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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für einen Scheibenwischermotor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Gehäuses für einen Scheibenwischermotor sowie einen Scheibenwischermotor unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Gehäuses.
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Ein Gehäuse für einen Scheibenwischermotor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der Praxis bereits bekannt. Das bekannte Gehäuse weist zwei Gehäuseteile auf, wobei eines der beiden Gehäuseteile als Gehäusedeckel ausgebildet ist und mit dem anderen Gehäuseteil verbunden ist, um ein geschlossenes, abgedichtetes Gehäuse eines Scheibenwischermotors auszubilden. Die beiden Gehäuseteile sind unter Zwischenlage eines Dichtelements miteinander verbunden, um den Eintritt von Medien, insbesondere von Feuchtigkeit, in das Gehäuseinnere zu vermeiden. Die Verbindung der beiden Gehäuseteile erfolgt in der Praxis über mehrere Befestigungsschrauben. Bei dem bekannten Gehäuse weist der Gehäusedeckel eine Ausnehmung zur Aufnahme des Dichtelements auf, wobei das Dichtelement aus einem thermoplastischen Elastomer besteht, welches zusätzlich Adhäsionszusätze aufweist. Diese Adhäsionszusätze sind deshalb erforderlich, da das Dichtelement in die Ausnehmung des zuvor in einem ersten Fertigungsschritt im Spritzgussverfahren hergestellten Deckels eingespritzt wird und die Ausnehmung ausfüllt. Aufgrund der unterschiedlichen Eigenschaften der Materialien für den Gehäusedeckel und das Dichtungselement würde das Dichtelement ohne die angesprochenen Adhäsionszusätze in der Ausnehmung nicht haften bleiben, was insbesondere zu einer undefinierten Lage des Dichtelements innerhalb der Ausnehmung führen könnte, die beispielsweise die nachfolgende Montage der beiden Gehäuseteile sowie die Sicherheit der Dichtheit beeinträchtigt. Nachteilig dabei ist, dass durch die Verwendung des Adhäsionszusatzes in dem Material für das Dichtelements, die es ermöglicht, das Dichtelement ohne sonstige Bauteile in der Ausnehmung zu fixieren, die Dichtungseigenschaften des Dichtelements negativ beeinflusst werden.
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Offenbarung der Erfindung
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Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Gehäuse für einen Scheibenwischermotor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass dessen Dichtelement auch ohne die Verwendung von Adhäsionszusätzen für das Dichtelement und ohne die Verwendung zusätzlicher Bauteile in der Ausnehmung in dem Gehäuseteil fixiert ist. Dadurch werden die Dichtungseigenschaften des Dichtelements positiv beeinflusst und somit die Dichtfunktion verbessert. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Gehäuse für einen Scheibenwischermotor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, das die Ausnehmung derart ausgebildet ist, dass zwischen dem in der Ausnehmung angeordneten Dichtelement und dem Gehäuseteil eine Formschlussverbindung ausgebildet ist. Eine derartige Formschlussverbindung ermöglicht es, das Dichtelement ohne die Verwendung zusätzlicher Bauteile oder Adhäsionszusätze innerhalb der Ausnehmung zu fixieren beziehungsweise zu positionieren, was die oben genannten Nachteile des Stands der Technik vermeidet.
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Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Gehäuses für einen Scheibenwischermotor sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
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In einer konstruktiv bevorzugten Ausgestaltung der Ausnehmung wird vorgeschlagen, dass die Ausnehmung nutförmig ausgebildet ist, und dass sich der Querschnitt der Ausnehmung zum Ausbilden der Formschlussverbindung zwischen einem Mündungsbereich der Ausnehmung zumindest bereichsweise erweitert oder verringert. Eine derartige, nutförmige Ausnehmung ist dabei insbesondere im Verbindungsbereich als eine in sich geschlossene, das heißt umlaufende Ausnehmung beziehungsweise Nut ausgebildet, um zwischen den beiden miteinander verbundenen Gehäuseteilen eine geschlossene Dichtungskontur zu erzielen.
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Weiterhin ist es bevorzugt, wenn der Querschnitt der Ausnehmung eine Symmetrieebene aufweist. Dadurch werden gegebenenfalls auf das Dichtelement übertragene Zug- beziehungsweise Lösekräfte gleichmäßig in den Querschnitt der Ausnehmung und des Dichtelements verteilt, sodass lokale Spannungsspitzen mit entsprechenden Deformationen des Dichtelements, die ansonsten gegebenenfalls zum Lösen des Dichtelements aus der Ausnehmung führen könnten, reduziert beziehungsweise vermieden werden.
