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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Scheibenwischervorrichtung insbesondere
für ein Kraftfahrzeug mit einem Wischermotor, der über
ein in einem Getriebegehäuse angeordnetes Getriebe eine aus
dem Getriebegehäuse herausragende Abtriebswelle zur Betätigung
eines Wischerarms antreibt, wobei die Abtriebswelle einen motorseitiges
Wellenelement und ein wischerarmseitiges Wellenelement aufweist.
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Stand der Technik
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Derartige
Scheibenwischervorrichtungen sind allgemein bekannt. Das Getriebe
ist hierbei üblicherweise als Schneckengetriebe ausgebildet.
Dem Schneckengetriebe ist häufig ein ungleichmäßig übersetzendes
Kurbelgetriebe nachgelagert, welches die Drehbewegung der Abtriebswelle
in eine Pendelbewegung der Wischerwelle übersetzt. Das Kurbelgetriebe
muss hierbei auf den jeweiligen Fahrzeugtyp abgestimmt werden, da
die von den Automobilherstellern gewählten Bauhöhen
von Fahrzeugtyp zu Fahrzeugtyp sehr stark variieren.
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Häufig
wird bei modernen Scheibenwischervorrichtungen mittlerweile auf
ein solches Kurbelgetriebe verzichtet und der Wischerarm direkt
mit der Abtriebswelle des Schneckengetriebes verbunden. Bei derartigen
Vorrichtungen ist es jedoch sehr schwierig, die vom Fahrzeugtyp
abhängige Bauhöhe, die im erstgenannten Fall über
das Kurbelgetriebe ausgeglichen wird, mit der Bauhöhe des
Wischerantriebes abzustimmen, so dass für die verschiedenen Fahrzeugtypen
jeweils individuelle Scheibenwischervorrichtungen mit an die Bauhöhe
angepassten Abmessungen gefertigt werden müssen.
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In
der Druckschrift
DE
10 234 097 A1 wird daher vorgeschlagen, eine Scheibenwischervorrichtung
bereitzustellen, deren Abtriebswelle mehrteilig ausgebildet ist,
um beispielsweise bei einer zweiteiligen Ausbildung der Abtriebswelle
den ersten Teil universell ausbilden zu können und nur
ein zweiter auf den ersten Teil aufzusetzender Teil der Abtriebswelle an
die fahrzeugspezifischen Abmessungen angepasst werden muss. Dazu
wird an einem dem zweiten Teil der Abtriebswelle zugewandten Ende
der Abtriebswelle eine Materialverjün gung beispielsweise durch
Drehen eingebracht und die Verjüngung anschließend
in eine in dem zweiten Teil der Abtriebswelle komplementär
zur Verjüngung ausgebildete Bohrung eingepresst. Dies verlangt
eine sehr exakte Fertigung. Dadurch wird es zwar möglich,
für jeden Fahrzeugtyp größtenteils einen
universellen Aufbau der Scheibenwischervorrichtung zu wählen
und durch alleiniges Austauschen des aufzusetzenden Teiles der zweiteiligen
Abtriebswelle eine Anpassung an die fahrzeugtypspezifischen Abmessungen
vorzunehmen und so die Serienvielfalt der Scheibenwischervorrichtungen,
die sonst aufgrund der verschiedenen Baugrößen
entstehen würde, auf ein Minimum zu reduzieren. Allerdings
hat sich herausgestellt, dass die Fertigung der Verbindung zwischen
den beiden Teilen der Abtriebswelle sehr aufwendig und kostenintensiv
und wenig flexibel ist.
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Offenbarung der Erfindung
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Scheibenwischervorrichtung
bereitzustellen, die einfach und kostengünstig herstellbar
ist, und dabei die Vorteile einer reduzierten Serienvielfalt beibehält.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
dass die Wellenelemente über ein separates Verbindungsstück
kraft- und/oder formschlüssig miteinander verbunden sind.
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Mit
anderen Worten wird als eine Art Kupplung das Verbindungsstück
zur Verbindung der Wellenelemente zwischengeschaltet. Eine weitere
Bearbeitung der Endbereiche der Wellenelemente kann so vollends
entfallen.
