CN102015386A - 玻璃刮水器装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种玻璃刮水器装置，特别用于汽车的后窗玻璃刮水器，具有带一个或者多个从动轴(3)的刮水器马达，一个或者多个刮水臂(2)，所述刮水臂能够各自通过固定机构(1)固定在从动轴(3)的端部段(3a)上，其中，所述固定机构(1)具有连接件(4)，在该连接件内设置与所述从动轴(3)的端部段(3a)互补地构成的钻孔(5)，在该钻孔(5)内为在刮水器马达上固定连接件(4)而能够插入从动轴(3)，其中，在连接件(4)与从动轴(3)之间和/或在连接件(4)与从动轴(3)的端部段(3a)之间在装配后的状态下形成摩擦连接。

Description

玻璃刮水器装置

技术领域

本发明涉及一种玻璃刮水器装置，特别用于汽车的后窗玻璃刮水器，具有带一个或者多个从动轴的刮水器马达，并且具有一个或者多个刮水臂，所述刮水臂能够各自通过固定机构固定在从动轴的端部段上。

背景技术

上述类型的玻璃刮水器装置广为人知，并且例如在DE 10 2006 007 350 A1中说明。从该文献中获知一种用于汽车的玻璃刮水器，它设置在从动轴的截锥形的端部段上。在过渡到螺钉的截锥形的端部段上形成滚花。截锥形的端部段的滚花啮合到玻璃刮水器的刮水臂的端部上的截锥形的轮毂中。该滚花的任务在于，阻止玻璃刮水器相对于从动轴扭转。

为把玻璃刮水器固定在从动轴上，在其从轮毂突出的端部构造了外螺纹，在该外螺纹上可旋上螺母，使得由于在此啮合的滚花刮水臂不再能够相对于从动轴扭转，因为刮水臂的轮毂通过螺母的拧紧被压入从动轴的滚花中。

这种结构的缺点一方面在于，为在最终装配时固定玻璃刮水器，必须由用户提供备用零件，如螺母、垫片和类似零件。这种固定需要很大的时间花费。在最终装配时可能在连接中产生差异，因为每个用户使用他自己的构件和工具，并且例如在安装时在滚花连接中也加入不同大小的拧紧力矩。

此外用滚花几何结构不仅在制造中而且在力传递时都会出现问题。一方面，滚花几何结构的制造不可复制，因为通过为制造滚花而进行的材料加工沿构件产生不同的材料特性。伴随这样的滚花的另一个问题在于，通过滚花锥体能够传递非常大的力，这能够导致在超过能够传递的力矩的情况下由此出现的大的力被导入刮水器系统，并且可能在其内导致不能修复的损坏。因此产生一种兴趣，既能够为刮水区调节最小的力矩，又能够通过由该系统限制最大能够传递的力矩而承受超过刮水角度限度的最大的力矩、所谓的滥用。这样的滥用例如在下面的情况下出现，当一个大的力作用于刮水臂时，例如这种情况，当刮水臂在洗涤设备中钩卡在某个洗涤刷上并且该洗涤刷拉扯刮水臂，使得连杆超过整个刮水角度转出，或者当大的雪块从车顶通过前窗或后窗滑落到刮水臂上时。

发明内容

因此本发明的任务一方面在于提供一种玻璃刮水器装置，其可在尽可能少的零件多样性的情况下能够容易地制造和装配。

本发明的任务另一方面在于提供一种装置，其为实现最优的刮水区而提供最小以及最大力矩的设置，该设置避免了通过在刮水臂上施加的外力使系统损坏。

根据本发明该任务如下解决，即固定机构具有连接件，在该连接件中设置了与从动轴的端部段互补地构成的凹穴，在该凹穴内为在刮水器马达上固定固定机构可插入从动轴，其中在连接件与刮水臂之间和/或在连接件与从动轴的端部段之间在装配后的状态下形成摩擦连接。

换句话说，通过设置带有与从动轴互补地构成的凹穴的固定机构能够简化从动轴的端部段的几何结构，在最大程度上避免从动轴的后加工，以及极大地简化玻璃刮水器装置的装配。不仅在滚花锥体连接中所需要的外螺纹的制造，而且滚花锥体自身都完全取消了。取而代之，为制造从动轴现在仅还需要定尺寸剪切从动轴，取消了对于从动轴的外柱体的后加工。

此外，最大能够传递的力矩通过摩擦系数限制，该摩擦系数通过从动轴与连接件之间或者刮水臂与连接件之间的摩擦连接而形成，使得在超过最大值时连接件在从动轴上或者也可以刮水臂在连接件上滑转，这取决于连接参与者之间的较低的摩擦力矩在哪个位置上出现，并且由此能够传递较小的摩擦力矩。因此通过限制最大能够传递的力矩避免了向该系统引入过大的力，否则这可能导致系统损坏。

