-
Die
Erfindung bezieht sich auf eine Welle in einer Scheibenwischvorrichtung
nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
-
Stand der Technik
-
In
der
DE 102 59 154
A1 wird eine Scheibenwischvorrichtung für ein
Kraftfahrzeug beschrieben, die einen elektrischen Antriebsmotor
umfasst, der über ein Schneckengetriebe eine Abtriebswelle
antreibt, an der ein Wischarm mit daran gehaltenem Wischblatt angeordnet
ist. Der Wischarm wird über die Abtriebswelle in eine pendelnde
Drehbewegung versetzt.
-
Bei
derartigen Scheibenwischervorrichtungen besteht grundsätzlich
das Problem, aus Kostengründen für verschiedene
Fahrzeugtypen eine möglichst große Anzahl von
Gleichteilen verwenden zu können. Unterschiedliche geometrische
Abmessungen in verschiedenen Fahrzeugtypen erfordern jedoch einen
verhältnismäßig hohen Aufwand zur Anpassung
der Scheibenwischervorrichtungen.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, mit einfachen konstruktiven
Maßnahmen eine Scheibenwischvorrichtung an unterschiedlichen
Einbausituationen anzupassen.
-
Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen
des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben
zweckmäßige Weiterbildungen an.
-
Die
erfindungsgemäße Welle, die sich im Übertragungsweg
zwischen einem Antriebsmotor und einem Wischarm einer Scheibenwischvorrichtung
in einem Fahrzeug befindet, ist zweiteilig aufgebaut und weist ein
Wellenbasisteil sowie ein Wellenfortsetzungsteil auf. Die beiden
Teile der Welle sind mithilfe einer Verbindungseinrichtung lösbar
miteinander zu koppeln, wobei im gekoppelten Zustand die Bewegung
des Wellenbasisteils auf das Wellenfortsetzungsteil übertragbar
ist. Des Weiteren ist vorgesehen, dass die Verbindungseinrichtung
einen Kupplungsgrundkörper und eine Kupplungshülse
umfasst, wobei der Kupplungsgrundkörper eine stirnseitige Ausnehmung
zur Aufnahme des Wellenbasisteils aufweist und die Kupplungshülse
den Kupplungsgrundkörper mit einer radialen Klemmkraft
beaufschlagt.
-
Diese
Ausführung weist verschiedene Vorteile auf. Zum einen ist
die Länge der Welle mit einfachen Maßnahmen an
verschiedene Einbausituationen anzupassen, indem verschiedene Wellenfortsetzungsteile
und/oder Verbindungseinrichtungen mit einem Wellenbasisteil gekoppelt
werden. Beispielsweise ist es möglich, unterschiedlich
lange Wellenfortsetzungsteile an ein Wellenbasisteil über
die Verbindungseinrichtung anzubinden und hierdurch die gewünschte
Gesamtlänge der Welle einzustellen, die sich aus den Einzellängen
des Wellenbasisteils, des Wellenfortsetzungsteils und gegebenenfalls
des zwischenliegenden Abschnittes der Verbindungseinrichtung zusammensetzt.
-
Gemäß einer
weiteren Ausführung ist es auch möglich, die Gesamtlänge
dadurch zu variieren, dass bei gleichem Wellenbasisteil und gleichem
Wellenfortsetzungsteil eine unterschiedliche Verbindungseinrichtung
verwendet wird. Gegebenenfalls wird bei gleichem Wellenbasisteil
sowohl ein unterschiedliches Wellenfortsetzungsteil als auch eine
unterschiedliche Verbindungseinrichtung verwendet.
