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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Scheibenwischvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem Wischermotor, der an einem Tragrohr befestigt oder befestigbar ist, und mit mindestens einem Wischerlager, in welchem eine Wischerwelle gelagert ist, die zur Betätigung eines mit der Wischerwelle verbundenen Wischerarms durch den Wischermotor antreibbar ist, wobei das Wischerlager ein Halteelement aufweist, in welches ein Endbereich des Tragrohres zumindest teilweise oder vollständig einsetzbar und daran fixierbar ist.
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Stand der Technik
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Scheibenwischvorrichtungen der oben genannten Art sind bereits bekannt und werden in Kraftfahrzeugen als Front- oder Heckscheibenwischer eingesetzt. Sie umfassen einen Wischermotor und mindestens ein Wischerlager, in welchem eine Wischerwelle gelagert ist, die zur Betätigung eines mit der Wischerwelle verbundenen Wischerarms durch den Wischermotor antreibbar ist. Meist umfasst eine solche Wischvorrichtung zwei Wischerlager, die über ein Tragrohr miteinander verbunden sind. Dazu ist an den Wischerlagern an dem den Endbereichen des Tragrohres zugewandten Seitenflächen häufig ein Halteelement in der Form eines Lagerzapfens vorgesehen, auf den das Tragrohr auf- oder eingeschoben und beispielsweise durch eine Crimpverbindung mit dem Lagerzapfen formschlüssig verbunden ist. Zur Verringerung der beim Crimpen aufzubringenden Kräfte wird im Stand der Technik vorgeschlagen, an den Lagerzapfen Crimptaschen auszubilden, deren geometrische Abmessungen im Wesentlichen den Abmessungen der Crimpwerkzeuge entsprechen. Zum Herstellen der Verbindung wird das Tragrohr in dem die Crimptaschen überdeckenden Bereich von außen über Crimpwerkzeuge nach innen in die Crimptaschen verformt, so dass eine formschlüssige Verbindung des Tragrohres mit dem Lagerzapfen entsteht.
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Um zu gewährleisten, dass ein Antriebsmoment des Wischermotors einer solchen Scheibenwischvorrichtung zuverlässig übertragen werden kann, wird die Scheibenwischvorrichtung unter anderem im Verbindungsbereich zwischen dem Lagerzapfen und der Lagerwelle so ausgelegt, dass die durch die Abtriebswelle angetriebenen Wischhebel auch unter schwierigsten Bedingungen wie beispielsweise hohem Wischerreibwert, hoher Wischerarmauflagekraft, größten Getriebeübersetzungsverhältnissen des Gestänges oder großer Bindlast auf der Windschutzscheibe hin- und herbewegbar sind. Aufgrund von Fertigungsstreuungen und Umwelteinflüssen wie Temperatur und gegebenenfalls auch elektrischen Spannungen kann das in der Praxis maximal auftretende Antriebsmoment wesentlich größer sein als das minimale Antriebsdrehmoment, welches einen störungsfreien Betrieb gewährleistet. Ein sich aus den Nebenbedingungen ergebenes Auslegungsdrehmoment muss entsprechend höher gewählt werden, als das eigentlich notwendige Antriebsdrehmoment.
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Gerade die hohen Drehmomente erzeugen beispielsweise beim Blockieren des Wischergestänges in den Wendelagen beispielsweise aufgrund von Schnee große Stangenkräfte in den Gelenkstangen der Scheibenwischvorrichtung bedingt durch einen unvermeidbaren Kniehebeleffekt. Ein Blockieren des Gestänges in der Wendelage ist dabei in der Regel durch das Aufbauen beispielsweise von Schneekeilen bei Schnellfall zurückzuführen. Je steifer der Wischerantrieb ausgelegt ist und je genauer das Getriebegestänge gewählt ist, desto größer wird die auf den Wischerantrieb wirkende Stangenkraft.
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Um eine Beschädigung des Wischerantriebs bei derartig großen Stangenkräften zu vermeiden, wird im Stand der Technik vorgeschlagen, die Motorkurbel mit einem elastischen Element, insbesondere einem Federelement auszustatten, welches mit einem Gelenkzapfen zum Festlegen des Wischergestänges derart zusammenwirkt, dass der Gelenkzapfen bei Überschreiten einer maximal zulässigen Kraftbelastung entgegen der Federkraft des Federelements rotatorisch um die Schwenkachse verschwenkt wird. Nachteilig bei bekannten Motorkubeln ist deren komplexer Aufbau sowie deren aufwendige Montage.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Scheibenwischvorrichtung bereitzustellen, die auf einfache Weise einen weiteren alternativ zu dem Stand der Technik ausgebildeten Überlastschutz bereitstellt.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Verbindungsbereich zwischen dem Wischerlager und dem Tragrohr ein elastisches Verbindungselement aufweist, das so angeordnet ist, dass es bei Überlast Ausgleichsbewegungen zwischen dem Wischerlager und dem Tragrohr zulässt.