为简化装配，在一种实施例中可以通过把刮水臂装配在固定机构上在连接件与从动轴之间形成摩擦连接。这可以例如如下实现，即设计连接件内的凹穴和从动轴的端部段的直径，使得建立紧配合，由此想象的残余间隙(Restspiel)在装配状态下被消除，使得连接件在套上刮水臂时在凹穴的区域中被压缩几个微米。作为替代方案，当然也可以通过在连接件上套上具有相应的强度和几何设计的单独的环产生该压缩。

在一种优选的实施方式中，刮水臂与连接件之间的摩擦连接通过两个互补地构成的锥面形成，它们在装配状态下形成摩擦连接。这能够使得刮水臂在连接件上的装配特别简单以及连接件在从动轴的插入区内均匀地被压缩以形成摩擦连接。

在本发明的另一实施例中，在连接件上设置运行面，通过该运行面可在轴向上限制刮水臂在连接件上的行程。这样能够防止刮水臂在固定件上推得太远或者完全从后者上移出。此外通过在从动轴的方向上限制刮水臂的轴向行程能够限制在连接件上作用的横向力并且由此实现连接件的压缩，由此限制在连接件与刮水臂之间出现的法向力并且由此限制摩擦力矩。该运行面可以为调节不同的能够传递的力矩而构造成能够不依赖于作用在刮水臂上的力调整。

对于在连接件与从动轴之间或者在连接件与刮水臂之间形成的、从中产生最大能够传递的力矩的摩擦系数不足以在快速行驶时传递为最优刮水角度所需要的力矩的情况，在另一个实施例中可以在连接件与从动轴之间和/或在连接件与刮水臂之间设置提高摩擦系数的措施。该提高摩擦系数的措施既可以在从动轴上、但是也可以在连接件的凹穴上、特别是在凹穴与从动轴之间的接触区内通过要涂敷的提高摩擦系数的漆例如通过喷涂设置。

当然也可以在刮水臂与连接件之间在它们的共同的接触区内设置该提高摩擦系数的措施并且以同样的方式在该区域内设置。

作为替代方案也可以通过改变从动轴的表面和/或连接件内的凹穴或者还有连接件与刮水臂之间的接触区来形成摩擦系数并且由此形成由此产生的摩擦力矩。这例如可以通过表面处理例如打毛或者通过喷射方法例如喷沙实现。当然也可以考虑提高摩擦系数的涂层与表面处理的组合。

在另一个实施例中，提高摩擦系数的措施通过在连接件与从动轴之间和/或连接件与刮水臂之间插入的摩擦衬套或者摩擦锥体形成。如果选择该方案，则为具有例如不同最高速度的不同的汽车使用相同的零件以及仅通过更换摩擦衬套来调节通过固定机构能够传递的最大力矩的最大限制值比较简单。

此外能够不同地选择连接件与刮水臂之间和连接件与从动轴之间的摩擦系数。这提供一种可能性，即在超过最大能够传递的力矩时确定滑转的位置，方法是通过在相应的连接区域上较小地选择摩擦系数。例如如果希望在刮水臂与连接件之间的接触区上发生滑转，则调整那里的摩擦力矩使其比连接件与从动轴之间的摩擦力矩要小。反之，如果希望在从动轴与连接件之间的接触区内发生滑转，则选择刮水臂与连接件之间的摩擦力矩比连接件与从动轴之间的大。摩擦系数的调整同样可以通过表面处理、通过涂敷提高摩擦系数的材料或者通过使用不同的摩擦衬套或者也可以通过这些措施的组合来实现。

在本发明的另一实施例中，为防止刮水臂在连接件上和/或连接件在从动轴的端部段上的滑转，在连接件和从动轴的端部段上和/或在连接件和刮水臂上设置至少一个形成形状配合连接的耦合元件。由此实现了这一点，即在获得简单的结构和容易把刮水臂安装在从动轴上的情况下通过在连接件或者刮水臂或者从动轴的端部段上相应形成形状配合连接能够预先确定滑转的位置。

如果优选刮水臂在连接件上滑转，则在连接件与从动轴的端部段之间的接触区上设置形成形状配合连接的耦合元件。另一方面，对于希望在连接件与从动轴之间发生滑转的情况，可以在刮水臂与连接件之间设置形成形状配合连接的耦合元件。如果与此相反根本不希望滑转，例如在比如为磨损极少的连接要容忍超过规定的最大能够传递的力矩的情况下，也可以在两个接触区上设置形成形状配合连接的耦合元件。该耦合元件可以以简单的方式如下构成，即选择与连接件的或者从动轴的端部段的或者刮水臂的原本应是圆形形状不同的造型，或者通过在连接件与刮水臂或者从动轴之间的接触区内装入锁止元件，例如柱形销、锥形销、埋头螺钉或者楔块。

