CN1211231C - 刮水臂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种刮水臂(10)，它包括一个紧固件(12)和一个通过摆出铰接件(22)铰接在紧固件(12)的第一构件(16)上的铰接件(14)，铰接件(14)有一根刮水杆(24)，其上铰接有刮水片，其中紧固件(12)用第二构件(18)牢固地装配在一个驱动轴(20)上并经一个拉力弹簧(28)与铰接件(14)张紧。建议紧固件(12)具有一种装置(34，36，42)，该装置允许紧固件(12)的指向铰接件(14)的第一构件(16)在向着汽车玻璃的方向上发生规定的折弯。
Description
技术领域
本发明涉及一种刮水臂。
背景技术
已知的玻璃刮水器具有一个刮水臂，其包括一个紧固件和一个铰接在该紧固件上并具有一个刮水杆的铰接件。在刮水杆上铰接有刮水片，它是由一种具有一个置于上面的中间夹板和铰接连接的置于下面的中间卡箍以及U形夹的环箍系统以及由一个刮水片条构成。
该铰接件在其指向紧固件的端部具有一个用于拉力弹簧的弹簧腔室。该弹簧腔室向汽车玻璃板方向敞开，而且向着刮水杆方向有一个具有第一紧固点的槽形的扩展，拉力弹簧的止动钩就挂住在该紧固点上。在拉力弹簧的另一端设有一个C形钩，其挂住在紧固件的悬挂装置上，该悬挂装置用作为第二紧固点。铰接件还通过一个毂套支承在一个螺栓状的铰接轴上，该铰接轴布置在紧固件的对着铰接件的第一部位里。这样形成的铰接件，也称之为摆出铰接件，以及拉力弹簧的悬挂装置就这样相互布置，从而使拉力弹簧在汽车玻璃板的方向上拉紧铰接件和带刮水片的刮水杆。
为了清洗或者安装刮水片，将刮水器的铰接件从汽车玻璃板上摆出。同时使铰接件围绕摆出铰接件的铰接轴线回转，其中拉力弹簧就到达一个位置，在此位置上拉力弹簧将铰接件拉向一个支承在紧固件上并限制住回转运动的挡块。
紧固件的第二部位在其自由端上有一个驱动轴，该驱动轴支承在一个刮水器轴承里并经过一个曲柄和一个连杆由一个刮水器电机驱动。该电机由一个薄板固定住，该薄板固定在汽车车身上并包含有一个刮水器轴承。刮水器轴承本身往往就作为紧固位置，其方法是使它们伸出通过汽车车身的孔并在减震的、橡胶弹性的元件的中间位置与汽车车身用螺栓连接住。
驱动轴的突出车身的端部在发生碰撞行人事故时是导致受伤的重要危险源。欧共体的汽车撞车事故规定的草案(ECIII/5021/96EN)就规定了关于在汽车顶盖部位在刮水器装置中的碰撞行人事故的最大加速度值，就是所谓的头部受伤判据。这种判据用通常的刮水器装置是达不到的，即使汽车顶盖将驱动轴覆盖住，因为即使在这种情况下也不能确保：在汽车顶盖和驱动轴之间的间距足够大，尤其在顶盖间隙较小时。
用于补救的一种可能的变化形式在于：使驱动轴的端部进一步转移到电机腔内。汽车制造商要求在汽车顶盖和驱动轴端之间的最小间距为65-85mm。由此也使其与铰接件的间距加大了，因而必须要有一个较长的紧固件。此外紧固件至少在刮水时总还是伸入行人的碰撞范围内。
由专利DE 198 03 344 A1已知有一种刮水器装置，其具有一个可滑移的驱动轴。按该文献当具有一个规定大小的轴向力从外面作用在轴端上时，驱动轴的伸出端就移动到汽车车身里。为了阻尼缓冲，在一个向里作用的驱动轴挡块和一个与车身固定连接部分之间或者在一个这样的部分与车身之间设置了这样的机构，该机构在临界的轴向力作用下就会在轴向方向上产生塑性的和/或弹性的变形，从而使驱动轴端部限定地滑入电机腔内。这样的机构可以是一种塑性可变形的套管，其相宜地具有一个在轴向方向上成波浪形的部位，或者是薄壁的盘状元件，这些元件可分别根据滑动行程成排布置成多个一起作用。这些元件可以与驱动轴或者与其它相邻的构件具有很小的间隙，从而使它们在发生变形时就贴靠在这些构件上并通过摩擦而加强减震作用。最后，这些机构的布置应使它们在临界轴向力的作用下被压入并相互拉开。另外向着刮水器轴承的轴承座的驱动轴可以通过具有一个薄弱位置的形状连接元件在轴向锁紧住，这些连接元件在临界轴向力作用下折断或者弯曲入一个自由腔室内。这类薄弱位置可以用缺口、孔或者剪力销来实现。尽管这种原理的若干解决方案在结构上是很复杂的，但在驱动轴端部位处发生碰撞时，还是很有效的。
