CN1200832C - 刮水器装置的固定装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于把刮水器装置固定在尤其是汽车的车身上的固定装置，其中刮水器装置由一个具有至少一个装在其上的固定位置的预制组件构成。本发明规定了，所述刮水器装置(32)的所述至少一个固定位置分别与一个相应设置在车身(10)上的固定位置(连接位置)粘接在一起。
Description
技术领域
本发明涉及一种刮水器装置的固定装置。
背景技术
在采用减振件的情况下通过拧紧把尤其是用于汽车的刮水器装置固定在车身上，这是众所周知的。刮水器装置一般作为预装组件地被提供给汽车生产厂家，以便装到汽车中。预装组件由一块薄板和一个驱动电机构成，所述薄板在其各端上配设有一个对应的固定孔并且该驱动电机通过一根连杆与支承在该薄板上的雨刷轴相连。驱动电机本身也被固定在薄板上并且配设有一个用于把刮水器装置固定在车身上的固定孔。通过设置在刮水器装置上的固定孔，刮水器装置通过拧紧被固定在车身上。在这种情况下，为了更好地安装刮水器装置，螺母或螺栓被焊接在汽车车身上。在车身和刮水器装置的固定点之间设置减振件如减振胶皮等类似器件，以便减振或抑制振动传递。在预制的刮水器装置上的固定孔是如此排列的，即它们构成了一个比较大的三角形，以便由此提高系统刚性。把刮水器装置固定在车身上的这种已知固定方式的缺点是，一方面，工人要比较费事地用手把刮水器装置安装在车身上，另一方面，为此所需的且成螺母、螺栓、垫圈、减振胶皮等类似部件形式的材料消耗大。另外，为了安装，螺丝工具需要适当的自由空间。此外，存在着螺纹连接因在行驶过程中出现的振动而不理想地松开或松动的危险。螺纹连接的松动被迫影响了刮水器装置的功能。
发明内容
与之相比，按照本发明地把刮水器装置固定在车身上的的固定装置提供了以下优点，即明显使把刮水器装置安装在车身上更省事以及减少了安装所需的部件如螺母、螺栓、垫圈、减振胶皮等类似部件。由于刮水器装置的至少一个固定位置分别与一个相应设置在车身上的固定位置(连接位置)粘接在一起，所以有利地实现了快速且可靠的把刮水器装置安装在车身上。不再需要不可缺少的螺丝工具为拧紧而需要的自由空间。本发明解决方案的另一个优点在于，固化的粘接剂承担了现有技术所述的减振件的减振作用。省略了胶皮套或其它减振件，由此降低了材料成本。
附图说明
以下，结合附图来详细描述本发明的一个实施例。其中：
图1是把一个刮水器装置固定在车身上的本发明固定装置的俯视图；
图2表示图1的局部X；
图3表示图1的局部Y；
图4是在各种表面形状和连接位置情况下的材料融合连接的示意图。
具体实施方式
在图1中，示意地示出了刮水器装置被连接到车身10上的情况。本身已知的刮水器装置32由一块薄板22构成，它在其各端上配备有一个相应的固定位置16、18。在薄板22上，一方面通过第三固定位置20固定着一个驱动电机14，另一方面通过第三固定位置20把刮水器装置32和车身10固定在一起。驱动电机14通过一根连杆12与支承在薄板22上雨刷轴34相连，以便操作雨刷。刮水器装置32被预先装好并随后作为标准组件地被装入相应的汽车中。
按照本发明，尤其是把刮水器装置32固定在汽车车身10上是如此实现的，即刮水器装置32的固定位置分别与相应设置在车身10的固定位置(连接位置)粘接。粘接是材料融合的连接。为了提高疲劳荷重能力，对某个负荷方向来说，除了材料融合的连接外，还形成形状配合的连接，这是有意义的。对粘接来说，这意味着，应主要通过粘接层来传递压负荷。通过相应的空间布置以及附加的形状配合连接而尽可能避免了粘接位置的剪切负荷和拉负荷。在图4的表中，列出了具有附加的形状配合的粘接的各种表面形状和连接位置。