-
Die
Verbindungseinrichtung ist nach Art eines Bohrfutters bei Elektrohandwerkzeugmaschinen aufgebaut
und umfasst einen Kupplungsgrundkörper, der eine stirnseitige
Ausnehmung zur Aufnahme des Wellenbasisteils aufweist, sowie eine
Kupplungshülse, die den Kupplungsgrundkörper mit
einer radialen Klemmkraft beaufschlagt. Die Verbindung zwischen der
Verbindungseinrichtung einerseits und dem Wellenbasisteil andererseits
erfolgt demnach in einer einfach handzuhabenden Weise dadurch, dass
das Wellenbasisteil in die stirnseitige Ausnehmung im Kupplungsgrundkörper
eingesteckt und anschließend über die umgreifende
Kupplungshülse eine radial nach innen gerichtete Klemmkraft
auf den Kupplungsgrundkörper im Bereich der stirnseitigen
Ausnehmung ausgeübt wird, wodurch das Wellenbasisteil fest
mit dem Kupplungsgrundkörper verbunden wird und eine Übertragung
von Kräften in Achsrichtung und von Momenten um die Wellenlängsachse möglich
ist.
-
Auf
der dem Wellenbasisteil gegenüberliegenden Seite wird das
Wellenfortsetzungsteil an die Verbindungseinrichtung angekoppelt,
so dass ein durchgehender Kraft- bzw. Momentenfluss zwischen Wellenbasisteil
und Wellenfortsetzungsteil gegeben ist. Die Kraft- und Momentenübertragung
erfolgt hierbei bevorzugt über die Bauteile der Verbindungseinrichtung,
da zumindest gemäß einer Ausführungsvariante
gemäß der Erfindung ein axialer Abschnitt der Verbindungseinrichtung
zwischen den Stirnseiten von Wellenbasisteil und Wellenfortsetzungsteil
liegt, so dass keine unmittelbare Kraft- bzw. Momentenübertragung
zwischen den beiden Wellenteilen möglich ist. Die Verbindungseinrichtung übernimmt
demzufolge nicht nur eine koppelnde Funktion zur Verbindung zwischen
den beiden Wellenteilen, sondern darüber hinaus auch eine
kraft- und momentenübertragende Funktion. Bei der separaten
Ausführung von Kupplungsgrundkörper und Wellenfortsetzungsteil
erfolgt die Verbindung zum Wellenfortsetzungsteil bevorzugt in ähnlicher
Weise wie die Verbindung zum Wellenbasisteil, nämlich durch
Einstecken des Wellenfortsetzungsteils in eine stirnseitige Ausnehmung im
Kupplungsgrundkörper und radialem Festklemmen des Wellenfortsetzungsteils
in der Ausnehmung.
-
Gemäß einer
weiteren Ausführung ist vorgesehen, dass der Kupplungsgrundkörper
zugleich das Wellenfortsetzungsteil bildet. Somit sind der Kupplungsgrundkörper
und das Wellenfortsetzungsteil als ein gemeinsames, einteiliges
Bauteil ausgeführt, was den Vorteil einer besonders einfachen
Ausführung aufweist. Auch in dieser Ausführung
kommt der Verbindungseinrichtung, insbesondere dem Kupplungsgrundkörper
eine kraft- und momentenübertragende Funktion zu. Der dem
Wellenbasisteil axial gegenüberliegende Abschnitt des Kupplungsgrundkörpers dient
dabei zur Ankopplung an ein weiteres Bauteil der Scheibenwischvorrichtung,
insbesondere zur Verbindung mit dem Wischarm. Ein weiterer Vorteil ist
darin zu sehen, dass die umgreifende Kupplungshülse lediglich
zur Befestigung und Arretierung des Wellenbasisteils eine in Radialrichtung
wirkende Klemmkraft auf den Kupplungsgrundkörper ausüben muss.
