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Die Erfindung betrifft zwei Varianten einer Wischerwelle-Wischerarm-Verbindung für eine Scheibenwischeinrichtung eines Fortbewegungsmittels, insbesondere für eine Windschutz- oder eine Heckscheibe eines Kraftfahrzeugs. Ferner betrifft die Erfindung eine Scheibenwischeinrichtung, eine Wischeranlage oder ein Wischersystem für ein Fortbewegungsmittel, insbesondere für eine Windschutz- oder eine Heckscheibe eines Kraftfahrzeugs.
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Stand der Technik
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Eine klare Sicht eines Kraftfahrzeugführers ist eine wichtige Voraussetzung für eine aktive und passive Sicherheit im Straßenverkehr. An eine moderne Wischeranlage eines Kraftfahrzeugs werden daher hohe Anforderungen gestellt. Dies betrifft z. B. eine hohe Wischqualität, eine gute Wischleistung an einem jedem erreichbaren Punkt einer Scheibe des Kraftfahrzeugs sowie eine lange Lebensdauer, wodurch eine freie Sicht in kritischen Situationen wie bei Nebel, Spritzwasser etc. erreichet werden kann. Es sind zahlreiche Wischerarme oder Wischhebel für Scheibenwischeinrichtungen für Fortbewegungsmittel, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bekannt, welche ein Gelenk- und ein Befestigungsteil aufweisen, wobei an letzterem ein Wischblatt vorgesehen werden kann bzw. vorgesehen ist.
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Der Wischerarm oder Wischhebel (Wischerarm und Wischblatt) ist an/auf einer Scheibenwischeinrichtung, z. B. einer Wischeranlage, einem Wischersystem oder einem Teil bzw. Abschnitt davon, montierbar. Eine Montage des Wischerarms bzw. Wischhebels – vgl. 2 der Zeichnung – erfolgt mittels einer Unterlegscheibe und einer Mutter, z. B. einer Bundmutter, an/auf einer Wischer- bzw. Antriebswelle (Abtriebswelle eines Getriebes) der Scheibenwischeinrichtung. Eine drehfeste Verbindung bzw. Fixierung ist durch einen normierten Konus, insbesondere einem Rändelkonus, auf der Wischerwelle und einem normierten Konus, insbesondere einem Rändelkonus, im Wischerarm (Befestigungsteil und Gelenkteil) gewährleistet.
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Die Wischeranlage (Wischersystem ohne Wischhebel) treibt mittels der oben beschriebenen mechanischen Verbindung einen oder eine Mehrzahl von Wischhebeln auf einer Windschutzscheibe oder Heckscheibe des Kraftfahrzeugs an. Bei starken Lastfällen, wie Schnee auf der Windschutz- oder Heckscheibe, angefrorenem oder blockiertem Wischblatt wirken hohe bis sehr hohe Momente innerhalb der festen Konusverbindung zwischen der Wischerwelle und dem Wischerarm. In ungünstigen Fällen kann sich hierbei die Wischerwelle gegenüber dem Wischerarm verdrehen. D. h. eine ursprüngliche Fixposition der Wischerwelle gegenüber dem Wischerarm hat sich dabei verändert, wodurch die Wischleistung des Wischersystems beeinträchtigt sein kann.
