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Stand der
Technik
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Die Erfindung geht aus von einer
Wischvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus der
DE 31 42 716 C2 ist eine
gattungsbildende Wischvorrichtung bekannt. Die Wischvorrichtung
umfasst einen Wischarm mit einer aus einem federelastischen Kunststoff
gefertigten Wischstange, die an einem Ende gelenkfrei mit einem
Befestigungsteil verbunden und an deren freien Ende ein Wischblatt
befestigbar ist. Die Wischstange weist über ihre Länge ein konstantes Profil auf.
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Vorteile der
Erfindung
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Die Erfindung geht aus von einer
Wischvorrichtung, insbesondere für
ein Kraftfahrzeug, die einen Wischarm mit zumindest einem federelastischen Teilbereich
umfasst, der eine Wischstange und ein insbesondere mit der Wischstange
gelenkfrei verbundenes Befestigungsteil aufweist.
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Unter gelenkfrei verbunden soll in
diesem Zusammenhang verstanden werden, dass die Wischstange und
das Befestigungsteil ohne eine materiell ausgeführte Schwenkachse verbunden
sind, um die die Wischstange und das Befestigungsteil relativ zueinander
schwenkbar wären.
Bauteile, die infolge einer Materialverformung, insbesondere infolge einer
elastischen Verformung, eine Relativbewegung zwischen der Wischstange
bzw. Teilbereichen der Wischstange und dem Befestigungsteil ermöglichen, sollen
in diesem Zusammenhang nicht als Gelenk angesehen werden und sollen
insbesondere vom Schutzbereich mit umfasst sein, wie beispielsweise Filmscharniere,
federelastische Teilstücke,
federelastische Wischstangen usw. Die Wischstange und das Befestigungsteil
können
dabei einteilig oder mehrteilig ausgeführt sein.
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Es wird vorgeschlagen, dass der Wischarm im
Hinblick auf einen Wischkreis wenigstens in einem radial äußeren Bereich
gegenüber
zumindest einem radial inneren Bereich versteift ausgeführt ist.
Es kann bei einer flachen Bauweise ein vorteilhafter Hubausgleich
sichergestellt und ungewünschte
Verformungen und dadurch bedingte Schwingungen, Windlasten und Kräfte, wie
insbesondere in Umkehrlagen, können
zumindest reduziert werden. Eigenfrequenzen können verlagert und Resonanzen
während
des Betriebs können
sicher vermieden werden.
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Der radial äußere Bereich wird in der Regel aufgrund
einer Hebelwirkung weniger verformt als der radial innere Bereich,
trägt dadurch
weniger zu einer Vorspannkraft bzw. Auflage kraft bei und kann damit
ohne große
Spannungsverluste versteift werden. Es kann ein definierter, kurzer
Hauptbiegebereich, beispielsweise zwischen 5 cm und 20 cm, und damit
ein vorteilhaft ähnliches
Verhalten wie bei einem Wischarm mit einem Gelenk erreicht werden, wobei
der Hauptbiegebereich ebenfalls von einem Profilelement versteift
sein kann, das einstückig
angeformt oder auch von einem zusätzlichen Bauteil gebildet sein
kann.
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Die Wischstange weist im Betrieb
vorteilhaft eine große
Vorspannung auf, wodurch einfach eine geringe Abhängigkeit
einer aus der Vorspannung resultierenden Auflagekraft von einer
Hubbewegung eines Wischblatts bzw. einer Schwenkbewegung der Wischstange
erzielt werden kann. Wird die Länge des
Hauptbiegebereichs bei gleicher Vorspannung im Betrieb reduziert,
steigt die Belastung im Hauptbiegebereich an, was bei der Festlegung
der Länge des
Hauptbiegebereichs zu berücksichtigen
ist. Die Länge
des Hauptbiegebereichs sollte daher zwar möglichst klein ausgeführt werden,
plastische Verformungen im Hauptbiegebereich während des Betriebs sollten
jedoch zumindest weitgehend vermieden werden, um eine lange Lebensdauer
zu erreichen.
