DE2022153C3 - Abdichtende Durchführung eines rohr- oder stangenförmigen Teiles durch eine Wand, insbesondere eines Lenkmantelrohres durch eine Kraftfahrzeug-Querwand - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine abdichtende Wanddurchführung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Beispielsweise beim Einbau eines Lenkmantelrohres in ein Kraftfahrzeug tritt die Aufgabe auf, ein Teil — im Beispiel das Lenkmantelrohr — dicht durch eine Wand hindurchzuführen, wobei das Teil einen Neigungswinkel gegen die Wand besitzen kann. Beträgt dieser Neigungswinkel exakt 90°, so ist die genannte Aufgabe nicht schwer zu lösen; Schwierigkeiten treten jedoch dann auf, wenn der Neigungswinkel von 90° verschieden ist, und insbesondere dann, wenn das durchzuführende Teil einen gekrümmten Querschnitt besitzt, weil sich dann eine relativ komplizierte Querschnittsform der Durchführungsöffnung für das Teil in der Wand ergibt. Die Lösung des genannten Problems kann noch dadurch erschwert werden, daß, wie beispielsweise im Kraftfahrzeugbau, der Neigungswinkel in einem bestimmten Toleranzbereich liegen kann, so daß der Durchführung Mittel zum Toleranzausgleich zugeordnet sein müssen.

Die Erfindung geht aus von der in der USA.-Patentschrift 3 018 078 beschriebenen abdichtenden Durchführung eines rohr- oder stangenförmigen Teiles durch eine Durchführungsöffnung in einer Wand fur beliebigen Neigungswinkel des Teiles bezüglicn der Wand unter Verwendung eines das durchgeführte Teil dicht umfassenden elastischen Zwischenstückes mit einer sphärischen äußeren Dichtfläche, die in der Durchführungs öffnung liegt In erster Linie ist dabei an den bereits als Beispiel herangezogenen Fall der Durchführung eines Lesikmantelrohres durch eine Querwand eines Kraftfahrzeuges gedacht, jedoch ist die Erfindung auch

ίο außerhalb des Gebietes der Kraftfahrzeugtechnik immer dann mit Vorteil einsetzbar, wenn man bei beliebigem Neigungswinkel zwischen dem durchzuführenden Teil und der Wandebene für einen einfachen Toleranzausgleich Sorge tragen muß.

In der Konstruktion nach der USA.-Patentschnft ist das elastische Zwischenstück etwa ringförmig mit einer zylindrischen Innenfläche und einer sphärischen Außenfläche ausgebildet Diese Außenfläche wird mittels aus elastischem Material bestehender Ringe dich- tend geführt die ihrerseits durch Schrauben von beiden Seiten her auf die Wand aufgepreßt sind. Diese bekannte Anordnung weist Schwierigkeiten auf hinsichtlich eines Toleranzausgleichs. Eine Anpassung an die Toleranzverhältnisse ist bei ihr nur in sehr geringem Maße durch mehr oder weniger starkes Anziehen der Schrauoen möglich, wobei stets eine Änderung der Verhältnisse sowohl im Bereich der inneren Zylinderfläche als auch im Bereich der sphärischen Mantelfläche des elastischen Zwischenstückes erfolgt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine abdichtende Durchführung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß bei beliebigem Neigungswinkel zwischen dem durchgeführten Teil und der Wandebene ein einfacher Toleranzausgleich möglich ist.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß das elastische Zwischenstück als einen hohlkugelförmigen Bereich aufweisender, dünnwandiger Dichtungsbalg ausgebildet ist der mit beiderseits außerhalb seines hohlkugelförmigen Bereichs hegenden Endbereichen

das durchgeführte Teil abdichtend umfaßt und dessen die äußere Dichtfläche bildender hohlkugelförmiger Bereich im entspannten Zustand einen Außendurchmesser besitzt der mindestens gleich dem Durchmesser der kreisrunden Durchführungsöffnung in der Wand ist.

Aus dem Gebrauchsmuster 1 998 775 ist eine Anordnung zur Befestigung einer Pumpe an einem Tankstutzen bekannt die als wesentlichen Bestandteil eine zwischen axial versetzten Scheiben auf einem Gewindestutzen an der Pumpe eingespannte elastische Hülse enthält. Diese Hülse wird in Abhängigkeit von der Einspannkraft mit ihrer relativ dicken Wand nach außen durchgebogen, so daß sie sich dann an einen eine öffnung in der Tankwand begrenzenden Flansch anlegt. Diese im entspannten Zustand als zylindrische dick wandige Hülse ist aber nicht mit dem elastischen Zwi schenstück gemäß der Erfindung vergleichbar, das einen hohlkugelförmigen Bereich bestimmter Dimensionierung aufweist. Erst durch diesen hohlkugelförmigen Bereich wird es möglich, eine dichte Durchführung eines rohr- oder stangenförmigen Teils durch eine

