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Die Erfindung betrifft eine Wischeranlagen-Gelenkstange und ein Verfahren zum Herstellen einer Wischeranlagen-Gelenkstange für eine Scheibenwischvorrichtung oder eine Wischeranlage eines Fortbewegungsmittels, insbesondere eines Kraftfahrzeugs. Ferner betrifft die Erfindung eine Scheibenwischvorrichtung oder eine Wischeranlage für ein Fortbewegungsmittel, insbesondere für eine Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs.
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Stand der Technik
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Mechanische Übertragungs-Einrichtungen für Scheibenwischvorrichtungen oder deren Wischeranlagen besitzen eine oder eine Mehrzahl von Gelenkstangen – so genannte Wischeranlagen-Gelenkstangen – mit daran vorgesehenen Gelenkeinrichtungen, die jeweils Kugelschalen als eigentliche Gelenkeinrichtungen aufweisen. Eine in eine Gelenkstange integrierte Kugelschale wird im Stand der Technik in die Gelenkstange eingespritzt. Hierfür muss die vergleichsweise lange Gelenkstange in ein Kunststoff-Spritzwerkzeug eingelegt werden. Die Gelenkstange selbst ist dabei eine aus einem Blech gestanzte, geprägte und ggf. gebogene Stange mit einem U-Profil. Siehe hierzu die 1 bis 3 der Zeichnung. Bekannt sind ferner Rohrgelenkstangen, bei welchen ein jeweiliger Längsendabschnitt plattgedrückt, ein Loch in den jeweiligen Längsendabschnitt eingestanzt und eine Kugelschale aus Kunststoff in das jeweilige Loch eingespritzt wird. In der jeweiligen Kugelschale ist im späteren Einsatz der betreffenden Scheibenwischvorrichtung ein Kugelbolzen gelenkig aufgenommen.
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Insbesondere problematisch ist eine komplizierte, aufwändige und somit kostenintensive Handhabung der Gelenkstange beim Spritzgießen; einerseits muss das Spritzgusswerkzeug vergleichsweise groß sein, da Gelenkstangen bis über 0,5m lang sein können, andererseits ist das Einlegen der eigentlichen Gelenkstange in das Spritzgusswerkzeug nicht einfach zu handhaben und somit zeit- und kostenaufwändig. Ein vollständig automatisiertes Herstellen von Gelenkstangen mit eingespritzten Gelenkeinrichtungen ist problematisch, da ein automatisiertes Einlegen der eigentlichen Gelenkstangen in das Spritzgusswerkzeug nur schwer zu realisieren ist. Ferner ist ein Herstellen einer solchen Gelenkstange mit eingespritzten bzw. eingegossenen Gelenkeinrichtungen in einer Low Cost Location nicht möglich.
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Aufgabenstellung
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Wischeranlagen-Gelenkstange für eine Scheibenwischvorrichtung bzw. eine Wischeranlage eines Fortbewegungsmittels, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, sowie ein Verfahren zu deren Herstellung anzugeben. Eine mechanische Verbindung zwischen der Gelenkstange und deren Gelenkeinrichtungen soll dabei einfach aufgebaut sein und bei kleinen Abmessungen robust und kostengünstig eingerichtet werden können. Hierbei soll gemäß der Erfindung auf ein teures Spritzgussverfahren mit einem Einlegen der eigentlichen Gelenkstange in ein Spritzgusswerkzeug verzichtet werden können. Darüber hinaus sollen sich gemäß der Erfindung größere Freiheitsgrade beim Auslegen einer Gelenkstange ergeben. Ferner ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Scheibenwischvorrichtung oder eine Wischeranlage für ein Fortbewegungsmittel, insbesondere für eine Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs, anzugeben.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Aufgabe der Erfindung wird mittels einer Wischeranlagen-Gelenkstange und durch ein Verfahren zum Herstellen einer Wischeranlagen-Gelenkstange für eine Scheibenwischvorrichtung oder eine Wischeranlage eines Fortbewegungsmittels, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, gemäß Anspruch 1 bzw. Anspruch 2; und mittels einer Scheibenwischvorrichtung oder einer Wischeranlage für ein Fortbewegungsmittel, insbesondere für eine Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs, gemäß Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen, zusätzliche Merkmale und/oder Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der folgenden Beschreibung.
