CN1146514C - 雨刷臂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种雨刷臂，它具有一个铰接的雨刷器刮板和用来固定于一个驱动轴(12)上的固定构件(10)，其方式是，该轴穿过固定构件(10)上逐渐展宽的一个凹部(38)，并且一个螺母(44)通过与该凹部(38)相配合的一个夹紧件(40，50)将固定构件(10)迎着一个支承面(30)与驱动轴(12)夹紧。建议，夹紧件(40，50)与固定构件(10)之间的接触面(66)构成一个球的表面的一部分，并且该支承面(30)形成一个圆柱体的壳面的一部分，其圆柱轴线(32)经过球心(36)并平行于雨刷器刮板的纵向(34)伸展。

Description

雨刷臂
技术领域
本发明涉及一种雨刷臂。
背景技术
已有的风挡玻璃雨刷器具有一个雨刷臂，它由一个固定构件和它上面通过一个叠合铰链铰接的、带有一个雨刷杆的铰链构件构成。雨刷器杆的一个钩状端部钩入一个雨刷器刮板的挂接盒中，它由一个中间弓形件(Buegel)的两个侧壁(Seitenwangen)构成，并包括带有一个铰链销的一个连接构件。这样构成的铰链在雨刷器刮板在汽车风挡玻璃上摆动过程中驱动着雨刷器刮板。
一般情况下，雨刷器刮板具有一个包括多个构件的承载弓形件系统，后者带有铰接于中心弓形件上的从属弓形件，其中的至少几个借助于在其端部上的夹头将一个雨刷器刮条夹持于其顶条上。多构件的承载弓形件系统和插入到顶条中的弹性轨件，使得雨刷器刮条在刷洗时能够以均匀的接触压力与弯曲的风挡玻璃相匹配。为此，一个拉簧将叠合铰链预拉紧。这样的风挡玻璃雨刷器在DE 37 44 237 A1中已经给出。在简化实施例中，可以省略掉从属弓形件，也被称作中间弓形件和夹头弓形件。在最简单的情况下，中心弓形件自身带有夹头，通过它们，中心弓形件将雨刷器刮条夹持住。雨刷臂通过其固定构件与一个驱动轴固定连接起来，但又可以拆卸下来。
驱动轴从汽车车身中伸出，并在其自由轴端部上具有一个外圆锥，它与固定构件上的一个内圆锥相配合作用。其中，一个螺母将这些圆锥部分压紧在一起并固定。为了获得良好的刷洗效果并避免振颤，很重要的一点是，雨刷器刮条以其雨刷棱在一个确定的定位(Anstellwinkel)下在汽车玻璃上移动。尽管风挡玻璃雨刷器和其传动机构中数量很多的各个单个构件的制造公差很小，公差的累积、往汽车车身上固定时的公差以及车身自身公差，已经大到足以使批量生产时无法保证获得最佳的定位了。雨刷器装置由于它具有大的长/宽比值沿汽车的横向能够达到良好的定向，而在其它方向上、特别是汽车纵向上的定向效果很差。
从DE 44 28 371 A1中已知风挡玻璃雨刷器的一种轴毂连接。其中，驱动轴的横截面在连接区域内偏离圆形，尤其呈多边形，并具有一个台肩。固定构件以一个槽的一个边沿靠置于驱动轴或者一块隔板的一个台肩上，其中该槽一直到驱动轴的端部附近呈圆锥状逐渐变宽。在该槽内，置入一个配合的圆锥形夹紧件，它通过一个螺母被压紧于固定构件上。夹紧件具有一个用于驱动轴的通道，其横截面型廓与驱动轴的相同。
由US 3 085 821已知风挡玻璃雨刷器的一种轴毂连接。固定构件以一个槽的一个边沿靠置于驱动轴或者一块隔板的一个台肩上，其中该槽一直到驱动轴的端部附近呈圆锥状逐渐变宽。在该槽内，置入一个配合的圆锥形夹紧件，它通过一个螺母被压紧于固定构件上。夹紧件具有一个用于驱动轴的通道，它与位于带有滚花或齿的表面的驱动轴上、呈圆柱形或者圆锥形的一个区域相匹配。通过固定构件与夹紧件之间的这种圆锥式连接、以及某些情况下出现的夹紧件与驱动轴之间的圆锥式连接，固定构件和驱动轴上有齿的表面被压入到夹紧件上直到在很大程度上为光滑状的表面上，并使之发生持久的变形。为此，夹紧件由一种弹性材料或者一个相对较软的有色金属材料制造。除了传递力的连接外，通过齿的多个小侧面还获得了辅助性的形状配合连接。