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In ganz besonders bevorzugter Ausgestaltung der Ausnehmung, die sich fertigungstechnisch besonders einfach realisieren lässt, wird vorgeschlagen, dass der Querschnitt der Ausnehmung zumindest im Wesentlichen rechteckförmig ist und zwei eben ausgebildete Seitenwände umfasst, von denen in einem Zwischenbereich wenigstens eine Erhebung ausgeht, wobei die Erhebung vom Nutgrund beabstandet ist.
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Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Erhebung als konvexe Rundung ausgebildet ist. Eine derartige, konvexe Rundung hat den Vorteil, dass durch den Verzicht von scharfkantigen Bereichen eine ggf. auftretende mechanische Belastung auf das Dichtelement reduziert wird. Darüber hinaus erleichtert eine derartig gerundete Form auch das Entformen des Gehäuseteils aus einem Spritzgußwerkzeug.
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In weiterer konstruktiver Ausgestaltung der Ausnehmung wird vorgeschlagen, dass der Nutgrund konvex gewölbt ausgebildet ist. Eine derartige Ausbildung verbessert zusätzlich das Entformen des Gehäuseteils aus seinem Spritzgußwerkzeug.
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Die Entformbarkeit des Gehäuseteils aus einem Spritzgußwerkzeugs wird darüber hinaus erleichtert, wenn die Ausnehmung an einer Gehäusewand ausgebildet ist, die zumindest im Bereich der Ausnehmung in einer Ebene senkrecht zur Ausnehmung elastisch deformierbar ist. Dadurch wird es ermöglicht, das Spritzgußwerkzeug, das zum Ausbilden der Ausnehmung im Bereich der Ausnehmung einen der Ausnehmung entsprechenden (stegförmigen) Querschnitt aufweist, aus der Ausnehmung heraus zu ziehen, wobei die Gehäusewand senkrecht zur Auszugsrichtung des Werkzeugs elastisch zurückweichen kann. Dies ist insbesondere im Zusammenhang mit der an den Seitenwänden einen sich veränderten Querschnitt aufweisenden Ausnehmung von Bedeutung.
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Die Ausbildung einer Formschlussverbindung zwischen dem Dichtelement und der Ausnehmung und dem Gehäuseteil ermöglicht es insbesondere, auf Adhäsionszusatzstoffe in dem Material des Dichtelements zu verzichten, wodurch dessen Dichteigenschaften verbessert werden.
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Die Erfindung umfasst auch ein Verfahren zum Herstellen eines Gehäuses für einen Scheibenwischer, wobei in einem ersten Fertigungsschritt ein Gehäuse mit einer Ausnehmung im Spritzgussverfahren aus Kunststoff gefertigt wird, und wobei anschließend in einem zweiten Fertigungsschritt ein Dichtelement in die Ausnehmung eingebracht wird. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass das Dichtelement nach dem zweiten Fertigungsschritt durch eine Formschlussverbindung in der Ausnehmung gehalten wird. Ein derartiges, erfindungsgemäßes Verfahren ermöglicht es beispielsweise auch, ein in einem separaten Werkzeug hergestelltes Dichtelement, das als vorgefertigtes Dichtelement vorliegt, anschließend in dem zweiten Fertigungsschritt in der Ausnehmung zu befestigen, insbesondere durch Eindrücken beziehungsweise Einpressen. Selbst in diesem Fall mit einem vorgefertigten Dichtelement wird durch die Formschlussverbindung ein sicherer Halt des Dichtelements an dem Gehäuseteil erzielt.
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In ganz besonders bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist es jedoch auch vorgesehen, dass beim zweiten Fertigungsschritt zum Ausbilden des Dichtelements ein verflüssigtes thermoplastisches Elastomer in die Ausnehmung eingespritzt wird. Dadurch lassen sich insbesondere nahezu beliebige Formschlussgeometrien zwischen dem Dichtelement und der Ausnehmung beziehungsweise dem Gehäuseteil erzeugen, weil durch das Ausbilden des Dichtelements direkt in der Ausnehmung des Gehäuseteils auf einen ansonsten in einem separaten Werkzeug stattfindenden Fertigungsprozess für das Dichtelement verzichtet werden kann.
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Zuletzt umfasst die Erfindung einen Scheibenwischermotor unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Gehäuses. Ein derartiger Scheibenwischermotor hat den Vorteil, dass die in dem Gehäuse des Scheibenwischermotors angeordneten Bauteile vor dem Eindringen von Medien in das Gehäuse besonders wirkungsvoll geschützt sind.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.
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Diese zeigt in:
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1 einen Scheibenwischermotor unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Gehäuses in einer perspektivischen Ansicht,
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2 einen Gehäusedeckel, wie er bei einem Gehäuse für den Scheibenwischermotor gemäß 1 verwendet wird, in einer perspektivischen Darstellung und
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3 einen Schnitt durch den Verbindungsbereich zwischen einem Gehäusedeckel und einem Getriebegehäuse des Scheibenwischermotors.