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Aufgabenstellung
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Wischerwelle-Wischerarm-Verbindung für eine Scheibenwischeinrichtung eines Fortbewegungsmittels, insbesondere für eine Windschutz- oder eine Heckscheibe eines Kraftfahrzeugs, anzugeben. Hierbei soll eine drehfeste mechanische Verbindung zwischen einer Wischerwelle und einem Wischerarm zur Verfügung gestellt werden, welche auch bei starken herkömmlichen Lastfällen (siehe oben) nicht dazu neigt, eine gegenseitige Verdrehung zuzulassen. Dies soll auch für eine ungünstige Toleranzzuteilung der beteiligten Bauteile gelten. Ferner ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Scheibenwischeinrichtung, eine Wischeranlage oder ein Wischersystem für ein Fortbewegungsmittel, insbesondere für eine Windschutz- oder eine Heckscheibe eines Kraftfahrzeugs anzugeben.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Aufgabe der Erfindung ist mittels einer Wischerwelle-Wischerarm-Verbindung für eine Scheibenwischeinrichtung eines Fortbewegungsmittels, insbesondere für eine Windschutz- oder eine Heckscheibe eines Kraftfahrzeugs, gemäß Anspruch 1 oder gemäß Anspruch 3; und mittels einer Scheibenwischeinrichtung, einer Wischeranlage oder einem Wischersystem für ein Fortbewegungsmittel, insbesondere für eine Windschutz- oder eine Heckscheibe 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 einer ersten Variante der erfindungsgemäßen Wischerwelle-Wischerarm-Verbindung bzw. -Fixierung ist der Wischerarm mittels eines Befestigungsmittels und einer Unterlegscheibe der Wischerwelle-Wischerarm-Verbindung auf der Wischerwelle montiert. Hierbei sind zur Übertragung eines (Teil-)Drehmoments zwischen der Wischerwelle und dem Wischerarm, die Unterlegscheibe und die Wischerwelle mittels einer drehfesten Formschluss-Verbindung miteinander verbunden, d. h. mechanisch gekoppelt. – Bei einer Ausführungsform der ersten Variante kann für die Übertragung eines (Teil-)Drehmoments zwischen der Wischerwelle und dem Wischerarm die Unterlegscheibe an wenigstens einer vergleichsweise flächigen Seite wenigstens einen Arretiervorsprung aufweisen.
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Bei einer zweiten Variante der erfindungsgemäßen Wischerwelle-Wischerarm-Verbindung bzw. -Fixierung ist der Wischerarm ebenfalls mittels eines Befestigungsmittels und einer Unterlegscheibe der Wischerwelle-Wischerarm-Verbindung auf der Wischerwelle montiert. Hierbei weist zur Übertragung eines (Teil-)Drehmoments zwischen der Wischerwelle und dem Wischerarm die Unterlegscheibe an ihren beiden vergleichsweise flächigen Seiten jeweils wenigstens einen Arretiervorsprung auf. – Bei einer Ausführungsform der zweiten Variante können für die Übertragung eines (Teil-)Drehmoments zwischen der Wischerwelle und dem Wischerarm die Unterlegscheibe und die Wischerwelle mittels einer drehfesten Formschluss-Verbindung miteinander verbunden, d. h. mechanisch gekoppelt sein.
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In Ausführungsformen der ersten und/oder zweiten Variante der Erfindung kann die drehfeste Formschluss-Verbindung einen Vorsprung und eine dazu im Wesentlichen komplementäre Ausnehmung aufweisen. Hierbei kann der Vorsprung an der Unterlegscheibe und die Ausnehmung in der Wischerwelle vorgesehen sein, wobei insbesondere ein Radialvorsprung innen an der Unterlegscheibe und insbesondere eine axial verlaufende Radialausnehmung außen in der Wischerwelle vorgesehen ist. Bevorzugt weist die Wischerwelle-Wischerarm-Verbindung eine Mehrzahl, insbesondere eine Vielzahl, von bevorzugt regelmäßig an einem Umfang verteilt angeordneten, drehfesten Formschluss-Verbindungen zwischen der Wischerwelle und der Unterlegscheibe auf.
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Ferner kann in Ausführungsformen der ersten und/oder zweiten Variante der Erfindung die Unterlegscheibe in ihre Umfangsrichtung eine Mehrzahl, insbesondere eine Vielzahl, von bevorzugt regelmäßig verteilt angeordneten Arretiervorsprüngen aufweisen (betreffende flache Seite). Hierbei können bei einer Unterlegscheibe mit an beiden vergleichsweise flächigen Seiten vorgesehenen Arretiervorsprüngen, sich bevorzugt in Umfangsrichtung der Unterlegscheibe die Arretiervorsprünge der einen Seite mit den Arretiervorsprüngen der anderen Seite abwechseln. Bevorzugt sind Arretiervorsprünge, insbesondere eine Wesentliche Mehrzahl von Arretiervorsprüngen, derart in der Unterlegscheibe eingerichtet, dass diese entgegen einer Lösedrehbewegung des Befestigungsmittels wirken können.