发明内容
根据本发明，提出了一种雨刷臂，具有一个铰接的雨刷器刮板和一个用来固定于一个驱动轴上的固定构件，其方式是，该驱动轴插入穿过固定构件的一个逐渐展宽的凹部，并且一个螺母通过一个与该凹部相配合的夹紧件将固定构件迎着一个支承面与驱动轴夹紧，其中，夹紧件与固定构件之间的接触面构成一个球的表面的一部分，而支承面构成一个圆柱体的壳面(Mantelflaeche)的一部分。圆柱体的圆柱轴线通过该球的球心、并平行于雨刷器刮板的纵向伸展。这样，在一个小的结构空间上实现了对固定构件、并因而实现了雨刷臂绕其纵向轴线的无级调节，如果支承面是光滑的。也可以实现分级调节，只要支承面具有与圆柱轴线平行的沟纹结构。该沟纹结构通过形状配合连接加强了支承面上的构成传力链的连接。该传递力的连接也能够通过如下方式得到支持，待连接构件的至少一个上的支承面被粗糙化处理。
雨刷器刮板的定位因此能够在装配过程中自由地选取，这样制造公差不会对其产生不利影响。在此，雨刷臂的高度位置在调节时由圆柱体的纵向轴线确定。为了使得经过调节该高度位置不会发生变化、或者只有很小的改变，根据本发明的一个构造，圆柱轴线与叠合铰链的铰链轴线之间的距离很小，或者与该铰链轴线相交。通过该叠合铰链，铰链构件铰接于固定构件上。增大所述间距，会使得调节时造成更大的高度偏差。
驱动轴与固定构件之间的连接必须可靠，并且能够传递大的旋转力矩。尽管如此，对于螺栓连接的拧紧力矩它不能有实质性的敏感反应，即，拧紧螺栓时，所选择的定位不能发生非有意的改变。因此，合适的是，固定构件的支承面的圆柱轴线，通过夹紧件和固定构件之间的接触面的球心伸展，其中，圆柱轴线有利地位于固定构件的固定区域之内。
根据本发明的一个构造，固定构件绕支承面的圆柱轴线的安装角(Einstellwinkel)由一个止挡限定。这样，可以避免在汽车上无意地装配成完全无用的安装角。止挡之间形成最佳的定位角(Anstellwinkel)，可以有偏离它的安装位置，它们虽然不是最佳的，但仍是可用的。通过简单的方式，用固定构件上的一个长形孔来构成这些止挡，该孔垂直于圆柱轴线分布，并与驱动轴配合作用。
圆柱形的支承面可以直接地成形于驱动轴上，合适的方式则是成形于一个单独的垫圈中，它在装配后被支承于驱动轴的一个台肩上。垫圈被套装到驱动轴上、可以转动，因而，在通过夹紧件和螺纹紧固获得转矩连接之前，固定构件的纵向以及因此雨刷臂的纵向能够绕着驱动轴进行转动和定向。同时，固定构件能够在这两个止挡之间绕着圆柱轴线转动，以便调节雨刷器刮板相对于汽车玻璃的定位角。
按合理的方式，将转矩从驱动轴通过一个非圆形的型廓、优选通过一个具有多边形横截面的型廓传递到夹紧件上，该夹紧件将其通过一个起主要作用的传递力的连接通过球形接触面传递到固定构件上。这样，转矩在一个小的圆周上通过一个可靠的形状配合连接传递，而传递力的连接设置于一个较大的直径上，并因而能够通过较小的压紧力传递更大的力矩。传递力的连接能够得到一种形状配合连接的支持，其方式是，对固定构件的球形接触面进行粗糙化处理或者加工出沟纹。其中合理的方式是，夹紧件上的沟纹结构与固定构件上的沟纹结构之间形成一定角度，因而它们的方向相交而构成形状配合连接。该连接既作用于待传递的力矩方向上，又作用于调节力的方向上，其中，沟纹结构彼此间能够部分地互相咬入。通过沟纹结构的可变形性，还能够对加工公差进行补偿。
