CN104010892B - 用于刮水器驱动装置的承载元件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于刮水器驱动装置（100）的承载元件（105），其包括用于安装刮水器驱动装置（100）的容纳部（130）、用于将承载元件（105）固定在环绕结构（110）上的支承位置（135）以及预定断裂位置（140）。在承载元件（105）的支承部段（142）处，在承载元件（105）和环绕结构（110）之间布置有预先确定的缝隙（150），所述缝隙的宽度取决于作用到承载元件（105）上的力，从而只有在超过预选确定的、作用到承载元件（105）上的力时，支承部段（142）才与环绕结构（110）处于贴靠中。

Description

用于刮水器驱动装置的承载元件

技术领域

本发明涉及一种用于刮水器驱动装置的承载元件或者说发动机托架。本发明尤其涉及用于机动车上刮水器设备的刮水器驱动装置的承载元件。

背景技术

刮水器设备包括带有刮水片的刮水臂，其中刮水臂借助于刮水器驱动装置处于围绕从动轴的摆动运动之中，从而使得刮水片在视窗玻璃的刮水区域上被引导。该视窗玻璃尤其能够是机动车的挡风玻璃。该刮水器驱动装置通常固定在机动车的车身上，其中所述固定必须能够将正常运行中常规的力传递到车身上。属于所述力的除了常规的刮水力还有峰值载荷，例如当刮水片在刮水时抵抗障碍物运动时，在刮水臂从视窗玻璃翻折或者折回期间或者在更换刮水片的范围内。

如果机动车与人相撞、尤其与行人相撞，那么例如当行人头部轴向碰到驱动装置的刮水器轴上时，对于行人来说会存在显著的受伤危险。为了在这种碰撞中将人的损伤保持得尽可能小，要采取不同的措施。一种措施涉及轴向载荷过大时刮水器轴的下沉。

为此借助于承载元件、也称作马达支架将驱动装置固定在车身上，其中承载元件包括一个或多个预定断裂位置，该预定断裂位置设置用于在超过预先确定的力或能量时断裂。由此能够将具有刮水器轴以及必要时刮水臂的部件的驱动装置下沉到其原始的装配位置下面并且如此使人远离危险区域。

为了评估由于碰撞带来的对人的健康危险确定了一些参数，这些参数总结为所谓的HIC值（Head Injury Criteria头部伤害指数）。作用到驱动装置上来在此引起预定断裂位置触发的力以及在导入力和预定断裂位置断裂之间的时间延迟都算入这些参数。

发明内容

为了保证人在刮水器设备上改善的事故保护，本发明的任务在于给出一种具有预定断裂位置的承载元件，其中如此设计所述承载元件，从而积极地影响HIC值。本发明借助于具有如下特征的承载元件解决所述任务：系统，包括用于刮水器驱动装置的承载元件和用于固定所述承载元件的环绕结构，其中，所述承载元件包括：安装所述刮水器驱动装置的容纳部；用于将所述承载元件固定在环绕结构上的支承位置，在所述承载元件和所述环绕结构之间在所述支承位置处的弹性元件，其中所述承载元件具有预定断裂位置，其中，所述承载元件还具有贴靠部段，所述贴靠部段位于所述预定断裂位置和所述支承位置之间，其中，在所述贴靠部段上构造有凸部，所述凸部朝向所述环绕结构的方向延伸，从而在所述凸部与所述环绕结构之间存在预先确定的缝隙，所述缝隙的宽度取决于作用到所述承载元件上的力，-从而只有当超过预先确定的、作用到所述承载元件上的力时，所述凸部才与所述环绕结构处于贴靠中。

按本发明的用于刮水器驱动装置的承载元件包括用于将刮水器驱动装置安装在承载元件上的容纳部、用于将承载元件固定在环绕结构上的支承位置以及预定断裂位置。在承载元件的贴靠部段上，在承载元件和环绕结构之间存在预先确定的缝隙，其宽度取决于作用到承载元件上的力，从而只有当超过作用到承载元件上的预先确定的力时，贴靠部段才与环绕结构处于贴靠中。