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Weist die Wischvorrichtung ein Profilelement mit
einem. von einem ebenen Profil abweichenden Profil auf, beispielsweise
mit einem U-Profil, L-Profil, T-Profil, V-Profil, C-Profil, gewellten
Profil, einem Profil mit Einbuchtungen usw., kann die Versteifung
besonders einfach und kostengünstig
erreicht werden.
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Das Profilelement kann dabei zumindest
teilweise einstückig
mit der Wischstange ausgebildet sein, wodurch zusätzliche
Bauteile, Montageaufwand, Bauraum und Kosten eingespart werden können.
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Ist dagegen das Profilelement von
einem zumindest zu einem Wischstangenbauteil der Wischstange getrennten
Bauteil gebildet, können
das Profilelement und das Wischstangenbauteil getrennt voneinander
auf ihre Funktion ausgelegt werden. Das Profilelement kann insbesondere
aus einem im Vergleich zum Wischstangenbauteil besonders kostengünstigen
Material gebildet werden.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass das
Wischstangenbauteil der Wischstange wenigstens teilweise in einem
Aufnahmebereich des Profilelements angeordnet ist. Es kann eine
einfache Montage erzielt, mittels dem Profilelement können Kanten
des Wischstangenbauteils vorteilhaft abgedeckt und es kann insbesondere
mittels dem Profilelement zumindest eine Art Fußgängeraufprallschutz erzielt
werden.
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Ist das Profilelement über wenigstens
eine Rastverbindung befestigt, kann die Montage weiter vereinfacht,
eine besonders prozesssichere Verbindung erzielt und insbesondere
kann eine werkzeuglose Montage und Demontage erreicht werden. Ferner
können
Rastelemente der Rastverbindung einfach einstückig angeformt und zusätzliche
Bauteile und Kosten eingespart werden. Neben einer Rastverbindung
sind jedoch auch sämtliche
andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende kraftschlüssige, formschlüssige und/oder
stoffschlüssige
Verbindungen denkbar, wie beispielsweise Klebeverbindungen, Schweißverbin dungen,
Schraubverbindungen, Klemmverbindungen durch plastische Verformungen und/oder
durch separate Klemmmittel usw.
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Ferner kann die Wischvorrichtung
als Mehrkomponentenspritzteil ausgebildet sein, bei dem die Wischstange
und das Profilelement zumindest teilweise von unterschiedlichen
Komponenten gebildet sind. Eine zusätzliche Montage der Bauteile
kann entfallen, und dennoch können
die Wischstange und das Profilelement vorteilhaft auf ihre Funktionen
ausgelegt werden.
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Ist das Profilelement in wenigstens
einem Betriebszustand das Wischstangenbauteil zumindest teilweise überlappend
ausgeführt,
kann ein sich zumindest weitgehend über den gesamten Wischarm erstreckendes
Profilelement und damit verbunden eine vorteilhaft in Längserstreckung
weitgehend gleichmäßige Gestaltung
erreicht werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung der
Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Profilelement in Längsrichtung
eine sich verändernde
Querschnittsform aufweist, wodurch in Längsrichtung insbesondere ein
vorteilhafter Verlauf der Biegesteifigkeit erzielt werden kann.
Es können
biegesteife und biegeweiche Bereiche erreicht und zu Schwingungen
neigende Teilbereiche können
gezielt beeinflusst werden. Das Profilelement kann dabei von einem
zu einem Wischarm getrennten Bauteil gebildet oder kann mit dem
Wischarm zumindest teilweise einstückig ausgeführt sein. Zusätzlich oder
alternativ zu unterschiedlichen Querschnittsformen in Längsrichtung kann
das Profilelement in Längsrichtung
aus unterschiedlichen Materialen hergestellt sein. Anstatt einer
sich verändernder
Querschnittsform könnte
das Profilelement jedoch auch mit einer gleichbleibenden Querschnittsform
bzw. mit einem gleichbleibenden Profil ausgeführt sein, wodurch das Profilelement einfach
inklusive Vorbiegen gerollt werden könnte.
