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Stand der Technik
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Es ist bereits eine Gelenkstangenvorrichtung für eine Scheibenwischeranlage, mit zumindest einer Gelenkstange, die zu einer Kraftübertragung von einem Wischermotor zu einer Wischarmantriebswelle vorgesehen ist und die zumindest eine Ausnehmung mit einer zylinderartigen Grundform ausbildet, und mit zumindest einer Kugelschale, die in der zumindest einen Ausnehmung der zumindest einen Gelenkstange angeordnet ist und die zumindest eine Schmiernut umfasst, vorgeschlagen worden.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Erfindung geht aus von einer Gelenkstangenvorrichtung für eine Scheibenwischeranlage, mit zumindest einer Gelenkstange, die zu einer Kraftübertragung von einem Wischermotor zu einer Wischarmantriebswelle vorgesehen ist und die zumindest eine Ausnehmung mit einer zylinderartigen Grundform ausbildet, und mit zumindest einer Kugelschale, die in der zumindest einen Ausnehmung der zumindest einen Gelenkstange angeordnet ist und die zumindest eine Schmiernut umfasst.
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Es wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine Gelenkstange zumindest eine partielle Ausbuchtung aufweist, die an die zylinderartige Grundform angrenzt, und dass die Kugelschale zumindest eine Kugelschalenverbreiterung aufweist, die zumindest teilweise innerhalb der zumindest einen Schmiernut angeordnet ist und die von der zumindest einen partiellen Ausbuchtung aufgenommen ist. Dadurch kann ein gleichmäßigerer Querschnitt der Kugelschale im Bereich der Schmiernut erzielt werden. Die Gelenkstangenvorrichtung kann besonders vorteilhaft robuster und toleranzunempfindlicher ausgebildet werden. Es kann ferner ein besseres Strömungsverhalten von flüssigem Kunststoff bei einer Herstellung der Kugelschale erreicht werden. Unter einer „Wischarmantriebswelle“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Welle verstanden werden, die zur direkten oder indirekten Kopplung mit einem Wischarm vorgesehen ist. Ferner ist die Wischarmantriebswelle dazu vorgesehen, ein Drehmoment auf den Wischarm zu übertragen. Unter einer „partiellen Ausbuchtung“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Ausnehmung verstanden werden, die an einen Teilbereich, insbesondere an einen Teilbereich einer Mantelfläche der zylinderartigen Grundform, angrenzt. Bevorzugt grenzt die zumindest eine partielle Ausbuchtung an weniger als 30 % der Mantelfläche der zylinderartigen Grundform an. Die zumindest eine partielle Ausbuchtung kann eine eckige oder bevorzugt eine abgerundete Form aufweisen. Vorteilhaft weist die Kugelschale drei weitere Kugelschalenverbreiterungen auf. Unter einer „Kugelschale“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Teil eines Kugelgelenks verstanden werden, das zur Aufnahme einer Kugel des Kugelgelenks vorgesehen ist. Vorzugsweise ist die Kugelschale dazu vorgesehen, die Kugel verrastend aufzunehmen. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Gelenkstange zumindest eine weitere partielle Ausbuchtung aufweist, die rotationssymmetrisch zu der zumindest einen partiellen Ausbuchtung angeordnet ist. Dadurch kann eine Stabilität der Gelenkstangenvorrichtung weiter verbessert werden. Ferner kann ein Strömungsverhalten von flüssigem Kunststoff bei einer Herstellung der Kugelschale weiter verbessert werden. Vorzugsweise weist die Gelenkstange drei weitere partielle Ausbuchtungen auf, die zu der zumindest einen partiellen Ausbuchtung rotationssymmetrisch angeordnet sind.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die Gelenkstange zumindest eine weitere partielle Ausbuchtung aufweist, die spiegelsymmetrisch zu der zumindest einen partiellen Ausbuchtung angeordnet ist. Dadurch kann eine Stabilität der Gelenkstangenvorrichtung weiterhin verbessert werden. Ferner kann ein Strömungsverhalten von flüssigem Kunststoff bei einer Herstellung der Kugelschale weiter verbessert werden. Vorzugsweise weist die Gelenkstange drei weitere partielle Ausbuchtungen auf, die spiegelsymmetrisch zu der zumindest einen partiellen Ausbuchtung angeordnet sind.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine partielle Ausbuchtung abgerundet ausgebildet ist. Dadurch können Spannungen im Material vorteilhaft verringert werden. Eine Stabilität der Gelenkstange kann vorteilhaft erhöht werden. Besonders vorteilhaft weist die zumindest eine partielle Ausbuchtung einen halbkreisförmigen Querschnitt auf. Vorteilhaft ist die zumindest eine partielle Ausbuchtung zumindest in einer Projektionsebene frei von Kanten und/oder Ecken.
