DE10343572A1

DE10343572A1 - Aufprallweiche Lagerung einer Antriebswelle eines Scheibenwischers an einem Fahrzeug

Info

Publication number: DE10343572A1
Application number: DE2003143572
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Ostrowski
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2003-09-19
Filing date: 2003-09-19
Publication date: 2005-04-14

Abstract

Die Erfindung betrifft eine aufprallweiche Lagerung einer Antriebswelle an einem Fahrzeug, mit einem fahrzeugfesten Lagerkörper und mit einer an der Antriebswelle angeordneten Anlageschulter zur lagerkörperseitigen Abstützung derselben in axialer Richtung, wobei die Antriebswelle bei einer Stoßbelastung axial verschiebbar ist. Sie löst die Aufgabe, eine derartige Lagerung alternativ und aufwandsreduziert zu gestalten. Dazu ist zwischen der Anlageschulter (8) und dem Lagerkörper (3) eine Druckfeder (13) koaxial zur Antriebswelle (1) angeordnet. Alternativ zu dieser Lagerung ist die Antriebswelle (20) zweiteilig ausgebildet und besteht aus einem drehbar im Lagerkörper (25) angeordneten hohlzylindrischen Wellenschaft (21) und einem drehfest in diesem angeordneten und den Scheibenwischer (22) tragenden inneren Wellenteil (23), wobei der Wellenschaft (21) am Lagerkörper (25) in axialer Richtung fixiert ist und der innere Wellenteil (23) die Anlageschulter (29) aufweist, zwischen der und dem Wellenschaft (21) eine Druckfeder (30) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine aufprallweiche Lagerung einer Antriebswelle eines Scheibenwischers an einem Fahrzeug, bei der die Antriebswelle unter normalen Betriebsbedingungen in ihrer axialen Richtung im wesentlichen unbelastet und fixiert ist und im Falle eines Aufpralls eines Aufprallbeteiligten axial verschoben wird.

Im Zusammenhang mit steigenden Sicherheitsanforderungen für Fahrzeuge wird dem Schutz von Unfallbeteiligten, wie Fußgängern, Radfahrern oder Inline-Skatern, bei einem Aufprall verstärkt Aufmerksamkeit geschenkt, und es werden Maßnahmen getroffen, die das Verletzungsrisiko eines Unfallbeteiligten senken. Einige an einer Fahrzeugkarosserie notwendigen Einrichtungen sind an dieser so angeordnet, dass diese bei einem Aufprall ein erhöhtes Verletzungsrisiko für den Unfallbeteiligten darstellen, insbesondere auch Scheibenwischeranlagen. Letztere weisen üblicherweise eine nach außen vorstehende Antriebswelle (Welle) für den jeweiligen Scheibenwischer im Bereich des Wasserkastens an der Fahrzeugkarosserie auf. In der Regel ist eine solche Welle an einem mit der Fahrzeugkarosserie fest verbundenen Lagerkörper mit einem Sprengring gehaltert, der in eine an der Welle ausgebildete Umfangsnut eingreift und die Welle in axialer Wellenrichtung fixiert.

Zur Verringerung des Verletzungsrisikos ist es bereits bekannt, die jeweilige Welle dabei so zu lagern, dass diese bei einer unfallbedingten Stoßbelastung durch einen Aufprall des jeweiligen Aufprallbeteiligten in axialer Wellenrichtung nachgibt und in ihrer Lagerung axial verschoben wird. Diese Maßnahme führt zu einer Verringerung der Verletzungsgefahr beim Aufprallen des Kopfes oder von Gliedmaßen des Aufprallbeteiligten auf den Scheibenwischer.