-
Um
die radiale Klemmkraft erzeugen zu können, weist der Kupplungsgrundkörper
im Bereich der das Wellenbasisteil aufnehmenden Ausnehmung vorzugsweise
eine konusförmige Mantelfläche auf, an der die
umgreifende Kupplungshülse anliegt. Bei einer axialen Verschiebung
der Kupplungshülse wird aufgrund der Konusform der Mantelfläche
des Kupplungsgrundkörpers eine sich ändernde radiale Klemmkraft
erzeugt, die nach innen gerichtet ist und die Wandungen der Ausnehmung
gegen die Mantelfläche des Wellenbasisteils drückt,
wodurch das Wellenbasisteil festgeklemmt wird. Hierbei kann es zweckmäßig
sein, auch die Innenseite der Kupplungshülse mit einem
konusförmigen Klemmabschnitt zu versehen, der korrespondierend
zur konusförmigen Mantelfläche des Kupplungsgrundkörpers
ausgebildet ist. Auf diese Weise wird eine flächige Anlage
zwischen Kupplungshülse und dem betreffenden Abschnitt
des Kupplungsgrundkörpers und insgesamt eine axial verteilte
Kraftbeaufschlagung in Radialrichtung erreicht.
-
Gemäß einer
weiteren zweckmäßigen Ausführung umfasst
die Verbindungseinrichtung eine Mutter, die mit einem Bauteil der
Verbindungseinrichtung verschraubbar ist. Die Mutter wird beispielsweise
mit dem Kupplungsgrundkörper verschraubt, wobei diese Ausführung
bevorzugt in Betracht kommt, wenn der Kupplungsgrundkörper
mit dem Wellenfortsetzungsteil identisch ist. Die Kupplungshülse
wird in dieser Ausführung gegen den Gewindeabschnitt am Kupplungsgrundkörper
gezogen, wobei durch Verdrehen der Mutter die Axialbewegung der
Kupplungshülse und damit auch das Maß der Radialkraft bestimmt
wird, mit der die Kupplungshülse das Wellenbasisteil in
der Stirnseite des Kupplungsgrundkörpers radial festklemmt.
Möglich ist darüber hinaus eine einteilige Ausführung
der Mutter mit der Kupplungshülse, wobei in diesem Fall
durch Verdrehen der gesamten Kupplungshülse relativ zum
Kupplungsgrundkörper eine Axialverstellung der Hülse
bewirkt wird.
-
Gemäß einer
alternativen Ausführung ist die Mutter mit der Kupplungshülse
zu verschrauben, wobei diese Ausführung bevorzugt für
den Fall eingesetzt wird, dass der Kupplungsgrundkörper
und das Wellenfortsetzungsteil separat ausgebildete Bauteile bilden.
Durch die Relativbewegung von Mutter und Kupplungshülse
kann ein Klemmkeil, welcher bevorzugt ringförmig ausgebildet
ist und radial zwischen dem Kupplungsgrundkörper im Bereich
der das Wellenfortsetzungsteil aufnehmenden Stirnseite und der Kupplungshülse
eingesteckt ist, axial verschoben werden, wodurch die vom Klemmkeil
ausgeübte Klemmkraft eingestellt werden kann. Hierdurch
ist es möglich, die Radialkraft veränderlich einzustellen,
mit der das Wellenfortsetzungsteil im gegenüberliegenden
stirnseitigen Ende des Kupplungsgrundkörpers radial festgeklemmt
wird. Auch im Bereich dieses Abschnittes weist der Kupplungsgrundkörper
zweckmäßigerweise eine konusförmige Außenmantelfläche auf,
die im Bereich des Wellenfortsetzungsteils aber nicht unmittelbar
mit der Innenwand der Kupplungshülse, sondern mit dem Klemmkeil
korrespondiert.