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Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine Kugelschale zumindest in einer Ebene formkomplementär zur zylinderartigen Grundform und zur zumindest einen partiellen Ausbuchtung ausgebildet ist. Dadurch kann die Gelenkstangenvorrichtung besonders stabil ausgebildet werden. Ein Verdrehen der zumindest einen Kugelschale relativ zur zumindest einen Gelenkstange und damit verbundener Verschleiß kann vorteilhaft vermieden werden.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine Kugelschale zumindest eine Rippe aufweist, die in einer Verlängerung der zumindest einen Kugelschalenverbreiterung angeordnet ist. Dadurch kann die zumindest eine Kugelschale auf besonders einfache Weise versteift werden. Vakuolen können ferner bei einem Herstellungsverfahren vorteilhaft vermieden werden. Bevorzugt weist die zumindest eine Kugelschale zumindest drei weitere Rippen auf, die in einer Verlängerung der drei weiteren Kugelschalenverbreiterungen angeordnet sind. Weiterhin vorteilhaft weist die zumindest eine Kugelschale zumindest eine weitere Rippe auf, die versetzt zur zumindest einen Kugelschalenverbreiterung angeordnet ist.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine Kugelschale zumindest im Wesentlichen aus einem Kunststoff ausgebildet ist. Dadurch kann eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung der zumindest einen Kugelschale erreicht werden. Vorteilhaft ist der Kunststoff von einem Thermoplast oder einem Duroplast gebildet. Weiterhin vorteilhaft ist der Kunststoff von einem Polyamid, einem Polycarbonat, einem Polypropylen, einem Polyethylen, einem Polyvinylchlorid und/oder einem Polyethylenterephthalat gebildet.
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Weiterhin wird vorgeschlagen, dass der Kunststoff zumindest ein Additivmaterial aufweist. Dadurch kann die Kugelschale besonders widerstandsfähig und steif ausgebildet werden. Eine Lebensdauer der Gelenkstangenvorrichtung kann vorteilhaft erhöht werden. Unter einem „Additivmaterial“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Zusatzstoff, wie insbesondere Glasfasern, Mineralien und/oder Metalle verstanden werden, die dem Kunststoff der Kugelschale bei einer Herstellung hinzugegeben werden.
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Des Weiteren wird ein Verfahren zur Herstellung einer Kugelschale der Gelenkstangenvorrichtung vorgeschlagen, wobei die Kugelschale in einem Spritzgießvorgang hergestellt wird. Dadurch kann eine besonders kostengünstige und schnelle Fertigung der Kugelschale unter Vermeidung von Vakuolen bei gleichzeitig hoher Biegesteifigkeit erfolgen.
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Die erfindungsgemäße Gelenkstangenvorrichtung soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Gelenkstangenvorrichtung zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.
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Zeichnung
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Es zeigen:
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1 eine Gelenkstangenvorrichtung in einer Seitenansicht,
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2 eine Gelenkstange und zwei Kugelschalen der Gelenkstangenvorrichtung nach 1 in einer perspektivischen Darstellung,
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3 einen Teilbereich der Gelenkstange nach 2 in einer perspektivischen Darstellung,
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4 einen Teilbereich der Gelenkstange nach 2 in einer Draufsicht,
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5 die Kugelschale nach 2 in einer perspektivischen Darstellung und
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6 die Kugelschale nach 2 in einer Seitenansicht.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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In der 1 ist eine Gelenkstangenvorrichtung für eine Scheibenwischeranlage dargestellt. Die Gelenkstangenvorrichtung weist einen Wischermotor 12 auf, der von einer nicht näher dargestellten Steuervorrichtung elektrisch antreibbar ausgebildet ist. Der Wischermotor 12 treibt kontinuierlich ein Hebelelement 56 an. Das Hebelelement 56 wird dabei um eine Antriebsachse 58 des Wischermotors 12 gedreht. Die Gelenkstangenvorrichtung weist ferner eine Gelenkstange 10 auf. Die Gelenkstange 10 ist an einem ersten freien Ende 60 am Hebelelement 56 gelagert, welches sich auf einer Kreisbahn um die Antriebsachse 58 des Wischermotors 12 dreht. An einem zweiten freien Ende 62 der Gelenkstange 10, welches gegenüberliegend zum ersten freien Ende 60 angeordnet ist, ist die Gelenkstange 10 mit einem Wischarmantriebshebel 64 der Gelenkstangenvorrichtung verbunden.