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Bei der erfindungsgemäßen Wischeranlagen-Gelenkstange ist eine separate Gelenkeinrichtung der Wischeranlagen-Gelenkstange an/in einer Durchgangsausnehmung eines Trägers der Wischeranlagen-Gelenkstange vorgesehen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine separate Gelenkeinrichtung der Wischeranlagen-Gelenkstange an/in einer Durchgangsausnehmung eines Trägers der Wischeranlagen-Gelenkstange montiert. Bevorzugt ist dabei die Gelenkeinrichtung eine gegossene oder spritzgegossene Gelenkeinrichtung, die insbesondere als eine Kugelschale bzw. eine Kugelpfanne ausgebildet ist, die bevorzugt an einer oder an zwei Seiten offen ist. Die erfindungsgemäße Scheibenwischvorrichtung bzw. die erfindungsgemäße Wischeranlage weist eine erfindungsgemäße Wischeranlagen-Gelenkstange oder eine erfindungsgemäß hergestellte Wischeranlagen-Gelenkstange auf. Im Folgenden ist statt von einer Wischeranlagen-Gelenkstange nur noch von einer Gelenkstange die Rede.
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Bei dem erfindungsgemäßen Herstellverfahren wird in einem ggf. vorbereitenden Schritt, der Träger zunächst gestanzt und gebogen, oder auf eine bestimmte Länge abgelängt bzw. abgeschnitten, insbesondere abgesägt, wobei/und die Durchgangsausnehmung in einem Montageabschnitt des Trägers vorgesehen wird. In einem zeitlich darauf folgenden Schritt wird eine Gelenkeinrichtung in dem betreffenden Montageabschnitt des Trägers vorgesehen, wobei für einen einzelnen Träger und zwei Gelenkeinrichtungen diese im Wesentlichen gleichzeitig oder sequentiell in den betreffenden Montageabschnitten des Trägers vorgesehen werden. Hierbei wird die eigentliche Gelenkeinrichtung, also die Kugelschale, innerhalb der Durchgangsausnehmung des Trägers montiert. Der Träger kann eine Stange, insbesondere eine gestanzte und gebogene Stange, oder ein Rohr, insbesondere ein herkömmliches bzw. handelsübliches Rohr, sein.
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Gemäß der Erfindung ist bzw. wird die Gelenkeinrichtung spritzgussfrei bzw. ausschließlich mechanisch, d. h. bevorzugt nicht pneumatisch oder hydraulisch unterstützt, in der Durchgangsausnehmung des Trägers vorgesehen, wobei die hauptsächlich ausgebildete, die im Wesentlichen ausgebildete oder die vollständig ausgebildete Gelenkeinrichtung in die Durchgangsausnehmung des Trägers bevorzugt eingefügt, eingesetzt, eingesteckt, eingerastet, eingeschraubt und/oder eingeclipst ist bzw. wird. In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist zwischen dem Träger und der Gelenkeinrichtung eine Verdrehsicherung ausgebildet. Hierbei kann ein Bereich oder Abschnitt der Gelenkeinrichtung in einen dazu komplementären Bereich oder Abschnitt des Trägers eingreifen. Ferner kann zusätzlich oder alternativ eine globale Form, bevorzugt also eine Außenabmessung der Gelenkeinrichtung selbst, und die dazu komplementäre Durchgangsausnehmung des Trägers die Verdrehsicherung bilden, wobei die Gelenkeinrichtung und die dazu komplementäre Durchgangsausnehmung insbesondere wenigstens abschnittsweise eine ovale oder eine eckige Form besitzen.
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Gemäß der Erfindung kann je Längsendabschnitt des Trägers die Gelenkeinrichtung als einziges Teil am Träger und in der betreffenden Durchgangsausnehmung festgelegt sein bzw. festgelegt werden. Ferner kann die betreffende Gelenkeinrichtung unter Zuhilfenahme eines zweiten Teils oder einer Mehrzahl von Zusatzteilen am Träger und in der betreffenden Durchgangsausnehmung festgelegt sein bzw. festgelegt werden. Hierbei kann ein Befestigen der Gelenkeinrichtung am Träger durch ein partielles, bevorzugt ein plastisches, Umformen eines Bereichs oder Abschnitts der Gelenkeinrichtung erfolgen. Hierbei kann das Umformen durch ein Aufheizen oder Temperieren des betreffenden Bereichs oder Abschnitts unterstützbar sein bzw. unterstützt werden.
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In Ausführungsformen der Erfindung kann die Gelenkeinrichtung selbst mittels eines Drehverschlusses, einer Bajonettverriegelung, einer Rastverbindung, einer Steckverbindung, einer Verschraubung und/oder einer Clipsverbindung am/im Träger festgelegt sein bzw. festgelegt werden. Ferner kann die Gelenkeinrichtung mit einem Klemmring verrastbar sein, wobei der Träger zwischen der Gelenkeinrichtung und dem Klemmring geklemmt ist bzw. geklemmt wird. Darüber hinaus kann die Gelenkeinrichtung mit einem Schraubring verschraubbar sein, wobei der Träger zwischen der Gelenkeinrichtung und dem Schraubring geklemmt ist bzw. geklemmt wird. Des Weiteren kann die Gelenkeinrichtung derart ausgebildet sein, dass die Gelenkeinrichtung mittels eines Heißprägeverfahrens am Träger befestigt ist bzw. durch ein Heißprägeverfahren am Träger befestigt wird.