根据本发明的一个构造，夹紧件在其圆周上具有纵向延伸的槽，它们终止于较大端面前的很近的位置上。槽的作用是，夹紧件自身能够弹性变形，并因而能够更好地与固定构件上的凹部相配合。由于槽并未穿透到夹紧件的端面上，而是在与之非常接近的前面终止，使得端面保持光滑。另外，在朝外的方向上槽得到保护。将这些槽设置在具有多边形型廓的一个夹紧件上并设置于与型廓边棱相对的位置上，能够增强这些槽的弹性作用。此外，按合理的方式将这些槽与环状台阶相组合，这些台阶环绕夹紧件并挤入固定构件上凹部中相对于它们横向伸展的沟纹结构中。
为了在驱动轴与夹紧件之间获得无间隙的形状配合连接，同时该连接又易于拆开，使驱动轴的多边形型廓向螺母反向逐渐收缩。
在最终装配之前，可以将连接中的几个构件预先装配起来。为此目的，一方面设计有一个塑料制造的防护环，它将垫圈可转动地固定于驱动轴上，另一方面，在另一个实施例中设计有一个塑料夹，它将垫圈固定保持于固定构件上可以绕圆柱轴线摆动。这里，固定构件具有一个凸缘，塑料夹固定于其上。另外，塑料夹可以以前凸作用到固定构件的槽中。
附图说明
其它的优点由以下的附图说明给出。在附图中给出了本发明的实施例。附图、说明书和权利要求书中包含了大量的组合起来的特征。专业技术人员也可以根据特定目的注意其单个的特征，并得出有意义的其它组合。
图中所示为：
图1：分解图形式给出的一个本发明的雨刷臂的固定构件和一个雨刷器轴承，
图2：分解图形式给出的一个变例的放大的部分纵向剖视图，
图3：图2中部件在组装状态下的实施例，
图4：对应于图3中VI-VI线的一个剖视图，
图5：图2的变例，
图6：一个夹紧构件的立体图，
图7：一个固定构件俯视时的局部立体图，
图8：一个固定构件仰视时的局部立体图，及
图9：处于三个不同调节位置上的一个固定构件。
具体实施方式
附图仅示出了带有一个雨刷臂的一个雨刷器装置的一部分，并且是仅仅为了理解本发明所必需的部分。属于该雨刷臂的构件包括一个固定构件10，它被固定于一个驱动轴12上。该驱动轴12被支承于一个轴承壳体14中，后者具有一个用于这里未示出的一个雨刷器承载件的一个连接管16和一个固定眼18。通过后者，轴承壳体14被固定于一个未示出的汽车车身上。驱动轴12由一个雨刷器电机通过一个杠杆传动机构和一个曲柄20驱动，后者在一个端部上与驱动轴12固定连接。驱动轴12的自由端部具有一个台肩22和一个有多边形横截面的型廓24，以及一个与之相连接的螺纹26。在驱动轴12的自由端部上装入一个垫圈28，它支撑于台肩22上，但可以绕驱动轴12转动。在该垫圈28内向着固定构件10成形有一个凹入的圆柱形支承面30，在该面上靠置着固定构件10的一个相应的圆柱状面30。(图4)
固定构件10具有一个凹部38，其中置入一个夹紧件40、50。用一个拧于螺纹26上的螺母44将夹紧件40、50以及固定构件10和一个垫圈28与驱动轴12的台肩22紧固在一起。固定构件10可以用压铸方法制造。有效的方法是用钢板塑性成形，其中通过深拉伸制得凹部38。
固定构件10上圆柱形的支承面30(图8)的定向，应使得其圆柱轴线32位于雨刷臂的纵向34上。另外，固定构件10上凹部38的接触面66(图7)和夹紧件40、50的表面构成球的一部分，其中心36位于圆柱轴线32上。这样，就能够使固定构件10在紧固之前通过螺母44绕驱动轴12转动，并因而将雨刷臂调节到其停止位置上。
此外，固定构件10能够绕圆柱轴线32摆动。图9示出，固定构件10从一个中心位置开始，能够在方向相反的调节方向72和74上进行一个有限的量的调节。这里，有效的方式是使圆柱轴线32因而同样也使球心36位于固定构件的固定区域78之内。为了限定调节范围，固定构件10中的孔46是垂直于圆柱轴线32的长形孔，因而，它在驱动轴12上沿两个调节方向72和74上分别构成一个止挡。