In der EP 0 806 329 A2 ist eine solche aufprallweiche Lagerung einer im Normalbetrieb axial im wesentlichen unbelasteten Welle zur Verringerung des Verletzungsrisikos beschrieben. Die Lagerung weist eine an einem feststehenden Lagerkörper ausgebildete Aufnahme für die Welle und einen Federring auf, der über seinen Umfang an einer Stelle unterbrochen ist und mit dem die Welle in axialer Richtung in Eingriff steht, wobei der Federring eine sich in axialer Richtung verjüngende oder erweiternde konische Fläche aufweist und mit dieser mit einer an der Welle oder dem Lagerkörper ausgebildeten konischen Fläche korrespondiert. Bei einer plötzlich auftretenden axialer Stoßbelastung wird der Federring je nach Ausbildung der Anordnung infolge des jeweils zusammenwirkenden konischen Flächenpaares aufgeweitet oder zusammengedrückt, und die Welle wird in axialer Richtung durch den Federring oder mit diesem zusammen durch die Aufnahme gedrückt. Wird eine Welle an einem Scheibenwischer derartig gelagert, so wird das Verletzungsrisiko für einen auf den Scheibenwischer stoßenden Aufprallbeteiligten reduziert. Der Verschiebeweg der jeweiligen Welle und des an dieser angeordneten Scheibenwischers ist dabei durch die Aufnahme und die räumlichen Gegebenheiten unter der Fahrzeugkarosserie bestimmt. Die Lagerung ist aber wegen der Ausbildung der miteinander korrespondierenden Flächen einigermaßen aufwendig.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine aufprallweiche Lagerung einer Antriebswelle eines Scheibenwischers an einem Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 alternativ und aufwandsreduziert zu gestalten.

Diese Aufgabe wird bei einer aufprallweichen Lagerung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnenden Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Die Erfindung besteht darin, dass bei einer aufprallweichen Lagerung einer Antriebswelle eines Scheibenwischers an einem Fahrzeug, die mit einem fahrzeugfesten Lagerkörper und mit einer an der Antriebswelle angeordneten Anlageschulter zur lagerkörperseitigen Abstützung der Antriebswelle in axialer Richtung gebildet ist, zwischen der Anlageschulter und dem Lagerkörper eine Druckfeder, insbesondere koaxial zur Antriebswelle, angeordnet ist. Durch die Druckfeder ist die Antriebswelle unter normalen Betriebsbedingungen in axialer Richtung im Lagerkörper fixiert, kann jedoch bei einem Aufprall eines Fußgängers oder eines anderen Aufprallbeteiligten im Falle eines Unfalls durch Zusammendrücken der Druckfeder aufprallenergieverzehrend in axialer Richtung verschoben werden, wobei die Federkraft nach den zulässigen Axialkräften so ausgelegt ist, dass zu deren Überwindung und axialen Verschiebung eine Mindestaufprallkraft erforderlich ist. Durch diese Lagerungsgestaltung wird mit einfachen Mitteln ein Beitrag zum Fußgängerschutz für den Anordnungsbereich einer Frontscheibenwischeranlage geleistet, ohne dass Veränderungen an der Fronthaube vorgenommen werden müssen. Separate Deformationselemente oder Airbags im Bereich der Scheibenwischerlager können entfallen bzw. erübrigen sich. Überdies sind keine weiteren Deformationselemente an den Wischerlagern erforderlich. Die Lösung ist reversibel, so dass die Scheibenwischeranlage nach einem Aufprall wieder einsatzbereit ist.

Alternativ dazu ist die Antriebswelle zweiteilig ausgebildet und besteht aus einem drehbar in einem Lagerkörper angeordneten hohlzylindrischen Wellenschaft und einem den Scheibenwischer tragenden inneren Wellenteil, wobei der Wellenschaft am Lagerkörper in axialer Richtung fixiert ist. Die Anlageschulter ist dabei an dem dem Lagerkörper abgewandten Bereich des inneren Wellenteils ausgebildet, und dieser ist durch eine koaxial an diesem zwischen der Anlageschulter und dem Wellenschaft angeordnete Druckfeder gegenüber diesem Wellenschaft abgestützt. Vorteilhaft bei dieser Wellenausführung ist, dass der innere Wellenteil so gestaltet werden kann, dass dessen Deformationsweg im Falle eines Aufpralls im Wellenschaft liegt, so dass unterhalb der Lagerung kein Freiraum für das Zurückweichen des inneren Wellenteils benötigt wird und dieser Freiraum anderweitig genutzt werden kann.