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In Ausführungsformen der Erfindung kann die Wischerwelle eine Antriebswelle der Scheibenwischeinrichtung, insbesondere eine Abtriebswelle eines Getriebes oder eines Motors der Scheibenwischeinrichtung sein. Ferner kann der Wischerarm ein Befestigungsteil und ein Gelenkteil aufweisen bzw. umfassen, wobei am Gelenkteil ein Wischblatt montierbar ist. Der Wischerarm bzw. das Befestigungsteil und das Gelenkteil, sowie das Wischblatt bilden bevorzugt einen Wischhebel. Darüber hinaus kann eine Welle-Nabe-Verbindung, z. B. für eine Wischeranlage bzw. ein Wischersystem, oder eine beliebige andere Welle-Nabe-Verbindung analog zur Wischerwelle-Wischerarm-Verbindung ausgebildet sein. Hierbei ist dann statt einer Wischerwelle eine Welle und statt des Wischerarms eine Nabe vorgesehen.
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Gemäß der Erfindung kann die Wischerwelle-Wischerarm-Verbindung zwei, drei, vier, fünf oder mehr drehfeste Formschluss-Verbindungen zwischen der Wischerwelle und der Unterlegscheibe aufweisen. Ferner kann die Unterlegscheibe jeweils an einer Seite zwei, drei, vier oder mehr Arretiervorsprünge aufweisen, bzw. die Unterlegscheibe kann lediglich an einer Seite vier, fünf, sechs, sieben, acht oder mehr Arretiervorsprünge aufweisen. Die Arretiervorsprünge können aus der Unterlegscheibe herausgestanzt und/oder die Unterlegscheibe gehärtet sein. Das Befestigungsmittel ist bevorzugt als eine Mutter, insbesondere als eine Bundmutter, ausgebildet. – Eine erfindungsgemäße Scheibenwischeinrichtung, eine erfindungsgemäße Wischeranlage oder ein erfindungsgemäßes Wischersystem weist eine erfindungsgemäße Wischerwelle-Wischerarm-Verbindung auf.
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Gemäß der Erfindung werden eine Unterlegscheibe sowie eine Wischerwelle-Wischerarm-Verbindung bereitgestellt, welche für im Wesentlichen alle Fälle von für positiv befundene Bauteile (minimale/maximale Toleranz einer Konusverbindung zwischen der Wischerwelle und dem Wischerarm) und einer Erfüllung von Montagevorschriften (minimal zulässiges Anzugsmoment der Mutter) eine Übertragung eines maximal geforderten Drehmoments zwischen der Wischerwelle und dem Wischerarm gewährleistet. Die Unterlegscheibe kann aus einem Standardteil hergestellt werden bzw. als ein Standardteil konzipiert sein und für verschiedene Scheibenwischeinrichtungen in einer identischen Form zur Anwendung kommen, was Kosten spart.
