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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Verbindungsanordnung zwischen zwei
Bauteilen einer Scheibenwischvorrichtung, insbesondere zwischen einer
Abtriebswelle und einem Wischarm der Scheibenwischvorrichtung.
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Stand der Technik
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In
der
DE 102 59 154
A1 wird eine Scheibenwischvorrichtung für ein
Kraftfahrzeug beschrieben, bestehend aus einem Wischarm mit daran
gehaltenem Wischblatt, wobei der Wischarm von einer Abtriebswelle
betätigt wird, die über ein Schneckengetriebe
von der Ankerwelle eines elektrischen Antriebsmotors angetrieben
wird. Die Abtriebswelle steht winklig zum Wischarm und muss drehfest
mit diesem gekoppelt sein, damit der Wischarm und das Wischblatt
die gewünschte Wischbewegung ausführen können.
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Bei
der Montage des Wischarms wird dieser üblicherweise über
eine Schraube-Mutter-Verbindung mit der Abtriebswelle gekoppelt.
Bei einem Austausch des Wischarms muss diese Verbindung gelöst
werden. Hierbei ist auf Montagefreundlichkeit zu achten, damit sich
der Austausch einfach gestaltet und auch von Privatpersonen durchgeführt
werden kann.
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Offenbarung der Erfindung
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen konstruktiven
Maßnahme eine Verbindungsanordnung zwischen zwei Bauteilen
einer Scheibenwischvorrichtung zu schaffen, die leicht montiert
und demontiert werden kann.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen
des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben
zweckmäßige Weiterbildungen an.
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Die
erfindungsgemäße Verbindungsanordnung zwischen
zwei Bauteilen einer Scheibenwischvorrichtung weist am ersten Bauteil
ein Gelenkstück mit einer Gelenkausnehmung auf, in die
ein erstes Befestigungselement einsetzbar ist. Das erste Befestigungselement
kann mit einem korrespondierenden, zweiten Befestigungselement verbunden
werden, welches am zweiten Bauteil gehalten ist. Die Wandung der
Gelenkausnehmung, in die das erste Befestigungselement eingesetzt
ist, ist verformbar ausgebildet und kann zwischen einer Ausgangsposition,
in der das erste Befestigungselement in die Gelenkausnehmung einsetzbar
ist, und einer die Aufnahmeöffnung der Gelenkausnehmung
reduzierenden Klemmposition verformt werden, in der das Befestigungselement
in die Gelenkausnehmung gehalten ist.
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Diese
Ausführung erlaubt es, das Befestigungselement nach dem
Einsetzen in die Gelenkausnehmung festzuklemmen, so dass das Befestigungselement
nicht mehr versehentlich aus der Gelenkausnehmung herausfallen kann.
Grundsätzlich genügt es hierbei, dass die die
Gelenkausnehmung begrenzende Wandung lediglich geringfügig
so weit verformt wird, dass die Aufnahmeöffnung der Gelenkausnehmung
im Durchmesser reduziert und das Befestigungselement sicher in der
Ausnehmung gehalten wird. Die verhältnismäßig
geringfügige Reduzierung des freien Durchmessers der Aufnahmeöffnung
erlaubt zugleich aber noch das Einsetzen bzw. Einführen
eines Werkzeugs, um das Befestigungselement zu betätigen,
also in Schließposition mit dem korrespondierenden, zweiten
Befestigungselement zu bringen oder die beiden Befestigungselemente voneinander
zu lösen. Damit ist sichergestellt, dass trotz der verformten
Wandung die Verbindung zwischen den beiden Bauteilen gelöst
bzw. hergestellt werden kann, zugleich kann das Befestigungselement
auch bei gelöster Verbindung nicht verloren gehen.
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Die
Verbindungsanordnung dient insbesondere zur Verbindung zwischen
Wischarm und Abtriebswelle. Grundsätzlich kann die Verbindungsanordnung
aber auch zwischen sonstigen Bauteilen der Scheibenwischvorrichtung
im Übertragungsweg zwischen Anker und Wischblatt eingesetzt
werden, beispielsweise zwischen Gestängeteilen eines Übertragungsgestänges
zwischen der Abtriebswelle und dem Wischarm.
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Das
Gelenkstück mit der Gelenkausnehmung befindet sich vorzugsweise
am Wischarm und ist insbesondere einteilig mit diesem ausgebildet. Grundsätzlich
ist es aber auch möglich, das Gelenkstück an dem
anderen Bauteil anzuordnen, an dem der Wischarm befestigt werden
soll.