连接件在从动轴上的固定的一种特别简单的形式在本发明的另一个实施例中如下实现，即在从动轴内构成钻孔，在该钻孔内可装入固定件。固定件例如可以是螺钉、螺栓或者铆钉，其为固定而在装配时首先穿过连接件内的凹穴，接着装入从动轴内的钻孔。当然也可以考虑其它在现有技术中公知的固定件。

为能够调整刮水臂与连接件之间的摩擦连接并且由此调整刮水臂与连接件之间要传递的力矩，在本发明的一种实施例中在连接件上设置了压板，通过装入和/或拧紧固定件经由所述压板能够在刮水臂上施加力。通过固定件在从动轴方向上的移动，通过该压板所述刮水臂在连接件上同样在从动轴的方向上继续移动，由此在刮水臂与连接件之间作用的法向力越来越升高。通过该法向力在从动轴的端部段与凹穴之间可能存在的残余间隙通过构件的变形被消除，并且因此还在连接件与从动轴的端部段之间形成了摩擦连接，该连接在刮水臂在连接件上进一步继续移动时同样被放大。

附图说明

关于本发明的其它有利的实施方式，参阅从属权利要求以及下面根据附图对实施例的说明。附图示出：

图1表示固定机构的纵剖面图，该固定机构用于把刮水臂固定在玻璃刮水器装置的刮水器马达的从动轴上，在从动轴上具有防滑转机构。

图2表示另一作为替代方案的固定机构的纵剖面图，在从动轴上的具有另外的防滑转机构。

图3表示根据图2的固定机构，在刮水臂上具有防滑转机构。

具体实施方式

图1表示一个固定机构1，其用于把刮水臂2固定在玻璃刮水器装置的未另外详细表示的刮水器马达的从动轴3的端部段上。

该固定机构1具有连接件4，在该连接件中以凹穴5的形式设置了与从动轴3的端部段3互补地构成的插入区，在该插入区中插入所述端部段3a。

在凹穴5中以支撑体6的形式设置了作为耦合元件的不同于圆形的造型，该支撑体与在从动轴3的端部段3a上构造的平坦部分7互补地构成。该平坦部分7以非常简单的方式在从动轴3的端部段3a中铣出。由于支撑体6与平坦部分7的组合，防止了连接件4在从动轴3上滑转。仅在施加导致支撑体的材料脱落并且由此导致构件损坏的力矩时，从动轴3才可能在连接件4内转动。

在该插入区上面，刮水臂2安装在连接件4上。为此连接件4在与刮水臂2的接触区内设有楔形面4a，该楔形面与刮水臂2的朝向该接触区的表面2a互补地构成，使得在装配状态下在刮水臂2与连接件4之间形成摩擦连接。

在与从动轴3对置的一侧，连接件4具有突起8，在该突起上形成外螺纹9，在该外螺纹9上旋上固定螺母10，通过该固定螺母10，刮水臂2可在轴向上通过施加拧紧力矩沿连接件4在轴向上运动并被带到希望的位置并且在该位置中固定。

为限制固定螺母10的轴向行程并且由此使作用在刮水臂2上的力与固定螺母10的拧紧力矩脱离耦合，并且能够可复制地将刮水臂2定位在连接件4上，在该实施例中在连接件4上设置了止挡11。通过限制固定螺母10在连接件4上的轴向行程，能够提高从外部作用于固定螺母10的拧紧力矩，而不会由此改变作用在刮水臂2上的轴向力。由此实现，即使当固定螺母10的拧紧力矩在各个装配过程中改变并且特别是超过最大拧紧力矩时，也能够保持通过固定螺母10导入的力恒定。

通过下述方式进一步保证连接件4和刮水臂2之间可复制的力，即在固定螺母10和刮水臂2之间中间连接了弹性垫圈12形式的安全环，它能够补偿可能的定位波动或者也补偿由于制造时的公差产生的波动。

为提高摩擦系数，在连接件4和刮水臂2之间设置了提高摩擦系数的措施。为提高摩擦系数并且由此提高摩擦力矩并且因此提高最大能够传递的力矩，在连接件4和刮水臂2之间设置了摩擦漆。当然也可以考虑在连接件4和刮水臂2之间装入摩擦衬套13。此时通过该摩擦衬套13实现的摩擦系数可以取决于所选择的衬套材料而不同，从而能够通过材料或者材料组成的选择来调整通过固定机构1最大能够传递的力矩。不言而喻，刮水器驱动装置必须比刮水臂2和连接件4之间的摩擦连接的指定的最大的传递力矩设计得更加稳定。