固定构件10的自由端部上，铰接着一个未示出的铰链构件，其中，铰链轴线由70标示。适当的方式是使圆柱轴线32与铰链轴线70相交。无论如何，圆柱轴线32与铰链轴线70之间的距离80应选择得尽量小，这样，调节固定构件10时，在汽车风挡玻璃和铰链之间仅有很小的高度偏差。如图9中可看到的那样，尽管安装角α不同(图4)，铰链轴线70的平均高度位置不发生变化。
夹紧件40、50具有一个内部的同步型廓42、54，它与驱动轴12的外部的型廓24、52相配合，驱动力矩通过形状配合连接被从驱动轴12传递到夹紧件40、50上。适当的方式是，它有一个偏离圆形的横截面，优选为一个多边形的。为了易于装配和拆卸，并且还为了获得无间隙性，型廓54和52呈锥形一直延伸到驱动轴12的端部附近。通过夹紧件40、50与驱动轴12之间的形状配合连接，可以用小直径可靠地传递大转矩。夹紧件40、50的外圆周具有明显较大的直径适合于，将驱动力矩通过传递力的连接传递到固定构件10上。为了能够传递更大的驱动力矩，适当的方法是，在夹紧件40、50与固定构件10之间的传递力的连接，通过一个粗糙化的表面或者通过沟纹68来加以改善。较佳的形式是，固定构件10上该沟纹68的走向横向于夹紧件40上可能存在的沟纹或者表面结构。例如，夹紧件40可以在其圆周上具有台阶(图6)，当夹紧时，它们进入到固定构件10上沿着驱动轴12方向上的沟纹68中去，这样具有可靠的固定作用。通过这样的措施还能够补偿加工公差。
由于垫圈28中圆柱状支承面30的圆柱轴线32沿驱动轴12的径向伸展，在调节方向72和74上没有驱动力矩的作用。它们不可能在运行过程中非有意地改变调节位置。为了获得无级的调节，支承面30既可以光滑地构造于垫圈28上，也可在固定构件10上。借助于圆柱轴线32方向上的沟纹68，能够向增大方向改变安装角α。
为了使得夹紧件40、50能够良好地与凹部38相匹配，夹紧件40在其圆周上具有沿纵向伸展的槽64。这样，夹紧件40在圆周方向上更具有弹性。为了获得一个完整的光滑端面82，合适的是，槽64终止于即将到达端面82的地方。在与一个多边形同步型廓42、54进行组合时，合适的是将槽64设置于与同步型廓42的边棱76相对的位置上，这样获得更大的弹性。
如果能将垫圈28在装配之前与一个另外的构件连接起来，固定构件10的装配能够变得容易。起到该作用的是一个防护环48(图2)，它将垫圈28保持于驱动轴12上。另一种可能性在图5中给出，其中，根据图的左半边，一个塑料夹60钩住固定构件10的一个凸缘(Bund)56，或者如图的右半边所示，它卡入一个相应的槽58中。凸缘56和槽58的构造及安置，必须能够保证它们不会妨碍固定构件10绕着圆柱轴线32进行调节。
                 参考标号
10固定构件                28垫圈
12驱动轴                  30支承面
14轴承壳体                32圆柱轴线
16连接管                  34纵向
18固定眼                  36球心
20曲柄                    38凹部
22台肩                    40夹紧件
24型廓                    42同步型廓
26螺纹                    44螺母
46孔
48防护环
50夹紧件
52型廓(锥形)
54同步型廓
56凸缘
58槽
60塑料夹
62台阶                    64槽
66接触面                  68沟纹
70铰链轴线                72调节方向
74调节方向                76边棱
78固定区域                80距离