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In Ausführungsformen der Erfindung kann die Gelenkeinrichtung mittels eines an der Gelenkeinrichtung ausgebildeten Spreizniets und einem Nietstift am Träger befestigt sein bzw. befestigt werden. Ferner kann die in der Durchgangsausnehmung am Träger vorgesehene Gelenkeinrichtung mittels eines Spreizrings gesichert sein bzw. gesichert werden. Darüber hinaus kann die in der Durchgangsausnehmung am Träger vorgesehene Gelenkeinrichtung mittels eines Gelenkzapfens gesichert sein bzw. gesichert werden. Des Weiteren kann die Gelenkeinrichtung mit einem Klemmring ultraschallverschweißbar sein, wobei der Träger zwischen der Gelenkeinrichtung und dem Klemmring geklemmt ist bzw. geklemmt wird. Ferner kann die Gelenkeinrichtung selbst mittels eines an der Gelenkeinrichtung ausgebildeten Fixierzapfens am Träger verprägt sein bzw. verprägt werden.
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Gemäß der Erfindung ist die Gelenkstange als eine Stangengelenkstange oder eine Rohrgelenkstange ausgebildet, wobei der Träger, also die Stange oder das Rohr der Gelenkstange, einen Metall-Werkstoff, insbesondere einen Leichtmetall-Werkstoff, bevorzugt einen Aluminium-Werkstoff, aufweist. Hierbei kann der Träger einen Knick, eine Stufe oder einen Bogen aufweisen, wobei der Träger, abgesehen von einem Knick und/oder seinen Längsendabschnitten, hauptsächlich oder im Wesentlichen in allen seinen Querschnitten, hauptsächlich oder im Wesentlichen identische Querschnitte besitzen kann. In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist die Gelenkeinrichtung selbst einstückig, insbesondere stofflich einstückig, oder integral ausgebildet, wobei die Gelenkeinrichtung einen einzigen oder eine Mehrzahl von Kunststoff-Werkstoffen aufweist. Bevorzugt ist die Gelenkeinrichtung aus einem gleit- und/oder verschleißoptimierten Kunststoff-Werkstoff, insbesondere einem Thermoplast, bevorzugt aus Polyoxymethylen, hergestellt.
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Gemäß der Erfindung kann ein signifikanter Kostenvorteil gegenüber herkömmlichen Gelenkstangen erzielt werden, wobei sich größere Freiheitsgrade beim Auslegen einer Gelenkstange gegenüber dem Stand der Technik ergeben. Der signifikante Kostenvorteil ergibt sich dadurch, dass die Gelenkeinrichtungen separat und somit kostengünstig z. B. durch ein Mehrfach-Spritzguss-Werkzeug herstellbar sind, wobei ein Einlegen der Gelenkstangen in ein Spritzguss-Werkzeug nicht mehr notwendig ist. In manchen Ausführungsformen der Erfindung ist durch ein einfaches Zusammenstecken der Gelenkeinrichtungen mit der Gelenkstange das Herstellen einer Gelenkstange in einer Low Cost Location möglich.
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Ferner kann eine Montage der Gelenkstange mit einfachen Mitteln bzw. Werkzeugen oder auch vollständig automatisiert erfolgen.