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Gleiche Elemente beziehungsweise Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
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In der 1 ist ein Scheibenwischermotor 100 dargestellt, wie er insbesondere in einem Kraftfahrzeug zum zumindest mittelbaren Betätigen von Scheibenwischern dient. Der Scheibenwischermotor 100 weist einen Antriebsmotor 1 in Form eines Elektromotors auf, der mittels Befestigungsschrauben 2 an einem erfindungsgemäßen Gehäuse 10 des Scheibenwischermotors 100 angeflanscht ist. Das Gehäuse 10 dient der Aufnahme eines in den Figuren nicht dargestellten Getriebes, um die Antriebsdrehzahl des Antriebsmotors 1 unter gleichzeitiger Steigerung dessen Drehmoments an ein aus dem Gehäuse 10 herausragendes Abtriebselement 19 zu übertragen, das der Betätigung des bzw. der Scheibenwischer dient.
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Das Gehäuse 10 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel zweiteilig ausgebildet und besteht aus einem ersten Gehäuseteil 11, in dem im Wesentlichen das angesprochene Getriebe angeordnet ist, und einem zweiten Gehäuseteil 12, das mittels weiterer Befestigungsschrauben 13 mit dem ersten Gehäuseteil 11 verbunden ist. Das erste Gehäuseteil 11 ist im Wesentlichen topfförmig ausgebildet und wird auch als Getriebegehäuse 14 bezeichnet, während das zweite Gehäuseteil 12 entsprechend der Darstellung der 2 im Wesentlichen schalenförmig ausgebildet ist und einen Gehäusedeckel 15 ausbildet. An dem Gehäusedeckel 15 ist darüber hinaus ein Anschlußstecker 16 angeformt, der der elektrischen Kontaktierung beziehungsweise Ansteuerung des Antriebsmotors 1 über einen fahrzeugseitigen Kabelbaum dient.
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Das Gehäuseteile 11 des Gehäuses 10 bestehet bevorzugt aus Aluminium und ist als Druckgußteil ausgebildet, während das Gehäuseteil 12 bzw. der Gehäusedeckel 15 aus Kunststoff besteht und als Spritzgußteil ausgebildet ist. Eine derartige Ausbildung des Gehäusedeckels 15 ermöglicht es besonders einfach, innerhalb des Gehäusedeckels 15 beispielsweise der elektrischen Kontaktierung des Antriebsmotors 1 dienende Leiterbahnen 17 beziehungsweise Kontaktfahnen 18 anzuordnen, die vorab als Stanz-/Biegeelemente in einem separaten Werkzeug gefertigt sind, und die bei der Ausbildung des Gehäusedeckels 15 in das Spritzgußwerkzeug, welches dem Gehäusedeckel 15 ausbildet, eingelegt werden.
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Um zu vermeiden, dass nach der Montage des Scheibenwischermotors 100 während des Betriebs Medien, wie Dämpfe, Feuchtigkeit oder Ähnliches in das Innere des Gehäuses 10 eindringen und dort beispielsweise vorhandene elektrische beziehungsweise elektronische Bauteile schädigen, ist in dem Verbindungsbereich zwischen den beiden Gehäuseteilen 11, 12 ein in den 2 und 3 erkennbares Dichtelement 20 angeordnet.
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Das Dichtelement 20 besteht aus einem thermoplastischen Elastomer und weist insbesondere keine Adhäsionszusatzstoffe auf, die beim Stand der Technik gegebenenfalls verwendet werden, um eine Haftung zwischen einem Dichtelement 20 und einem aus Kunststoff bestehenden Gehäuseteil 11, 12 zu erhöhen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Dichtelement 20 mit dem Gehäusedeckel 15 verbunden beziehungsweise in diesem teilweise angeordnet. Hierzu weist der Gehäusedeckel 15 an der Stirnseite einer umlaufenden, geschlossenen Gehäusewand 21 eine ebenfalls umlaufende, das heißt in sich geschlossene, nutförmige Ausnehmung 22 auf, wie dies anhand der 3 erkennbar ist. Aus der 3 ist ebenfalls erkennbar, dass die Ausnehmung 22 im Gehäusedeckel 15 eine im Wesentlichen rechteckförmige Form mit einer Symmetrieebene 23 aufweist.
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Die Ausnehmung 22 weist zwei parallel zueinander angeordnete, ebene Seitenwände 24, 25 sowie, auf der dem Mündungsbereich 29 der Ausnehmung 22 gegenüberliegenden Seite, einen Nutgrund 26 auf, der gewölbt, insbesondere konvex gewölbt ausgebildet ist. Von den beiden Seitenwänden 24, 25 gehen nahe des Nutgrunds 26, jedoch axial beabstandet von diesem zwei, in Richtung zur Symmetrieebene 23 ragende, jeweils konvex gewölbte Erhebungen 27, 28 aus. Im Bereich der Erhebungen 27, 28 weist die Ausnehmung 22 somit (in Richtung senkrecht zur Symmetrieebene 23) einen verringerten Querschnitt auf. Die beiden Erhebungen 27, 28 dienen der Ausbildung einer Formschlussverbindung 30 zwischen dem Dichtelement 20 und dem Gehäusedeckel 15.