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Als
Befestigungselement, welches in die Gelenkausnehmung eingesetzt
wird, wird insbesondere eine Mutter verwendet, in die eine Schraube
eingeschraubt wird, welche am zweiten Bauteil gehalten ist. Auch
hier ist es aber möglich, die Schraube in die Gelenkausnehmung
einzusetzen und die Mutter am zweiten Bauteil vorzusehen.
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In
bevorzugter Ausführung weist das Befestigungselement einen
radial erweiterten Klemmkragen auf, der insbesondere kreisförmig
ausgebildet ist und sich radial an die Außenkontur der
Mutter bzw. des Schraubenkopfes anschließt. Das Befestigungselement
kann einschließlich des radial erweiterten Klemmkragens
im unverformten Zustand der Wandung in die Gelenkausnehmung eingesetzt
werden. Nach dem Einsetzen wird die begrenzende Wandung verformt,
derart, dass der freie Durchmesser der Aufnahmeöffnung
der Gelenkausnehmung auf einen Wert kleiner als der Durchmesser
des Klemmkragens reduziert wird. Dadurch ist das Befestigungselement über
den Klemmkragen sicher in der Gelenkausnehmung eingeklemmt. Da aber
die Außenkontur des Befestigungselementes einen kleineren
Durchmesser aufweist als der Klemmkragen und dieser im Übrigen
kreisförmig ausgebildet ist, kann der Klemmkragen in der
Gelenkausnehmung rotieren, außerdem ist es möglich,
ein Werkzeug über die verbleibende Öffnung in
die Gelenkausnehmung zur Betätigung des Befestigungselementes
einzuführen.
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Die
Gelenkausnehmung ist vorteilhafterweise mit durchgehender Bohrung
bzw. Ausnehmung im ersten Bauteil ausgebildet, wodurch es ermöglicht wird,
das erste Befestigungselement von einer Seite aus in die Gelenkausnehmung
einzusetzen und die Verbindung zum zweiten Befestigungselement über die
andere, gegenüberliegende Seite der Gelenkausnehmung herzustellen.
Um eine sichere Kraftübertragung zwischen den beiden Bauteilen
zu gewährleisten, ist zweckmäßigerweise
in die Gelenkausnehmung ein Absatz eingebracht, auf dem das eingesetzte
Befestigungselement aufliegt. An diesem Absatz stützt sich
das eingesetzte, erste Befestigungselement in der Montageposition
ab; zugleich ist ein Herausfallen in Gegenrichtung aufgrund der
verformten, die Aufnahmeöffnung reduzierenden Wandung unmöglich
gemacht.
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Die
Verformung der Wandung kann entweder in der Weise erfolgen, dass
die die Ausnehmung unmittelbar begrenzende Innenwand verformt wird, wohingegen
die radial weiter entfernten Abschnitte der Wandung unbeeinflusst
bleiben oder zumindest nur geringfügig durch die Verformung
beeinflusst werden. Die Verformung der Innenwand erfolgt hierbei
entweder ringförmig, so dass in Umfangsrichtung ein durchgehend
verformter Ring oder Absatz an der Innenwand gebildet ist. Möglich
ist aber auch eine lediglich abschnitts- bzw. winkelsegmentförmige
Verformung der Wandung, wobei in diesem Fall zweckmäßigerweise
mehrere kleinere, lokale Verformungen über den Umfang verteilt
vorgesehen sind.
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Grundsätzlich
kann aber auch die die Gelenkausnehmung begrenzende Wandung in ihrer
gesamten Wandstärke verformt werden. Dies erfolgt insbesondere
für den Fall, dass die Gelenkausnehmung sich in einer Gelenkhülse
befindet, so dass die Hülsenwandung zugleich die die Gelenkausnehmung
begrenzende Wandung bildet. In diesem Fall bietet die Außenfläche
der Gelenkhülse eine Angriffsfläche zur Verformung
der Wandung, außerdem ist die Wandstärke der Wandung
gering genug, dass mit vertretbaren Kräften eine Verformung
erzielt werden kann, ohne das Material zu zerstören. Auch
im Falle der Gelenkhülse kommt sowohl eine gleichmäßige, sich über
den gesamten Umfang erstreckende Verformung als auch eine lokale,
abschnittsweise Verformung in Betracht.