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Die
Scheibenwischervorrichtung kann aufgrund des oben beschriebenen
Aufbaus unabhängig von dem zu bestückenden Fahrzeugtyp
bereits im Vorfeld nahezu vollständig hergestellt und vormontiert
werden. Lediglich Software, die Anbindung an die Karosserie über
einen Adapter und das Verbindungsstück oder aber auch das
wischerseitige Wellenelement, je nachden, über welches
dieser Bauteile ein Bauhöhenausgleich realisiert werden
soll, müssen im Anschluss fahrzeugtypspezifisch fertiggestellt werden.
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Das
Verbindungsstück kann hülsenförmig ausgebildet
sein. Eine solche Ausgestaltung des Verbindungsstückes
ermöglicht ferner eine sehr einfache und schnelle Montage,
da das separat ausgebildete Verbindungsstück dazu einfach
auf die Abtriebswelle bzw. die Wellenelemente aufschiebbar bzw. aufsteckbar
ist.
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Um
bei der Montage des Verbindungsstücks automatisch ein in
dem Getriebegehäuse angeordnetes Zahnrad positionieren
und/oder lösbar fixieren zu können, ist es in
einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung möglich,
das Verbindungsstück so auszubilden, dass es sich stirnseitig
direkt oder indirekt an dem Getriebegehäuse abstützt.
Bei der Montage des Verbindungsstücks an der Abtriebswelle
wird durch die Abstützung des Verbindungsstücks
eine Einstecktiefe der Abtriebswelle in axialer Richtung automatisch
begrenzt, was einer Positionierung und lösbaren Fixierung
gleichzusetzen ist.
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In
einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
ist vorgesehen, dass das Verbindungsstück mindestens einen
Bund aufweist, der das Getriebegehäuse im Austrittsbereich
der Abtriebswelle zumindest teilweise überdeckt, um ein Eindringen
von Verschmutzungen über den Austrittsbereich der Abtriebswelle
in das Getriebegehäuse zu verhindern.
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Wird
der Austrittsbereich der Abtriebswelle von dem an dem Verbindungsstück
ausgebildeten Bund vollständig überdeckt, so übernimmt
der Bund ferner die Funktion als Wasserschutzkappe, die das Getriebe
vor Wasserbeaufschlagung schützt.
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Eine
besonders vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung
sieht vor, das Verbindungsstück als Speednut auszubilden,
um so als Sicherungs- und Einstellelement für das Zahnradaxialspiel
zu dienen.
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Zur
festen Verbindung von Wellenelementen und Verbindungsstück
können letztere beispielsweise vercrimpt, verschweißt,
verstemmt, rolliert oder verstiftet sein. Andere im Stand der Technik
bekannte Verbindungstechniken sind natürlich auch anwendbar.
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Eine
besonders einfache Verbindung zwischen den Wellenelementen und dem
Verbindungsstück kann erreicht werden, wenn die Wellenelemente
im Verbindungsbereich mit dem Verbindungsstück und/oder
zum Wischerarm eine Rändelung aufweisen, die bei der Montage
in das Verbindungsstück eingepresst wird. Die Rändelung
gräbt sich bei der Montage in das Verbindungsstück
und/oder in den Wischerarm geradezu ein, wodurch sich eine kraft- und/oder
formschlüssige Verbindung zwischen den beiden Verbindungspartnern
einstellt. Beim Fügen kann sich das Verbindungsstück
vorteilhafter Weise mit einer Stirnseite am Getriebegehäuse
abstützen, wodurch die zum Fügen benötigte
Kraft an das Getriebegehäuse abgeleitet werden kann.
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Zur
Vermeidung von Kapillarwirkungen zwischen den Wellenelementen und
dem Verbindungsstück kann in einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung jeweils mindestens ein Dichtelement,
insbesondere ein O-Ring, in den jeweiligen Verbindungsbereichen
vorgesehen sein.
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Um
eine Positionierung in axialer Richtung zwischen Verbindungsstück
und Wellenelementen zu vereinfachen, kann an dem Verbindungsstück mindestens
einen Anschlag als axiales Positionierungs- bzw. Begrenzungselement
vorgesehen sein.