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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
erfindungsgemäße Wischvorrichtung
mit einem Wischarm in einer Seitenansicht,
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2 einen
Schnitt entlang der Linie II-II in 1,
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3 einen
Schnitt entlang der Linie III-III in 1,
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4 einen
Schnitt entlang der Linie IV-IV in 1,
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5 einen
Schnitt entlang der Linie V-V in 1,
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6 – 10 Schnittdarstellungen durch
zu 1 alternativen Wischvorrichtungen,
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11 eine
alternative Wischvorrichtung mit einem getrennt von einem Wischstangenbauteil
ausgeführten
Profilelement in einer Seitenansicht,
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12 die
Wischvorrichtung aus 11 schräg von unten,
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13 einen
vergrößerten Ausschnitt
XIII aus 12,
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14 einen
Schnitt entlang der Linie XIV-XIV in 13,
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15 einen
Schnitt entlang der Linie XV-XV in 13,
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16 – 19 Schnittdarstellungen durch
zu 11 alternativen Wischvorrichtungen,
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20 eine
alternative Wischvorrichtung zu 11 mit
einer Biegebereichsüberdeckung
im unbelasteten Zustand schräg
von unten und
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21 die
Wischvorrichtung aus 20 schräg von oben
im belasteten Zustand.
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Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
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1 zeigt
eine erfindungsgemäße Wischvorrichtung
für ein
Kraftfahrzeug mit einem Wischarm 10a. Der Wischarm 10a umfasst
eine von einem Stanz-Biegeteil gebildete Wischstange 12a aus
Federstahl und ein mit der Wischstange 12a gelenkfrei verbundenes
Befestigungsteil 14a aus einem im Wesentlichen biegesteifen
Stahl. Anstatt aus Federstahl könnte
die Wischstange auch aus anderen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden
Materialien gebildet sein, wie beispielsweise aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff
usw. Die Wischstange 12a ist mittels eines so genannten
Umlappens des Befestigungsteils 14a über eine Klemmverbindung im
Befestigungsteil 14a befestigt. An einem dem Befestigungsteil 14a abgewandten
Ende der Wischstange 12a ist im Betrieb ein nicht näher dargestelltes
bügelloses
Wischblatt mit einem bogenförmigen
Wischleistenträger
befestigt.
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Erfindungsgemäß ist der Wischarm 10a im Hinblick
auf einen Wischkreis, der sich um eine Lagerachse 26a des
Befestigungsteils 14a erstreckt, in einem radial äußeren Bereich
gegenüber
einem radial inneren Bereich versteift ausgeführt, bzw. nimmt die Biegesteifigkeit
der Wischstange 12a von dem dem Befestigungsteil 14a abgewandten
Ende in Längsrichtung
bis kurz vor das Befestigungsteil 14a kontinuierlich ab.
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Die Wischstange 12a ist
als Profilelement 16a ausgebildet , bzw. die Wischstange 12a ist
mit einem Profilelement 16a einstückig ausgeführt, das ein von einem ebenen
Profil abweichendes Profil, und zwar ein zu einer zu wischenden
Fläche
hin offenes U-Profil aufweist. Das Profilelement 16a weist
in Längsrichtung
eine sich verändernde
Querschnittsform auf, und zwar weisen Schenkel 28a, 30a des U-Profils
ausgehend von dem dem Befestigungsteil 14a abgewandten
Ende in Längsrichtung
zum Befestigungsteil 14a eine abnehmende Länge auf
und schließen
jeweils einen von ca. 95° bis
auf 180° ansteigenden
Winkel 34a, 36a mit einem Bodenteil 32a des
U-Profils ein (2 bis 5). Die Schenkel 28a, 30a dienen
durch ihre Schrägstellung
zu einer im Betrieb auftretenden Strömungsrichtung 38a zudem
jeweils als Spoilerelement, durch die im Betrieb eine zusätzliche,
strömungsbedingte
Auflagekraft des Wischblatts auf die zu wischende Fläche erzielt
wird.