用阴影线A表示的工件例如是刮水器装置32，而用阴影线C表示的工件例如是车身10。用B来表示在各成形件之间的粘接剂。在间隙I、II中，可以看到相应不同的工件布局。
在表的各行中，给出了不同的表面形状、不同的连接形状、各工件的材料融合和形状配合连接的不同的连接位置数量。在行1-4中，示出了不同的工件面形状。行1表示一个平滑面形状，行2表示一个圆的蛋凹/蛋凸面形状，行3表示棱角面形状，行4表示三角形面形状。在行5-11中，示出了不同的连接位置形状。在行5中示出了把工件嵌入另一工件中的情况，在行6中示出了销-孔连接，在行7中示出了圆形连接，在行8中示出了企口连接，在行9中示出了轴-板连接，在行10中示出了半球-球窝连接，在行11中示出了球-窝连接。在行12-15中示出了连接位置数。在行12中示出了单一连接，在行13中示出了双重连接，在行14中示出了三重连接。行15表示多重连接并且未进一步示出。表所示的变型方案根据各应用场合地表示在刮水器装置32和车身之间的固定位置16；18；20的可能有的连接变型方式。
事实证明，第一固定位置16作为固定位置且没有相应的补偿公差作用地成形于刮水器装置32和车身10之间并且形成具有单向补偿公差作用的第二固定位置18和形成具有双向平面补偿公差作用的第三固定位置20，这是特别有利的。通过第二固定位置18和第三固定位置20的相应公差补偿作用，可以消除车身10和刮水器装置32的或许出现的加工公差。
成固定支座形式的第一固定位置16的连接位置如图2所示地由一个半球26构成，它与一个相应的球窝24形状配合的连接。在这种情况下，刮水器装置10的固定位置最好成球窝形状24，而在车身10上的连接位置最好成半球26形状。具有单向补偿公差作用的第二固定位置18的连接位置如图3所示地由一个开口侧向下的U形异型件28构成，它与一个相应地构成的U形配合件30形状配合地连接。在这种情况下，刮水器装置32的固定位置最好成开口侧向下的U形异型件28的形状，而在车身10上的连接位置最好成U形配合件30的形状。有双向平面补偿公差作用的第三固定位置20的连接位置总是成一个平面形状。通过如此设计和形成刮水器装置32和车身10之间的各固定位置16、18、20，在安装时实现了刮水器装置32的精确固定。不过，在刮水器装置32和车身10之间的各固定位置16、18、20也可以按照表中所列的变型方式来设计。还可以想象到的是，例如只通过两个固定位置如只通过固定位置16、18把一个刮水器装置32固定在车身上。
成固定支座形式的第一固定位置16在其装配位置方面具有最高精度。这种精度对调节刮水片的相应刮水区和在不同条件下精确获得计算出的刮水角度有决定性的作用。在常见的同步刮水器装置中，刮水片在下刮水器边缘和汽车A柱之间移动。因此，在该车侧力求获得较高的刮水角精度。因此，在驾驶员侧，成固定支座形式的第一固定位置16设置在车身10上。有单向补偿公差作用的第二固定位置18在副驾驶员侧方向上设置在车身10上，而具有双向平面补偿公差作用的第三固定位置20大致在第一固定位置16和第二固定位置18中央地设置在车身10上。
为了总的提高刮水器装置32的刚性，用于刮水器装置32的固定位置16、18、20如此设置在车身10上，即它们在一个平面内看地成一个三角形。在这种情况下，刮水器装置32的刚性取决于在各固定位置16、18、20之间要形成的三角形的大小。要形成的三角形越大，则刮水器装置越稳定。