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Der Wischarmantriebshebel 64 ist um eine Wischarmantriebsachse 66 drehbar gelagert. Bei einer Drehung des Hebelelements 56 führt die Gelenkstange 10 eine Kombination aus einer Schwenkbewegung und einer Linearbewegung aus. Dabei schwenkt der Wischarmantriebshebel 64 pendelnd um die Wischarmantriebsachse 66. Die Gelenkstangenvorrichtung weist ferner eine Wischarmantriebswelle 14 auf. Die Wischarmantriebswelle 14 ist mit dem Wischarmantriebshebel 64 drehfest verbunden. Die Wischarmantriebswelle 14 ist um die Wischarmantriebsachse 66 drehbar gelagert. Die Wischarmantriebswelle 14 ist zur direkten Kopplung mit einem hier nicht dargestellten Wischarm vorgesehen. In einem Wischbetrieb werden der Wischarm sowie ein nicht gezeigtes, mit dem Wischarm gekoppeltes Wischblatt, von der Wischarmantriebswelle 14 pendelnd über eine Fahrzeugscheibe bewegt. Die Gelenkstange 10 bildet dabei einen Teil eines Kraftwegs vom Wischermotor 12 zur Wischarmantriebswelle 14. Dadurch ist die Gelenkstange 10 zu einer Kraftübertragung vom Wischermotor 12 zur Wischarmantriebswelle 14 vorgesehen.
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Die Gelenkstange 10 ist ferner mit einer weiteren Gelenkstange 68 der Gelenkstangenvorrichtung gekoppelt. Die weitere Gelenkstange 68 ist zum Antrieb eines analog zum Wischarmantriebshebel 64 betreibbaren weiteren Wischarmantriebshebels 70 vorgesehen. Am weiteren Wischarmantriebshebel 70 ist eine weitere Wischarmantriebswelle 72 der Gelenkstangenvorrichtung angeordnet. Die weitere Wischarmantriebswelle 72 ist zum pendelnden Antrieb eines weiteren, nicht dargestellten Wischarms vorgesehen.
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In der 2 ist die Gelenkstange 10 näher dargestellt. Auf die weitere Gelenkstange 68 wird nicht weiter Bezug genommen, obgleich die weitere Gelenkstange 68 und die Gelenkstange 10 grundsätzlich ähnlich ausgebildet sind. Die Gelenkstange 10 ist aus einem, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Material, wie insbesondere aus einem Metall oder einer Metalllegierung ausgebildet. Zur gelenkigen Verbindung der Gelenkstange 10 weist die Gelenkstangenvorrichtung eine geschlossene Kugelschale 18 und eine offene Kugelschale 54 auf. Die Kugelschalen 18, 54 sind an den freien Enden 60, 62 der Gelenkstange 10 angeordnet.
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Im Folgenden wird lediglich auf die geschlossene Kugelschale 18 Bezug genommen, obgleich die offene Kugelschale 54 zum Teil identisch ausgebildet sein kann. Die Kugelschale 18 bildet einen Teil eines Kugelgelenks. Die Kugelschale 18 ist dabei zur Aufnahme einer Kugel des Kugelgelenks vorgesehen. Die Kugelschale 18 ist aus einem Kunststoff ausgebildet. Die Kugelschale 18 kann dabei aus einem, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Material ausgebildet sein. Der Kunststoff weist ein Additivmaterial, wie insbesondere Glasfasern, Mineralien und/oder Metalle auf.
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Wie in den 3 und 4 gezeigt, bildet die Gelenkstange 10 eine Ausnehmung 16 mit einer zylinderartigen Grundform aus. Die Gelenkstange 10 weist ferner vier partielle Ausbuchtungen 22, 24, 26, 28 auf, die an die Ausnehmung 16 angrenzen.