如果超过最大能够传递的力矩并且由此通过由外部的力矩的作用松开了连接而引起相应的摩擦连接的滑转，则通过把刮水臂2重新置于它的正确的位置后把固定螺母11重新拧紧，能够容易地重新建立连接。该系统接着重又完全能够工作。由此保证，即使在刮水臂2上作用过大的外部力矩时，刮水器驱动装置的各个零件不会被损坏。

如下进行刮水臂2在固定机构1上的安装。首先把从动轴3的端部段3a插入连接件4内。这里从动轴3的端部段3a与在连接件4中的凹穴5这样设计，使得在连接件4与从动轴3的端部段3a之间形成形状配合的连接。然后把刮水臂2套装到连接件4上并且通过连接件的锥面4a向下移动。为在刮水臂2与连接件4的锥面4a之间实现摩擦连接，把固定螺母11旋在连接件4的突起7上并向下移动。由此产生的轴向力分量在刮水臂2和连接件4之间的楔形面上转变为横向分量。通过该横向分量在连接件4与从动轴3的端部段3a之间产生法向力。为此固定螺母11在该实施例中在连接件4的突起7上一直运动，直到它顶到限制刮水臂2在连接件4的锥面4a上的轴向行程的止挡14。如果到达止挡14，则能够从外部继续提高拧紧力矩，而由弹性垫圈12施加在连接件4上的力不发生改变。

刮水臂2与连接件4之间的法向力F_N也可以通过改变锥形坡度而改变，并且对于尚未到达或者不存在止挡14的情况通过施加在固定螺母11上的拧紧力矩而改变，从而能够通过简单的更换连接件4或者使用具有不同的锥形坡度的连接件4来调整不同的最大能够传递的摩擦力矩。

为进一步说明本发明使用下面的计算例子。如图1所示，用于连接的传递力矩可如下求得。不仅从动轴3而且连接件4以及刮水臂2都用钢制成。因此在从动轴3与连接件4的或者在连接件4与刮水臂2的摩擦部位处产生钢/钢组合，将该钢/钢组合涂油润滑，并且以高的表面质量配对。由此产生0.1到0.15的摩擦系数μ。现在例如施加66kN到105kN之间的法向力F_N，其中从动轴半径设为r＝6mm。由此产生39Nm到63Nm之间的传递力矩范围。但是该力矩范围太小，不足以提供最优的刮水区。为此需要力矩＞100Nm。通过相应改变上述公式中的唯一的变量并为此如图2所示在各连接区域内使用提高摩擦系数的措施可以实现这一点。为实现足够大的力矩范围，值得追求的是将上述连接中的摩擦系数调节到μ＝0.15到0.3的值。

图2表示固定机构1的一种作为替代方案的实施例，其中连接件4通过这里固定螺钉14的形式的固定件进行固定。为把连接件安装在从动轴的端部段3a上，连接件4具有凹穴5，在该凹穴内插入从动轴3的端部段3a。在连接件4内设置了相应于固定螺钉14的直径构造的开孔15，通过该开孔15插入固定螺钉14，以便接着旋入具有螺纹16的、在从动轴3的端部段3a内构成的钻孔17内。在该实施例中在固定螺钉14与连接件4之间设置了压板18，通过拧紧固定螺钉14经由所述压板在刮水臂2与连接件4之间形成摩擦连接，例如通过指定地使用固定螺钉14的拧紧力矩。

设置固定螺钉14用以在连接件4与从动轴3的端部段3a之间的夹紧部位下方的区域中具有螺纹15的钻孔16内固定连接件4带来这样的优点，即允许固定螺钉14的长的杆部在虎克区域内伸长。由此能够降低在交变的负载下固定螺钉14松开的危险。此外通过固定点在从动轴3的端部段3a中的移动，取消了图1中表示的通过固定螺母11引起的高的结构。最后，只要固定螺钉14不完全从螺纹16中旋出，刮水臂2即使在连接件4与刮水臂2或者从动轴3与连接件4之间的连接松开时也不会从轴上落下。