Wand auch dann zu erzielen, wenn die Achse dieses Teils mit der Wand einen größeren Winkel einschließt. Ferner ist aus dem Gebrauchsmuster 1 975 555 eine

elastische Dichtungsmanschette bekannt, die aber we der einen hohlkugelförmigen Bereich besitzt noch mit beiden Enden auf einem durchgeführten Teil festgelegt ist. Diese bekannte Manschette ist ziehharmonikaähnlich in Falten gelegt und besitzt keine äußere Dichtflä-

üfc

ehe, sondern dichtet den Zwischenraum zwischen dem durchgeführten Teil und einem dieses aufnehmenden Teil ab, zwischen denen sie aufgespannt ist

In der Anordnung nach dem Gebrauchsmuster 1911315 Findet zwar zur Durchführung eines Rohres ein Hohlkörper Verwendung, der innerhalb einer Durchführungsöffnung in einer Wand liegt Dar Hohlkörper besitzt aber keinen hohlkugelförmigen Bereich, sondern iiat die Form eines mit seiner Achse parallel zur Ebene der Wand verlaufenden Zylinders und be- ίο steht offensichtlich aus einem steifen Material. Infolge des hohlkugel^förmigen Bereichs des elastischen Zwischenstückes bei der Erfindung können dort die Neigungswinkel in beliebigen Ebenen liegen, während bei diesem Stand der Technik die Ebene des Neigungswinkels fest vorgegeben ist Eine dichtende Durchführung des Rohres durch die Wand ist ebenfa'ls nicht möglich, da der zylindrische Körper mittels einer parallel zur Ebene der Wand verlaufenden Achse gehalten wird und nicht dicht gegen die Ränder der Durchführungsöffnung in der Wand anliegt

Die Konstruktion nach der französischen Patentschrift 1 285 035 enthält zwei halbkugelförmige Teile aus starrem Material, die durch ebenfalls starre konkave Teile unter Zwischenlage einer Dichtung von beiden Seiten her gegen die durchsetzte Wand gedruckt sind. Zwar ist auch bei dieser bekannten Anordnung die Möglichkeit der Einstellung relativ großer Neigungswinkel zwischen dem durchgeführten stangenförmigen Teil einerseits und der Wand andererseits gegeben, jedoch nicht nur mit größerem Aufwand als bei der Erfindung, sondern auch ohne die bei dieser vorhandene einfache Möglichkeit zum Toleranzausgleich.

Durch die Verwendung eines einen hohlkugelförmigen zentralen Bereich aufweisenden Dichtungsbalgs, der eine Durchführungsöffnung in der Wand durchsetzt und in allen durch seinen Mittelpunkt gelegten Schnitten einen kreisförmigen Querschnitt mit demselben Durchmesser aufweist, kann man der Durchführungsöffnung unabhängig von dem jeweiligen Neigungswin- kel zwischen dem Teil und der Wandebene stets denselben kreisrunden Querschnitt geben. Während die Abdichtung zwischen dem Dichtungsbalg und dem durchgeführten Teil durch geeignete Ausbildung der Endbereiche des Dichtungsbalges sichergestellt wird, erfolgt die Abdichtung zwischen Dichtungsbalg und Rand der Durchführungsöffnung in der Wand durch Sicherstellung eines hinreichenden Druckes, mit dem sich der hohlkugelförmige Bereich des Dichtungsbalges gegen den Rand der Durchführungsöffnung in der Wand legt Um diesen Druck zu gewährleisten, ist dcr Außendurchmesser des hohlkugelförmigen Bereichs des Dichtungsbalgs etwas größer als der Durchmesser der Durchführungsöffnung in der Wand gewählt; in Sonderfällen mag es auch ausreichen, den Außendurchmesser des hohlkugelförmigen Bereichs gerade genauso groß wie den Durchmesser der Durchführungsöffnung in der Wand zu wählen. Insbesondere die Dimensionierung des Außendurchmessers des hohlkugelförmigen Bereichs, aber auch die Wahl der Güte des Sitzes der Endbereiche des Dichtungsbalges auf dem durchzuführenden Teil (bzw. auf mit diesem fest verbundenen Teilen) hängt von der verlangten Güte der Abdichtung ab, d. h. davon, ob die Durchführung staub-, flüssigkeits- oder gasdicht sein soll.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist einer der Endbereiche des Dichtungsbalges auf dem durchgeführten Teil in Richtung der Achse desselben festgelegt, während der andere Endbereich in Richtung der Achse verschiebbar ausgebildet ist Insbesondere datin, wenn der Dichtungsbalg an dem festgelegten Endbereich eine Ringfalte aufweist, ist bei dieser Ausführungsform der Erfindung die Möglichkeit eines einfachen, selbsttätig erfolgenden Toleranzausgleichs gegeben. Konstruktiv kann man diese Ausführungsform so verifizieren, daß der eine Endbereich als Klemmkragen ausgebildet ist während der andere Endbereich in eine verhältnismäßig dünne Ringlippe ausläuft