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Durch die als separates Teil ausgebildete Gelenkeinrichtung ergibt sich ein konstruktiver Freiraum für die Gelenkeinrichtungen und somit auch die Gelenkstangen. Dabei ist die mechanische Verbindung, die eine formschlüssige oder eine teilweise formschlüssige Verbindung sein kann, zwischen der eigentlichen Gelenkstange und der betreffenden Gelenkeinrichtung einfach aufgebaut, wobei kleine Abmessungen realisierbar sind. Ferner sind nur geringe (Stanzen der eigentlichen Gelenkstange aus einem Blech) oder keine (Abschneiden der eigentlichen Gelenkstange von einem Rohr) Werkzeugkosten bei zusätzlichen Längenvarianten notwendig, da eine Varianz bei einer Länge der Gelenkstangen ausschließlich mittels unterschiedlich langer Stangen bzw. Rohren abgebildet werden kann.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. In den detaillierten Figuren der Zeichnung zeigen:
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1–3 Perspektivansichten einer Wischeranlage (1) und von Längsendabschnitten (2 und 3) von Wischeranlagen-Gelenkstangen gemäß dem Stand der Technik;
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4–7 eine erste Ausführungsform der Erfindung, bei welcher eine Gelenkeinrichtung einer Wischeranlagen-Gelenkstange mittels eines Drehverschlusses an einem Träger der Wischeranlagen-Gelenkstange befestigbar ist;
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8–10 eine zweite Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die Gelenkeinrichtung selbst mittels einer Rastverbindung oder einer Clipsverbindung am Träger befestigbar ist;
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11–13 eine dritte Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die Gelenkeinrichtung mit einem Klemmring verrastbar und der Träger zwischen der Gelenkeinrichtung und dem Klemmring klemmbar ist;
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14–16 eine vierte Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die Gelenkeinrichtung selbst durch ein Heißprägeverfahren am Träger befestigbar ist;
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17–19 eine fünfte Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die Gelenkeinrichtung mittels daran ausgebildeter Spreizniete und Nietstiften am Träger befestigbar ist;
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20, 21 eine sechste Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die in einer Durchgangsausnehmung des Trägers vorgesehene Gelenkeinrichtung mittels eines Spreizrings sicherbar ist;
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22–24 eine siebte Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die in der Durchgangsausnehmung am Träger vorgesehene Gelenkeinrichtung mittels eines Gelenkzapfens sicherbar ist;
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25–28 eine achte Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die Gelenkeinrichtung mit einem Klemmring ultraschallverschweißbar und der Träger zwischen der Gelenkeinrichtung und dem Klemmring einklemmbar ist; und
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29–31 eine neunte Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die Gelenkeinrichtung selbst mittels daran ausgebildeter Fixierzapfen am Träger verprägbar ist.
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Ausführungsformen der Erfindung
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Eine in 1 dargestellte, herkömmliche Wischeranlage 1 für eine Scheibenwischvorrichtung (in der Zeichnung nicht dargestellt) eines Kraftfahrzeugs umfasst eine mechanische Übertragungs-Einrichtung mit einer oder einer Mehrzahl von Wischeranlagen-Gelenkstangen 10, nachfolgend als Gelenkstangen 10 bezeichnet. Eine Gelenkstange 10 dient einer Übertragung einer Drehbewegung einer Antriebskurbel 20 der Wischeranlage 1, oder einer Schwenkbewegung eines anderen Gestängeteils der Wischeranlage 1 in eine Schwenkbewegung für Wischerblätter (in der Zeichnung nicht dargestellt) der Scheibenwischvorrichtung. Ein solches anderes Gestängeteil kann wiederum eine Gelenkstange 10, eine Antriebsschwinge 30 (siehe 1) oder eine andere Übertragungsstange der Wischeranlage 1 sein.
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Eine bevorzugt zentrale Wischerkomponente 40 der Wischeranlage 1 ist ein den Gegebenheiten des betreffenden Kraftfahrzeugs entsprechend angepasstes Trägerrohr 40, mittels welchem die anderen Wischerkomponenten 50, 60 wenigstens teilweise gehaltert bzw. an dieses mechanisch angebunden sind. Solche Wischerkomponenten 50, 60 sind beispielsweise eine Lagereinrichtung 50, z. B. ein Wischerlager 50 (rechts und links des Trägerrohrs 40 in 1), sowie ein elektrischer Antriebsmotor 60. Der elektrische Antriebsmotor 60 ist vorliegend in einem Mittenabschnitt des Trägerrohrs 40 an dieses mittels eines Halters geklemmt. Das Trägerrohr 40 kann viele unterschiedliche Aufgaben für die Scheibenwischvorrichtung erfüllen, oder kann in manchen Ausführungsformen von Scheibenwischvorrichtungen obsolet sein.
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Der ggf. mit einem Getriebe versehene, am Trägerrohr 40 montierte elektrische Antriebsmotor 50 treibt in seinem Betrieb die Antriebskurbel 20 an, welche über eine Gelenkstange 10 einerseits eine Antriebsschwinge 30 eines Wischerlagers 50 und andererseits eine zweite Gelenkstange 10 antreibt (siehe 1). Die zweite Gelenkstange 10 treibt eine zweite Antriebsschwinge 30 eines zweiten Wischerlagers 50 an. Eine Vielzahl anderer möglicher Konfigurationen für Wischeranlagen 1 sind natürlich möglich. Wie eingangs schon erwähnt, weisen die im Stand der Technik verbauten Gelenkstangen 10 (siehe 2 und 3) an einem jeweiligen Längsendabschnitt eine Durchgangsausnehmung auf, in welches eine Gelenkeinrichtung 200 eingespritzt ist. Vorliegend weist die Gelenkeinrichtung 200 der 2 eine geschlossene und die Gelenkeinrichtung 200 der 3 eine offene Kugelschale bzw. Kugelpfanne auf.