如果有大到足以封闭缝隙的负载作用到刮水器驱动装置上，那么通过承载元件贴靠在环绕结构上能够实现具有减小了的弹性的、改善的力传递，其允许改善地控制承载元件在预定断裂位置处的断裂特性。为此，不必将预定断裂位置设计到更小的载荷上，由此通常对于正常运行而言也削弱了承载元件。此外，能够通过所描述的装置降低导入力和承载元件在预定断裂位置处断裂之间的等待时间，从而能够降低在断裂负载期间由承载元件承受的能量。

在优选的实施方式中，在贴靠部段上构造凸部，该凸部朝向环绕结构延伸。由此能够在承载元件方面未加载的状态下确定所述缝隙的宽度。必要时所述凸部能够以简单的方式在其大小方面匹配预先确定的要求、尤其匹配不同的机动车。

在能够与前面所述的实施方式进行组合的另一实施方式中，也能够将凸部布置在环绕结构上。在这种情况下，该凸部优选从环绕结构朝向承载元件延伸。

在另一实施方式中，所述凸部在贴靠部段的范围内是偏心的，从而当贴靠在承载元件与环绕结构之间时将扭力施加到承载元件上。除了弯曲力之外，扭力也能够作用到预定断裂位置处，从而能够通过正常运行中不会出现的扭转负载进一步更好地控制预定断裂位置处的断裂特性。

在贴靠部段的区域内也能够设置偏心的凹部，该凹部对置于凸部，从而允许承载元件扭转。如此能够增加承载元件在贴靠部段的区域内并且必要时在预定断裂位置的区域内的扭转角度。

在一种实施方式中，所述凸部横向地在整个承载元件上延伸。在此，缝隙沿着凸部能够具有恒定的宽度或者减少宽度，由此能够实现额外的扭力的上面所述的效果。

优选贴靠区域位于预定断裂位置和固定元件之间。如此能够有利地利用承载元件上有效的杠杆，尤其在用于刮水器驱动装置的容纳部方面。此外，能够通过支承区域和支承位置之间的小间距简化缝隙的定义。

在优选的实施方式中，所述承载元件具有预先确定的弹性的可变形性。由此能够定义缝隙的宽度与作用到承载元件或者说刮水器驱动装置上的力的依赖关系。

在一种实施方式中设置了弹性元件或者说脱耦元件用于贴靠在支承位置和环绕结构之间。由此能够减少承载元件和环绕结构之间固体声音的传递。此外，能够通过支承位置处的弹性一起影响缝隙宽度的确定。

在一种变型方案中，承载元件与刮水器驱动装置整体地构造。例如所述承载元件能够是刮水器驱动装置的壳体的一部分。

附图说明

现在参照附图更详细地描述本发明，其中：

图1示出机动车的承载元件上的刮水器驱动装置；

图2示出图1中刮水器驱动装置的承载元件的部段；

图3示出前面附图中承载元件上的凸部；

图4示出图3中凸部的变型方案；并且

图5示出按前面附图之一中承载元件上的负载图。

具体实施方式

图1示出了刮水器驱动装置100，该刮水器驱动装置借助于承载元件105、即所谓的板坯与机动车的车身钢板110连接。在替代的应用方案中，也能够在车身钢板110的位置处使用其他任意的环绕结构，所述环绕结构通常在机动车上位于用于承载的结构的区域内。所述刮水器驱动装置100包括电动机115、壳体120和从动轴125。所述承载元件105具有用于固定刮水器驱动装置100的容纳部130、至少两个用于将承载元件105固定在车身钢板110上的支承位置135以及预定断裂位置140。所述支承位置135之一能够是用于插入车身钢板110中相应的凹部中的插入点，并且另一支承位置135能够是用于例如借助于螺丝或者类似机构进行固定的固定点。也能够设置更多个插入点和/或固定点。