发明内容
按照本发明，刮水器驱动装置的紧固件有一个装置，该装置允许紧固件的指向铰接件的第一部位在向汽车玻璃的方向上发生规定的折弯。若发生了碰撞，例如与行人头部碰撞，那么刮水臂就立即在紧固件和铰接件部位产生屈服。那么发生事故的行人就不会碰到刚性的障碍物上，因而就减小了受伤的危险。
在本发明的一种设计方案中，紧固件的薄弱位置构成使刮水臂折弯的装置。更合理的是这种装置作为紧固件的侧壁里的缺口和/或者孔构成，而且布置在指向驱动轴的一端。一个或多个缺口和/或穿孔削弱了紧固件的在碰撞方向上有效横断面，因而在发生碰撞时，由于有一个相应很大的力作用在刮水臂上，使紧固件有目的地在该位置处折断并将刮水臂压至汽车玻璃板。事故之后无论如何都必须更换该刮水臂。比较有利的是这种方案以较少的结构成本就能实现，而且并不要求有附加的构件。但它也可以附加于其它已知的措施来应用，这是由于在一个到驱动轴的间距内发生碰撞时而且驱动轴的滑移由于逆转力矩而比较困难时，它也是有效的。
作为另外一种变化形式，用于折弯的装置由一个铰接件构成，这种铰接件将与驱动轴牢固连接以及紧固件的作为单独构件构成的第二部位与同样也作为单独构件构成的第一部位相连接。该铰接件的回转运动在摆动方向上由一个挡块限止住。该挡块支承住了由拉力弹簧所施加的将刮水臂压在汽车玻璃板上的压紧力，而且阻止了在刮水器摆出时紧固件发生屈服。发生碰撞时该紧固件在紧固件的第一部分上在向着汽车玻璃板方向上产生屈服，其方法是它围绕铰接件的轴线翻转。为了在刮水臂的摆出位置上平衡铰接件和固定在铰接件上的刮水器构件的重量，合理地是设置一个拉力弹簧形式的弹簧，其作用线位于铰接轴线和挡块之间，而且该弹簧就作用在紧固件的上述二个构件上。
为了更稳固地形成一个运输位置和摆出位置，有利的是将铰接件设计为止动铰接件，此时当第一构件相对于第二构件摆动时，由一个对应于工作位置和运输位置的止动位置发出的弹簧的预紧力就增加了。这可以通过将弹簧的紧固点布置在相对于铰接轴销的第二构件上来实现，其方法是它向着驱动轴偏置布置。此外与弹簧的作用线有关，可以在止动位置两边都设置有相应设计的止动面或止动凸块。
在一种变化形式中铰接件具有一个在紧固件的一个构件上一起成形的具有一个支承孔的毂套，该支承孔在紧固件的纵向方向上作为长孔构成，并且在该长孔中啮入一个铰接轴销，该铰接轴销成形在紧固件的第二构件上。该长孔为了更便于装配而向紧固件方向敞开。在工作状态下上述二个构件通过铰接轴销和挡块而相互支承住并由弹簧固定保持在该位置上。弹簧的预紧力用于使紧固件的预装配构件在它们运输过程中不会分解散开。若有一个临界碰撞力作用在刮水臂上，那么弹簧力就被克服，而且紧固件的第一构件向汽车玻璃板折弯。紧固件的折弯部位这样工作，从而使得摆出铰接件从工作位置处摆出一小部分。有利的是对于这种变化形式来说可以很简单地重新建立起刮水臂的工作状态，其方法是这二个铰接件又摆动退回至它们的起始位置处或者自动地摆动退回。先决条件是刮水臂的这些构件都没有因为碰撞而发生损伤。
由于止动铰接件和摆出铰接件具有类似的作用方式，并且通过一个拉力弹簧张紧，因而在本发明的一种设计方案中对这二者只规定了一种共同的拉力弹簧，这种弹簧借助于一个位于铰接件上的第一紧固点和紧固件的第一部分上的第二紧固点之间的牵引件绳索而固定住。该拉力弹簧可以配置于紧固件或者铰接件。而且这个变化形式即使没有摆出铰接件的C形钩也是可以的，因而在刮水臂和汽车玻璃板之间只需要较少的空间位置。
对于本发明的所有变化形式来说，原则上在刮水臂的整个活动范围内和停止位置处都为防止受伤而采取了防护措施。此外刮水臂的基本的和经受过考验的结构仍然可以保持。同样的思想也适合于制造刮水臂的生产方法。按本发明的在刮水臂的个别构件方面的变化只要求较少的增加费用，例如由于注塑工具或者弯曲工具造成的。