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Das
Gelenkstück besteht zweckmäßig aus einem
plastisch verformbaren Material, beispielsweise Kunststoff, was
den Vorteil bietet, dass zum einen nur verhältnismäßig
geringe Kräfte für die Verformung der Wandung
aufzubringen sind und zum andern die Verformung dauerhaft ist und
sich im laufenden Betrieb nicht zurückbildet. Gleichwohl
kann es auch vorteilhaft sein, keine plastische, sondern eine elastische
Verformung der Wandung vorzusehen, wobei in diesem Fall über
zusätzliche Maßnahmen sichergestellt sein muss,
dass zur Sicherung des Befestigungselementes in der Gelenkausnehmung
die Verformung im normalen Betriebsmodus beibehalten wird, beispielsweise
mithilfe von Klemmen oder dergleichen.
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Die
Verformung der Wandung der Gelenkausnehmung erfolgt beispielsweise
durch Prägen, Verstemmen, Umbördeln, Rollieren
oder dergleichen.
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Weitere
Vorteile und zweckmäßige Ausführungen
sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und
den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
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1 einen
Schnitt durch eine Verbindungsanordnung zwischen einem Wischarm
einer Scheibenwischvorrichtung und einer Abtriebswelle, bestehend
aus einem Gelenkstück am Wischarm, in das eine Gelenkausnehmung
eingebracht ist, in die eine Mutter zur Verbindung mit einer Schraube
an der Abtriebswelle eingesetzt ist,
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2 die
Verbindungsanordnung nach 1, jedoch
mit verformter Innenwand zum Festklemmen der Mutter in der Gelenkausnehmung
des Gelenkstücks,
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3 eine
weitere Darstellung der Verbindungsanordnung mit in die Gelenkausnehmung
einragendem Montagewerkzeug zur Betätigung der Mutter,
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4 eine
Draufsicht auf die Verbindungsanordnung wie in 1 dargestellt,
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5 eine
Draufsicht auf die Verbindungsanordnung mit verformter Innenwandung,
wie in 2 dargestellt,
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6 bis 8 eine
Verbindungsanordnung in einer weiteren Ausgestaltung, bei der die
gesamte, die Gelenkausnehmung begrenzende Wandung plastisch radial
nach innen gebogen wird zur Begrenzung der Aufnahmeöffnung
der Gelenkausnehmung.
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In
den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Wie
dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 zu
entnehmen, besteht die Verbindungsanordnung 1 aus einem
Gelenkstück 2, welches fest mit einem Wischarm
einer Scheibenwischvorrichtung verbunden oder einteilig mit dem
Wischarm ausgebildet ist, und einer Abtriebswelle 3, an
der das Gelenkstück 2 einschließlich
Wischarm festgehalten ist. Die Verbindung wird in der Weise durchgeführt,
dass in das Gelenkstück 2 eine Gelenkausnehmung 4 eingebracht
ist, in die ein erstes Befestigungselement in Form einer Mutter 5 eingesetzt
ist, welche auf eine Schraube 6 aufgeschraubt wird, die
ihrerseits fest mit der Abtriebswelle 3 verbunden ist.
Die Gelenkausnehmung 4 ist durchgehend ausgeführt und
besitzt eine erste Öffnung 9, die als Aufnahmeöffnung
zur Aufnahme und zum Einsetzen der Mutter 5 dient, und eine
zweite, gegenüberliegende Öffnung 10,
die als Befestigungsöffnung fungiert und über
die die Schraube 6 in die Gelenkausnehmung zur Verschraubung
mit der Mutter 5 eingeführt wird.
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Die
Mutter 5 liegt auf einem Absatz 8 in der Gelenkausnehmung 4 auf,
der sich am Boden der Gelenkausnehmung befindet. Die Mutter 5 weist
einen radial erweiterten Klemmkragen 7 auf, der sich radial
an die Außenkontur der Mutter im Bereich einer Stirnseite
anschließt und der unmittelbar auf dem Absatz 8 aufliegt.