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Gemäß der Erfindung ist die Gelenkstange 10 als eine Stangengelenkstange 10 (siehe Zeichnung) oder als eine Rohrgelenkstange 10 (in der Zeichnung nicht dargestellt) ausgebildet, wobei an/in einem stangenförmigen oder rohrförmigen Träger 100, also der eigentlichen Gelenkstange 10, wenigstens an/in einem Montageabschnitt 102 bzw. einen freien Längsendabschnitt 102 eine Gelenkeinrichtung 200 vorgesehen ist. Hierbei sind der Träger 100 und die betreffende Gelenkeinrichtung 200 aneinander festgelegt bzw. aneinander befestigt. Eine Gelenkeinrichtung 200 kann dabei als eine Lagereinrichtung 200 ausgebildet sein, die eine Gelenkvorrichtung 200, insbesondere eine Kugelschale 200 bzw. eine Kugelpfanne 200, aufweist.
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Die Kugelschale 200 bzw. Kugelpfanne 200 kann geschlossen bzw. teilweise geschlossen sein (siehe 7, vgl. den Stand der Technik in 2), d. h. die Kugelschale 200 bzw. Kugelpfanne 200 weist einen einzigen Zugang zu ihrer eigentlichen Lagerfläche auf. Ferner kann die Kugelschale 220 offen bzw. an zwei Seiten offen ausgebildet sein (siehe insbesondere die 5, 9, 11, 15, 18, 21, 23, 27, 30), d. h. die Kugelschale 200 bzw. Kugelpfanne 200 weist zwei Zugänge zu ihrer eigentlichen Lagerfläche auf. Hierbei soll eine Kugelschale 200 bzw. Kugelpfanne 200 einen Bereich oder einen Abschnitt einer Kugelfläche aufweisen. Eine beliebige Kombination der eben genannten Ausführungsformen von Gelenkeinrichtungen 200 sind am Träger 100 natürlich anwendbar.
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Gemäß der Erfindung wird die betreffende Gelenkeinrichtung 200 nicht mehr in den Träger 100 pneumatisch oder hydraulisch und zunächst (zäh-)flüssig innerhalb einer Spritzgussform eingespritzt, sondern zeitlich vor deren Vorsehen am/im Träger 100 wird die Gelenkeinrichtung 200 im Wesentlichen vollständig hergestellt und in einem zeitlichen Anschluss daran mit dem Träger 100 fest verbunden. Eine im Wesentlichen vollständige Gelenkeinrichtung 200 soll bedeuten, dass bei einer späteren Montage wenigstens die Lagerfläche der Gelenkeinrichtung 200 ihre Gestalt behalten soll. Dies soll insbesondere auch auf eine äußere bzw. globale Abmessung der Gelenkeinrichtung 200 zutreffen. Gemäß der Erfindung kann die Gelenkeinrichtung 200 in den Träger 100 eingefügt, eingesetzt, eingesteckt, eingerastet, eingeschraubt und/oder eingeclipst werden. Hierbei kann zusätzlich ein plastisches Umformverfahren oder ein zusätzliches Schweißverfahren, insbesondere ein Ultraschallschweißverfahren, eingesetzt werden.
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D. h. gemäß der Erfindung wird die Gelenkeinrichtung 200 zunächst als ein separates Teil, insbesondere als ein separates Kunststoffteil, hergestellt, insbesondere gegossen oder spritzgegossen und erst in einem zeitlichen Anschluss daran mit dem Träger 100 gefügt. Hierbei ist auf entsprechende Anforderungen wie Steifigkeit, Festigkeit, Tragfähigkeit, Verliersicherheit etc. zu achten. Hierdurch ist es insbesondere möglich, kostengünstig eine Vielzahl von Gelenkeinrichtungen 200 in einem einzigen Durchgang in einem Mehrfach-Spritzgusswerkzeug herzustellen. – Im Folgenden werden die neun wesentlichen Ausführungsformen der Erfindungen näher erläutert, wobei zusätzliche Ausführungsformen ggf. zusätzlich erläutert sind. Natürlich ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt, sondern soll auf sämtliche nicht eingespritzte Gelenkeinrichtungen 200 in Trägern 100 für Wischeranlagen 1 bzw. für Scheibenwischvorrichtungen angewendet werden können.
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Die in den 4–7 dargestellte erste Ausführungsform der Erfindung offenbart einen Dreh- bzw. einen Bajonettverschluss der Gelenkeinrichtung 200 mit dem Träger 100. Die Gelenkeinrichtung 200 wird in einer Durchgangsausnehmung 104 im Montageabschnitt 102 des Trägers 100 platziert (siehe auch 6), wobei ein bevorzugt integraler Zapfen 210 bzw. Bajonettzapfen 210 der Gelenkeinrichtung 200 durch eine zweite, gekrümmte Durchgangsausnehmung 110 bzw. einen gekrümmten Längsschlitz 110 im Montageabschnitt 102 hindurch gesteckt wird.