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Die für das Herstellen der Unterlegscheibe notwendigen Werkzeuge können einfach aufgebaut sein. Ein Montageverfahren einer herkömmlichen Scheibenwischeinrichtung bzw. ein Montageverfahren zum Befestigen des Wischerarms an/auf der Wischerwelle ändert sich bei einer Anwendung der Erfindung nicht. Die Unterlegscheibe kann gut mit unterschiedlichen Werkstoffen eines Wischerarms und einer Wischerwelle zusammenwirken. Ferner reduziert sich durch die erfindungsgemäße Wischerwelle-Wischerarm-Verbindung, insbesondere durch die angewendete Unterlegscheibe, eine Toleranz bzw. eine Spreizung eines Anzugsmoments der Mutter deutlich. Das Montageverfahren kann dadurch vereinfacht werden. Ferner ist die Erfindung einfach auf unterschiedliche Scheibenwischeinrichtungen anwendbar.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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Die Erfindung ist im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Bauteile oder Elemente, welche eine identische, univoke oder analoge Ausbildung und/oder Funktion besitzen, sind in den Figuren (Fig.) der Zeichnung mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet. In den schematischen Fig. der Zeichnung zeigen:
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1 eine Perspektivansicht auf ein Wischersystem für eine Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs, mit einer Wischeranlage und zwei Wischhebeln zum Säubern der Windschutzscheibe;
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2 in einer dreidimensionalen Explosionsansicht eine Wischerwelle-Wischerarm-Verbindung gemäß dem Stand der Technik für eine Scheibenwischeinrichtung einer Wischeranlage oder eines Wischersystems;
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3 eine dreidimensionale Ansicht einer Ausführungsform (erste und zweite Variante der Erfindung) einer erfindungsgemäßen Unterlegscheibe für eine erfindungsgemäße Wischerwelle-Wischerarm-Verbindung;
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4 in einer dreidimensionalen Ansicht eine verdrehsichere Verbindung (erste Variante der Erfindung) zwischen der Unterlegscheibe aus 3 und einer Wischerwelle der Wischerwelle-Wischerarm-Verbindung; und
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5 in einer zweidimensionalen Schnittansicht eine Ausführungsform (erste und zweite Variante der Erfindung) der erfindungsgemäßen Wischerwelle-Wischerarm-Verbindung, wobei ein Innenkonus des Wischerarms auf einem Außenkonus einer Wischerwelle drehfest montiert ist.
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Ausführungsformen der Erfindung
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Die Erfindung ist im Folgenden anhand einer in den 3 bis 5 dargestellten Ausführungsform einer Wischerwelle-Wischerarm-Verbindung näher erläutert, wobei in dieser Ausführungsform zwei Varianten der Erfindung realisiert sind. Mit diesen Varianten ist es jeweils möglich, ein Drehmoment bzw. Teildrehmoment zwischen einer Wischerwelle und einem Wischerarm einer Scheibenwischeinrichtung unter Einsatz eines Befestigungsmittels und einer Unterlegscheibe zu übertragen. Eine erste Variante der Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragung von der Wischerwelle zur Unterlegscheibe mittels einer drehfesten Formschluss-Verbindung zwischen der Wischerwelle und der Unterlegscheibe, wohingegen die zweite Variante der Erfindung eine Drehmomentübertragung von der Unterlegscheibe zum Wischerarm mittels Arretiervorsprüngen der Unterlegscheibe lehrt.
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Es ist gemäß der Erfindung nicht notwendig beide Varianten der Wischerwelle-Wischerarm-Verbindung zu realisieren, sondern eine Variante kann unabhängig von der jeweilig anderen Variante angewendet werden. Natürlich ist es auch möglich, wie eben in den 3 bis 5 dargestellt, beide Varianten der Erfindung vorzusehen. – Eine erfindungsgemäße Wischerwelle-Wischerarm-Verbindung 5 (siehe 5) ist bei einer Scheibenwischeinrichtung 1, einer Wischeranlage, einem Wischersystem 1 (siehe 1) oder einem Teil bzw. einem Abschnitt davon anwendbar. Ferner kann die erfinderische Idee allgemein auf eine Welle-Nabe-Verbindung angewendet werden, wobei dann eine Wischerwelle 10 (siehe 4 und 5) durch eine allgemeine Welle (nicht dargestellt) und ein Wischerarm 22 (siehe 5) durch eine allgemeine Nabe (nicht dargestellt) ersetzt sind.