为了首次固定刮水器装置32，在装入固定位置16、18、20的粘接位置时，在刮水器装置32和车身10之间设置垫块，所述垫块一方面把刮水器装置带入一个预定位置中并另一方面用于获得预定的粘接剂厚度。如果这些垫块在粘接剂固化后不被取出，则它们必须由减振材料如弹性体构成。如果所述垫块由非减振性材料制成，则它们在粘接剂固化后又被取出。
为了将刮水器装置32和车身10粘接起来，在车身10和刮水器装置32的各固定位置16、18、20之间加入在聚氨酯类基础上构成的单成分的胶弹性粘接剂。在这种情况下，粘接剂最好因更容易接近而被涂抹到刮水器装置32的各固定位置16、18、20上。此外，存在着由这些位置限定的粘接面。在把粘接剂涂沫到车身10的固定位置上且尤其是具有双向平面补偿公差作用的第三固定位置20时，可能出现这样的情况，即粘接剂因各固定位置20可能相对移动而没有或只是部分地被固定在相应的粘接位置上。粘接位置的强度由此会受到不利影响。
粘接剂在约60℃的情况下被均匀地涂到各固定位置16、18、20上。这是通过喷入相应形成的固定位置的槽中或在固定位置成平面时涂覆三角焊缝而进行的。通过粘接剂的高粘度，即使在加工温度的情况下，也可以把粘接剂涂到各固定位置16、18、20上并且随后在运输时以任何方式使刮水器装置32移动。在加工状态下，粘度大致是粘稠的，这意味着，其粘度允许它在已知的计量装置中以技术上可实现的压力进行加工，但不容易滴落或涂抹或在自重下变形(焊缝保持不变)。在车身10和刮水器装置32之间的各固定位置16、18、20的和进而粘接位置这种形状和尺寸是由出现在固定位置上的最大负荷产生的。在这种情况下，在刮水臂卡死时在各位置上测量最大的力并且从汽车坐标系转入固定坐标系。因而，它可以被分成平行于表面的力和与之垂直的力并进而测量出拉力和剪切力。根据这些力和在车身10的规定的涂漆面上的粘接剂强度，计算出所需的粘接面。在这种情况下，忽咯粘接面的在两个点上的三维几何图形。但在设计相应的粘接面时，还要考虑高安全系数，以便即使在极端的汽车应力和汽车寿命的情况下也减小故障风险。粘接位置的设计和排列的另一个重点是确保固定位置的失效-安全行为。这意味着，在车身10和刮水器装置32之间的各固定位置16、18、20的粘接面尺寸是如此设定的，即当或许一个固定位置16或18或20的粘接脱开时，避免了其它固定位置粘接的脱开。由此一来确保了，当或许一个连接位置因在刮水时出现的力而脱开时，其它连接位置没有脱开。因此，在通常条件下，尽可能地避免刮水器装置32脱落。
为了在车身10和刮水器装置32的各固定位置16、18、20之间获得预定的粘接剂厚度，粘接剂的低粘度也是有决定性作用的。在这种情况下，需要这样的粘接剂，即它在其固化后是有弹性的并且是减振的。粘接剂以这样一个厚度被涂到车身10和刮水器装置32的各固定位置16、18、20之间，即固化的粘接剂在振动技术方面将车身10和刮水器装置32分开并因而承担了相应的减振功能。为此需要在固定位置的各面之间如此布置粘接层，即刮水器装置32的部件不接触车身10并因而不把振动从刮水器装置32传递到汽车中。由此一来，省掉了迄今为止都需要的弹性减振器件如胶皮套等类似部件。
在聚氨酯类基础上形成的弹性粘接剂具有高起始强度，其中其成膜时间小于20分钟。在固化后，粘接剂具有约60的肖氏硬度(A)。由此实现了，在随后在安装带上运输时，即使出现汽车振动和汽车绕其纵轴线的转动，被粘上的刮水器装置32的位置也不再改变。此外，通过短暂的成膜时间实现了，可以按照生产过程事后给汽车上漆，而无需附加的粘接剂固化停顿时间。