附图说明
其它的优点见以下对附图的说明。在附图中表示了本发明的一些实施例。这些附图和说明书综合包含了许多特征。本领域技术人员也将更合理地具体地考察研究这些特征并归纳成合理的其它结果。附图所示为：
图1：经过一个处于工作位置的刮水臂的纵向截面；
图2：图1的一个变化形式；
图3：由图2细部III的放大图，无弹簧；
图4：图3的一个变化形式，有弹簧；
图5：图3的另一种变化形式，有弹簧；
图6：对应于图5中箭头VI的俯视图；
图7：经过一个处于折弯位置的刮水臂的纵向截面；
图8-9：图1方案的变化形式；
图10：经过一个处于待更换位置的刮水片的刮水臂的纵向截面。
具体实施方式
刮水臂10基本上包括有一个紧固件12和带有一个刮水杆24的铰接件14(图1)。有一个未详细示出的刮水片与刮水杆24的自由端铰接连接。铰接件14与紧固件12通过一个铰接件22连接。这二个部分在所示的工作位置上通过一个拉力弹簧28相互拉紧。为此拉力弹簧28在一端挂入在铰接件14上的一个钩环26里，而在另一端则经过一个C形钩30挂住在紧固件12的一个销钉32上。
刮水臂10的紧固件12紧配合在驱动轴20的自由端上。靠近驱动轴20该紧固件12在其U形轮廓的侧壁里有一个缺口34和一个穿孔36。由于这些使横断面削弱，因而如果发生碰撞行人事故这个横断面就作为薄弱位置，紧固件12就在该位置上沿碰撞力54的方向易于屈服和/或折断。同时应这样来选择缺口34和穿孔36的尺寸和数量，使得紧固件12在正常条件下，即使是大雪天气下也不会折断。由缺口34和穿孔36所标定的薄弱位置将紧固件12分成第一构件16和第二构件18，前者朝向铰接件14并在碰撞时发生折弯，而后者则紧固在驱动轴20上。
在本发明的一种设计方案中使紧固件12产生规定的折弯的装置是由一个铰接件42构成的(图2)。这个铰接件将作为单独构件构成的紧固件12的第一可折弯构件16和第二与驱动轴20牢固相连的同样也作为单独构件构成的构件18连接在一起。挡块56限制了铰接件42在摆出方向上的回转运动，而使其沿汽车玻璃板可以自由转动，其中紧固件12的第一构件16的构成挡块56的端部跟随着一个圆弧形的轮廓64，其具有围绕铰接轴销48的半径66。在刮水臂10的工作位置上由于拉伸弹簧28的力的作用第一构件16用挡块56压向第二构件18并因而将对刮水臂10的压紧力的反作用力传递到驱动轴20上。为了在摆出位置上(图10)平衡铰接件14的重量和与此连接的玻璃刮水器的部分的重量并且为了使这个位置上的紧固件12保持在一个伸展的位置，比较合理地是设置一个弹簧46，它用一端挂在第一构件16的一个销钉38上，并用其另一端挂住在第二构件18的一个销钉40上(图2)。作为拉伸弹簧构成的弹簧46的作用线位于挡块56和铰接轴销48之间，从而实现稳定的平衡。
位置的稳定性可以通过以下途径来改善：将铰接件42设计为止动铰接件，其中弹簧46的预紧力在向着止动位置的二侧的转动方向上明显地增加，其方法是加大销钉38，40之间的间距。这可以通过将第二构件上的销钉40相对于铰接轴销48作相应的布置来实现，例如使它向驱动轴20方向偏置。另一种方法就是：使构件16，18通过止动面50，52或者止动凸块相互支承住，在转动运动时这些止动面或凸块就彼此相对地移置构件16，18，其中铰接轴销48可以在一个毂套里运动，这个毂套的横断面作为长孔44构成(图4)。在紧固件12的纵向方向上伸展的长孔44为使装配更简单可以在向铰接件14敞开(图5)。止动面50，52可以设定在第一和第二构件16，18之间的任意的适合的位置上，例如在第一构件16的U形轮廓横断面的侧壁的端部位置处(图5和6)。