承载元件105优选能够由塑料制成。承载元件105的臂在刮水器驱动装置100和右边的支承位置135之间延伸，在该承载元件上布置了预定断裂位置140。该预定断裂位置140由承载元件105结构的一个或多个有针对性的薄弱处形成。

图2示出了图1中刮水器驱动装置100的承载元件105的部段。能够看出，该承载元件105在预定断裂位置140的范围内具有基本上U形的横截面并且该预定断裂位置140由轮廓的不同部段上的凹部形成。优选该承载元件105相对于一定的角度是弹性的，从而使得只有当作用到驱动装置100、尤其刮水器轴125上的力已经使承载元件105以预先确定的量变形时，该承载元件105才在预定断裂位置140处断裂。

图3示出了前面附图的承载元件105上的凸部145。在承载元件105朝向右侧的支承位置135的臂状支脉上，在预定断裂位置140和支承位置135之间存在贴靠部段142，凸部145可选地从该贴靠部段向下伸出。该凸部145从承载元件105指向车身钢板110的方向。在贴靠部段142或者说凸部145的下端部与车身钢板110之间限定了缝隙150。

弹性元件155优选在承载元件105和车身钢板110之间设置在支承位置135处。如果力作用到刮水器驱动装置100上，那么承载元件105和弹性元件155变形。力越大，尤其关于从动轴125沿轴向的力越大，所述缝隙150就越小。如果所描述的力超过了预先确定的值，那么缝隙150就减小到零，由此使得承载元件105坚硬地贴靠在车身钢板110上。由此在力足够大时承载元件105在预定断裂位置140的区域内的断裂特性能够是可更容易控制的，而不会在预定断裂位置140的区域内过度削弱承载元件105。

图4示出了图3中凸部145的变型方案。示出了承载元件105朝向右侧的支承位置135的臂状支脉的横截面。

图4a示出了所述凸部145的第一变型方案。所述承载元件105的轮廓关于中心线205向左以及向右延伸。在所示出的实施方式中，具有水平接片，在该水平接片上连接有三个向下伸出的垂直接片，而该实施方式纯粹是示例性的，其他实施方式同样可能良好地实现。在中心线205左侧，所述凸部145从承载元件105向下朝向车身钢板110延伸。所述凸部145原则上能够构造在关于中心线205的任意位置处。在所述凸部145的下端部与车身钢板110之间存在缝隙150。在所示出的实施方式中，所述凸部145关于中心线205是偏心的，从而在承载元件105运动到车身钢板110上使得缝隙150完全被封闭时，该承载元件105沿顺时针旋转。由此将扭力施加到承载元件105上，该扭力能够是预定断裂位置140区域内额外的力，其在常规运行中不会出现，并且会引起承载元件105在预定断裂位置140处的快速断裂。

图4b示出了一种实施方式，其中没有设置额外的凸部145，而是在车身钢板110中设置了凹部210，从而引起承载元件105的上面参照图4a所描述的扭转。所述凹部210能够位于中心线205的任意侧上。在该实施方式与图4a中所示的实施方式进行组合时，所述凸部145和凹部210能够关于中心线205相互对置。

图4c示出了一种实施方式，其中凸部145构造在车身钢板110上。该实施方式能够与图4的其他实施方式进行组合；尤其另一凸部145能够构造在承载元件105上，该凸部垂直地对置于所示出的、车身钢板110上的凸部145。所述两个凸部145也能够关于中心线205相互对置，从而没有扭力或者仅仅将极小的扭力施加到承载元件105上。

图4d示出了一种实施方式，其中所述凸部145横向地在承载元件105的整个宽度上延伸。这个实施方式也能够与图4的其他实施方式进行组合。在一种变型方案中，所述凸部145也能够是楔形的，从而使得所述缝隙150的宽度从左向右减少或者增加。由此能够将所描述的扭力施加到承载元件105上。

普遍适用的是，在图4a到4d中能够替代地在承载元件105或车身钢板110上构造所示出的并且在上面所描述的特征。此外，所述特征能够相互自由组合。

图5示出了按图1到4中任一个附图所述的承载元件105上的负载图。沿水平方向分别绘出了时间，沿垂直方向在图5a中绘出了以g为单位的加速度并且在图5b中绘出了以N为单位的力。这两个示图相互对应并且描述了同样的断裂试验。