粘接剂的另一个性能在于，粘接剂是耐水、耐油、耐蒸汽、耐乙醇、耐臭氧、耐盐和耐老化的。为了确保在车身10和刮水器装置32之间所形成的材料融合连接保持足够长的时间，需要耐老化性。粘接剂的耐水、耐油、耐蒸汽、耐乙醇、耐臭氧、耐盐的性能也是必需的，因为粘接剂可能会接触到这些物质。在这种情况下，在设计车身10和刮水器装置32之间的各固定位置16、18、20时就要注意，流体物质可能排出并因而没有长时间接触粘接剂和粘接位置。通过避免粘接剂长时间接触流体物质，尽可能地消除了对粘接位置的不良影响，由此延长了粘接的寿命。此外，所用粘接剂必须是无硅树脂的、没有有毒物质、环境易消化处理的其对健康无害且可无危险涂覆的，以满足环保要求。
当或许必须更换刮水器装置32时，必须能如此进行刮水器装置32的拆卸，即各固定位置16、18、20和车身10没有受损。这意味着，在车身10和刮水器装置32之间的材料融合粘接必须是可分开的。这种分离借助一把具有斜刀片的振动刀来完成，该刀具被插入车身10和刮水器装置32的各固定位置16、18、20之间。这样的工具在任何工厂里都有，以便可将被粘上的挡风玻璃与车身分开。可以顺利地重新将刮水器装置32粘接到先分开的连接位置的残余粘接剂上。
把刮水器装置32安装到车身10上通常是借助一条流水生产线或装配带完成的。通过使车身10和刮水器装置32之间的各固定位置16、18、20有相应的自由度或固定点，实现了借助一个单臂机械手来进行安装，因为可以顺利地把刮水器装置32安装在车身10上。此外，通过机械手，一方面可顺利地把粘接剂加热到相应的约60℃加工温度，另一方面，把粘接剂涂到刮水器装置32的固定位置上。通过使用机械手，也可以避免人在安装刮水器装置32时接触到粘接剂。为使粘接剂更快固化，还可以使用专用装置如辅助系统。在随后安装雨刷杆时要注意，只有在经过足够长的固化时间后，即在形成粘接剂膜后，才可进行安装。
本发明的把刮水器装置固定到车身上的固定装置可适用于所有汽车上现存的刮水器装置。因而，本发明的解决方案可被用于前刮水器装置、后刮水器装置、前照灯刮水器装置和后视镜刮水器装置。在这种情况下，刮水器装置根据其结构被设计成具有或没有行程控制作用以及单马达装置或双马达装置的同步或异步的单臂式或双臂式装置。
本发明的固定装置的优点主要在于安装简单、固定牢靠、所需部件和所需安装自由空间减少以及总成本降低。
Claims (24)
1、一种用于把刮水器装置固定在尤其是汽车的车身上的固定装置，其中该刮水器装置由一个具有至少一个安装在其上的固定位置的预制组件构成，其中，所述刮水器装置(32)的所述至少一个固定位置分别与一个相应设置在车身(10)上的固定位置(连接位置)粘接，其特征在于，在刮水器装置(32)和车身(10)之间，作为没有相应的补偿公差作用的固定支座地形成第一固定位置(16)，并且形成了具有单向补偿公差作用的第二固定位置(18)以及具有双向平面补偿公差作用的第三固定位置(20)。
2、如权利要求1所述的固定装置，其特征在于，成固定支座形式的第一固定位置(16)由一个相互形状配合连接的且具有一个相应的球窝(24)的半球(26)构成，其中刮水器装置(32)的固定位置最好成球窝(24)的形式，而在车身(10)上的连接位置成半球(26)的形式。
3、如权利要求1所述的固定装置，其特征在于，具有单向补偿公差作用的第二固定位置(18)由一个相互形状配合连接的、开口侧向下的且具有一个对应地形成的U形配合件(30)的U形异型件(28)构成，其中刮水器装置(32)的固定位置最好成开口侧向下的U形配合件(28)的形式，而在车身(10)上的连接位置成U形配合件(30)的形式。
4、如权利要求1所述的固定装置，其特征在于，具有双向平面补偿公差作用的第三固定位置(20)成一个平面形状。