发生碰撞时碰撞力54作用在紧固件12上，并且紧固件12的第一构件16折弯。此时铰接轴销48就构成了旋转轴线，而且第一构件16沿着止动面50，52上发生滑动，其中弹簧46的预紧力首先提高。最终刮水臂10处于图7所示的位置。碰撞力54造成了即使是铰接件14也从工作位置的伸展位置处摆开了。然而由于拉力弹簧28的相应的尺寸配置就确保了：铰接件14不会完全向上摆动到摆出位置(图10)
碰撞之后这二个铰接件22，42又可以复位。同时紧固件12的第一构件16的U形轮廓的指向驱动轴20的端部就形成了一个挡块56。该挡块56阻止了第一构件16一方面在玻璃刮水器的压紧力作用下以及另一方面在铰接件14摆出时都不会向外折弯。
在本发明的另外一种设计方案中，设定摆出铰接件22和止动铰接件42用一个共同的拉力弹簧28或46，这种弹簧借助一个绳索牵引件58紧固在作为铰接件14上的第一紧固点的吊环26和作为第二构件18上的第二紧固点的销钉40之间(图8，图9)。绳索牵引件58在摆出铰接件22部位处的、紧固件12上的二个导向元件60之间导向。
在图10中铰接件14几乎垂直向上地摆出，以便能够更换在此图中未示出的刮水片。在该位置上比较合理地是，一个弹性的挡块62，例如一个橡皮缓冲器，它在摆出铰接件22部位中布置在铰接件14的端部处，这个弹性的挡块62阻止紧固件12的第一构件16无意地撞向汽车玻璃板。
Claims (10)
1.刮水臂(10)，它包括一个紧固件(12)和一个通过摆出铰接件(22)铰接在紧固件(12)的第一构件(16)上的铰接件(14)，该铰接件(14)带有一根刮水杆(24)，在其上铰接有刮水片，其中紧固件(12)用第二构件(18)牢固地装配在一个驱动轴(20)上并经一个拉力弹簧(28)与铰接件(14)张紧，其特征在于，紧固件(12)具有一个机构(34，36，42)，该装置允许紧固件(12)的指向铰接件(14)的第一构件(16)在向着汽车玻璃板的方向上发生一种规定的折弯。
2.按权利要求1所述的刮水臂(10)，其特征在于，该机构是紧固件(12)的一个薄弱位置(34，36)。
3.按权利要求2所述的刮水臂(10)，其特征在于，该薄弱位置由一个在紧固件(12)的侧壁中的缺口(34)和/或孔(36)构成。
4.按权利要求1所述的刮水臂(10)，其特征在于，第一和第二构件(16，18)是分开的构件，它们通过作为铰接件(42)构成的装置而连接起来，它们在摆出方向上的转动运动由一个挡块(56)限制住。(图2)
5.按权利要求4所述的刮水臂(10)，其特征在于，弹簧(46)在一个工作位置时将第一构件(16)压向挡块(56)并这样来设计，即要使它在刮水臂(10)的摆出位置上(图10)支承住刮水臂(10)的重量。
6.按权利要求4所述的刮水臂(10)，其特征在于，铰接件(42)有一个带一个支承孔的毂套，该支承孔在紧固件(12)的纵向方向上横断面是作为长孔(44)构成并有一个铰接轴销(48)啮合在此长孔中，其中紧固件(12)的构件(16，18)在工作位置上就通过止动面(50，52)和/或在铰接轴销(48)上和挡块(56)上相互支承住(图4，5)。
7.按权利要求6所述的刮水臂(10)，其特征在于，长孔(44)向铰接件(14)敞开。(图5)
8.按权利要求4至7中之一所述的刮水臂(10)，其特征在于，弹簧(46)是一个拉力弹簧。
9.按权利要求8所述的刮水臂(10)，其特征在于，对于摆出铰接件(22)和铰接件(42)设计了一种共同的拉力弹簧(28，46)，它借助位于铰接件(14)上的第一紧固点(26)和紧固件(12)的第二构件(18)上的第二紧固点(40)之间的绳索牵引件(58)固定住，其中绳索牵引件(58)在二个横交于纵向方向的，在摆出铰接件(22)部位处的、紧固件(12)上的导向元件(60)之间导向。
10.按权利要求4至7中任意一项所述的刮水臂(10)，其特征在于，铰接件(14)的对着紧固件(12)的端部具有一个弹性的挡块(62)，它在摆出位置(图10)时指向汽车玻璃板。
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