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Die
Innenwand 11 der Gelenkausnehmung 4 weist im unverformten
Zustand einen Durchmesser auf, der ein Einsetzen der Mutter 5 einschließlich
des erweiterten Klemmkragens 7 erlaubt. An der Innenwand 11 befindet
sich ein Verformungsabsatz 12, der die Innenwand in einen
axial außen liegenden, radial erweiterten Abschnitt und
einen axial innen liegenden, radial verjüngten Abschnitt
unterteilt. Dieser Verformungsabsatz 12 dient zur Einleitung
von Verformungskräften, über die die Innenwand 11 plastisch
verformt wird.
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Diese
Verformung des Absatzes 12 ist in den 2 und 3 dargestellt.
Hierzu wird mit einem geeigneten Verformungswerkzeug die Innenwand durch
Prägen, Verstemmen, Umbördeln, Rollieren oder
dergleichen so verformt, dass der freie Durchmesser im Bereich des
Verformungsabsatzes 12 reduziert wird. Die Verformung wird
so durchgeführt, dass der freie Durchmesser geringer ist
als der Durchmesser des Klemmkragens 12, so dass die Mutter 5 sicher
zwischen dem den Boden der Ausnehmung bildenden Absatz 8 und
dem Verformungsabsatz 12 eingeklemmt und verliersicher
in der Gelenkausnehmung 4 gehalten ist.
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Wie 3 zu
entnehmen, ist die Verformung und Reduzierung des freien Durchmessers
jedoch nur soweit erfolgt, dass ein Montagewerkzeug 13 in die
Gelenkausnehmung 4 eingeführt werden kann, das
die Außenkontur der Mutter 5 formschlüssig
umgreift, so dass die Mutter um ihre Achse mittels eines Montagewerkzeuges 13 verdreht
werden kann.
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In
den 4 und 5 ist eine Draufsicht auf die
Verbindungsanordnung 1 mit dem Gelenkstück 2 dargestellt,
und zwar in 4 mit unverformtem Absatz 12 und
in 5 mit verformtem Absatz 12. Der Absatz 12 ist
im Ausführungsbeispiel nicht durchgehend bzw. ringförmig
ausgeführt, sondern es sind vielmehr drei einzelne, lokal
in Umfangsrichtung begrenzt ausgebildete Verformungsabsätze 12 vorgesehen,
die, wie in 5 dargestellt, so weit verformt
werden, dass der freie Durchmesser der Gelenkausnehmung 4 etwas
kleiner ist als der Außendurchmesser des Klemmkragens 7 der
Mutter 5.
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Gegebenenfalls
kann es aber auch zweckmäßig sein, einen durchgehenden,
ringförmigen Verformungsabsatz vorzusehen, der über
den Umfang gesehen gleichmäßig verformt wird.
Außerdem ist es möglich, einen im unverformten
Zustand durchgehenden, ringförmigen Absatz auszubilden,
der lediglich an einzelnen Stellen verformt wird.
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In
den 6 bis 8 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel
einer Verbindungsanordnung 1 dargestellt, das ähnlich
wie das erste Ausführungsbeispiel aufgebaut ist, so dass
insoweit auf die Beschreibung zu den 1 bis 3 verwiesen
wird und im Folgenden nur die Unterschiede erläutert werden.
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Die
Ausnehmung 4 ist zylindrisch ausgeführt und befindet
sich in dem Gelenkstück 2, das als Gelenkhülse
ausgebildet ist. Die Wandung 14, die die Gelenkausnehmung 4 einschließt,
ist aufgrund der Hülsenform des Gelenkstückes 2 von
außen verformbar, so dass, wie in den 7 und 8 dargestellt,
durch Aufbringen einer äußeren Kraft, die radial nach
innen wirkt, ein plastisches Verformen der Wandung 14 erzielt
wird, so dass die freie Aufnahmeöffnung 9 im Durchmesser
reduziert wird. Die Reduzierung erfolgt soweit, dass der freie Durchmesser
geringer ist als der Außendurchmesser des Klemmkragens 7 an
der Mutter 5 und die Mutter dadurch in der Gelenkausnehmung 4 fest
eingeklemmt ist.
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Wie 8 zu
entnehmen, ist der freie Durchmesser der Aufnahmeöffnung 9 aber
groß genug, dass ein Montagewerkzeug 13 zur Betätigung
der Mutter 5 in die Gelenkausnehmung 4 eingeführt
werden kann. In 8 ist die Verbindungsanordnung
im fertig montierten Zustand dargestellt, in welchem die Mutter 5 auf
die in die Gelenkausnehmung 4 einragende Schraube 6 aufgeschraubt
ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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