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Der Längsschlitz 110 und der Zapfen 210 sind derart ausgelegt, dass durch ein Verdrehen der Gelenkeinrichtung 200 die Gelenkeinrichtung 200 am Träger 100 verrastet bzw. verriegelt. Je nach einer später auftretenden mechanischen Belastung können eine unterschiedliche Anzahl von Zapfen 210 angewendet werden. In einer Ausführungsform der Erfindung können nur die Zapfen 210 durch den Montageabschnitt 102 hindurch gesteckt werden, wobei die eigentliche Gelenkeinrichtung 200 außerhalb des Montageabschnitts 102 vorgesehen ist bzw. am Montageabschnitt 102 ansitzt; sehe 7. Die Durchgangsausnehmung 104 ist ein einer solchen Ausführungsform obsolet.
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Die in den 8–10 dargestellte zweite Ausführungsform der Erfindung offenbart eine Clips- bzw. Rastverbindung zwischen der Gelenkeinrichtung 200 und dem Träger 100 bzw. dessen Montageabschnitt 102. Bevorzugt mit der Gelenkeinrichtung 200 integral ausgebildete Rast- 220 oder Clipsvorrichtungen 220 greifen in einem Montagezustand der Gelenkeinrichtung 200 am/im Träger 100 in dort benachbart zur Durchgangsausnehmung 104 befindliche Durchgangsausnehmungen 120 bzw. Schlitze 120 ein und arretieren die Gelenkeinrichtung 200 am/im Träger 100. Bevorzugt ist eine Grundfläche der Gelenkeinrichtung 200 im Wesentlichen rechteckig oder quadratisch, wobei sich in einem bevorzugt jeweiligen Eckbereich eine Rast- 220 oder Clipsvorrichtung 220 befindet. Die dazu korrespondierenden Schlitze 120 im Montageabschnitt 102 verlaufen hierbei bevorzugt von einer Längsseite des Trägers 100 nach innen in den Montageabschnitt 102 hinein. Ferner können die Rast- 220 oder Clipsvorrichtungen 220 als Schnapphaken 220 ausgebildet sein, wobei insbesondere vier solche Vorrichtungen 220 vorgesehen sind.
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Bei der in den 11–13 dargestellten dritten Ausführungsform der Erfindung ist die Gelenkeinrichtung 200 mit einem Klemmring 330 verrastbar, wobei der Träger 100 zwischen der Gelenkeinrichtung 200 und dem Klemmring 330 einklemmbar ist. Hierfür weist die Gelenkeinrichtung 200 bevorzugt integral damit verbunden einen durch die Durchgangsausnehmung 104 hindurch führbaren Rastring 230 und einen Bund 235 auf, wobei die Gelenkeinrichtung 200 mit ihrem Bund 235 am Montageabschnitt 102 ansitzt. In einem zeitlichen Anschluss daran wird der Klemmring 330 am Rastring 230 der Gelenkeinrichtung 200 montiert, wobei eine Rastvorrichtung 232 des Rastrings 230 mit einer Rastvorrichtung 332 des Klemmrings 330 verrastet.
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Eine Verdrehsicherung zwischen der Gelenkeinrichtung 200 und dem Montageabschnitt 102 bzw. dessen Durchgangsausnehmung 104 kann dadurch realisiert sein, dass die bevorzugt kreisrunde Durchgangsausnehmung 104 durch eine entsprechend gestaltete Geometrie ersetzt oder diese Geometrie zusätzlich zur Durchgangsausnehmung 104, also abschnittsweise an dieser kreisrunden Geometrie zur Anwendung kommt. Eine solche Geometrie kann z. B. ein Oval-, ein Vierkant-, ein Vielkant- oder ein Polygonprofil bzw. ein Abschnitt davon sein (siehe auch unten). Statt einer Klemmung kann auch eine Verschraubung des Rings 330 – Schraubring – mit der Gelenkeinrichtung 200 erfolgen, wobei eine solche Verschraubung bevorzugt gesichert ist.