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Die partiellen Ausbuchtungen 22, 24, 26, 28 sind jeweils abgerundet ausgebildet. Genauer gesagt weisen die partiellen Ausbuchtungen 22, 24, 26, 28 jeweils einen etwa halbkreisförmigen Querschnitt auf. Die partiellen Ausbuchtungen 22, 24, 26, 28 weisen eine gleiche geometrische Form auf. Ferner sind die partiellen Ausbuchtungen 22, 24, 26, 28 rotationssymmetrisch zueinander angeordnet. Die partiellen Ausbuchtungen 22, 24, 26, 28 weisen dabei jeweils zueinander einen Rotationswinkel von 90° auf. Die partiellen Ausbuchtungen 22, 24, 26, 28 sind spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet. Genauer gesagt sind die partiellen Ausbuchtungen 22, 24, 26, 28 über zwei senkrecht zueinander verlaufende Symmetrieebenen 76, 78 zueinander gespiegelt. Eine Längsrichtung 74 der Gelenkstange 10 verläuft dabei in einer Symmetrieebene 76 der Symmetrieebenen 76, 78. Die Längsrichtung 74 verläuft dabei in einer Hauptlängserstreckungsrichtung der Gelenkstange 10.
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Die Ausnehmung 16 und die Ausbuchtungen 22, 24, 26, 28 sind zur Aufnahme der Kugelschale 18 vorgesehen. In den 1 und 2 ist die Kugelschale 18 in der Ausnehmung 16 und in den Ausbuchtungen 22, 24, 26, 28 angeordnet. Wie in den 5 und 6 gezeigt, umfasst die Kugelschale 18 eine Schmiernut 20. Im montierten Zustand greift die Gelenkstange 10 in die Schmiernut 20. Genauer gesagt füllt die Gelenkstange 10 die Schmiernut 20 im montierten Zustand vollständig aus. Die Schmiernut 20 begrenzende Nutwandungen der Kugelschale 18 liegen dabei an der Gelenkstange 10 an. Die Kugelschale 18 weist vier Kugelschalenverbreiterungen 30, 32, 34, 36 auf.
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Die Kugelschalenverbreiterungen 30, 32, 34, 36 sind formkomplementär zu den partiellen Ausbuchtungen 22, 24, 26, 28 ausgebildet. Die Kugelschalenverbreiterungen 30, 32, 34, 36 sind innerhalb der Schmiernut 20 angeordnet. Die Schmiernut 20 weist dadurch über einen Umfang betrachtet unterschiedliche Nuttiefen auf. Die Kugelschalenverbreiterungen 30, 32, 34, 36 sind im montierten Zustand von den partiellen Ausbuchtungen 22, 24, 26, 28 aufgenommen. Die Kugelschale 18 ist in einer Ebene, die zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Antriebsachse 58 verläuft, formkomplementär zur zylinderartigen Grundform und zu den partiellen Ausbuchtungen 22, 24, 26, 28 ausgebildet.
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Die Kugelschale 18 weist ferner acht Rippen 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52 auf. Die Rippen 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52 sind rotationssymmetrisch zueinander angeordnet. Dabei verlaufen die Rippen 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52 von einem oberen Ende der Kugelschale 18 in Richtung der Schmiernut 20. Die Rippen 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52 verlaufen jeweils senkrecht zur Schmiernut 20. Vier Rippen 38, 42, 46, 50 der acht Rippen 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52 sind jeweils in einer Verlängerung der Kugelschalenverbreiterungen 30, 32, 34, 36 angeordnet. Die Rippen 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52 sind zu einer Versteifung der Kugelschale 18 vorgesehen. Dabei treten die Rippen 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52 als eine Verdickung aus einer Oberwandung 80 der Kugelschale 18 hervor.
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Bei einer Herstellung der Gelenkstangenvorrichtung wird die Kugelschale 18 direkt in die Ausnehmung 16 und in die angrenzenden partiellen Ausbuchtungen 22, 24, 26, 28 eingespritzt. Ein nachträgliches zerstörungsfreies Lösen der Kugelschale 18 von der Gelenkstange 10 ist somit vermieden. Es ist in diesem Zusammenhang auch denkbar, dass die Kugelschale 18 zweiteilig ausgebildet ist und an der Gelenkstange 10 zusammengesetzt und auf eine, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Weise zusammengefügt wird.