82端面                    α安装角

Claims (21)

1.雨刷臂，具有一个铰接的雨刷器刮板和一个用来固定于一个驱动轴(12)上的固定构件(10)，其方式是，该驱动轴插入穿过固定构件(10)的一个逐渐展宽的凹部(38)，并且一个螺母(44)通过一个与该凹部(38)相配合的夹紧件(40，50)将固定构件(10)迎着一个支承面(30)与驱动轴(12)夹紧，其特征为：夹紧件(40，50)与固定构件(10)之间的接触面(66)构成一个球的表面的一部分，并且该支承面(30)构成一个圆柱体的壳面的一部分，其圆柱轴线(32)延伸通过球心(36)并平行于雨刷器刮板的纵向(34)。
2.如权利要求1所述的雨刷臂，其特征为：圆柱形支承面(30)成形于一个垫圈(28)内，它支撑于驱动轴(12)的一个台肩(22)上并且可以绕着驱动轴(12)转动。
3.如上述权利要求之一所述的雨刷臂，其特征为：固定构件(10)绕着圆柱轴线(32)的安装角(α)被一个止挡限定。
4.如权利要求3所述的雨刷臂，其特征为：该止挡是由固定构件(10)中在调节方向(72，74)上的一个长形孔(46)与驱动轴(12)构成的。
5.如权利要求1或2所述的雨刷臂，其特征为：圆柱轴线(32)在固定构件(10)的固定区域(78)内延伸。
6.如权利要求1或2所述的雨刷臂，其特征为：在固定构件(10)上铰接着一个铰链构件，并且圆柱轴线(32)相对于铰链轴线(70)以很小的间距(80)延伸。
7.如权利要求1或2所述的雨刷臂，其特征为：固定构件(10)由金属板成形并且凹部(38)是深拉伸制得的。
8.如权利要求1或2所述的雨刷臂，其特征为：固定构件(10)和夹紧件(50)在球形的接触面(66)上被进行粗糙处理，或者这样制造沟纹，即，固定构件(10)的沟纹与夹紧件(50)上的沟纹相互交叉。
9.如权利要求1或2所述的雨刷臂，其特征为：夹紧件(40，50)在其圆周上具有环状台阶(62)。
10.如权利要求1或2所述的雨刷臂，其特征为：夹紧件(40，50)通过一个型廓(24，52)与驱动轴(12)相连接，它的横截面不是圆形。
11.如权利要求10所述的雨刷臂，其特征为：型廓(24，52)具有一个多边形的横截面。
12.如权利要求1或2所述的雨刷臂，其特征为：夹紧件(40)在其圆周上具有纵向上延伸的槽(64)。
13.如权利要求12所述的雨刷臂，其特征为：槽(64)终止于更大端面(82)的前不远处。
14.如权利要求11所述的雨刷臂，其特征为：槽(64)处于多边形型廓(24，52)的边棱(76)的对面。
15.如权利要求11所述的雨刷臂，其特征为：驱动轴(12)的多边形型廓(52)向着螺母(44)逐渐缩小。
16.如权利要求2所述的雨刷臂，其特征为：垫圈(28)通过塑料制造的一个防护环(48)可转动地固定于驱动轴(12)上。
17.如权利要求2所述的雨刷臂，其特征为：垫圈(28)被固定于固定构件(10)上，可以绕着圆柱轴线(32)摆动。
18.如权利要求17所述的雨刷臂，其特征为：垫圈(28)借助于一个塑料夹(60)固定于固定构件(10)上。
19.如权利要求18所述的雨刷臂，其特征为：固定构件(10)具有一个凸缘(56)，塑料夹(60)固定在它上面。
20.如权利要求18所述的雨刷臂，其特征为：固定构件(10)具有槽(58)，塑料夹(60)卡入其中。
21.如权利要求1或2所述的雨刷臂，其特征为：固定构件(10)和/或者垫圈(28)的圆柱状支承面(30)具有与圆柱轴线(32)平行伸展的沟纹(68)。
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