-
Weitere
Vorteile und zweckmäßige Ausführungen
sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und
den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
-
1 eine
schematische Darstellung einer Scheibenwischvorrichtung für
ein Fahrzeug,
-
2 eine
schematische Darstellung einer Antriebsvorrichtung für
einen Scheibenwischer, mit einem elektrischen Antriebsmotor, dessen
Ankerwelle mit einem Zahnrad kämmt, welches fest mit einer Abtriebswelle
zum Antrieb des Wischarms gekoppelt ist,
-
3 eine
erste Ausführungsvariante der zweigeteilten Abtriebswelle,
bestehend aus einem Wellenbasisteil und einem Wellenfortsetzungsteil, welches
mithilfe einer Verbindungseinrichtung am Basisteil gekoppelt ist,
wobei die Verbindungseinrichtung einen Kupplungsgrundkörper,
eine Kupplungshülse, eine Mutter und einen Klemmkeil umfasst,
-
4 in
einer weiteren Variante eine zweigeteilte Abtriebswelle, wobei die
Verbindungseinrichtung gleich aufgebaut ist wie in 3,
jedoch in einer langgestreckten Ausführung,
-
5 eine ähnliche
Ausführung wie 4, jedoch mit dem Unterschied,
dass der Kupplungsgrundkörper der Verbindungseinrichtung
einen axialen Abschnitt zwischen Wellenbasisteil und Wellenfortsetzungsteil
ausfüllt,
-
6 eine
weitere Ausführungsvariante, bei der der Kupplungsgrundkörper
zugleich das Wellenfortsetzungsteil bildet, wobei die Kupplungshülse über
eine Mutter mit dem Kupplungsgrundkörper verschraubt ist,
-
7 eine
weitere Ausführungsvariante ähnlich wie 6,
jedoch mit einer einteiligen Ausführung von Mutter und
Kupplungshülse.
-
In
den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
-
In 1 ist
in schematischer Weise eine Scheibenwischvorrichtung 1 dargestellt,
die zum Wischen einer Scheibe 2 in einem Kraftfahrzeug
eingesetzt wird. Die Scheibenwischvorrichtung 1 umfasst eine
Antriebsvorrichtung 3, die vorzugsweise als Elektromotor
ausgeführt ist, sowie einen Wischarm 4 und ein
am Wischarm 4 gehaltenes Wischblatt 5, das auf
der Fahrzeugscheibe 2 aufliegt. Der Wischarm 4 ist
drehbar gelagert und mit dem Antriebsmotor bewegungsgekoppelt, so
dass bei einer Betätigung des Antriebsmotors der Wischarm 4 in
eine pendelnde Drehbewegung versetzt wird.
-
Wie 2 zu
entnehmen, umfasst die Antriebsvorrichtung 3 den elektrischen
Antriebsmotor 6, der in einem Gehäuse 7 Permanentmagnete 8 aufweist,
welche eine Anker- bzw. Rotorwelle 10 umschließen,
die gemeinsam mit einer über einen Kommutator bestrombaren
Spule 9 den Anker des Elektromotors bildet. Außerhalb
des Statorgehäuses 7 trägt die Rotorwelle 10 ein
Gewinde 11, das mit einem Zahnrad kämmt; Gewinde 11 und
Zahnrad 12 bilden hierbei ein Getriebe, das vorzugsweise
in einem eigenen Getriebegehäuse angeordnet ist. Das Zahnrad 12 ist
drehfest auf einer Abtriebswelle 13 angeordnet, die unmittelbar
den Wischarm antreibt.
-
Um
die Länge der Abtriebswelle 13 an verschiedene
Einbausituationen flexibel anpassen zu können und zugleich
möglichst viele Bauteile der Scheibenwischvorrichtung unverändert
nutzen zu können, ist die Abtriebswelle 13 zweigeteilt
und weist, wie 3 zu entnehmen, ein Wellenbasisteil 14 und
ein Wellenfortsetzungsteil 15 auf, wobei das Wellenbasisteil 14 Träger
des Schneckenrades ist, über das das Wellenbasisteil unmittelbar
vom elektrischen Antriebsmotor angetrieben wird. Das Wellenfortsetzungsteil 15 ist
Träger des Wischarmes 4 und dient zur Übertragung
der pendelnden Drehbewegung.
-
Das
Wellenbasisteil 14 und das Wellenfortsetzungsteil 15 sind über
eine Verbindungseinrichtung 16 axial und in Drehrichtung
fest miteinander verbunden, wobei die Verbindung, welche über
die Verbindungseinrichtung 16 hergestellt wird, gegebenenfalls
auch wieder gelöst werden kann. Die Verbindungseinrichtung 16 umfasst
einen Kupplungsgrundkörper 17, eine Kupplungshülse 18,
eine Mutter 19 und einen ringförmigen Klemmkeil 20.