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Wenn
mindestens ein Anschlag stegförmig ausgebildet ist und
mindestens eine Sollbruchstelle aufweist, die bei Überschreiten
einer durch Auslegung der Sollbruchstelle festzulegenden Kraft nachgibt,
kann eine einfach und kostengünstig herzustellende und
zu montierende Scheibenwischervorrichtung bereitgestellt werden,
die an verschiedene Fahrzeugtypen angepasst werden kann und gleichzeitig aufgrund
der Sollbruchstelle einen sehr effektiven Fußgängeraufprallschutz
beinhaltet.
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In
einem weiteren Ausbildungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird
eine Reduzierung der Teilevielfalt erreicht, indem das wischerseitige
Wellenelement einteilig mit dem Wischerarm ausgebildet ist. So kann
durch entsprechende Verlängerung bzw. Verkürzung
des einteilig mit dem Wischerarm ausgebildeten Wellenelementes oder
durch Veränderung der Abmessungen des Verbindungsstückes
fahrzeugspezifisch variierende Bauhöhen ausgeglichen werden.
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Hinsichtlich
weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung
wird auf die Unteransprüche sowie die im folgenden beschriebenen Zeichnungen
verwiesen.
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Es
zeigen:
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1 eine
schematische Teildarstellung einer ersten Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Scheibenwischervorrichtung
mit einem Verbindungsstück mit Speednut-Funktion;
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2 eine
schematische Teildarstellung eines alternativen Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen Scheibenwischervorrichtung
mit einem einteilig mit dem Wischerarm ausgebildeten wischerarmseitigen
Wellenelement;
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3 eine
weitere schematische Teildarstellung eines Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen Scheibenwischervorrichtung
mit einteilig mit dem Wischerarm ausgebildetem ausgebildeten wischerarmseitigen
Wellenelement;
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4 eine
schematische Teildarstellung einer erfindungsgemäßen
Scheibenwischervorrichtung mit integriertem Fußgängeraufprallschutz;
und
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5a–5d verschiedene
Ausbildungsvarianten erfindungsgemäßer Verbindungsstücke.
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1 zeigt
eine Teildarstellung einer erfindungsgemäßen Scheibenwischervorrichtung 1 in schematischer
Darstellung.
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Die
Scheibenwischervorrichtung 1 weist einen Wischermotor 2 auf,
der über ein in einem Getriebegehäuse 3 angeordnetes
Getriebe 4 eine aus dem Getriebegehäuse 3 herausragende
Abtriebswelle 5 antreibt. Die Abtriebswelle weist ein motorseitiges
Wellenelement 5a und ein wischerarmseitiges Wellenelement 5b auf.
Auf das motorseitige Wellenelement der Abtriebswelle 5 ist
an dem aus dem Getriebegehäuse 3 herausragenden
Ende ein Verbindungsstück 6 aufgeschoben. In das
Verbindungsstück 6 ist an dem dem Einsteckbereich
der Abtriebswelle 5 gegenüberliegenden freien
Ende das wischerarmseitige Wellenelement 5b eingesetzt,
an welchem ein hier nicht dargestellter Wischerarm 12 befestigt
ist.
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Das
Verbindungsstück 6 ist hier hülsenförmig,
insbesondere als Hohlzylinder ausgebildet, der eine Innenverzahnung 8 aufweist,
die mit einer an den Wellenelementen 5a, 5b komplementär
ausgebildeten Außenverzahnung 9 zusammenwirkt
und eine formschlüssige Verbindung bildet.
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Das
Verbindungsstück 6 ist an seinem dem Getriebegehäuse 3 zugewandten
Ende mit einem Bund 10 versehen, mit dem sich das Verbindungsstück 6 an
dem Getriebegehäuse 3 abstützt. Durch diese
Abstützung wird erreicht, dass sich bei der Montage des
Verbindungsstücks 6 auf der Abtriebswelle 5 automatisch
ein in dem Getriebegehäuse 3 angeordnetes Zahnrad 11 positioniert
und lösbar fixiert wird, indem die Einstecktiefe der Abtriebswelle 5 in
axialer Richtung automatisch begrenzt wird.