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Das in der 1 dargestellte Wischersystem 1 umfasst neben einer Wischeranlage zwei jeweils an einer Wischerwelle 10 der Wischeranlage befestigte Wischhebel 20, die sich ihrerseits jeweils in einen Wischerarm 22, ein Gelenkteil 23 und ein Wischblatt 24 gliedern. Die Wischerwelle 10 kann auch als Antriebswelle 10, Abtriebswelle 10 eines Getriebes oder Motors oder als Welle 10 bezeichnet werden. Ferner kann der Wischerarm 22 als Befestigungsteil 22 oder als Nabe 22 bezeichnet werden und/oder sich in ein Befestigungsteil 22 und das Gelenkteil 23 gliedern. Vorliegend sind die Begriffe Wischerarm 22, Befestigungsteil 22 und Wischhebel 20 synonym zu verstehen.
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Die Wischerwelle 10 (siehe 2, 4 und 5), von einem Getriebe oder einem Motor stammend, weist an ihrem freien Längsendabschnitt ein Gewinde 100, insbesondere ein Außengewinde 100, und ggf. von einen Bund unterbrochen, sich daran anschließend einen Konus 110, insbesondere einen Außenkonus 110 auf. Auf dem Konus 110 ist ein Konus 210, insbesondere ein Innenkonus 210 des Wischerarms 22 montierbar, wobei wenigstens ein Konus 110, 210, bevorzugt jedoch beide Konusse 110, 210, als ein Rändelkonus 110, 210 ausgebildet sein kann. Mittels der Konusse 110, 210 ist ein Festsitz des Wischerarms 22 auf der Wischerwelle 10 realisierbar, wobei eine aus einem Befestigungsmittel 30, insbesondere einer Mutter 30, bevorzugt einer Bundmutter 30, resultierende Axialkraft den Innenkonus 210 des Wischerarms 22 auf den Außenkonus 110 der Wischerwelle 10 drückt.
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Für eine vergleichsweise homogene Krafteinleitung in den Wischerarm 22 und von dort auf die aufeinander sitzenden Konusse 110, 210 ist zwischen dem Befestigungsmittel 30 und dem Wischerarm 22 eine Unterlegscheibe 40 oder eine Beilagscheibe 40 vorgesehen. Bevorzugt sind das Befestigungsmittel 30 und die Unterlegscheibe 40 in einer Montageposition in einer oberhalb des Konus 210 vorgesehenen Ausnehmung des Wischerarms 22 untergebracht. In dieser Ausnehmung befindet sich in einer Montageposition dann auch das Gewinde 100 der Wischerwelle 10 (vgl. 5). – Für eine verbessere Drehmomentübertragung zwischen den beiden Konussen 110, 210 und auch eine verringerte Spreizung eines Anzugsmoments des Befestigungsmittels 30, ist die Unterlegscheibe 40 und ggf. auch die Wischerwelle 10 bevorzugt im Bereich ihres Gewindes 100 erfindungsgemäß ausgebildet.
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In der ersten Variante der Erfindung sind die Unterlegscheibe 40 und ein betreffender Abschnitt der Wischerwelle 10 in eine Umfangsrichtung wenigstens derart komplementär ausgebildet, dass bei einer Drehbewegung der Wischerwelle 10, die Wischerwelle 10 die Unterlegscheibe 40 mitnimmt, ihr also ihre Drehbewegung aufprägt. Hierfür weisen die Wischerwelle 10 und die Unterlegscheibe 40 wenigstens eine Formschluss-Verbindung 14 derart auf, dass es mittels der Formschluss-Verbindung 14 möglich ist, dass bei der Drehbewegung der Wischerwelle 10, diese die Unterlegscheibe 40 mitnimmt. Bevorzugt greift hierfür wenigstens ein Vorsprung 420 insbesondere ein nach innen gerichteter Radialvorsprung 420 der Unterlegscheibe 40 in eine Ausnehmung 120, insbesondere eine nach innen gerichtete Radialausnehmung 120, der Wischerwelle 10 ein.