Der Kupplungsgrundkörper 17 ist im Ausführungsbeispiel
nach 3 hülsenförmig ausgebildet und
weist einen durchgehenden zentrischen Kanal auf, so dass an beiden
gegenüberliegenden Stirnseiten des Kupplungsgrundkörpers 17 Ausnehmungen
gebildet sind, die zur Aufnahme des Wellenbasisteils 14 und
des Wellenfortsetzungsteils 15 dienen. Die äußere
Mantelfläche 17a bzw. 17b des Kupplungsgrundkörpers 17 ist
nach Art eines Doppelkonus aufgebaut, der sich zu den jeweiligen
axialen Stirnseiten hin verjüngt, so dass der größte
Durchmesser etwa in der axialen Mitte des Kupplungsgrundkörpers 17 gegeben
ist.
-
Der
Kupplungsgrundkörper 17 ist von der Kupplungshülse 18 umgriffen,
deren Innenmantel im Bereich des dem Wellenbasisteil 14 zugewandten axialen
Abschnittes einen konusförmigen Klemmabschnitt 18a bildet,
wobei der Konuswinkel des Klemmabschnittes 18a der Kupplungshülse 18 auf den
Konuswinkel der Mantelfläche 17a des Kupplungsgrundkörpers 17 angepasst
ist, so dass eine flächige Anlage zwischen diesen Bauteilen
gegeben ist. Dies hat zur Folge, dass bei einem axialen Verschieben
der Kupplungshülse 18 in Richtung auf das Wellenfortsetzungsteil 15 und
den Wischarm 4 der radiale Druck radial von außen
nach innen zunimmt, den die Kupplungshülse 18 auf
den Kupplungsgrundkörper 17 ausübt. Hierdurch
entsteht eine radial nach innen gerichtete Klemmkraft, die zu einem
geringfügigen Zusammendrücken des Kupplungsgrundkörpers 17 im
Bereich der das Wellenbasisteil 14 aufnehmenden Ausnehmung
führt, wodurch das Wellenbasisteil 14 im Kupplungsgrundkörper 17 festgeklemmt
wird. Dadurch entsteht eine feste und kraft- bzw. momentenübertragende
Verbindung zwischen dem Wellenbasisteil 14 und dem Kupplungsgrundkörper 17.
-
Auf
der axial gegenüberliegenden Seite ist das Wellenfortsetzungsteil 15 in
die zentrische Ausnehmung im Kupplungsgrundkörper 17 eingesteckt. Wellenbasisteil 14 und
Wellenfortsetzungsteil 15 berühren sich innerhalb
des Kupplungsgrundkörpers 17 mit ihrer jeweiligen
Stirnseite. Die äußere Mantelfläche 17b des
Kupplungsgrundkörpers 17 ist auch, wie bereits
erwähnt, im Bereich des Wellenfortsetzungsteils konusförmig
ausgebildet, wobei der Konusdurchmesser zur Stirnseite hin abfällt.
-
Der
Innenmantel der Kupplungshülse 18 ist im Bereich
des Wellenfortsetzungsteils 15 zylindrisch ausgebildet,
wodurch ein keilförmiger Ringraum im radialen Bereich zwischen
der äußeren Mantelfläche 17b des
Kupplungsgrundkörpers 17 und dem Innenmantel der
Kupplungshülse 18 gebildet ist. In diesen Ringraum
ist ein ringförmiger Klemmkeil 20 eingeschoben,
dessen Konuswinkel mit dem Konuswinkel der Mantelfläche 17b übereinstimmt.
Der Klemmkeil 20 ragt axial geringfügig über
die Stirnseite der Kupplungshülse 18 heraus.