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Anhand der 3 ist erkennbar, dass das Dichtelement 20, in Bezug zur Symmetrieebene 23, lediglich mit einem Teilbereich, im dargestellten Ausführungsbeispiel etwa bis zur Hälfte, innerhalb der Ausnehmung 22 angeordnet ist, während ein aus der Ausnehmung 22 herausragender Teilbereich 31 des Dichtelements 20 auf der dem Gehäusedeckel 15 abgewandten Seite an einer ebenen Stirnfläche 32 des ersten Gehäuseteils 11 beziehungsweise des Getriebegehäuses 14 anliegt und unter Ausbildung der Dichtwirkung ballig verformt wird.
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Zur Herstellung des Gehäusedeckels 15 mit dem darin über die Formschlussverbindung 30 angeordneten Dichtelement 20 wird in einem ersten Fertigungsschritt das zweite Gehäuseteil 12 beziehungsweise der Gehäusedeckel 15 in einem Spritzgußwerkzeug hergestellt, wobei, wie angesprochen, auch die Leiterbahnen 17 und die Kontaktfahnen 18 mit in das Spritzgußwerkzeug eingelegt werden. Beim Entformen des Gehäuseteils 12 aus seinem Werkzeug weichen die Wandbereiche beiderseits der Erhebungen 27, 28 in einer Richtung senkrecht zur Symmetrieebene 23 elastisch aus, um das die Ausnehmung 22 formende stegförmige Element frei zu geben. In den so ausgebildeten Gehäusedeckel 15 wird anschließend, vorzugsweise unter Verwendung des Spritzgusswerkzeugs, das Dichtelement 20 durch Einspritzen des flüssigen thermoplastischen Elastomers in die Ausnehmung 22 erzeugt beziehungsweise hergestellt. Dabei füllt das Material des Dichtelements 20 die Ausnehmung 22 vollständig aus. Nach dem Erstarren des Dichtelements 20 ist dieses über die Formschlussverbindung 30 in der Ausnehmung 22 des Gehäusedeckels 15 aufgenommen beziehungsweise fixiert.
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Das soweit beschriebene Gehäuse 10 für einen Scheibenwischermotor 100 kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt beziehungsweise modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. So ist es beispielsweise denkbar, die Ausnehmung 22 nicht in den Gehäusedeckel 15, sondern in dem Getriebegehäuse 14 anzuordnen. Aufgrund seiner einfacheren Form ist es jedoch bevorzugt, das Dichtelement 20 in dem Gehäusedeckel 15 anzuordnen. Darüber hinaus muss die Formschlussverbindung 30 zwischen dem Dichtelement 20 und der Ausnehmung 22 nicht über die gesamte Länge beziehungsweise Erstreckung der Ausnehmung 22 erfolgen, viel mehr genügt es, eine Formschlussverbindung 30 lediglich über einen Teilbereich der Ausnehmung 22 auszubilden. Auch ist die Form der Formschlussverbindung 30, das heißt die Form der Erhebungen 27, 28, nicht auf die in Richtung zur Symmetrieebene 23 ragenden Erhebungen 27, 28 beschränkt, vielmehr können anstatt von Erhebungen 27, 28 auch in ähnlicher Art und Weise Vertiefungen an den Seitenwänden 24, 25 vorgesehen sein. Wesentlich ist lediglich, dass sich der Querschnitt der Ausnehmung 22 in Richtung zum Nutgrund zumindest bereichsweise erweitert oder verringert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Antriebsmotor
- 2
- Befestigungsschraube
- 10
- Gehäuse
- 11
- Gehäuseteil
- 12
- Gehäuseteil
- 13
- Befestigungsschraube
- 14
- Getriebegehäuse
- 15
- Gehäusedeckel
- 16
- Anschlußstecker
- 17
- Leiterbahn
- 18
- Kontaktfahne
- 19
- Abtriebselement
- 20
- Dichtelement
- 21
- Gehäusewand
- 22
- nutförmige Ausnehmung
- 23
- Symmetrieebene
- 24
- Seitenwand
- 25
- Seitenwand
- 26
- Nutgrund
- 27
- Erhebung
- 28
- Erhebung
- 29
- Mündungsbereich
- 30
- Formschlussverbindung
- 31
- Teilbereich
- 32
- Stirnfläche
- 33
- Stirnfläche
- 100
- Scheibenwischermotor
