung (3) stoffschlüssig verbunden ist.
Dichtelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Schaumstoffteil (1.2) auf seiner Außenseite mit einer Klebeschicht oder Klebefolie (5) versehen ist.