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Der
Bund 10 ist in diesem Ausführungsbeispiel so ausgebildet,
dass er den Austrittsbereich der Abtriebswelle 5 aus dem
Getriebegehäuse 3 vollständig überdeckt
und weist ferner Stege 10a auf, die das Getriebegehäuse 3 gewissermaßen
umgreifen, um das Eindringen von Verschmutzungen oder einer Beaufschlagung
von Wasser über den Austrittsbereich der Abtriebswelle 5 in
das Getriebegehäuse 3 zu verhindern. Mit anderen
Worten bildet der Bund 10 mit seinen Stegen 10a eine
Wasserschutzkappe, um das Getriebe 4 vor einer Wasserbeaufschlagung
und damit vor Eindringen von Schmutz zu schützen. In diesem
Ausführungsbeispiel ist das Verbindungsstück 6 somit
als eine Art Speednut ausgebildet und dient somit als Sicherungs-
und Einstellelement für das Zahnradaxialspiel.
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2 zeigt
eine schematische Teildarstellung einer erfindungsgemäßen
Scheibenwischervorrichtung 1, die von der Scheibenwischervorrichtung gemäß 1 dahingehend
abweicht, dass das wischerarmseitige Wellenelement 5b einteilig
mit dem Wischerarm 12 ausgebildet ist. Auch in diesem Ausführungsbeispiel
ist das Verbindungsstück 6 mit einer Innenverzahnung 8 versehen,
die durch Aufpressen auf die Außenverzahnung 9 des
motorseitigen Wellenelementes 5a eine kraft- und formschlüssige
Verbindung bildet. Damit das zylinderförmige Verbindungsstück 6 nicht
axial verrutschen kann, ist das Verbindungsstück 6 in
diesem Ausführungsbeispiel mit dem motorseitigen Wellenelement 5a vercrimpt, wie
an den Einbuchtungen 13 in dem Verbindungsstück 6 deutlich
zu erkennen ist.
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In
einem alternativen, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel
sind Verbindungsstück 6 und Wellenelemente 5a, 5b durch
Verschweißen, Verstemmen, Rollieren oder Verstiften gegen
ein axiales Verrutschen gesichert.
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Zur
Sicherung des Wischerarms 12 an dem Verbindungsstück 6 ist
in diesem Ausführungsbeispiel das das wischerarmseitige
Wellenelement 5b mit einer Rändelung 14 versehen,
mit der das wischerarmseitige Wellenelement 5b in das Verbindungsstück 6 unter
Bildung einer Pressverbindung eingesetzt ist. Um ein sicheres Eingraben
der Rändelung 14 in die Innenflächen
des Verbindungsstücks 6 zu gewährleisten,
ist in diesem Ausführungsbeispiel eine Stellschraube 15 in
dem wischerarmseitigen Wellenelement 5b vorgesehen, über
die ein in dem wischerarmseitigen Wellenelement 5b vorgesehener Keil 16 derart
nach oben bewegbar ist, dass er die mit der Rändelung 14 versehenen
Seitenwände des wischerarmseitigen Wellenelementes 5b nach
außen bewegt, so dass sich eine kraft- und formschlüssige Verbindung
zwischen demwischerarmseitige Wellenelement 5b und dem
Verbindungsstück 6 einstellt.
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3 zeigt
eine Teildarstellung einer weiteren Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen
Scheibenwischervorrichtung 1. Die Scheibenwischervorrichtung 1 gemäß 3 unterscheidet
sich von der Scheibenwischervorrichtung 1 gemäß 2 darin, dass
das einteilig mit dem Wischerarm 12 ausgebildete wischerarmseitige
Wellenelement 5b nicht in das Verbindungsstück 6 eingesteckt
ist, sondern auf das Verbindungsstück 6 aufgeschoben
ist. Auch hier ist das wischerarmseitige Wellenelement 5b mit
einer Rändelung 14 versehen, welche durch Anziehen
der Stellschraube 15 und einer damit verbundene axiale Relativbewegung
zwischen Verbindungsstück 6 und wischerarmseitigem
Wellenelement 5b in die Außenwandungen des Verbindungsstücks 6 einge presst wird
und so eine kraft- und formschlüssige Verbindung zwischen
Verbindungsstück 6 und wischerarmseitigem Wellenelement 5b ausbildet.
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Ein
weiterer Unterschied zu den vorausgegangenen gezeigten Ausführungsbeispielen
gemäß den 1 und 2 besteht
darin, dass zur Sicherung eines Eindringens von Schmutz und Wasser
in das Getriebegehäuse 3 zusätzlich zu
dem an dem Verbindungsstück ausgebildeten Bund 10 ein
Dichtelement 17 in der Form eines O-Rings zwischen dem Verbindungsstück 6 und
der Abtriebswelle 5 eingesetzt ist.