Die Anlageschulter kann bei beiden Lagerungsvarianten auf einfache Weise durch einen Sprengring gebildet sein, der in einer an der Antriebswelle ausgebildeten koaxialen Umfangsnut angeordnet ist. Auch kann im Lagerkörper eine Gleitlagerbuchse angeordnet sein. Diese kann zweigeteilt sein, so, dass scheibenwischerseitig ein Gleitlagerbuchsenteil und in dem dem Scheibenwischer abgewandten Endbereich des Lagerkörpers der andere Gleitlagerbuchsenteil angeordnet ist. Der zwischen diesen ausgebildete Ringspalt kann mit einem Schmiermittel ausgefüllt sein, das zugleich auch einen Korrosionsschutz bietet.

Bei der Anordnung einer Lagerbuchse im Lagerkörper ist es zweckmäßig, die scheibenwischerseitige Stirnfläche des Lagerkörpers mit einer Scheibe abzudecken, die als Abstützfläche für die Druckfeder dient. Durch diese Maßnahme wird verhindert, dass diese die Lagerbuchse in axialer Richtung dauerhaft beaufschlagt.

Bei der alternativen Lösung mit einer zweiteiligen Antriebswelle ist der an dem dem Scheibenwischer abgewandten Ende angeordnete (Arretierungs-) Anschlag für den inneren Wellenteil vorteilhaft durch einen im Wellenschaft ausgebildeten Absatz mit einer schwinghebelseitigen koaxialen Anlageschulter gebildet, an der ein mit dem inneren Wellenteil in Eingriff stehender Sprengring anliegt. Letzterer ist in einer koaxialen Umfangsnut im Endbereich des inneren Wellenteils angeordnet.

Die Drehfestigkeit des inneren Wellenteils wird auf einfache Weise durch eine im Wellenteil in axialer Richtung ausgebildete Nut und eine in diese eingreifende Passfeder oder einen eingreifenden Stift hergestellt, die bzw. der am Wellenschaft angeordnet ist.

Die Nut muss dabei scheibenwischerseitig über die Passfeder bzw. den Stift wenigstens um den Betrag des vorbestimmten maximalen Deformationsweges ausgedehnt sein, damit eine Verschiebung des inneren Wellenteils in den Wellenschaft hinein bzw. auf die Fahrzeugkarosserie zu möglich ist.

Zum Abstützen des inneren Wellenteils gegenüber dem Wellenschaft durch die Druckfeder kann anstelle eines Sprengringes, insbesondere in Verbindung mit einer Scheibe, auch eine Anlageschulter ausgebildet sein, die durch einen Wellenteilabschnitt größeren Durchmessers auf der Seite des Scheibenwischers gebildet ist.