Die Figur zeigt im Querschnitt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei der Fall der Durchführung des Lenkmantelrohres 1 der Lenkeinrichtung eines Kraltfahrzeuges durch die Querwand 2 betrachtet ist. In der Querwand 2 ist eine durch die flanschartige Abbiegung 3 begrenzte Durchtrittsöffnung für das Teil 1 vorgesehen. Im Bereich dieser Durchtrittsöffnung ist das Lenkmantelrohr 1 von dem hohlkugelförmigen Bereich 4 des allgemein mit 5 bezeichneten Dichtungsbalges locker umgeben, der mit seinen Endbereichen 6 und 7 das Teil 1 umfaßt. Da der Durchmesser des hohlkugelförmigen Bereichs 4 etwas größer gewählt ist als der Durchmesser der durch die flanschartige Abbiegung 3 begrenzten Durchtrittsöffnung in der Querwand 2 und der Dichtungsbalg 5 aus einem elastischen Material besteht, legt er sich allseitig mit Druck an die flanschartige Abbiegung 3 an, so daß eine sichere Abdichtung zwischen der Querwand 2 einerseits und dem hohlkugelförmigen Bereich 4 andererseits gewährleistet ist.

Zum Zwecke der Abdichtung zwischen dem Lenkmantelrohr 1 und dem Dichtungsbalg 5 sind die Endbereiche 6 und 7 desselben so ausgebildet, daß sie das Lenkmantelrohr 1 dicht umfassen. Das gilt insbesondere für den in der Figur linken Endbereich 6, der als Klemmkragen ausgebildet und demgemäß in Richtung der Achse des Teiles 1 festgelegt ist Dagegen hat der in der Figur rechte Endbereich 7 die Gestalt einer dünn auslaufenden Dichtungslippe, so daß zum Toleranzausgleich die Möglichkeit besteht, diesen Endbereich in axialer Richtung auf dem Lenkmantelrohr 1 um gewisse Beträge zu verschieben. Diese Möglichkeit wird noch dadurch unterstützt, daß der Dichtungsbalg 5 nahe seinem festgelegten Endbereich 6 mit der Ringfalte 8 versehen ist, so daß der hohlkugelförmige Bereich 4 des Dichtungsbalges 5 um bestimmte Beträge in axialer Richtung des Teiles 1 verschiebbar ist

Wie aus der Figur ersichtlich, schließt die Achse des Teiles 1 mit der Ebene der Zwischenwand 2 einen Winkel a ein, der von 90° abweicht. Durchmesser und Gestalt der von der flanschartigen Abbiegung 3 umrahmten Durchführungsöffnung in der Zwischenwand 2 sind aber unabhängig von dem jeweiligen Wert des Winkels a, da bei allen Werten dieses Winkels der in der Wandebene liegende Querschnitt des hohlkugelförmigen Bereichs 4 durch einen Kreis mit konstantem Durchmesser gegeben ist.

Das durchgeführte Teil braucht nicht notwendigerweise einen kreisförmigen Querschnitt zu besitzen, da der hohlkugelförmige Bereich des Dichtungsbalges nicht auf dem Außenumfang des durchgeführten Teiles aufliegt und die Endbereiche des Dichtungsbalges sich schon infolge der Elastizität des verwendeten Materials (Gummi oder Kunststoff) verschiedenen Querschnittsformen des durchzuführenden Teils anpassen. Es ist auch möglich, den Endbereichen des Dichtungsbalges eine von der Kreisform abweichende Querschnittsform zu geben.

Hierzu ϊ Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   !. Abdichtende Durchführung eines rohr- oder stangenförmigen Teiles durch eine Durchführungsöffnung in einer Wand für beliebigen Neigungswinkel des Teiles bezüglich der Wand, insbesondere zur Durchführung eines Lenkmantelrohres durch eine Querwand eines Kraftfahrzeuges, unter Verwendung eines das durchgeführte Teil dicht umfassenden elastischen Zwischenstückes mit einer sphärischen äußeren Dichtfläche, welche die Durchführungsöffnung durchsetzt, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Zwischenstück als einen hohlkugelförmigen Bereich (4) aufweisender, dünnwandiger Dichtungsbalg (5) ausgebildet ist, der mit beiderseits außerhalb seines hohlkugelförmigen Bereichs (4) liegenden Endbereichen (6, 7) das durchgeführte Teil (1) abdichtend umfaßt und dessen die äußere Dichtfläche bildender hohlkugelförmiger Bereich (4) in entspanntem Zustand einen Außendurchmesser besitzt, der mindestens gleich dem Durchmesser der kreisrunden Durchführungsöffnung in der Wand (2) ist
2. 2. Durchführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Endbereiche (6) des Dichtungsbalges (5) auf dem rohr- oder stangenförmigen Teil (1) in Richtung der Achse desselben festgelegt ist, während der andere Endbereich (7) in Richtung der Achse verschiebbar ausgebildet ist.
3. 3. Durchführung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Endbereich (6) als Klemmkragen ausgebildet ist.
4. 4. Durchführung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Endbereich (7) als Ringlippe ausgebildet ist.
5. 5. Durchführung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsbalg (5) an dem einen Endbereich (6) eine Ringfalte (8) aufweist.