在该实施例中，在从动轴3的端部段3a与连接件4之间，形状配合连接通过构成六角形状实现。作为替代方案，也可以使用未示出的锁止元件。在连接件4与从动轴的端部段3a之间的接触区内设置形成形状配合连接的耦合元件具有这样的优点，由于在与刮水臂2的接触区内连接件4的较大的半径，为传递相同的力矩，对于摩擦连接需要较小的法向力，此外特别在使用钢板固定零件时还可以使用适宜的摩擦系数。当然这里还可以通过适当地处理连接件4与刮水臂2之间的接触面把摩擦系数调节到适宜的值。

最后图3表示根据图2的固定机构1，其中，通过形成形状配合连接的耦合元件建立刮水臂2与连接件4之间的滑转，方法是把连接件4的外表面至少在与刮水臂2的接触区内构造成六角形的。刮水臂2的固定区域同样具有这样的六角形状。在所示实施例中选择所谓的梅花图形19，以便减小刮水臂2与连接件4之间的面接触。原则上这里也可以是任意的不同于圆形的能够导致形状配合连接的造型。同样可以代替六角形而选择八角或者n角形的造型。当然在这里也可以通过简单地整平并相应地构造刮水臂2的固定区域来调整形状配合连接。也可以考虑椭圆形的或者由圆形元件组成的形状。

在未表示的实施例中，形状配合连接通过至少一个锁止元件例如柱形销、锥形销、埋头螺钉或者楔块形成，其相应地通过在连接件4内构造的凹穴插入。

Claims (11)

1.玻璃刮水器装置，特别用于汽车的后窗玻璃刮水器，具有：

具有一个或者多个从动轴(3)的刮水器马达，

一个或者多个刮水臂(2)，所述刮水臂能够各自通过固定机构(1)固定在从动轴(3)的端部段(3a)上，

其特征在于，所述固定机构(1)具有连接件(4)，在该连接件中设置了与所述从动轴(3)的端部段(3a)互补地构成的钻孔(5)，在该钻孔(5)内为在所述刮水器马达上固定所述连接件(4)而能够插入所述从动轴(3)，其中，在所述连接件(4)与所述从动轴(3)之间和/或在所述连接件(4)与所述从动轴(3)的端部段(3a)之间在装配后的状态下形成摩擦连接。

2.根据权利要求1所述的玻璃刮水器装置，其特征在于，刮水臂(2)与连接件(4)之间的所述摩擦连接通过两个互补地构成的楔形面(2a、4a)构成，所述楔形面在装配后的状态下形成摩擦连接

3.根据权利要求1或2所述的玻璃刮水器装置，其特征在于，在所述连接件(4)上设置了特别能够调整的运行面，通过该运行面能够限制所述刮水臂(2)在所述连接件(4)上的行程。

4.根据上述权利要求之一所述的玻璃刮水器装置，其特征在于，在连接件(4)与从动轴(3)之间和/或在连接件(4)与刮水臂(2)之间为调整能够传递的力矩设置了提高摩擦系数的措施(13)。

5.根据权利要求4所述的玻璃刮水器装置，其特征在于，所述提高摩擦系数的措施(13)至少部分地设置在所述从动轴(3)上和/或所述连接件(4)的钻孔(5)上。

6.根据权利要求4或5所述的玻璃刮水器装置，其特征在于，所述提高摩擦系数的措施通过改变所述从动轴的表面和/或所述连接件内部的凹穴形成。

7.根据权利要求4到6之一所述的玻璃刮水器装置，其特征在于，所述提高摩擦系数的措施(13)通过在连接件(4)和从动轴(3)之间和/或在连接件(4)和刮水臂(2)之间装入的摩擦衬套(13)构成。

8.根据上述权利要求之一所述的玻璃刮水器装置，其特征在于，为防止所述刮水臂(2)在所述连接件(4)上和/或所述连接件(4)在所述从动轴(3)的端部段(3a)上滑转，在所述连接件(4)和所述从动轴(3)的端部段(3a)和/或所述刮水臂(2)上设置至少一个形成形状配合连接的耦合元件。

9.根据权利要求8所述的玻璃刮水器装置，其特征在于，所述形成形状配合连接的耦合元件通过所述从动轴(3)的端部段(3a)和连接件(4)或者刮水臂(2)和连接件(4)的不同于圆形形状的造型或者通过锁止元件特别是柱形销、锥形销或者楔块构成。

10.根据上述权利要求之一所述的玻璃刮水器装置，其特征在于，在所述从动轴(3)内构成钻孔(17)，在该钻孔内能够装入用于把所述连接件(4)固定在所述从动轴(3)上的固定件(14)。

11.根据权利要求10所述的玻璃刮水器装置，其特征在于，在所述连接件(4)上设置压板(18)，通过装入所述固定件(14)经由所述压板能够调节刮水臂(2)和连接件(4)之间的摩擦连接。

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