Beide alternativen Lagerungen sind mit einer deformierbaren Schutzkappe, vorzugsweise aus Stahlblech, versehen, die das Antriebswellenlager vor direktem Feuchtigkeitseinfluss, insbesondere von Spritz- und Regenwasser, aber auch vor Verschmutzung schützt. Diese Schutzkappe ist jeweils an der Antriebswelle bzw. dem inneren Wellenteil zwischen dem dem Scheibenwischer zugewandten Ende der jeweiligen Druckfeder und dem Scheibenwischer drehfest und dichtend angeordnet und umschließt sowohl die Druckfeder als auch den scheibenwischerseitigen Endbereich des Lagerkörpers.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen im Schnitt:
1: eine aufprallweiche Lagerung einer Antriebswelle in einem Wischerwellenlager einer Scheibenwischeranlage eines Kraftfahrzeugs,
2: die deformierte Lagerung infolge eines Aufpralls,
3: eine aufprallweiche Lagerung einer zweiteiligen Antriebswelle in einem Wischerwellenlager und
4: die deformierte Lagerung infolge eines Aufpralls.
In 1 ist eine aufprallweiche Lagerung einer Antriebswelle 1 mit einem an dieser angeordneten Wischerarm 2 eines Scheibenwischers an einem Kraftfahrzeug dargestellt, wobei der Wischerarm 2 im Querschnitt gezeigt und dessen Befestigung nicht weiter dargestellt ist. Die Antriebswelle 1 ist in einem Lagerkörper 3 mit einer in diesem drehfest angeordneten zweiteiligen (Gleit-)Lagerbuchse 4 aufgenommen, der über eine Befestigungslasche 5 und ein Befestigungselement 6 an der Fahrzeugkarosserie festgelegt ist. Die Antriebswelle 1 ist antriebseitig mit einem an einem Antriebsgestänge angelenkten Schwinghebel 7 fest verbunden und weist wischerarmseitig eine Anlageschulter 8 auf, die durch einen radial geschlitzten Sprengring 9 gebildet ist, der in einer an der Antriebswelle 1 ausgebildeten koaxialen Nut 10 angeordnet ist. Am Sprengring 9 ist lagerkörperseitig eine Scheibe 11 und an der wischerarmseitigen Stirnfläche des Lagerkörpers 3 eine Scheibe 12 angeordnet, die jeweils als Widerlager für eine die Antriebswelle 1 koaxial umgebende Druckfeder 13 dienen. Durch diese Druckfeder 13 und den an der antriebseitigen Stirnfläche des Lagerkörpers 3 gleitbar anliegenden Schwinghebel 7 ist die Antriebswelle 1 in axialer Richtung fixiert. Der von der Druckfeder 13 umgebene Bereich der Antriebswelle 1 ist durch eine deformierbare Schutzkappe 14 aus Stahlblech umschlossen, die zwischen dem Sprengring 9 und dem Wischerarm 2 drehfest und dicht mit der Antriebswelle 1 verbunden ist. Die Schutzkappe 14 umschließt den scheibenwischerseitigen Endbereich des Lagerkörpers 3 einschließlich der Scheibe 12 im geringen Abstand, wobei der untere Rand der Schutzkappe 14 gegen einen an der Stirnfläche des Lagerkörpers 3 durch einen Absatz ausgebildeten Rand 15 gerichtet ist. Der Lagerkörper 3 mit der Antriebswelle 1 ist im Bereich des Wasserkastens unterhalb des frontscheibenseitigen Endbereiches einer Fronthaube 16 angeordnet.
Wird die Fronthaube 16 bei einem Aufprall durch eine stoßartige Aufprallkraft beaufschlagt und dabei gegen den Wischerarm 2 und die Antriebswelle 1 gedrückt und deformiert, wird letztere ebenfalls in axialer Richtung beaufschlagt. Übersteigt dabei die an der Antriebswelle 1 wirksame Aufprallkraft die Federkraft der Druckfeder 13, wird diese durch die Antriebswelle 1 unter Energieabbau zusammengedrückt, und die Antriebswelle 1 wird im Lagerkörper 3 axial in Richtung auf die Fahrzeugkarosserie verschoben. Bei diesem Vorgang stößt die Schutzkappe 14 mit ihrem unteren Rand auf den Rand 15 am Lagerkörper 3 und wird ebenfalls deformiert. 2 zeigt die Lagerung nach einem Aufprall.