在时刻零时，将力导入刮水器驱动装置100中，该力超过了足以断开预定断裂位置140的、预先确定的断裂力。由于刮水器驱动装置100借助于承载元件105和弹性元件155弹性支承在支承位置135处以及承载元件105本身的弹性，预定断裂位置140区域中的力以及加速度随着时刻1.5ms时一定的时间延迟而增加。随后，力和加速度快速上升，直到时刻2.1ms时达到最大值。在该时刻，所述承载元件105开始断裂，使得该值不再上升。在时刻3.1ms时，力和加速度基本上逐渐衰减。图5a中的加速度在接下来的曲线中还在低值上震荡，这归因于承载元件105的断裂部段的振动。

图5a的加速度曲线或者说图5b的力曲线下面的面积与承载元件105在断裂负载时所承受的能量成比例。所述面积越小，所述能量就越大并且HIC值就越好。按本发明能够实现，通过使承载元件提前断裂并且如此降低存在的力或者说加速度来缩小所述面积。在此，虽然由于贴靠部段142支承在车身钢板110上通过力或者说加速度引起的峰值载荷会提高，但是所述面积整体上还是减少了。

所述承载元件105的弯曲特性以及尤其断裂特性由于大量影响因素通常很难预测。承载元件105的弹性例如能够取决于老化、前面所述的由紫外线光引起的损坏、周围环境温度、制造公差或者制成承载元件105的材料的不均匀性。通过贴靠部段142的支承在断裂负载下能够控制得更好地经历承载元件105的断裂。尤其能够在可更好再现的条件下经历断裂，从而使所述断裂能够提前进入并且更快地实施。在额外导入承载元件105中的扭力的情况下，能够特别快地并且可靠地形成断裂条件。

Claims (7)

1.包括用于刮水器驱动装置（100）的承载元件（105）和用于固定所述承载元件（105）的环绕结构（110）的系统，其中，所述承载元件（105）包括：

-用于安装所述刮水器驱动装置（100）的容纳部（130）；以及

-用于将所述承载元件（105）固定在环绕结构（110）上的支承位置（135），

-其中在所述承载元件（105）和所述环绕结构（110）之间在所述支承位置（135）处设置了弹性元件（155），

-其中所述承载元件（105）具有预定断裂位置（140），

其特征在于

-所述承载元件（105）还具有贴靠部段（142），所述贴靠部段位于所述预定断裂位置（140）和所述支承位置（135）之间，

-其中，在所述贴靠部段（142）上构造有第一凸部，所述第一凸部朝向所述环绕结构（110）的方向延伸，

-从而在所述第一凸部与所述环绕结构（110）之间存在预先确定的缝隙（150），所述缝隙的宽度取决于作用到所述承载元件（105）上的力，

-从而只有当超过预先确定的、作用到所述承载元件（105）上的力时，所述第一凸部才与所述环绕结构（110）处于贴靠中。

2.按权利要求1所述的系统，其中在所述环绕结构（110）上构造有第二凸部，所述第二凸部朝向所述承载元件（105）延伸。

3.按权利要求1或2所述的系统，其中所述第一凸部在所述贴靠部段（142）的区域内偏心布置，从而当贴靠在所述承载元件（105）和所述环绕结构之间时将扭力施加到所述承载元件（105）上。

4.按权利要求3所述的系统，其中在所述贴靠部段（142）的区域内设置偏心的凹部，所述凹部对置于所述第一凸部，从而允许所述承载元件（105）扭转。

5.按权利要求1或2所述的系统，其中所述第一凸部横向地在整个承载元件（105）上延伸。

6.按权利要求1或2所述的系统，其中所述承载元件（105）具有预先确定的弹性的可变形性。

7.按权利要求1或2所述的系统，其中所述承载元件（105）与所述刮水器驱动装置（100）整体地构造。