5、如权利要求1所述的固定装置，其特征在于，成固定支座形式的且在车身(10)上的第一固定位置(16)被设置成尽可能地靠近驾驶员侧雨刷臂的雨刷轴(34)，具有单向补偿公差作用的且在车身(10)上的第二固定位置(18)被设置成尽可能地靠近副驾驶员侧雨刷臂的雨刷轴(34)，具有双向平面补偿公差作用的第三固定位置(20)尽可能近地被设置在车身(10)的发动机悬架区内。
6、如权利要求1所述的固定装置，其特征在于，刮水器装置(32)的固定位置(16；18；20)如此设置在车身(10)上，即它们在一个平面内看地构成了一个尽可能大的力的三角形。
7、如权利要求1所述的固定装置，其特征在于，为了在刮水器装置(32)和车身(10)的各固定位置(16；18；20)之间获得预定的粘接剂厚度，设置至少一个垫块。
8、如权利要求7所述的固定装置，其特征在于，该垫块由减振材料制成。
9、如权利要求7或8所述的固定装置，其特征在于，在粘接剂固化后取出该垫块。
10、如权利要求7所述的固定装置，其特征在于，当采用高粘度粘接剂时，不需要垫块。
11、如权利要求1所述的固定装置，其特征在于，涂在刮水器装置(32)和车身(10)的各固定位置(16；18；20)之间的粘接剂是在聚氨酯类基础上构成的胶弹性单成分粘接剂。
12、如权利要求1所述的固定装置，其特征在于，该粘接剂最好被涂在刮水器装置(32)的各固定位置(16；18；20)上。
13、如权利要求1所述的固定装置，其特征在于，该粘接剂在加工状态的加工温度下具有这样的粘度，即其成膜时间小于20分钟并且它具有高起始强度并在固化后具有约为60的肖氏硬度(A)。
14、如权利要求1所述的固定装置，其特征在于，该粘接剂是耐水、耐油、耐蒸汽、耐乙醇、耐臭氧、耐盐、耐老化的。
15、如权利要求1所述的固定装置，其特征在于，该粘接剂在其固化后是弹性且减振的。
16、如权利要求1所述的固定装置，其特征在于，该粘接剂是无硅树脂、环境易处理且对健康无害的。
17、如权利要求1所述的固定装置，其特征在于，该粘接剂以这样的量被涂在刮水器装置(32)和车身(10)的各固定位置(16；18；20)之间，即刮水器装置(32)和车身(10)在振动技术上彼此无关。
18、如权利要求1所述的固定装置，其特征在于，在刮水器装置(32)和车身(10)的各固定位置(16；18；20)之间的材料融合的粘接是可以脱开的。
19、如权利要求18所述的固定装置，其特征在于，可以通过一个带斜刀片的振动刀来断开该材料融合的粘接。
20、如权利要求18所述的固定装置，其特征在于，在借助振动刀断开粘接后，可以进行重新粘接。
21、如权利要求1所述的固定装置，其特征在于，该粘接剂层如此布置在固定位置的各面之间，即刮水器装置(32)的部件不接触车身(10)。
22、如权利要求1所述的固定装置，其特征在于，在车身(10)和刮水器装置(32)之间的各固定位置(16；18；20)的粘接面大小是如此确定的，即在或许一个固定位置(16或18或20)粘接脱开的情况下，避免其它固定位置的粘接脱开。
23、如权利要求1所述的固定装置，其特征在于，在车身(10)和刮水器装置(32)之间的各固定位置(16；18；20)是如此形成和布置的，即避免了粘接层的拉负荷和剪切负荷。
24、如权利要求1所述的固定装置，其特征在于，刮水器装置(32)是一个前刮水器装置和/或后刮水器装置和/或前照灯刮水器装置和/或后视镜刮水器装置。
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