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4 zeigt
eine weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen
Scheibenwischervorrichtung 1, bei der das einteilig mit
dem Wischerarm 12 ausgebildete wischerarmseitige Wellenelement 5b auf
das Verbindungsstück 6 aufgeschoben ist. In diesem Ausführungsbeispiel
ist aus fertigungstechnischen Gründen das Verbindungsstück 6 im
Verbindungsbereich mit dem wischerarmseitigen Wellenelement 5b mit
einer Rändelung 14 versehen. Das wischerarmseitige
Wellenelement 5b wird auch hier auf das Verbindungsstück 6 aufgepresst,
so dass sich eine kraft- und formschlüssige Verbindung
zwischen den beiden Verbindungspartnern einstellt. An dem wischerarmseitigen
Wellenelement 5b sind zwei Anschläge 18 ausgebildet,
um das den Wischerarm 12 in axialer Richtung zu positionieren
und den auf dem Verbindungsstück 6 zurückzulegenden
Weg zu begrenzen. Die Absätze 18 sind in diesem
Ausführungsbeispiel als Stege mit nicht näher
dargestellten Materialverjüngungen zur Bildung von Sollbruchstellen
versehen, um ein gezieltes Nachgeben bei Überschreitung einer
durch Auslegung der Sollbruchstelle festzulegenden Kraft auszulösen.
Auf diese Weise kann eine einfache und kostengünstig herzustellende
und zu montierende Scheibenwischervorrichtung 1 bereitgestellt
werden, die zum Einen an verschiedenen Fahrzeugtypen angepasst werden
kann und gleichzeitig aufgrund der Sollbruchstelle einen sehr effektiven Fußgängeraufprallschutz
beinhaltet. Wird die über die Sollbruchstellen eingestellte
Kraft überschritten, so kann der Wischerarm 12 bzw.
das wischerarmseitige Wellenelement 5b ungehindert nach
unten in Richtung des Getriebegehäuses 3 abtauchen,
wodurch die Verletzungsgefahr eines bei einem Unfall eventuell auf
die Scheibenwischervorrichtung 1 aufprallenden Fußgängers
wesentlich verringert wird.
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Die 5a bis 5d zeigen
verschiedene mögliche Ausführungsformen eines
erfindungsgemäßen Verbindungsstücks 6.
Die einfachste Ausführung ist in 5a gezeigt,
in der das Verbindungsstück 6 als Hohlzylinder
oder Rohr ausgebildet ist, welches mit einer Innenverzahnung 8 versehen
ist, die im montierten Zustand mit einer Außenverzahnung 9 der
Abtriebswelle 5 bzw. der Wellenelemente 5a, 5b zusammenwirkt.
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Die 5b zeigt
ein erfindungsgemäßes Verbindungsstück 6 an
dem ein Bund 10 ausgebildet ist, der den Austrittsbereich
der Abtriebswelle 5 aus dem Getriebegehäuse 3 nahezu
vollständig überdeckt und sich zur besseren Kraftübertragung
an dem Getriebegehäuse 3 abstützt.
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Die
in 5c gezeigte Ausführungsvariante eines
Verbindungsstücks 6 weist einen Bund 10 auf, der
zur Bildung einer Wasserschutzkappe ferner Stege 10a aufweist.
Hierdurch wird erreicht, dass das Verbindungsstück gleichzeitig
eine Funktion als Speednut, d. h. als Sicherungs- und Einstellelement für
das Zahnradachsspiel sowie als Wasserschutzkappe übernehmen
kann, die das Getriebe 4 und die Abtriebswelle 5 vor
einer Wasserbeaufschlagung schützt.
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Die 5d zeigt
eine schematische Darstellung eines Verbindungsstückes 6,
welches zusätzlich zu dem Bund 10 mit einem an
der gegenüberliegenden Stirnseite des Verbindungsstücks 6 ausgebildeten
Bund 19 versehen ist, um eine höher Kraftübertragung
zu ermöglichen und eine Ermüdung des Werkstoffes
und einem damit verbundenen Einreißen aufgrund axialer
Kraftbeaufschlagung entgegenzuwirken.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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