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Der Vorsprung 420 und die dazu wenigstens teilweise komplementär ausgebildete Ausnehmung 120 sind bevorzugt abgerundet ausgebildet, wobei eine Höhe des Vorsprungs 420 bzw. der Ausnehmung 120 bevorzugt wenigstens so hoch ist, wie eine Höhe des Gewindes 100 der Wischerwelle 10. Gemäß der Erfindung können eine Mehrzahl solcher drehfesten Formschluss-Verbindungen 14 zwischen der Wischerwelle 10 und der Unterlegscheibe 40, insbesondere regelmäßig in Umfangsrichtung beabstandet, vorgesehen sein. Eine mit einem Vorsprung 420 korrespondierende Ausnehmung 120 kann auch als eine Verschlussform 14 der Unterlegscheibe 40 mit der Wischerwelle 10 bezeichnet werden. Eine Geometrie einer Formschluss-Verbindung 14 bzw. einer Verschlussform 14 ist im Wesentlichen beliebig, solange sie eine Drehmomentübertragung gewährleisten kann.
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In der zweiten Variante der Erfindung ist die Unterlegscheibe 40 wenigstens an einer, bevorzugt jedoch an beiden flächigen Seiten derart ausgebildet, dass eine Reibung der Unterlegscheibe 40 mit dem Wischerarm 22 und/oder eine Reibung der Unterlegscheibe 40 mit dem Befestigungsmittel 30 signifikant erhöht ist. Gemäß der Erfindung ist dies durch makroskopische Vorsprünge 400 und/oder Ausnehmungen realisiert. Insbesondere weist die Unterlegscheibe 40 an einer, bevorzugt jedoch an beiden flächigen Seiten Arretiervorsprünge 400 bzw. Haltevorsprünge 400 auf, welche wie Krallen 400 wirken können. Hierbei sind die Arretiervorsprünge 400 insbesondere regelmäßig in Umfangsrichtung der Unterlegscheibe 40 verteilt. Dies kann eine jeweilige flächige Seite oder auch beide flächige Seiten der Unterlegscheibe 40 betreffen.
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Die Arretiervorsprünge 400 oder ein Teil der Arretiervorsprünge 400 können derart an/in der Unterlegscheibe 40 vorgesehen oder ausgebildet sein, dass diese entgegen einer Lösebewegung des Befestigungsmittels 30 wirken. D. h. die Arretiervorsprünge 400 sind derart eingerichtet, dass diese bei der Lösebewegung des Befestigungsmittels 30 die Tendenz besitzen, sich „in“ das Befestigungsmittel 30 hineinzubewegen bzw. sich an der Unterlegscheibe 40 „aufzustellen“. – Bevorzugt weist die Unterlegscheibe 40 beidseitig Arretiervorsprünge 400 auf, was gut in den 3 bis 5 zu sehen ist. Insbesondere in 5 ist die Aufgabe der Arretiervorsprünge 400 gut zu erkennen. Die Arretiervorsprünge 400 der einen Seite erhöhen eine Reibung mit dem Befestigungsmittel 30 und die Arretiervorsprünge 400 der anderen Seite erhöhen eine Reibung mit dem Wischerarm 22.
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Gemäß der Erfindung krallen sich beim Festschrauben des Befestigungsmittels 30 die Arretiervorsprünge 400 der einen Seite in das Befestigungsmittel 30, wohingegen sich die Arretiervorsprünge 400 der anderen Seite in einen Boden des Wischerarms 22 krallen. Ferner wirken die Arretiervorsprünge 400 bzw. wirkt die Unterlegscheibe 40 als eine Feder zwischen dem Befestigungsmittel 30 und dem Wischerarm 22. Eine Geometrie der Arretiervorsprünge 400 ist im Wesentlichen beliebig, solange sie eine Drehmomentübertragung gewährleisten können. – Gemäß der Erfindung kann die Wischerwelle-Wischerarm-Verbindung 5 derart ausgelegt sein, dass diese eine gewünschte Funktion beim Wischen, bei einem Missbrauch (Durchdehen) und einer Überlastung des Wischersystems 1 erfüllt.