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In einem Hauptbiegebereich der Wischstange 12a vor
dem Befestigungsteil 14a von ca. 10 cm weist die Wischstange 12a ein
im Wesentlichen parallel zur Strömungsrichtung 38a verlaufendes,
ebenes Profil auf (1 und 5). In 1 ist der Wischarm 10a in einem
belasteten Betriebszustand und gestrichelt in einem unbelasteten
Betriebszustand dargestellt. Im Betrieb ist die Wischstange 12a im
Wesentlichen gerade ausgerichtet bzw. gerade gebogen und bewirkt
dadurch eine Auflagekraft des Wischblatts auf die zu wischende Fläche.
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In den 6 bis 10 sind Querschnitte durch alternative
Wischvorrichtungen mit jeweils einem Wischarm 10b, 10c, 10d dargestellt.
Bei den Ausführungsbeispielen
sind in der Beschreibung im Wesentlichen gleiche Bauteile und gleiche
Merkmale grundsätzlich
mit den gleichen Bezugszeichen beziffert, wobei zur Unterscheidung
der Ausführungsbeispiele Buchstaben
hinzugefügt
sind. Ferner kann bezüglich gleichbleibender
Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung zum Ausführungsbeispiel
in den 1 bis 5 verwiesen werden. Die nachfolgende
Beschreibung beschränkt
sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zum Ausführungsbeispiel
in den 1 bis 5.
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Der Wischarm 10b umfasst
eine einstückig mit
einem Profilelement 16b ausgeführte Wischstange 12b.
Das Profilelement 16b weist ein U-Profil auf, dessen Schenkel 28b, 30b einen
90°-Winkel zu einem Bodenteil 32b des
U-Profils einschließen.
Die Schenkel 28b, 30b weisen jeweils eine Länge auf, die
um ein mehrfaches kleiner ist als eine Breite der Wischstange 12b.
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Der Wischarm 10c in 7 umfasst eine Wischstange 12c,
an deren Bodenteil 32c gegenüber dem Bodenteil 32b in 6 zusätzlich eine nutförmige Vertiefung 40c angeformt
ist. Anstatt einer einzelnen nutförmigen Vertiefung 40c sind
grundsätzlich auch
mehrere nutförmige
Vertiefungen denkbar.
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Der Wischarm 10d in 8 umfasst eine Wischstange 12d,
die einstückig
mit einem Profilelement 16d ausgebildet ist, das an einem
einem Befestigungsteil abgewandten Ende ein relativ weit geschlossenes
C-Profil aufweist, wobei das C-Profil zu einer zu wischenden Fläche hin
offen ausgeführt
ist. Ausgehend von dem dem Befestigungsteil abgewandten Ende in
Längsrichtung
zum Befestigungsteil des Wischarms 10d weist das C-Profil einen zunehmenden Öffnungsgrad
auf.
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Der Wischarm 10e in 9 umfasst eine Wischstange 12e,
die einstückig
mit einem Profilelement 16e ausgebildet ist, das ein bogenförmiges Profil
aufweist, während
der Wischarm 10f in 10 eine
Wischstange 12f umfasst, die einstückig mit einem Profilelement 16f ausgebildet
ist, das ein gewelltes Profil aufweist. Ausgehend von einem einem
Befestigungsteil abgewandten Ende in Längsrichtung zum Befestigungsteil
nähern
sich die Profile der Profilelemente 16e, 16f einem
ebenen Profil an.
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In den 11 bis 15 ist eine alternative Wischvorrichtung
mit einem Wischarm 10g dargestellt. Der Wischarm 10g umfasst
ein Befestigungsteil 14g und eine Wischstange 12g,
die von einem von einer Blattfeder aus Federstahl gebildeten Wischstangenbauteil 18g und
von einem biegesteifen, aus Kunststoff extrudierten Profilelement 16g gebildet
ist. Anstatt aus Kunststoff könnte
das Profilelement 16g auch aus einem Metall hergestellt
sein.