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Bei der in den 14–16 dargestellten vierten Ausführungsform der Erfindung ist die Gelenkeinrichtung 200 durch ein Heißprägeverfahren am Träger 100 befestigt. Hierfür wird die vorgefertigte Gelenkeinrichtung 200 in der Durchgangsausnehmung 104 platziert, wobei wiederum ein Bund 245 die Gelenkeinrichtung 200 in einer translatorischen Richtung in der Durchgangsausnehmung 104 hält. Eine hier dargestellte „sternförmige“ Geometrie an der Gelenkeinrichtung 200 mit einer Vielzahl von Rastvorsprüngen 242 dient einer Verdrehsicherung der Gelenkeinrichtung 200 in der Durchgangsausnehmung 104. Komplementär dazu weist ein Rand der Durchgangsausnehmung 104 Rastausnehmungen 142 für die Verdrehsicherung auf. Ferner weist die Gelenkeinrichtung 200 einen Umformbereich 240 für das Heißprägeverfahren auf. Mittels eines entsprechend geformten und temperierten Stempels wird der Kunststoff der Gelenkeinrichtung 200 im Umformbereich 240 heiß umgeformt und der Montageabschnitt 102 zwischen dem Bund 245 und dem Umformbereich 240 eingebettet.
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Die in den 17–19 dargestellte fünfte Ausführungsform der Erfindung offenbart eine Befestigung der Gelenkeinrichtung 200 mittels daran ausgebildeter Spreizniete 250 und Nietstiften 350 am Träger 100. Bevorzugt sind die insbesondere vier Spreizniete 250 mit der Gelenkeinrichtung 200 integral ausgebildet und greifen in einem Montagezustand der Gelenkeinrichtung 200 am/im Montageabschnitt 102 in dort benachbart zur Durchgangsausnehmung 104 befindliche Durchgangsausnehmungen 150 ein und arretieren die Gelenkeinrichtung 200 am/im Träger 100. Bevorzugt ist eine Grundfläche der Gelenkeinrichtung 200 im Wesentlichen rechteckig oder quadratisch, wobei sich in einem bevorzugt jeweiligen Eckbereich ein Spreizniet 250 befindet. Durch ein Einpressen eines Nietstifts 350 in einen betreffenden Spreizniet 250 wird eine Geometrie des betreffenden Spreizniets 250 radial nach außen gespreizt, es entsteht ein Festsitz der Gelenkeinrichtung 200 am/im Träger 100. Die Nietstifte 350 können in einem Formteil der Gelenkeinrichtung 200 gespritzt sein, wodurch ein kostengünstiges Teil entsteht.
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Bei der in den 20 und 21 dargestellten sechsten Ausführungsform der Erfindung ist die in der Durchgangsausnehmung 104 vorgesehene Gelenkeinrichtung 200 mittels eines Spreizrings 360 gesichert. Hierfür weist die Gelenkeinrichtung 200 eine bevorzugt vollständig an ihr umlaufende Geometrie 260 für den Spreizring 360 auf. Bei einer Montage wird die Gelenkeinrichtung 200 in der Durchgangsausnehmung 104 am Montageabschnitt 104 mittels einer an ihr vorgesehenen Rast- 265 oder Clipsgeometrie 265 verrastet bzw. verclipst. Im vorliegenden Fall kann diese Geometrie von Betriebskräften in einem späteren Gebrauch der Gelenkstange 10 beaufschlagt sein. Um eine Überbeanspruchung und ggf. ein Lösen der Gelenkeinrichtung 200 zu vermeiden wird der Spreizring 360 auf die umlaufende Geometrie 260 der Gelenkeinrichtung 200 aufgepresst. Der Spreizring 360 versteift eine Montagegeometrie der Gelenkeinrichtung 200 am Träger 100 und verhindert ein Aufbiegen dieser; es ergibt sich ein Festsitz.
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Bei der in den 22–24 dargestellten siebten Ausführungsform der Erfindung ist die in der Durchgangsausnehmung 104 vorgesehene Gelenkeinrichtung 200 mittels eines Gelenkzapfens 400 bzw. -bolzens 400 einer Antriebskurbel oder einer Antriebsschwinge (vgl. 1) gesichert. Ein endgültiger Festsitz der Gelenkeinrichtung 200 ergibt sich dabei erst mittels des Gelenkzapfens 400, der bevorzugt als ein Kugelzapfen 400 bzw. -bolzen 400 ausgebildet ist. Die Gelenkeinrichtung 200 wird zunächst bevorzugt mit einer Spielpassung in der Durchgangsausnehmung 104 vorgesehen. Anschließend wird der Gelenkzapfen 400 in die Gelenkeinrichtung 200 eingefügt bzw. eingepresst.