-
Im
Bereich dieser Stirnseite ist die Kupplungshülse 18 von
der Mutter 19 übergriffen, die vorzugsweise mit
einem Innengewinde versehen ist und in ein korrespondierendes Außengewinde
auf der äußeren Mantelfläche der Kupplungshülse 18 eingreift. Die
axial herausragende Stirnseite des Klemmkeils 20 liegt
an der Innenseite der Mutter 19 an. Bei einem Verdrehen
der Mutter 19 verändert sich die axiale Relativlage
zwischen Mutter 19 und Kupplungshülse 18, wodurch
der Klemmkeil 20 axial weiter in den keilförmigen
Ringraum zwischen Kupplungsgrundkörper 17 und
Kupplungshülse 18 eingedrückt wird. Dadurch wird
auch die radial wirkende Klemmkraft erhöht, die aufgrund
der Keilform vom Klemmkeil 20 radial nach innen auf den
Kupplungsgrundkörper 17 in Höhe der Mantelfläche 17b ausgeübt
wird, wodurch das in den Kupplungsgrundkörper 17 einragende
Wellenfortsetzungsteil 15 festgeklemmt wird. Auf diese
Weise ist auch das Wellenfortsetzungsteil 15 fest mit der
Verbindungseinrichtung 16 verbunden, wobei die Verbindung
sowohl in Achsrichtung als auch in Drehrichtung eine Übertragung
von Kräften bzw. Momenten erlaubt.
-
Das
Ausführungsbeispiel nach 4 ist im Grundsatz
gleich wie dasjenige nach 3 aufgebaut.
Unterschiedlich ist jedoch die axiale Länge, da die Verbindungseinrichtung 16 eine
größere axiale Erstreckung aufweist als im vorhergehenden
Ausführungsbeispiel. Dies betrifft sowohl den Kupplungsgrundkörper 17 als
auch die Kupplungshülse 18, wobei der Kupplungsgrundkörper 17 zwischen
seinen konusförmigen, den jeweiligen Stirnseiten benachbarten äußeren
Mantelflächen 17a und 17b eine zylindrische
Mantelfläche aufweist.
-
Im
Ausführungsbeispiel nach 5 weist der
Grundkörper 17 an jeder axialen Stirnseite jeweils
eine als Sacklochbohrung ausgeführte Ausnehmung zur Aufnahme
des jeweiligen Wellenteils 14 bzw. 15 auf. Der
Bereich zwischen den Sacklochbohrungen ist im Kupplungsgrundkörper 17 massiv
ausgeführt, es gibt keine durchgehende Verbindung zwischen
den stirnseitigen Ausnehmungen.
-
Im
Ausführungsbeispiel nach 6 bildet der
Kupplungsgrundkörper 17 zugleich das Wellenfortsetzungsteil 15,
an welchem der Wischarm 4 gehalten ist. Die Kupplungshülse 18 weist
auf der dem Wischarm 4 zugewandten Seite einen radial nach
außen weisenden Kragen 21 auf, der axial von einem korrespondierenden
Kragen 22 an der Mutter 19 hintergriffen ist.
Das Innengewinde der Mutter 19 greift in ein Außengewinde
an einem radial erweiterten Abschnitt 23 des Kupplungsgrundkörpers 17 ein,
wobei der Abschnitt 23 unmittelbar benachbart zum Wischarm 4 liegt.
Durch Verdrehen der Mutter 19 wird die axiale Relativposition
der Mutter bezogen auf den Kupplungsgrundkörper 17 verändert,
wobei aufgrund der Hinterschneidung zwischen den Kragen 21 und 22 an
der Kupplungshülse 18 bzw. an der Mutter 19 zugleich
auch die axiale Relativposition der Kupplungshülse 18 gegenüber
dem Kupplungsgrundkörper 17 veränderbar
ist. Auf diese Weise kann die radial nach innen wirkende Klemmkraft,
die von dem Klemmabschnitt 18a der Kupplungshülse 18 auf
die konische, äußere Mantelfläche 17a des
Kupplungsgrundkörpers 17 ausgeübt wird,
verändert werden.
-
Das
Ausführungsbeispiel gemäß 7 entspricht
weitgehend demjenigen nach 6, jedoch mit
dem Unterschied, dass die Muter 19 einteilig im Bereich
der Stirnseite mit der Kupplungshülse 18 ausgebildet
ist.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-