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Das Wischstangenbauteil 18g weist
ein ebenes Rechteckprofil auf und ist an einem Ende mittels eines
so genannten Umlappens des Befestigungsteils 14g über eine
Klemmverbindung im Befestigungsteil 14g gehalten. Mit einem
zweiten Ende ist das Wischstangenbauteil 18g in einen Aufnahmebereich
des Profilelements 16g eingeschoben, das im Wesentlichen
ein zu einer Unterseite hin offenes C-Profil aufweist (12 und 15).
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Das Wischstangenbauteil 18g ist über eine Rastverbindung 20g im
Aufnahmebereich des Profilelements 16g fixiert. Am Profilelement 16g sind
an einem dem Wischstangenbauteil 18g zugewandten Ende in
einer im montierten Zustand zu einer zu wischenden Fläche weisenden
unteren Wandung zwei Rastmittel 22g, 22g' angeformt,
die jeweils von einem kreisrunden, teilweise freigeschnittenen Abschnitt
gebildet sind, der in Einschubrichtung 42g des Wischstangenbauteils 18g eine
ansteigende, über eine
Innenseite des Aufnahmebereichs hinausragende Schrägfläche bildet
(12, 13 und 14).
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Kommt das Wischstangenbauteil 18g beim Einschieben
mit seinem freien Ende in den Bereich der Rastmittel 22g, 22g', werden die
Rastmittel 22g, 22g' senkrecht
zur Einschubrichtung 42g und senkrecht zur Unterseite des
Profilelements 16g ausgelenkt und rasten anschließend bei
einer fortgeführten Einschübbewegung
in von kreisrunden Durchgangsöffnungen
gebildete Rastmittel 24g am Wischstangenbauteil 18g ein
(14). Anstatt dass die
Rastmittel 22g, 22g' ausgelenkt
werden, ist denkbar, dass das Wischstangenbauteil 18g beim
Rastvorgang ausgelenkt wird. Hierfür könnten möglicherweise Freiräume an einer
Deckseite des Profilelements 16g vorgesehen werden, in
die das Wischstangenbauteil 18g beim Rastvorgang ausgelenkt
werden bzw. ausweichen kann. Gleichzeitig mit dem Einrasten kommt das
Wischstangenbauteil 18g mit seiner Stirnseite an einem
in den Aufnahmebereich des Profilelements 16g ragenden,
angeformten, nicht näher
dargestellten Anschlag zur Anlage. Das Wischstangenbauteil 18g ist
sicher im Profilelement 16g fixiert.
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Das Profilelement 16g bildet
im Hinblick auf einen Wischkreis einen radial äußeren, biegesteifen Teil der
Wischstange 12g und das Wischstangenbauteil 18g bildet
einen radial inneren Hauptbiegebereich der Wischstange 12g,
der eine Länge
zwischen 5 cm und 20 cm aufweist. In den 11 und 12 ist der
Wischarm 10g in einem belasteten Betriebszustand dargestellt,
wobei in 11 zudem der Wischarm 10g gestrichelt
in einem unbelasteten Betriebszustand dargestellt ist. Im Betrieb
ist das Wischstangenbauteil 18g im Wesentlichen gerade
gebogen und bewirkt dadurch eine Auflagekraft eines Wischblatts
auf die zu wischende Fläche.
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In den 16 bis 19 sind Schnittdarstellungen
durch zu 11 alternative
Wischvorrichtungen dargestellt. Bezüglich gleichbleibender Merkmale und
Funktionen kann auf die Beschreibung zum Ausführungsbeispiel in den 11 bis 15 verwiesen werden. Die nachfolgende
Beschreibung beschränkt sich
im Wesentlichen auf die Unterschiede zum Ausführungsbeispiel in den 11 bis 15.