In 3 ist eine alternative aufprallweiche Lagerung gezeigt. Bei dieser ist die Antriebswelle 20 zweiteilig ausgebildet und besteht aus einem hohlzylindrischen Wellenschaft 21 und einem drehfest mit diesem verbundenen und einen Wischerarm 22 tragenden inneren Wellenteil 23, wobei der Wellenschaft 21 drehbar in einem mit einer Lagerbuchse 24 versehenen und an der Fahrzeugkarosserie festgelegten Lagerkörper 25 angeordnet ist. Der Wellenschaft 21 ist antriebsseitig fest mit einem an einem Antriebsgestänge angelenkten Schwinghebel 26 verbunden, der drehbar an der antriebseitigen Stirnfläche des Lagerkörpers 25 anliegt, und ist wischerarmseitig vermittels eines Sprengringes 27 und einer Scheibe 28 an der wischerarmseitigen Stirnfläche des Lagerkörpers 25 in axialer Richtung fixiert. Am inneren Wellenteil 23 ist wischerarmseitig durch einen Wellenabsatz eine Anlageschulter 29 ausgebildet. Zwischen dieser und der wischerarmseitigen Stirnfläche des Lagerkörpers 25 ist eine Druckfeder 30 koaxial am inneren Wellenteil 23 angeordnet, die diesen gegenüber dem Wellenschaft 21 abstützt. Der innere Wellenteil 23 ist an seinem dem Wischerarm 22 abgewandten Ende in axialer Richtung durch einen Anschlag arretiert, der durch eine im Wellenschaft 21 ausgebildete und schwinghebelseitige ringförmige Anlageschulter 35 gebildet ist und an dem ein mit dem inneren Wellenteil 23 in Eingriff stehender Sprengring 36 anliegt. Die Drehfestigkeit des inneren Wellenteils 23 ist durch eine in diesem in axialer Richtung ausgebildete Nut 31 und eine mit dieser in Eingriff stehende und am Wellenschaft 21 angeordnete Passfeder 32 hergestellt, wobei die Nut 31 nach der Seite des Wischerarms 22 zu so weit ausgedehnt ist, dass ein ausreichender Verschiebeweg für den inneren Wellenteil 23 im Wellenschaft 21 gegeben ist.
Wie bei der vorbeschriebenen Lagerung nach 1 und 2 ist der von der Druckfeder 30 umgebene Bereich des inneren Wellenteils 23 durch eine deformierbare Schutzkappe 33 aus Stahlblech umschlossen, die zwischen der Anlageschulter 29 und dem Wischerarm 22 drehfest und dicht mit dem inneren Wellenteil 23 verbunden ist und die den wischerarmseitigen Endbereich des Lagerkörpers 25 einschließlich des Sprengringes 27 und der Scheibe 28 im geringen Abstand umschließt und dabei gegen einen an der Stirnfläche des Lagerkörpers 25 durch einen Absatz ausgebildeten Rand 37 gerichtet ist.
Wird die Fronthaube 16 bei einem Aufprall durch eine stoßartige Aufprallkraft beaufschlagt und dabei gegen den Wischerarm 22 und die Antriebswelle 20 gedrückt und deformiert, werden die Druckfeder 30 unter Energieabbau zusammengedrückt und der innere Wellenteil 23 in den Wellenschaft gedrückt, wenn die Federkraft der Druckfeder 30 durch die noch wirksame Aufprallkraft überschritten wird. Auch die Schutzkappe 33 wird, wie bei der vorstehend beschriebenen Ausführung, deformiert. 4 zeigt die Lagerung nach einem Aufprall.