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Mit anderen Worten wird der Verbindungsbereich zwischen Tragrohr und Wischerlager durch Vorsehen eines elastischen Verbindungselementes beweglich gehalten. Bei Überschreitung einer maximal von dem Tragrohr bzw. dem Wischerlager zu übertragenden Kraft wird eine maximale Haltekraft an dem Verbindungsbereich zwischen dem Wischerlager und dem Tragrohr überschritten und durch das elastische Verbindungselement abgefedert, indem dieses in einem bestimmten Bereich Ausgleichsbewegungen zulässt. Dazu muss die auf das Verbindungselement wirkende Kraft größer sein als die durch die Federkonstante des elastischen Verbindungselements aufgebrachte Haltekraft. Die beim Blockieren der Scheibenwischvorrichtung auftretenden Kräfte und Momente gehen somit nicht in eine Verformung und Deformation des Verbindungsbereichs zwischen dem Wischerlager und dem Tragrohr über, was zu einer Zerstörung der Bauteile führen könnte, sondern werden definiert von dem elastischen Verbindungselement aufgenommen bzw. durch die Ausgleichsbewegung abgeschwächt.
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In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das elastische Verbindungselement durch eine Manschette gebildet, die den Verbindungsbereich zwischen dem Wischerlager und dem Tragrohr zumindest bereichsweise oder vollständig umschließt.
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Es kann zweckmäßig sein, die Manschette mittels Spritzguss in den Verbindungsbereich zwischen dem Wischerlager und dem Tragrohr einzubringen, um so eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Tragrohr und dem Verbindungselement und/oder zwischen dem Wischerlager und dem Verbindungselement bereitzustellen.
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Um eine Haftung des Verbindungselementes an dem Tragrohr und/oder dem Wischerlager zu verbessern, ist in einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung vorgesehen, an dem Verbindungsbereich an dem Tragrohr und/oder einem Befestigungsbereich des Verbindungselements an dem Wischerlager mindestens einer Vertiefung oder einen Hinterschnitt vorzusehen. Dabei bietet es sich an, die Vorsprünge bzw. Hinterschnitte im Endbereich des Tragrohres durch an dem Endbereich des Tragrohres ausgebildete Crimptaschen zu bilden.
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Um die Ausgleichsbewegungen zwischen dem Wischerlager und dem Tragrohr zu begrenzen, ist in einem weiteren Ausführungsbeispiel das Tragrohr und/oder das Wischerlager mit mindestens einem mechanischen Anschlag versehen.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist das Wischerlager mit der Fahrzeugkarosserie verbunden oder verbindbar, wobei zur Entkopplung und Schwingungsdämpfung zwischen der Fahrzeugkarosserie und dem Wischerlager mindestens ein weiteres Entkopplungselement vorgesehen ist.
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Es bietet sich an, das Entkopplungselement ebenfalls federnd auszubilden, um auch in diesem Bereich Ausgleichsbewegungen zwischen dem Wischerlager und der Fahrzeugkarosserie zuzulassen.
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Sowohl das elastische Verbindungselement als auch das Entkopplungselement können aus einem Kunststoff, insbesondere einem Elastomer gebildet sein. Andere im Stand der Technik bekannte Werkstoffe mit federnden Eigenschaften sind ebenfalls einsetzbar.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung ist den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Zeichnung zu entnehmen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Darin zeigen:
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1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Scheibenwischvorrichtung mit einem Verbindungselement zur Ermöglichung von Ausgleichsbewegungen bei Überlast,
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2 eine perspektivische Darstellung eines Endbereiches eines erfindungsgemäßen Tragrohres sowie einer möglichen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wischerlagers;
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3 eine perspektivische Teildarstellung der erfindungsgemäßen Scheibenwischvorrichtung gemäß den 1 und 2 mit und ohne angespritztem Verbindungselement;
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4 eine schematische Darstellung der sich durch das elastische Verbindungselement ergebenden Möglichkeiten von Ausgleichsbewegungen des Tragrohres;
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5 eine perspektivische Teildarstellung einer erfindungsgemäßen Scheibenwischvorrichtung bei Auftreten einer Überlast; und
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6 eine Prinzip-Skizze der auf die Scheibenwischvorrichtung bei Überlast auftretenden Kräfte und der damit verbundenen Ermöglichung von Ausgleichsbewegungen.