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Die Wischvorrichtung in 16 weist einen Wischarm 10h auf,
der ein Befestigungsteil und eine Wischstange 12h umfasst,
die von einem biegesteifen Profilelement 16h und einem
von einer Blattfeder gebildeten Wischstangenbauteil 18h gebildet
ist. Das Profilelement 16h weist ein geschlossenes, hülsenförmiges Profil
auf.
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Die Wischvorrichtung in 17 weist einen Wischarm 10i auf,
der ein Befestigungsteil und eine Wischstange 12i umfasst,
die von einem biegesteifen Profilelement 16i und einem
von einer Blattfeder gebildeten Wischstangenbauteil 18i gebildet
ist. Das Profilelement 16i weist im Wesentlichen ein zu
einer Unterseite offenes C-Profil auf. Bei der Montage wird das
Profilelement 16i auf eine Deckseite des Wischstangenbauteils 18i aufgesetzt
und anschließend
mit einer Druckbewegung senkrecht zur Deckseite des Wischstangenbauteils 18i mit
seinen als Rasthaken ausgebildeten Schenkeln 44i, 46i an
dem Wischstangenbauteil 18i eingerastet.
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Die Wischvorrichtung in 18 weist einen Wischarm 10j auf,
der ein Befestigungsteil und eine Wischstange 12j umfasst,
die von einem biegesteifen Profilelement 16j und einem
von einer Blattfeder gebildeten Wischstangenbauteil 18j gebildet
ist.
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Das Profilelement 16j weist
im Wesentlichen ein aus zwei C-Profilen
zusammengesetztes, zu einer Unterseite offenes Profil auf. Bei der
Montage wird das Profilelement 16j auf eine Deckseite des
geschlitzten Wischstangenbauteils 18j aufgesetzt und anschließend mit
einer Druckbewegung senkrecht zur Deckseite des Wischstangenbauteils 18j mit
seinen als Rastha ken ausgebildeten Schenkeln 44j, 46j, 48j, 50j an
dem Wischstangenbauteil 18j eingerastet, wobei die Schenkel 48j, 50j in
einen Schlitz des Wischstangenbauteils 18j eingreifen.
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Die Wischvorrichtung in 19 weist einen Wischarm 10k auf,
der ein Befestigungsteil und eine Wischstange 12k umfasst,
die von einem biegesteifen Profilelement 16k und einem
von einer Blattfeder gebildeten Wischstangenbauteil 18k gebildet
ist. Das Profilelement 16k weist ein ebenes Rechteckprofil auf
und ist auf eine Deckseite des Wischstangenbauteils 18k aufgeklebt.
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In den 20 und 21 ist eine im Wesentlichen
der Wischvorrichtung aus 11 bis 14 entsprechende Wischvorrichtung
dargestellt. Im Gegensatz zur Wischvorrichtung in den 11 bis 14 weist die Wischvorrichtung in den 20 und 21 eine Wischstange 12l mit
einem Profilelement 16l auf, das in einer Betriebsstellung
ein Wischstangenbauteil 18l überlappend ausgeführt ist. 20 zeigt die Wischvorrichtung
mit ihrem Wischarm 10l im unbelasteten und 21 im belasteten Zustand. Das Profilelement 16l erstreckt
sich im belasteten Zustand über die
gesamte Länge
der Wischstange 12l.
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- 10
- Wischarm
- 12
- Wischstange
- 14
- Befestigungsteil
- 16
- Profilelement
- 18
- Wischstangenbauteil
- 20
- Rastverbindung
- 22
- Rastmittel
- 24
- Rastmittel
- 26
- Lagerachse
- 28
- Schenkel
- 30
- Schenkel
- 32
- Bodenteil
- 34
- Winkel
- 36
- Winkel
- 38
- Strömungsrichtung
- 40
- Vertiefung
- 42
- Einschubrichtung
- 44
- Schenkel
- 46
- Schenkel
- 48
- Schenkel
- 50
- Schenkel