1: Antriebswelle
2: Wischerarm
3: Lagerkörper
4: Lagerbuchse
5: Befestigungslasche
6: Befestigungselement
7: Schwinghebel
8: Anlageschulter
9: Sprengring
10: Nut
11: Scheibe
12: Scheibe
13: Druckfeder
14: Schutzkappe
15: Rand
16: Fronthaube
20: Antriebswelle
21: Wellenschaft
22: Wischerarm
23: Wellenteil
24: Lagerbuchse
25: Lagerkörper
26: Schwinghebel
27: Sprengring
28: Scheibe
29: Anlageschulter
30: Druckfeder
31: Nut
32: Passfeder
33: Schutzkappe
34: Rand
35: Anlageschulter
36: Sprengring
37: Rand

Claims

Aufprallweiche Lagerung einer Antriebswelle eines Scheibenwischers an einem Fahrzeug, mit einem fahrzeugfesten Lagerkörper und mit einer an der Antriebswelle angeordneten Anlageschulter zur lagerkörperseitigen Abstützung derselben in axialer Richtung, wobei die Antriebswelle bei einer Stoßbelastung in axialer Richtung verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Anlageschulter (8) und dem Lagerkörper (3) eine Druckfeder (13) koaxial zur Antriebswelle (1) angeordnet ist.
Aufprallweiche Lagerung einer Antriebswelle eines Scheibenwischers an einem Fahrzeug, mit einem fahrzeugfesten Lagerkörper und mit einer an der Antriebswelle angeordneten Anlageschulter zur lagerkörperseitigen Abstützung derselben in axialer Richtung, wobei die Antriebswelle bei einer Stoßbelastung in axialer Richtung verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (20) zweiteilig ausgebildet ist und aus einem drehbar im Lagerkörper (25) angeordneten hohlzylindrischen Wellenschaft (21) und einem drehfest in diesem angeordneten und den Scheibenwischer (22) tragenden inneren Wellenteil (23) besteht, wobei der Wellenschaft (21) am Lagerkörper (25) in axialer Richtung fixiert ist, und dass die Anlageschulter (29) in dem dem Lagerkörper (25) abgewandten Bereich des inneren Wellenteils (23) ausgebildet ist und dieser (23) durch eine zwischen der Anlageschulter (29) und dem Wellenschaft (21) angeordnete Druckfeder (30) gegenüber dem Wellenschaft (21) abgestützt ist.
Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlageschulter (8) durch einen Sprengring (9) gebildet ist, der in einer an der Antriebswelle (1) ausgebildeten koaxialen Nut (10) angeordnet ist.
Lagerung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Lagerkörper (3) scheibenwischerseitig eine Lagerbuchse (4) drehfest angeordnet ist.
Lagerung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass an der scheibenwischerarmseitigen Stirnfläche des Lagerkörpers (3) eine Scheibe (12) angeordnet ist, auf der die Druckfeder (13) abgestützt ist.
Lagerung nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenbereich, in dem die Druckfeder (13) angeordnet ist, von einer deformierbaren Schutzkappe (14) umgeben ist, die scheibenwischerseitig dicht und drehfest mit der Antriebswelle (1) verbunden ist und lagerkörperseitig den scheibenwischerseitigen Endbereich des Lagerkörpers (3) koaxial umschließt.
Lagerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Wellenteil (23) an dem dem Scheibenwischer abgewandten Ende in axialer Richtung durch einen Anschlag arretiert ist, der durch eine im Wellenschaft (21) schwinghebelseitig ausgebildete ringförmige Anlageschulter (35) gebildet ist und an dem ein mit dem inneren Wellenteil (23) in Eingriff stehender Sprengring (36) anliegt.
Lagerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehfestigkeit des inneren Wellenteils (23) im Wellenschaft (21) durch eine im Wellenteil (23) in axialer Richtung ausgebildete Nut (31) und eine(n) mit dieser im Eingriff stehende, am Wellenschaft (21) angeordnete Passfeder (32) oder Stift hergestellt ist, wobei die Nut (31) nach der Seite des Scheibenwischers ausgedehnt ist, so dass eine Verschiebung des inneren Wellenteils (23) in den Wellenschaft (21) hinein ermöglicht ist.
Lagerung nach Anspruch 2 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlageschulter (29) für die Druckfeder (30) durch einen einen Wellenabsatz bildenden Wellenabschnitt größeren Durchmessers am inneren Wellenteil (23) ausgebildet ist.
Lagerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass am inneren Wellenteil (23) im Bereich des größeren Durchmessers eine deformierbare Schutzkappe (33) drehfest und dichtend angeordnet ist, die die Druckfeder (30) und den scheibenwischerseitigen Endbereich des Lagerkörpers (25) koaxial umschließt.
Lagerung nach Anspruch 6 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzkappe (33) aus Stahlblech gefertigt ist.