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Ausführungsformen der Erfindung
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Die 1 zeigt eine erfindungsgemäße Scheibenwischvorrichtung 1 für ein Kraftfahrzeug mit einem Wischermotor 2, der an einem Tragrohr 3 befestigt ist. Die Scheibenwischvorrichtung 1 weist zwei Wischerlager 4 auf, in welchen jeweils eine Wischerwelle 5 gelagert ist, die zur Betätigung eines mit der Wischerwelle 5 verbundenen Wischerarms 6 durch den Wischermotor 2 antreibbar ist. Wie näher in den 2 und 3 zu sehen ist, weist das Wischerlager 4 ein Halteelement 7 auf, in welches ein Endbereich des Tragrohres 3 einsetzbar und darin fixierbar ist. Dazu weist das Halteelement 7 eine schalenartige Vertiefung 8 auf, die so ausgebildet ist, dass sie mit einem abgerundeten Endbereich 9 des Tragrohres 3 im eingesetzten Zustand eine formschlüssige Verbindung bildet.
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Eine weitere Fixierung des Tragrohres 3 an dem Halteelement 7 ist in der 3 näher dargestellt. Darin wird ein Verbindungsbereich zwischen dem Wischerlager 4 und dem Tragrohr 3 zur Festlegung der Verbindung zwischen Wischerlager 4 und dem Tragrohr 3 mit einem elastischen Verbindungselement 10 versehen. Das Verbindungselement 10 ist dabei so angeordnet, dass es bei auf die Scheibenwischvorrichtung 1 wirkender Überlast Ausgleichsbewegungen zwischen dem Wischerlager 4 und dem Tragrohr 3 auf die wie in der 4 gezeigten Art zulässt.
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Das Verbindungselement 10 ist durch eine Manschette gebildet, die den Verbindungsbereich zwischen dem Wischerlager 4 und dem Tragrohr 3 vollständig umschließt. Es ist in diesem Ausführungsbeispiel mittels Spritzguss in den Verbindungsbereich eingebracht und so daran angeformt, dass es eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Tragrohr 3 und dem Wischerlager 4 bildet.
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In der 4 sind die bei Überlast durch die Manschette 10 zugelassenen Ausgleichsbewegungen zwischen dem Wischerlager 4 und dem Tragrohr 3 durch Pfeile angedeutet. Um zu gewährleisten, dass sich die Manschette 10 bei den Ausgleichsbewegungen oder durch auf den Verbindungsbereich zwischen Tragrohr 3 und Wischerlager 4 wirkende Schwingungen nicht von dem Wischerlager 4 oder dem Tragrohr 3 ungewollt löst, sind an dem Tragrohr 3 Vertiefungen 11 in der Form von Crimptaschen vorgesehen. Ferner weist das Halteelement 7 an dem Übergangsbereich zu einem zylindrischen Grundkörper des Wischerlagers 4 Hinterschnitte 12 auf. Zur Begrenzung der Ausgleichsbewegung sind ferner zwischen dem Wischerlager 4 und dem Tragrohr 3 nicht näher dargestellte Anschläge ausgebildet.
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Um die durch Überlast oder Missbrauch in der Scheibenwischvorrichtung 1 hervorgerufenen Ausgleichsbewegungen abzufangen und an die Fahrzeugkarosserie abzugeben, ist an der Scheibenwischvorrichtung 1 im Bereich einer Anbindung des Wischerlagers 4 an der Fahrzeugkarosserie F ein nicht näher dargestelltes Entkopplungselement vorgesehen, welches ebenfalls federnd ausgebildet ist, um zum Einen Ausgleichsbewegungen zwischen Wischerlager 4 und der Fahrzeugkarosserie F zu ermöglichen und gleichzeitig die Scheibenwischvorrichtung 1 von an der Fahrzeugkarosserie F auftretenden Schwingungen bzw. eventueller Geräuschentwicklung zu entkoppeln. Dieses Entkopplungselement ist in der schematischen Kräftedarstellung gemäß der 6 durch eine Federkraft 13 angedeutet. So können durch ein Hindernis auf der Windschutzscheibe des Kraftfahrzeuges, ein Missbrauch oder ein Blockierfall, beispielsweise aufgrund von Schnee, und die damit auf das System wirkenden Kräfte und Momente vor allen Dingen an der Gelenkstange 14 durch die von der Manschette 10 zugelassenen Ausgleichsbewegungen minimiert oder gar eliminiert werden und die Scheibenwischvorrichtung 1 vor elastischer Verformung oder Bruch effektiv geschützt werden.