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An ihrem Umfang weist die Gelenkeinrichtung 200 bevorzugt integrale und verschwenkbare Schnapphaken 290 auf, die beim Einpressen des Gelenkzapfens 400 nach außen gedrückt bzw. gebogen werden, wodurch eine axiale Sicherung der Gelenkeinrichtung 200 erreichet wird. Axial gegenüberliegend weist die Gelenkeinrichtung 200 wiederum einen Bund auf (in den 22–24 nicht zu sehen), der zusammen mit den Schnapphaken 290, die im Endmontagezustand der Gelenkeinrichtung 200 den Montageabschnitt 102 mit Haken 292 bzw. Vorsprüngen 292 übergreifen, den Montageabschnitt 102 des Trägers 100 einklemmt. Für den Fall, dass aufgrund später herrschender Betriebskräfte zusätzlich ein Verdrehen ausgeschlossen werden soll, kann statt einer kreisrunden Durchgangsausnehmung 104 jede andere Geometrie zur Anwendung kommen (siehe auch oben).
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Die in den 25–28 dargestellte achte Ausführungsform der Erfindung offenbart eine Ultraschallverschweißung zwischen der eigentlichen Gelenkeinrichtung 200 und einem Klemmring 370. Hierfür weist die Gelenkeinrichtung 200 zwischen einem äußeren Bund 275, der einem Ansitzen der Gelenkeinrichtung 200 am Montageabschnitt 102 des Trägers 100 dient, und einer eigentlichen Gelenkvorrichtung, mithin der Kugelschale, eine Geometrie 270 für die Ultraschallschweißung, bevorzugt einen inneren Bund 270, auf. Die Gelenkeinrichtung 200 und der Klemmring 370 werden von unterschiedlichen Seiten aus kommend am Montageabschnitt 102 positioniert. An den entsprechenden Geometrien 270, 375 werden die Gelenkeinrichtung 200 und der Klemmring 370 stoffschlüssig durch ein Verfahren zur Ultraschallschweißung miteinander verbunden.
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Zueinander komplementäre Vertiefungen 172 im Montageabschnitt 102 und Vorsprünge 372 am Klemmring 370 oder der Gelenkeinrichtung 200 dienen einer Verdrehsicherung der Gelenkeinrichtung 200. Dies kann natürlich auch umgekehrt ausgeführt sein, d. h. Vertiefungen 172 im Klemmring 370 oder der Gelenkeinrichtung 200 und Vorsprünge 372 am Montageabschnitt 102. Die Vertiefungen 172 und die Vorsprünge 372 können dabei im Wesentlichen punktförmig, d. h. vergleichsweise klein sein. – Statt einer Ultraschallverschweißung kann auch eine Verklebung angewendet werden. – Ferner ist es möglich, die Gelenkeinrichtung 200 selbst ausschließlich oder mit den anderen Ausführungsformen der Erfindung kombiniert, durch ein Verkleben mit dem Montageabschnitt 102 am Träger 100 zu fixieren.
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Bei der in den 29–31 dargestellten neunten Ausführungsform der Erfindung ist die Gelenkeinrichtung 200 selbst mittels daran ausgebildeter Fixierzapfen 280 am Träger 100 verprägbar. Die bevorzugt integral mit der Gelenkeinrichtung 200 ausgebildeten Fixierzapfen 280 erstrecken sich in einem Montagezustand der Gelenkeinrichtung 200 am/im Montageabschnitt 102 durch dort benachbart zur Durchgangsausnehmung 104 befindliche Durchgangsausnehmungen 180 hindurch. Die hindurch stehenden Abschnitte der Fixierzapfen 280 umgeformt, was bevorzugt unter Einfluss von Wärme erfolgt, wodurch die Gelenkeinrichtung 200 am/im Träger 100 arretiert wird. Bei entsprechend geeigneten Kunststoffen kann dies auch bei Raumtemperatur erfolgen, was auch auf andere Ausführungsformen der Erfindung angewendet werden kann. Bevorzugt ist eine Grundfläche der Gelenkeinrichtung 200 dabei im Wesentlichen rechteckig oder quadratisch, wobei sich in einem jeweiligen Eckbereich ein Fixierzapfen 280 befindet.
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Ferner sei angemerkt, dass bei sämtlichen Ausführungsformen der Erfindung, die Gelenkeinrichtung 200 selbst nicht innerhalb der Durchgangsausnehmung 104 untergebracht sein muss. Es ist durchaus möglich, die Gelenkeinrichtung 200 am und nicht innerhalb des Montageabschnitts 102 des Trägers 100 vorzusehen. D. h. bezüglich einer Mittelachse des Trägers 100 bzw. seines Montageabschnitts 102 kann ein Gelenkmittelpunkt der Gelenkeinrichtung 200 versetzt zu dieser Mittelachse angeordnet sein. Vgl. hierzu auch die 7. Hierbei kann auf die Durchgangsausnehmung 104 zur Montage der Gelenkeinrichtung 200 ganz oder teilweise verzichtet werden. – Ferner können die offenbarten Verdrehsicherungen zwischen der Gelenkeinrichtung 200 und dem Träger 100 ggf. ausführungsformenübergreifend angewendet werden.
